運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析及診斷第九章 跳躍運(yùn)動(dòng)技術(shù)的生物力學(xué)原理

1、河北師范大學(xué)體育學(xué)院趙 煥 彬l一、動(dòng)作時(shí)相劃分動(dòng)作時(shí)相劃分l助跑、起跳、騰空、落地l二、跳躍運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作結(jié)構(gòu)特點(diǎn)動(dòng)作結(jié)構(gòu)特點(diǎn)l跳躍運(yùn)動(dòng)按其動(dòng)作結(jié)構(gòu)為非周期運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。l三、跳躍運(yùn)動(dòng)技術(shù)的生物力學(xué)原理l（一）一） 助跑助跑l速度是田徑運(yùn)動(dòng)的核心，各項(xiàng)田徑技術(shù)，速度是關(guān)鍵因素，特別是跳躍運(yùn)動(dòng)。例如在影響跳遠(yuǎn)成績的各項(xiàng)因素中，助跑速度所起的作用已占70%。l助跑的任務(wù)是為了獲得最大的水平速度并為準(zhǔn)確踏板起跳創(chuàng)造條件。l.預(yù)備姿勢(shì)：助跑出發(fā)前的預(yù)備姿勢(shì)直接影響助跑的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。預(yù)備姿勢(shì)有兩種：站立式；走幾步或走跳步結(jié)合踩 上第一標(biāo)志點(diǎn)開始。l.設(shè)置標(biāo)志：設(shè)置標(biāo)志的目的，是為了作為跳完以后檢查助跑是否

2、正確的一種標(biāo)志。l.助跑距離的選擇：男子30-45米；女子25-35米。l踏跳前三四步的步長助跑最后三四步是從助跑到起跳過渡的階段，它直接關(guān)系到上板時(shí)的速度。對(duì)助跑最后幾步步長的看法因人而異。專家認(rèn)為，中等水平男子跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員助跑最后3步（尤其是最后兩步）的穩(wěn)定性對(duì)踏跳前的速度影響很大。最后3步差距越小，越能有效地減少踏跳前水平速度損失，有利干獲得較大的騰起初速度。步頻、步長的變化直接影響了踏板時(shí)人體質(zhì)心的l速度，最后一步步長也影響了人體質(zhì)心到跳板的距離。絕大多數(shù)運(yùn)動(dòng)員最后一步的步長比倒數(shù)第二步短。出現(xiàn)這種有規(guī)律的變化，不是運(yùn)動(dòng)員有意識(shí)的按照這樣的節(jié)奏跑，而是為了加快起跳腳踏板和準(zhǔn)備充分地起跳所

3、形成的自然動(dòng)作。l世界優(yōu)秀跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員倒四步步長情況：l4L=2.300.07、3L=2.390.13 2L=2.480.15 、 L=2.170.16。l踏跳分為著板、緩沖、蹬伸。踏跳是跳遠(yuǎn)技術(shù)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。踏跳的任務(wù)是在保持助跑速度的前提下，獲得盡可能大的騰起初初速度和適宜的滕起角。據(jù)研究，隨跳遠(yuǎn)成績的提高（6.80-8.30M），起跳的時(shí)間由0.13-0.11S。運(yùn)動(dòng)員在高速助跑情況下，通過準(zhǔn)確、快速、強(qiáng)有力地踏跳使人體總重心的總動(dòng)量發(fā)生急劇變化，l從而獲得必要的騰空初速度和適宜的騰起角度，以達(dá)到盡可能大的跳遠(yuǎn)距離。踏跳動(dòng)作過程包括踏跳腳踏上跳板階段、踏跳腿緩沖支撐階段、踏跳腿蹬伸階段

4、。l1著板l根據(jù)起跳技術(shù)的階段劃分，起跳的第一階段是起跳腳踏上跳板。著板時(shí)人體質(zhì)心位置會(huì)影響起跳效果，其標(biāo)志是著板角和人體質(zhì)心到支撐點(diǎn)的距離。l著板角是指人體著地時(shí)其重心與支撐點(diǎn)的聯(lián)線同地面所成的夾角，它反映了著地時(shí)人體重心位置的情況。有人認(rèn)為，著板角增大，阻力減小，損失速度減少，隨著身體重心向前迅速移動(dòng)，從而踏跳時(shí)速度的損失率減少，嚴(yán)格地說，著板角僅代表著地時(shí)人體的重心位置，不能完全反映著地時(shí)人體的狀態(tài)。因?yàn)橹貢r(shí)的人體狀態(tài)是由人體的重心位置及重心速度構(gòu)成。l2 緩沖l綴沖支撐對(duì)踏跳支撐階段的研究在測(cè)力臺(tái)出現(xiàn)之前，主要集中在起跳腿的緩沖（用、軀干傾角及擺動(dòng)動(dòng)作對(duì)起跳效果的影響上面。金嘉納（1

5、981）提出跳遠(yuǎn)起跳時(shí)的緩沖幅度是一個(gè)評(píng)定緩沖能力和起跳技木的指標(biāo)。緩沖能力是決定跳遠(yuǎn)起跳效果的重要因素。l波波夫給出了定量指標(biāo)：若要跳850860 m，須有 10.610.08 ms的助跑速度，騰空角 1920，屈膝緩沖角為143左右。國內(nèi)外學(xué)者相繼對(duì)不同水平運(yùn)動(dòng)員的起跳緩沖幅度做了研究所得結(jié)論不盡相同但一致強(qiáng)調(diào)緩沖的作用。l3 擺動(dòng)l擺動(dòng)腿屈膝前擺該階段也是踏跳的一個(gè)重要組成部分。以前人們對(duì)擺動(dòng)作用不大重視，未認(rèn)識(shí)到其重要作用。近年來測(cè)力臺(tái)的出現(xiàn)，高速攝影機(jī)的采用，使人們對(duì)擺動(dòng)作用有了新的認(rèn)識(shí)。擺動(dòng)腿擺動(dòng)腿和臂加速上擺和急速和臂加速上擺和急速“突停突?！笔翘ぬ际翘ぬ夹g(shù)的關(guān)鍵術(shù)的關(guān)鍵。從

6、起跳腳著板起，運(yùn)動(dòng)員須盡快地向前上方擺動(dòng)腿，這可增加垂直方向的速度；在擺擺動(dòng)腿的同時(shí)，要l突然終止擺臂動(dòng)作，以保持手臂的擺動(dòng)動(dòng)量轉(zhuǎn)移給起跳腿。蘇聯(lián)的丘巴跳腿的蹬伸才產(chǎn)生最大垂直分力。非常強(qiáng)調(diào)擺動(dòng)腿的擺動(dòng)作用（1980）。起跳腿踏地和蹬伸時(shí)，由于快速向前上方提起擺動(dòng)腿的膝部，雙臂制動(dòng)以把沖力轉(zhuǎn)移到起跳上面，起跳腿本身作用很小，只起到一種撐桿作用。擺動(dòng)腿和雙臂的制動(dòng)性擺動(dòng)，起跳腿的蹬伸才產(chǎn)生最大垂直分力。 l由此可見，擺動(dòng)動(dòng)作的作用是相當(dāng)大的。加大擺動(dòng)有助于提高人體的質(zhì)心位置，擺動(dòng)和蹬伸的協(xié)調(diào)配合是跳遠(yuǎn)枝術(shù)中所強(qiáng)調(diào)的。l問題：運(yùn)動(dòng)員在踏跳過程中，腿和問題：運(yùn)動(dòng)員在踏跳過程中，腿和臂應(yīng)如何擺動(dòng)，生物

7、力學(xué)意義如何臂應(yīng)如何擺動(dòng)，生物力學(xué)意義如何？踏跳階段踏跳力一時(shí)問曲線 （垂直方向）示意圖 l目前研究較多的是踏跳階段所得到的踏跳力時(shí)間曲線，所得到的垂直方向的曲線結(jié)構(gòu)見附圖。根據(jù)l測(cè)試曲線的形態(tài)，把跳遠(yuǎn)踏跳階段分力著地、緩沖和蹬伸3個(gè)時(shí)相，著地時(shí)相是指從起點(diǎn)O到第一峰值A(chǔ)，由起跳的沖擊作用產(chǎn)生，又稱打擊波，特點(diǎn)是力值大，時(shí)值?。痪彌_時(shí)相是指從A到B點(diǎn)的一段曲線，由著地腿的緩沖作用引起；lBCD段是蹬伸時(shí)相，C點(diǎn)為第二峰值，整個(gè)蹬伸階段的特點(diǎn)是時(shí)問長，力值小于打擊波，是主要用力瞬間。第一峰值與運(yùn)動(dòng)員上板時(shí)起跳腿大腿與水平面夾角呈正相關(guān)（r= 0.45，P 0.05），即運(yùn)動(dòng)員上板時(shí)，起跳腿積極前

8、伸下壓著地，有利于運(yùn)動(dòng)員送肢快速上板起跳，減少由于上板造成的水平速度下降。袁慶成等對(duì)數(shù)名男、女青年運(yùn)動(dòng)員的測(cè)試結(jié)果表明；“第二波峰值與成績呈正相關(guān)，l男：r0.094，p 0.01；女：r0.91回，P0.05。章碧玉（1990）對(duì)10名運(yùn)動(dòng)員（4名健將，2名一級(jí)，4名二級(jí)）測(cè)試結(jié)果表明：“第二峰值與成績的關(guān)系是r=0.731，P 0.01；波谷值與跳遠(yuǎn)成績呈密切正相關(guān)，r=0.609，P 0.01”說明運(yùn)動(dòng)員支撐能力越好，越有利于獲得較大的波谷值和較大的沖量值，從而獲得較大的垂直速度，進(jìn)而取得較好的成績” 。l壓力中心壓力中心:壓力中心是踏跳過程中腳對(duì)踏板的力的作用點(diǎn)。80年代初，蘇聯(lián)學(xué)者用

9、動(dòng)力描計(jì)法記錄運(yùn)動(dòng)員與地面的力的作用情況。蘇聯(lián)學(xué)者Hr米哈依洛夫等（1982）對(duì)13名一級(jí)以上的男女運(yùn)動(dòng)員58次成功試跳進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)“壓力中心的移動(dòng)距離（縱向）小于3568腳掌長度是好技術(shù)；若大于70的腳掌長度則是差技術(shù)。壓力中心的移動(dòng)，在某種程度反映運(yùn)動(dòng)員與支撐之間l相互作用的特征，用此指標(biāo)還可以對(duì)同一運(yùn)動(dòng)員不同成績的起跳技術(shù)進(jìn)行比較，也能對(duì)不同運(yùn)動(dòng)員相同距離的踏跳技術(shù)進(jìn)行比較”。踏跳階段，壓力中心移動(dòng)小，可以避免力量分散，使支撐反作用力的矢量幾乎是在同一點(diǎn)上轉(zhuǎn)折。這樣有利于力量發(fā)揮。章碧玉（1990）的研究結(jié)果表明：壓力中心縱向移動(dòng)為3468腳掌長，橫向?yàn)?2腳掌寬。l相關(guān)分析表明：緩沖

10、階段、蹬伸階段的壓力中心橫向移動(dòng)距離與成績呈負(fù)相關(guān)（r-0.55r=-0.458）。l4 踏跳時(shí)間踏跳時(shí)間l 起跳財(cái)間起跳時(shí)問是研究較多的一個(gè)指標(biāo)。金嘉納（1981）的研究結(jié)果表明，時(shí)問因素對(duì)支撐緩沖最大肌力的獲得，對(duì)蹬伸時(shí)最大功率的發(fā)揮及支撐緩沖階段和蹬伸階段的緊密銜接都具有非常重要的作用，固此起跳時(shí)間是評(píng)定起跳效果的一個(gè)極重要的因素。隨著高速攝影機(jī)和影片解析儀的引入，獲得踏跳時(shí)問的定量結(jié)果已不是一個(gè)困難事情。l在正確完成起跳動(dòng)作的前提下，起跳時(shí)間與成績的相關(guān)為 r=-0 69r=-0 69，起跳時(shí)間為起跳時(shí)間為 0.99 0.991.46 1.46 s s。強(qiáng)調(diào)快速起跳，縮短起跳時(shí)問并不加

11、強(qiáng)緩沖矛盾，縮短起跳時(shí)問是在充分緩沖的前提下。有些優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)問短，緩沖動(dòng)作不明顯。佐佐季科（1988）在對(duì)喬伊納跳遠(yuǎn)技術(shù)分析中指出，她起跳支撐動(dòng)作不明顯，緩沖彎曲角度不大，并分析說明她具有良好的彈性。緩沖充分與否，l并不完全以跳遠(yuǎn)者腿部的關(guān)節(jié)角度為依據(jù)，要考慮到運(yùn)動(dòng)員肌肉非代謝能的利用。l5.5.騰起初速度與騰起角騰起初速度與騰起角l騰空階段人體重心運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條騰空階段人體重心運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線，故跳遠(yuǎn)成績中比重最大的騰拋物線，故跳遠(yuǎn)成績中比重最大的騰空距離可由拋體公式算出，其中騰起空距離可由拋體公式算出，其中騰起初速度和騰起角是關(guān)鍵因素。詹姆初速度和騰起角是關(guān)鍵因素。詹姆斯海（

12、斯海（19871987）對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的研究）對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的研究結(jié)果表明：結(jié)果表明：“最佳騰起角在最佳騰起角在18.7018.7022.8”22.8”，而波波夫（而波波夫（19791979）則建議在）則建議在 20”20”22”22”之間起跳，并認(rèn)為：跳之間起跳，并認(rèn)為：跳 8.508.508.60 8.60 m m，必須有必須有 10.6 10.610. 810. 8m ms s的助跑速度的助跑速度”。國內(nèi)學(xué)者。國內(nèi)學(xué)者l蔡錫元（1983）測(cè)得羅馬尼亞運(yùn)動(dòng)員瓦莉伊奧內(nèi)斯庫跳 654m的數(shù)據(jù)，得出騰起角力 2115，起跳腳將離板時(shí)重心速度8679 ms。綜上所述，騰起角一般為20“22。l速度損

13、失：速度損失：跳遠(yuǎn)踏跳的目的在于盡跳遠(yuǎn)踏跳的目的在于盡量保持最大水平速度的同時(shí)增大垂量保持最大水平速度的同時(shí)增大垂直速度。能否在踏跳時(shí)不損失水平直速度。能否在踏跳時(shí)不損失水平速度呢？水平速度的損失是不可避速度呢？水平速度的損失是不可避免的，因?yàn)槠鹛鴷r(shí)人體重心的運(yùn)動(dòng)免的，因?yàn)槠鹛鴷r(shí)人體重心的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，與運(yùn)動(dòng)方向有一定方向發(fā)生變化，與運(yùn)動(dòng)方向有一定的夾角。石宏（的夾角。石宏（19861986）在對(duì)中等水）在對(duì)中等水平男子跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員研究的基礎(chǔ)上得平男子跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員研究的基礎(chǔ)上得出結(jié)論：出結(jié)論：“當(dāng)踏跳階段速度損失在當(dāng)踏跳階段速度損失在10101515時(shí)，與之相應(yīng)的騰起初時(shí)，與之相應(yīng)的騰起初速度

14、及騰起角所決定的拋射軌跡，速度及騰起角所決定的拋射軌跡，l可以向運(yùn)動(dòng)員提供較大的拋射遠(yuǎn)度可以向運(yùn)動(dòng)員提供較大的拋射遠(yuǎn)度及適宜的騰起角度（及適宜的騰起角度（1919212122222626）。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：踏跳）。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：踏跳階段的速度損失與跳遠(yuǎn)成績間不呈階段的速度損失與跳遠(yuǎn)成績間不呈顯著相關(guān)。但與騰起的水平分速度顯著相關(guān)。但與騰起的水平分速度表現(xiàn)為密切負(fù)相關(guān)（表現(xiàn)為密切負(fù)相關(guān)（ r=-0.8148r=-0.8148， PoPo0101）的同時(shí)，并與騰起的垂直的同時(shí)，并與騰起的垂直分速度及騰起角之間呈現(xiàn)出密切的分速度及騰起角之間呈現(xiàn)出密切的正相關(guān)（正相關(guān)（r=-0r=-0564564，P P 0 00505；r=-0r=-080688068，P 0 .01P 0 .01，丘巴丘巴（19801980）在其研究中還得出了一個(gè)）在其研究中還得出了一個(gè)l與多數(shù)人所持觀點(diǎn)相反的結(jié)論： l“身體重心垂直速度的增長絕對(duì)值和水平速度的喪失絕對(duì)值與成績間呈正相關(guān)（r=-0. 69和 051）。這與以前的應(yīng)該盡量減少水平速度的喪失量或使其減少到最低限度來提高起跳效果的論點(diǎn)完全不同。丘巴（1980）還認(rèn)為：“如果不喪失速度就不可能很好地完成跳躍，甚至只有制動(dòng)才能產(chǎn)生良好的效果。l著板角、緩沖角、扇面角、蹬離著板角、緩沖角、扇面角、蹬離角、騰起角、助