亚洲优秀男子三级跳远运动员关键技术环节运动特征的研究_三级跳远一级运动员标准

　　摘要：以亚洲男子三级跳远优秀运动员为研究对象，运用访谈法、生物力学测试法和数理统计法对他们的髋部运动技术特征进行研究，结果发现预摆阶段，髋带大腿的大幅度积极摆动，有利于减小重心下降幅度；缓冲阶段初期，以起跳侧髋为支撑，转动侧髋积极向下，减小了下肢支撑负荷；转换阶段摆动侧髋积极转动对提高垂直速度有重要作用，对水平速度的影响不大；蹬伸阶段转动腿髋摆动速度与腾起初速度高度相关，髋伸展运动对水平速度和垂直速度的提高有重要作用；建议起跳过程中增大髋关节的运动速度和动作幅度；转换过程中，应加强水平方向的摆动，提高水平速度利用率。
　　关键词：亚洲；优秀男子三级跳远运动员；关键技术；运动特征
　　中图分类号：G804.61
　　文献标识码：A
　　文章编号：1007—3612（2012）07—0137—04
　　三级跳远跨步跳具有承上启下的作用，髋周围附着大量的神经肌纤维组织，如何激发与利用髋部潜能是三级跳远项目的关键技术环节，对跨步跳髋部运动特征进行研究有助于提高训练水平。
　　1 研究对象与方法
　　1.1 研究对象研究对象为参加2011年5月在昆山举行的2011年亚洲田径大奖赛前六名运动员（表1）。
　　1.2 研究方法
　　1.2.1 生物力学测量法
　　1.2.1.1 高速录像在2011年5月在昆山举行的2011年亚洲田径大奖赛上对三级跳远技术动作进行了三维定点高速录像拍摄，拍摄前、后拍摄坐标框架和标尺，以PEAK框架为标准框架，拍摄频率为50帧/s；曝光时间为1/1000s；主光轴高度1.2m，两摄像机距离拍摄点为25m，主光轴间夹角约为100°。
　　1.2.1.2 录像解析法使用Ariel公司的APAS运动分析系统（美国）对收集到的资料进行量化处理，选用松井秀治人体模型，对预赛前六名运动员最好成绩的一跳技术进行解析，依据松井秀治人体模型的标准和研究的需要选取21个关节点，采用低通数字滤波法对原始数据进行平滑处理，平滑系数为6，获取所需的原始数据参数。
　　1.2.2 专家访谈法经过对从事三级跳远教学与训练的教练员、学者、科研人员及运动员进行交谈访问调查，广泛征求有关方面的意见。
　　1.2.3 数理统计法在P4计算机上，采用SPSS10.0软件对所获数据进行分析，主要有相关分析，差异性检验，常规处理等，文表中数值无特殊说明均为6名研究对象的平均值±标准差。
　　2 结果与分析
　　根据研究需要，对起跳过程中的3个阶段，4个时相和起跳前阶段进行讨论：1）把起跳着地腿着地前的准备阶段称为预摆阶段；2）着地到最小屈膝角称为缓冲阶段；3）最小屈膝角到重心投影点通过支撑点称为转换阶段（前支撑阶段）；4）身体重心垂直投影点通过脚支撑点正上方到起跳脚蹬离地面称为蹬伸阶段。水平髋轴角、垂直髋轴角、环转髋轴角具体情况见图1。
　　2.1 预摆阶段运动特征分析
　　2.1.1 髋部角度运动特征摆动落地时垂直髋轴角速度角度变化较小，但角速度大（表2），有利于提前动员激活相应的运动神经肌肉系统，三级跳远运动是一个远度项目，应尽可能在水平方向上获得更长的距离，运动技术都是为了获得水平方向的运动速度服务的，因此制约了其它方向上的运动，而这种运动又是完成起跳的必要技术；另一方面，髋的解剖学结构制约了髋的相对运动，这种形式的运动从环节运动的角度来讲，是由于摆臂、摆腿及躯干相互作用引起的，运动时躯干背部肌群紧张性收缩，腹部的腹内斜肌和腹外斜肌等肌肉群的发力，形成相对固定的刚体结构，同时摆动腿侧髋相对固定，由臀大肌用力，髂腰肌相对放松，引起着地腿侧髋相对运动，实现了摆动着地技术，支撑腿侧髋部肌肉群在转动侧髋的相对固定下做远固定用力收缩，大腿的积极下摆主要以大腿后部肌群的主动用力来实现。
　　2.1.2 髋部线性运动特征预摆阶段由于以髋部为主体中心用力，神经肌肉兴奋性提高，引起躯干的大肌肉群随意收缩而做功。由表3的统计数据可以看出，着地前支撑腿侧髋已经获得了较大的速度，髋向下运动速度大于了重心的运行速度；起跳侧髋垂直向下的运动速度高于转动侧髋速度，使起跳腿充分伸展，有利于着地腿积极下摆着地，使着地点接近身体重心的投影点；左右侧髋的向下运动速度也高于重心的速度，有利于伸展上体，提高重心高度，减小冲击力量，提高转换速度，缩短转换时间。
　　2.1.3 髋部运动对着地技术的影响起跳前的支撑腿摆动速度与着地角、两大腿夹角有显著的相关关系（表4），说明着地腿快速的前摆可以加快着地起跳，增大着地角度；从两大腿下摆前的夹角和着地腿摆动速度的关系来看腾空过程中保持着地腿下摆前的高抬对提高着地起跳速度有利。
　　预摆阶段支撑腿摆动速度与重心的高度、支撑髋角、重心下降高度有较大的相关。摆动的角速度越快，着地时下肢伸展越充分，重心下降高度在一定空间范围内相对越小，下降高度和摆动角速度呈现较大的负相关。
　　支撑腿摆动速度和支撑髋角有高度的相关关系，由于以髋为中心发力带动下肢积极摆动着地进一步提高支撑腿摆动角速度，有利于爆发性用力。运动员着地时大腿的下摆速度加快，起跳着地节奏性好，有利于收到良好的起跳效果。
　　2.2 缓冲阶段运动特征分析
　　2.2.1 髋部角度运动特征缓冲阶段髋的水平髋轴在水平方向上和垂直方向上运动角速度比较快（表5），而在前后转动的速度相对环转速度较慢，垂直方向上的速度快于水平方向上的运动速度，但没有显著的差异。可以看出着地缓冲阶段髋部的相对运动做向下方和向前方运动为主的运动，这是和髋关节的解剖学结构和运动学需要相匹配的一种运动形式。
　　缓冲阶段，支撑腿充分伸展着地，使下肢制动，支撑腿的伸展肌肉群被迫牵拉，做离心性退让性收缩，承担着地时的冲击负荷。同时，影响了支撑腿侧躯体的运动，对支撑髋有一定的制动，导致支撑侧髋运动速度减小。由于髋部解剖学结构的特殊性，作为球窝关节，有多个运动自由度；根据动量守恒和动量传递定理，由于支撑髋侧的制动，使运动的动量减小，而转动侧由于是相对运动环节，制动侧的动量向转动侧传递，从而使转动侧的髋加速运动。在腾空着地过程中，人体的惯性动量的方向是斜下方的运动，动量的传递具有方向一致性，因此，产生了以垂直向下和水平向前的高速运动，上体的高速运动，使得髋轴向前的运动，左、右髋的相对位置发生改变，改变了运动动作。 　　2.2.2 髋部线性运动特征缓冲阶段髋关节的线性速度可以看出（如表6），着地侧髋水平速度低于转动侧髋速度，转动侧髋在水平方向的快速运动为着地时快速超越支撑侧进入起跳转换阶段奠定了基础；支撑侧对原动肌固定有利于形成原动肌收缩的有利姿势，发挥原动肌的作用、保持较高向前运动速度、减小重心速度损失量。垂直方向上支撑侧髋也低于转动侧的运动速度，由于支撑腿的积极着地，形成了对支撑侧髋制动，降低了运动速度。摆动腿积极摆动处于无对抗负荷状态，使转动侧髋加速向下方运动，减小支撑腿的承受负荷，起到对高负荷的缓冲作用，有利于更好的控制起跳节奏，取得较好的起跳效果。
　　2.2.3 髋部运动对缓冲技术的影响膝关节角度与垂直髋轴角、髋角、膝关节垂直速度及转动髋垂直向下的运动速度有较大的相关关系。体现出缓冲阶段在一定范围内髋轴向下的转动角度越大，膝角相对越大，缓冲角度越小。虽然膝角与髋角有较大的相关性（r=0.730），但膝关节的角速度却与髋角相关性特别小（r=0.256）。可以推断出，在缓冲过程中髋的屈曲运动缓冲作用不大，与其他学者研究结果相一致。而膝角与膝角速度与膝关节向下摆动速度和转动髋垂直下转动速度有较大的相关关系，快速大幅度的摆动髋腿有利于增大膝关节角度，可以推断转动侧的下转起到一定的缓冲功能，髋膝水平运动与膝关节的相关关系不大，我们认为在缓冲过程中起的作用不太大。而髋膝水平向前运动速度与缓冲时间呈现较大的负相关关系，较高的水平速度有利于缩短缓冲时间。水平速度与速度损失有较大的相关关系，水平速度越大，速度损失越大。
　　2.3 转换阶段运动特征分析
　　2.3.1 髋部角度运动特征转换阶段髋轴水平髋轴角为（2.650±0.428）°，垂直髋轴角为（-1.021±0.192）°，环转髋轴角为（1.123±0.896）°，幅度变化小。髋在水平方向上的转动速度显著性的高于垂直方向上运动速度，大于髋的环转速度（表7），因此我们认为这个阶段是以水平方向运动处于主导地位。从垂直角速度变化来看，转动侧已经开始向上方运动，垂直髋轴角速度由向下缓冲阶段的（142.041±13.211）°/8，转化为垂直向上的（49.453±4.122）°/s。髋垂直方向的运动在转换阶段对运动技术动作的改变起到重要作用；从环转髋轴角速度对比可以看出，基本上保持向前的转动速度。
　　2.3.2 髋部线性运动特征转换阶段末期，转动髋和支撑髋都已经具有了一定的垂直运动速度（表8），从运动学角度来看，这一阶段由于身体重心处于支撑点近垂直上方位置，髋关节相对运动引起的加速度效果大，同时，转动髋大肌肉群主动做功，机体的化学能转化为机械动能，储备了一定的起跳动量，获得垂直运动速度，为取得较好起跳效果做好了准备。
　　2.3.3 髋部运动对转换技术的影响转动髋水平方向上的运动幅度影响到膝关节的屈曲度，向前大幅度的运动有利于膝关节伸展，快速进入蹬伸阶段；而摆动腿膝关节快速的摆动制约支撑腿膝关节角度，影响膝关节的伸展，有利于激活支撑腿大运动单位，增大爆发力，对重心获得较高的垂直速度有利，但对水平速度的提高影响不大。转换阶段髋部肌肉群发力起到积极作用，由于髋部大肌肉群主动用力，收缩力量较大，它承受的负荷较膝关节又小，表现出较大的外部力量，带动摆动腿积极垂直上摆，制约了膝关节的伸展运动；对重心获得垂直向上腾起初速度有特别大的作用，转换阶段身体重心已经获得了45.3%的垂直速度。可见转换阶段一个重要任务是通过积极的摆动获得较大的垂直向上的起跳速度。
　　2.4 蹬伸阶段运动特征分析
　　2.4.1 髋部角度运动特征起跳离地阶段支撑腿的较大髋角与两大腿夹角形成较大起跳摆动姿势，水平髋轴角转动角速度为（288.72±14.52）°/s；垂直髋轴转动角速度为（165.271±21.351）°/s，环转髋轴角速度为（74.441±5.639）°/s，转动侧髋在起跳方向上快速度大幅度的运动，带动躯体向腾越方向运行。与此同时，躯干与水平地面的夹角开始由大变小，继而增大，是由于蹬伸开始阶段加速摆臂带动躯干上部向前运动。
　　2.4.2 髋部线性运动特征蹬伸阶段重心垂直运动速度为（2.305±0.315）m/s，躯体获得了较大的垂直运动速度，髋部大肌肉群主动发力，带动摆动腿快速摆动，储备了大的运动动量。起跳蹬伸中髋水平速度为（8.402±0.489）m/s，转动侧髋的速度达到（8.762±0.489）m/s，超过了重心水平运动速度，这可能是最后离地阶段髋部的急剧阵摆加速运动造成的结果；蹬伸过程中由于髋部扭转运动，使支撑腿侧髋积极向前运动，获取较高运动速度，转动侧髋以支撑侧腿的球窝关节为支点转动，在蹬伸阶段转动髋运动速度为（1.684±0.186）m/s，这种向支撑侧的偏转，有利于蹬伸力集中作用于身体重心，减小偏转角动量，提高蹬伸阶段的做功效率。统计数据可以看出，重心速度与转换阶段相对比提高1.262m/s，速度提高率为54.7%，可见，在起跳蹬伸过程中，髋运动对垂直速度的提高有重要作用。
　　2.4.3 髋部运动对蹬伸技术的影响髋角与膝角相关较大，与角速度及重心速度的相关性不大，与躯干角和速度的相关性较高（表11），说明髋角的变化对起跳的影响不大，但身体过度的前倾或后仰对提高速度都有不利影响，大幅度的蹬伸下肢各关节对髋起跳过程中发挥驱动作用是有利的。从与重心的相关关系来看，可以看出髋高速摆动对提高重心速度有促进作用。
　　3 结论与建议
　　3.1 结论1）预摆阶段，髋带大腿的大幅度积极摆动，有利于减小重心下降幅度，激活下肢的工作肌群，为着地做好准备。2）缓冲阶段初期，由于转动引起大腿后部肌肉群收缩，驱动躯体向前运动，起到远固定牵张作用，而后开始退让性收缩；以起跳侧髋为支撑，转动侧髋积极向下，减小了下肢支撑负荷，起到了缓冲作用；躯干屈伸运动引起的髋角变化缓冲作用不大。3）转换阶段摆动侧髋积极转动对提高垂直速度有重要作用，对水平速度的影响不大。4）蹬伸阶段转动腿髋摆动速度与腾起初速度高度相关，髋伸展运动对水平速度和垂直速度的提高有重要作用。
　　3.2 建议训练中应加强大腿后部肌肉群的训练，提高专项力量；起跳过程中注意增大髋关节的运动速度和动作幅度；转换过程中，应加强水平方向的摆动，提高水平速度利用率。

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