我國優(yōu)秀女子跳遠運動員助跑起跳技術三維運動學分析

田昌瑞

(浙江師范大學,浙江 金華 321004)

跳遠是一項歷史悠久、具有高技術要求的田徑項目。1988年,蘇聯(lián)運動員加琳娜·奇斯佳科娃創(chuàng)造了7.52 m的女子跳遠世界紀錄,這一成績30年來沒有人能打破。跳遠包括助跑、起跳、騰空、落地等4個階段。查閱國內(nèi)外文獻發(fā)現(xiàn),跳遠項目的關鍵技術主要體現(xiàn)在助跑速度、大腿間夾角、著地角、踏板速度、起跳速度、騰起角度、重心高度變化等運動參數(shù)上。現(xiàn)階段我國女子跳遠水平與世界級水平仍有很大差距,本文對2019年全國室內(nèi)田徑錦標賽總決賽女子跳遠前4名運動員起跳技術進行三維運動學分析,為我國女子跳遠運動員科學訓練提供指導及建議。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

2019年全國室內(nèi)田徑錦標賽總決賽女子跳遠決賽前4名,最好成績?yōu)?.36 m,最差成績?yōu)?.05 m,平均成績?yōu)?.22 m。其中,1人為國際健將,其余3人為運動健將。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

通過中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等檢索跳遠相關文獻了解女子跳遠現(xiàn)狀,為本研究提供理論支撐。

1.2.2 定點攝像測量法

在比賽現(xiàn)場用2臺SONY DCR-HC52E攝像機進行定點定焦拍攝(圖1),預先在比賽場地采用PEAK三維標定框架進行三維坐標標定,2臺攝像機架設在高約4 m的看臺上,分別位于跑道左右兩側,主光軸夾角約110°,拍攝頻率為50場/s。

圖1 女子跳遠比賽運動技術定點拍攝示意

1.2.3 三維錄像解析法

選擇運動員2次最好成績的試跳動作圖像,使用德國SIMI°Motion 8.0運動解析系統(tǒng)對其進行解析,采用Hanavan人體模型合成重心,解析后的原始數(shù)據(jù)采用低通濾波的方法進行平滑,截斷頻率為6 Hz。

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計法

使用SPSS 21軟件對運動員的關鍵技術相關參數(shù)進行處理。

2 結果與分析

2.1 跳遠起跳技術階段劃分

跳遠由助跑、起跳、騰空和落地等4個技術動作構成,決定跳遠成績好壞的關鍵因素在于助跑階段獲得的速度和起跳技術。目前,國內(nèi)外對跳遠運動技術的研究主要集中在助跑和起跳階段,對騰空和落地階段的研究較少,因為騰空和落地技術動作對跳遠成績的影響相對較小。本文著重研究跳遠助跑與起跳階段的運動技術。

根據(jù)國內(nèi)外文獻,可以將跳遠助跑與起跳過程劃分為倒2步階段、倒1步階段、著板緩沖階段、蹬伸起跳階段。

2.2 助跑階段步長與速度變化

優(yōu)秀跳遠運動員助跑最后2步的步長與身體條件及運動技術特點密切相關,應根據(jù)跳遠運動員的特點而定。錢鐵群[1]研究表明,若想有效利用助跑獲得的初速度,需減少助跑最后2步的步長差,步長差值一般在10～25 cm,最佳值在10～15 cm。我國女子跳遠運動員倒2步步長平均值為2.15 m,倒1步步長平均值為2.08 m,步長差平均值為0.14 m,符合10～15 cm的范圍,說明我國女子跳遠運動員倒2步與倒1步步長差已達到世界優(yōu)秀運動員水平。但在步長上,世界優(yōu)秀女子跳遠運動員倒2步與倒1步步長分別為2.32 m和2.24 m,均與我國運動員有非常顯著性差異。在步長比例上,只有陳水清倒1步步長大于倒2步步長,其余均為倒2步步長大于倒1步步長。這主要是運動員在倒2步階段通過增加步長加快了水平速度,在之后的倒1步階段縮短了步長,是起跳腿快速放腿準備起跳所形成的一種特定的技術動作[2]。也有研究[3]認為,倒2步階段身體重心下降從而為起跳做好充分準備,減小最后一步步長可以減少著地點與身體重心投影點的距離,使髖部和身體重心快速移過支撐點,從而快速放腳起跳,減小向后的反作用力,有利于助跑與起跳之間的銜接。

助跑速度對跳遠運動員取得優(yōu)異運動成績具有重要作用。跳遠運動員的助跑技術可劃分為2種:一種是充分發(fā)揮速度能力,起跳前使助跑速度達到最大,實現(xiàn)加速上板起跳的效果;另一種是運動員在助跑最后階段控制速度,使其保持在一個合適的范圍,從而為起跳做好準備,騰起時獲得較大的垂直分速度和騰起角度。運動員采用哪種方式,需根據(jù)自己的特點和技術選擇。統(tǒng)計可知,我國女子跳遠運動員助跑倒2步階段的平均速度為9.79 m/s,倒1步階段平均速度為9.44 m/s,8次試跳倒2步階段速度均大于倒1步階段。可見,在助跑速度上我國女子跳遠運動員與世界優(yōu)秀運動員有一定差距。

2.3 踏板瞬間水平速度

運動員起跳腿踏板瞬間的身體水平速度是判斷助跑與起跳銜接好壞的重要指標之一。統(tǒng)計顯示,我國優(yōu)秀女子跳遠運動員踏板瞬間水平速度平均值為(8.70±0.18) m/s。其中,最大值為許小令第1次試跳(8.96 m/s),最小值為杜佳妮第3次試跳(8.46 m/s)。世界優(yōu)秀女子跳遠運動員踏板瞬間水平速度平均值為(9.57±0.47) m/s[4],二者相差0.87 m/s,存在非常顯著性差異。這說明我國女子跳遠運動員助跑速度與世界優(yōu)秀運動員助跑速度存在很大差距。大多數(shù)教練員認為,相對于減少速度損失率,提高助跑絕對速度是一個較為艱難且漫長的過程,更傾向于將訓練重點放在如何減少速度損失率上,從而保證起跳時的水平速度。但如果一味地減小速度損失率而不加強絕對速度訓練,效果可能適得其反,因為起跳會不可避免地損失水平速度,這一點已經(jīng)得到公認。

跳遠運動員在起跳階段的速度損失率對起跳時的水平速度、垂直速度和騰起角度都會造成影響。運動員離板瞬間的水平速度和垂直速度決定了騰起速度和騰起角度,而垂直速度的大小又依賴于水平速度的損失,所以,水平速度損失率無法反映起跳效果的好壞。訓練時,不能僅僅注重減小速度損失率,更重要的是提高助跑絕對速度的能力。

2.4 起跳階段大腿間夾角、著地角、蹬地角和扇面角

起跳階段積極主動的上板動作對跳遠助跑與起跳起重要的銜接作用。上板動作與起跳腿和擺動腿的運動效應緊密相連。上板瞬間兩大腿間夾角是衡量擺動腿擺動積極程度和擺動時機的指標之一。擺動腿擺動越積極,起跳腿下壓就越積極,從而形成較小的大腿夾角。兩大腿之間距離越短,身體重心位置就會越高越向前,擺動腿放腳的距離縮短,從而減少緩沖過程,加快上板速度。我國女子跳遠運動員上板瞬間的大腿間夾角均值為48.21°,大于世界優(yōu)秀女子跳遠運動員的平均水平(43°),說明我國女子跳遠運動員上板時擺動腿擺動不積極,影響了起跳動作幅度。

起跳腳著地瞬間著地角增大,阻力減小,助跑的速度損失減小,隨著身體重心向前移動,運動員從踏板到離板的速度利用率會增加;而著地角減小,水平速度的損失會增加,加大起跳腿著板瞬間的沖擊負荷,不利于運動員動用腿部力量,容易造成下肢關節(jié)或肌肉損傷。

我國女子跳遠運動員起跳階段著地角平均值為65.45°±2.8°,符合費爾歇模式(64°～69°)的要求。研究表明,優(yōu)秀女子跳遠運動員著地角在55°～68°,我國女子跳遠運動員的2次試跳均處于此范圍內(nèi),說明我國女子跳遠運動員起跳階段的著地角接近世界優(yōu)秀運動員。

優(yōu)秀女子跳遠運動員的蹬地角為63.5°～74.7°,人體重心的投影點在支撐腳前0.25～0.31 m的位置。一定范圍內(nèi)增加蹬地角可以縮短緩沖時間,使運動員起跳時獲得較大的垂直速度,從而產(chǎn)生較大的騰起角。我國優(yōu)秀女子跳遠運動員蹬地角的平均值為71.81°±2.64°,處于63.5°～74.7°的范圍內(nèi),說明我國優(yōu)秀女子跳遠運動員的蹬伸技術已達到優(yōu)秀水平。這有利于增加運動員的騰起角與騰空階段的飛行距離。

優(yōu)秀的起跳技術主要取決于起跳腿積極主動的著地,使身體重心快速向前移動,從而快速蹬伸完成起跳動作。研究[5]表明,在騰起角不變的情況下,助跑速度每提高0.7 m/s會減少0.03 s的起跳時間,著地角會增加6°,蹬地角會增加2°,扇面角會減小8°。因此,減小扇面角并縮短起跳時間是提高跳遠成績的重要途徑。我國優(yōu)秀女子跳遠運動員起跳階段的扇面角平均值為42.74°±3.19°,處于費爾歇模式范圍(28°～43°)內(nèi),但接近臨界值。這說明我國優(yōu)秀女子跳遠運動員還需加強起跳緩沖及蹬伸能力練習。

2.5 離板瞬間運動員重心速度及騰起角

在跳遠4個階段中,起跳是最重要、最復雜的。運動員需在盡量少損失水平速度的情況下獲得較大的垂直速度,從而獲得較大的騰起速度和騰起角。世界一流跳遠運動員大多通過快速、積極的助跑、著板和起跳獲得較大的水平速度。世界優(yōu)秀女子跳遠運動員起跳瞬間水平速度均值為(8.09±0.24) m/s,垂直速度為(3.10±0.3) m/s,騰起速度為(8.67±0.16) m/s。我國優(yōu)秀女子跳遠運動員起跳瞬間水平速度平均值為(7.82±0.24) m/s,與世界優(yōu)秀運動員有顯著性差異。垂直速度平均值為(2.59±0.25) m/s,騰起速度為(8.24±0.2) m/s,與世界優(yōu)秀運動員有非常顯著性差異,說明我國優(yōu)秀女子跳遠運動員的起跳能力不足。分析發(fā)現(xiàn),許小令第1次試跳起跳瞬間水平速度為8.20 m/s,超過世界優(yōu)秀運動員平均水平(8.09 m/s),但垂直速度(2.51 m/s)又遠低于世界優(yōu)秀運動員的平均水平(3.10 m/s)。陳水清第6次試跳的垂直速度高于世界優(yōu)秀選手平均水平,但水平速度遠低于世界優(yōu)秀選手平均水平。這說明我國女子跳遠運動員的起跳技術發(fā)展不平衡,在獲得較高水平速度時無法保證垂直速度,而獲得較高的垂直速度時水平速度又無法達到要求。提高我國女子跳遠運動員的絕對速度及腿部蹬伸力量,從而保證起跳時可以獲得較大的騰起速度,是我國教練員安排訓練的重點。

騰起角是指騰起瞬間身體重心的騰起方向與水平面的夾角。跳遠運動員的騰空距離主要由騰起角與騰起速度決定。研究表明,世界優(yōu)秀女子跳遠運動員騰起角為18°～24°。我國優(yōu)秀女子跳遠運動員騰起角均值為18.33°±2.03°。分析發(fā)現(xiàn),垂直速度越大的選手騰起角度越大,雖然我國女子跳遠運動員騰起角達到18°～24°的范圍要求,但騰起速度與世界優(yōu)秀運動員存在差距,導致騰空距離不足。平衡地增加騰起角與騰起速度是今后訓練的重點。

2.6 起跳時間參數(shù)

起跳時間是評價起跳技術的重要指標之一,可分為緩沖時間、轉化時間和蹬伸時間等3個部分。在緩沖時段,起跳腿落地緩沖時受到很大的支撐反作用力,水平方向上制動沖量較大從而減小水平速度,為保證最佳蹬伸時機,緩沖時間不宜過長。在轉化時段,起跳腿肌肉從退讓性工作轉為克制性工作,運動員身體重心在支撐點后方,地面對支撐點的反作用力也在支撐點后方。此階段蹬伸力量大,垂直速度迅速增加,延長此階段時間有利于有效增加起跳時的垂直速度。在蹬伸階段,腿部肌肉繼續(xù)做克制性工作,運動員重心移過支撐點上方,支撐反作用力的水平分力不產(chǎn)生水平制動沖量,適當增長此階段有利于達到良好的起跳效果。綜上,起跳3個階段的關系是:緩沖時間最短,轉化時間最長,蹬伸時間較短。我國優(yōu)秀女子跳遠運動員的起跳時間符合這一特征,說明在起跳時間上我國優(yōu)秀女子跳遠運動員已達到較高水平。

3 小 結

我國優(yōu)秀女子跳遠運動員助跑倒2步與倒1步步長已達到世界優(yōu)秀運動員水平,但在步長上還存在較大差距;著地角、蹬地角和扇面角均處于世界優(yōu)秀女子跳遠運動員的范圍區(qū)間,已達到世界級水平;踏板瞬間水平速度,起跳瞬間水平速度、垂直速度、騰起速度與世界優(yōu)秀女子跳遠運動員存在顯著差異,助跑速度與起跳技術也與其存在較大差距;騰起角度雖然處在優(yōu)秀運動員的區(qū)間范圍,但騰起速度較小導致騰空距離不足。今后訓練中需加強絕對速度與腿部蹬伸力量練習,而不是一味地提高速度利用率,確保運動員各方面均衡發(fā)展。