背越式跳高起跳过程中摆动技术的相关性研究

梁文魁,刘生杰,李建英

(1.山西农业大学 体育教学部,山西 太谷 030801;2.山西大学,太原 030006)

背越式跳高起跳过程中摆动技术的相关性研究

梁文魁1,刘生杰2,李建英2

(1.山西农业大学 体育教学部,山西 太谷 030801;2.山西大学,太原 030006)

运用文献资料、录像解析和数理统计方法,对参加第11届全国运动会田径比赛跳高决赛的前11名运动员在起跳过程中摆动技术之间的内在联系与相互关系进行研究。结果表明:背越式跳高起跳过程中摆动腿摆动的方式有“折叠式”与“屈腿式”两种;摆动腿着地瞬间的着地角、髋角与运动员身体重心水平速度、腾起初速度有着显著的相关性;与运动员起跳的腾起垂直初速度、跳高专项比赛成绩有着显著的负相关性。起跳腿着地瞬间两大腿夹角与重心腾起垂直速度有非常显著的负相关性;起跳腿离地瞬间两大腿夹角与身体重心腾起的高度有显著的正相关性;摆动腿蹬离地面瞬间起跳腿踝关节的摆动速度与起跳腿着地瞬间身体重心水平速度、腾起初速度都存在着正相关性。

背越式跳高;起跳过程;摆动技术;相关性

1 问题提出

背越式跳高技术由助跑、起跳、腾空和落地4个环节构成,其中起跳技术是跳高技术中的关键环节,由“蹬伸与摆动”技术组成,也就是说,“跳高起跳的动力源是由起跳腿的蹬伸效果与摆动腿的摆动效应共同组成的。”研究表明:“摆动腿摆动的速度大,能相应增大起跳力量,提高起跳效果。”[1]本研究通过对参加第11届全国运动会田径比赛跳高决赛的前11名运动员在起跳过程中的摆动技术进行解析,探讨了背越式跳高运动员在起跳过程中摆动技术的相关性及它们之间的内在联系。

2 研究对象

以第11届全国运动会田径比赛男子跳高决赛前11名运动员为研究对象,11名运动员平均成绩2.197m,最好成绩2.28m,最差成绩2.15m,基本反映了我国优秀男子跳高运动员的水平。

3 研究方法

3.1 文献资料法

分别使用关键词“跳高”、“起跳技术”和“摆动技术”在“中国知识资源总库”进行文献检索,获取相关的研究资料,并查阅了一些有关跳高项目的书刊,以便更加准确把握跳高运动员的技术发展动态,为论文的撰写奠定了一定的理论基础。

3.2 录像解析法

在比赛现场运用两台星高钛高速摄像机对第11届全国运动会田径比赛男子跳高决赛进行技术录像,采用平面定点拍摄。两台摄像机主光轴夹角为90°,A机置于横杆的垂直面,距横杆20m,B机置于横杆的平行面,距起跳点大约10m左右,摄像机高度为1.20m,拍摄频率为200Hz/s,分辨率为640×480(图1)。

图1 拍摄机位示意图

采用SIM IMotion 3D运动图像解析分析系统,选取前11名运动员最好成绩的技术影像作为解析资料,通过视频采集卡输入电脑,选用 Hanavan人体模型,运用三维解析的方法对A机与B机的技术录像进行合成处理,对所选对象在起跳过程中的摆动腿摆动技术动作进行解析,计算相关的技术参数指标;并对所得数据采用数字滤波法进行平滑处理,截断频率Fc=8 Hz,最后对平滑的数据进行分析、筛选和整理,获得必要的技术参数数据。

图2 三维坐标系

3.3 数理统计法

用Excel2003对获得的原始数据进行统计及相关处理。

4 结果与分析

4.1 背越式跳高起跳过程中摆动腿摆动的方式

在背越式跳高起跳过程中摆动腿的摆动是以髋关节为轴进行的[2]。其摆动过程开始于助跑最后一步摆动腿蹬离地面瞬间,经过起跳腿的着地,结束于起跳腿蹬离地面瞬间[3]。通过技术录像分析,运动员的摆动腿摆动有两种方式,分别是“折叠式”与“屈腿式”。这两种摆动方式在起跳过程中所表现出的运动轨迹和膝关节角度的变化有所不同。其中“折叠式”摆动在助跑最后一步摆动腿蹬离地面瞬间,摆动腿的蹬伸相对充分,蹬离地面后膝关节角度迅速减小,大小腿紧紧折叠,随后膝关节又迅速增大,运动轨迹应为“∽”形;“屈腿式”摆动在助跑最后一步摆动腿的蹬伸程度相对较小,蹬离地面后膝关节角度的变化也相应减小,但是减少的速度和幅度都比“折叠式”小,当膝关节弯曲到一定程度后开始逐渐增大,运动轨迹为“较平直的弧线”。不论是“折叠式”还是“屈腿式”,摆动腿在起跳过程中,膝关节角度的变化呈“大—小—大”,而且摆动腿的摆动动作的加速节奏和速度变化比较鲜明,以“摆”促“蹬”,以提高“摆动”与“蹬伸”效果。

4.2 摆动腿着地方式对运动员身体重心水平速度和腾起初速度的影响

表1 摆动腿着地方式与运动员身体重心水平速度和腾起初速度的相关性分析

从表1可以看出,摆动腿着地瞬间的着地角和髋角与运动员的身体重心水平速度均有显著的相关性,相关系数分别为 r=0.651和 r=0.625;同时,摆动腿着地瞬间的着地角和髋角与运动员身体重心腾起初速度具有非常显著的相关性,相关系数分别为 r=0.878和 r=0.884。这充分说明背越式跳高运动员助跑进入到最后一步时,摆动腿着地瞬间应该保持相对较大的着地角和髋角,对运动员维持身体重心水平速度不受损失具有十分积极的意义,为顺利进入起跳阶段提供了良好的基础。更为关键的是,摆动腿着地瞬间的着地角和髋角直接影响着运动员身体重心的腾起初速度。也就是说,运动员摆动腿着地瞬间的着地角和着地瞬间的髋角越大,越有利于发挥人体重心腾起的初速度。如果运动员摆动腿着地瞬间的着地角和着地瞬间的髋角相对较小,说明运动员在摆动腿着地瞬间由于为起跳做准备而有意或无意地降低了身体的重心高度,摆动腿的这种着地方式,势必会产生较大的制动力,导致运动员在助跑最后一步摆动腿支撑时期的身体重心水平速度损失过大,因而造成运动员在起跳过程中的身体重心腾起初速度的严重下降,也就相应地影响了起跳效果。

4.3 摆动腿着地方式对运动员起跳时身体重心腾起高度和腾起垂直初速度的影响

表2 摆动腿着地瞬间的着地角和髋角与起跳瞬间身体重心腾起高度、腾起垂直速度、腾起角度的相关性分析

从表2可以看出,摆动腿着地瞬间的着地角和髋角与起跳时的重心腾起垂直速度都有着显著的负相关性,相关系数分别为 r=-0.598和 r=-0.634,说明运动员最后一步助跑摆动腿着地瞬间的着地角和髋角较小可以提高运动员起跳时身体重心腾起的垂直初速度。但从前面的分析可知,运动员最后一步助跑摆动腿着地瞬间的着地角和髋角应该较大才能进一步减少水平速度的损失,这似乎成为“矛盾”。当然,垂直速度是依靠水平速度的损失而获得的。所以,对于运动员最后一步助跑摆动腿着地瞬间的着地角和着地髋角的大小应该综合分析考虑,以找出获得较为理想的垂直速度和水平速度的最佳结合点。

跳高运动员最后一步助跑摆动腿着地瞬间的着地角和着地髋角与腾起角有着非常显著的负相关性,相关系数分别为r=-0.924与 r=-0.816,反映出摆动腿着地瞬间的着地角和髋角越小,越能获得较大的腾起角度。

跳高运动员最后一步助跑摆动腿着地瞬间的着地角和髋角与身体重心腾起高度有显著相关性,相关系数分别为 r= 0.658与 r=0.664,说明摆动腿的着地角与着地髋角越大,起跳瞬间身体重心腾起高度也就越高,也就是说可以增加H1的高度。

跳高运动员最后一步助跑摆动腿着地瞬间的着地角和髋角与跳高专项比赛成绩具有非常显著的负相关性,相关系数分别为 r=-0.892和 r=-0.856,说明摆动腿的着地角和髋角对跳高专项成绩有着重要的影响。如果摆动腿着地角、髋角过小,会影响助跑水平速度的保持,减小水平速度;如果摆动腿着地角、髋角过大,会影响垂直速度的增加,没有足够的垂直速度当然也就不会有更高的运动成绩。

实践证明,背越式跳高运动员无论在任何情况下,都要学会在尽可能保持较大摆动腿着地角和髋角的前提下,提高起跳的垂直用力效果;或者要学会在尽可能保持较小的摆动腿着地角和着地髋角的情况下,减少水平速度损失,快速积极地完成起跳[4]。运动员应该根据自己的具体情况,使摆动腿着地瞬间保持合理的着地角度与髋角,形成自己的技术“风格”,以增加起跳效果[5]。助跑最后一步摆动腿着地角和髋角反映运动员完成起跳技术的特征,摆动腿的着地方式与起跳阶段的起跳技术有着密不可分的关系,直接影响着起跳技术的发挥和起跳效果的优劣。

4.4 运动员起跳腿着地瞬间两大腿夹角对身体重心腾起垂直速度及腾起高度的影响

运动员起跳腿着地瞬间两大腿之间的夹角大小反映着摆动腿摆动的速度与幅度[6]。两大腿夹角小说明摆动腿摆动积极主动,两大腿夹角大说明摆动腿摆动不够积极主动。两大腿之间的夹角可以作为评定背越式跳高起跳过程中摆动腿摆动积极程度的重要指标。从表3中可以看出,起跳腿着地瞬间两大腿夹角与重心腾起垂直速度具有非常显著的负相关性,相关系数 r=-0.876,说明起跳腿着地瞬间两大腿夹角越小,身体重心获得较大腾起垂直速度的可能性越大。起跳腿着地瞬间两大腿夹角与身体重心腾起的高度也有显著的负相关性,相关系数

表3 起跳腿着地时两大腿夹角与腾起垂直速度及腾起高度的相关性分析

r=-0.631,说明起跳腿着地瞬间两大腿夹角越小,身体重心获得的腾起高度就越高。起跳腿着地瞬间两大腿夹角大小对最终的起跳效果有着十分重要的影响。

4.5 运动员起跳腿离地瞬间两大腿夹角对身体重心腾起垂直速度及腾起高度的影响

表4 起跳腿离地瞬间两大腿夹角与腾起垂直速度及腾起高度的相关性分析

从表4不难看出,运动员起跳腿离地瞬间两大腿夹角与重心腾起垂直速度具有非常显著的相关性,相关系数 r= 0.918,说明起跳腿着地瞬间两大腿夹角越大,身体重心获得较大腾起垂直速度的可能性越大。起跳腿离地瞬间两大腿夹角与身体重心腾起的高度也有显著的正相关性,相关系数r=0.723;说明起跳腿离地瞬间两大腿夹角越大,身体重心获得的腾起高度就越高。

起跳技术的优劣直接影响着最终的起跳效果和专项成绩,只有起跳技术的各个环节相互协调配合,高质量地完成起跳技术,才会产生比较好的起跳效果,取得优异的专项成绩。

4.6 起跳腿踝关节最大摆速与起跳腿着地瞬间两大腿夹角、着地角的相关性分析

研究证明,摆动腿支撑期间起跳腿踝关节的最大摆动速度和起跳腿着地瞬间的两大腿夹角及着地角都有一定的密切关系[7]。

表5 起跳腿踝关节最大摆速与起跳腿着地瞬间两大腿夹角、着地角的相关性分析

从表5不难看出,摆动腿离地瞬间起跳腿踝关节的最大摆动速度与起跳腿着地时的两大腿夹角具有高度的相关性,相关系数 r=0.704;反映出摆动腿支撑时期起跳腿的摆动最大速度对起跳腿的积极着地有重要的影响,积极摆动提高了起跳腿的摆动速度,会增大起跳腿着地瞬间的两大腿夹角,提高身体重心的腾起垂直速度。摆动腿离地瞬间起跳腿踝关节的最大摆动速度与着地角具有高度的负相关关系,r =-0.894,说明起跳腿的快速摆动,会进一步减少起跳腿的着地角,着地角度的减小就会造成一定水平速度的损失,这对背越式跳高的“快速积极地助跑”显然是不利的,如何处理好这一“矛盾”,是运动员不得不考虑的实际问题。也就是说,运动员应根据自己的具体情况合理把握助跑速度,以获得必要的垂直速度与适宜的腾起角度。

4.7 运动员起跳腿踝关节的摆动速度对起跳腿着地瞬间身体重心速度的影响

摆动腿在蹬伸过程中,起跳腿的快速摆动与起跳腿着地瞬间身体重心水平速度和身体重心的腾起初速度都有着密切的关系。从前述分析可知,摆动腿支撑期间起跳腿是处于向前和向下的运动过程之中的,在摆动腿蹬离地面瞬间,起跳腿的快速摆动不仅有利于减小由于摆动腿蹬离地面时所造成的身体重心的上下起伏,保持助跑所获得的水平速度,并且通过起跳腿的积极摆动,亦会使运动员在起跳阶段处于一个比较有利的起跳着地姿势,为起跳过程中身体重心腾起初速度的获得提供良好的支撑条件。起跳腿踝关节的最大摆动速度也都出现在摆动腿的蹬伸时期。起跳腿的积极摆动势必会促进摆动腿蹬伸的积极性和主动性,这种“摆”与“蹬”的有效配合,又会对跳高运动员的起跳着地姿态和着地瞬间的速度产生一定的积极影响。

表6 摆动腿蹬离地面瞬间起跳腿踝关节的运动学指标与起跳腿着地瞬间身体重心速度的相关性分析

从表6可以看出,摆动腿蹬离地面瞬间起跳腿踝关节的摆动速度与起跳腿着地瞬间身体重心水平速度、腾起初速度都有显著的正相关关系,r=0.638和 r=0.627,说明在摆动腿蹬离地面瞬间起跳腿踝关节的摆动速度越大,起跳腿着地瞬间身体重心获得的水平速度和身体重心的腾起初速度就越大。摆动腿蹬离地面瞬间起跳腿踝关节的最大摆动速度与起跳腿着地瞬间身体重心水平速度、腾起初速度具有非常显著的相关性,相关系数分别为 r=0.772和 r= 0.836,说明在摆动腿蹬离地面瞬间起跳腿踝关节摆动的最大速度,对起跳腿着地瞬间身体重心获得的水平速度和腾起初速度影响更大。起初速度有显著的相关性。

5 结论

第一,背越式跳高起跳过程中摆动腿摆动的方式有“折叠式”与“屈腿式”两种,在起跳的过程中,摆动腿膝关节角度的变化趋势都是“大—小—大”。

第二,摆动腿着地瞬间的着地角和髋角与起跳腿着地瞬间的人体重心水平速度、身体重心腾起初速度有着非常显著的相关性。

第三,摆动腿着地瞬间的着地角和髋角与起跳的腾起垂直速度、腾起角、跳高专项比赛成绩有着显著负相关性,与身体重心腾起高度有着正相关性。

第四,起跳腿着地瞬间两大腿夹角与重心腾起垂直速度、身体重心腾起高度有显著的负相关性;同时,起跳腿离地瞬间两大腿夹角与重心腾起垂直速度有显著的正相关性。

第五,起跳腿踝关节的摆动速度与起跳腿着地瞬间身体重心水平速度、腾起初速度都有显著的相关性;起跳腿踝关节的最大摆动速度与起跳腿着地瞬间身体重心水平速度、腾

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Correlation Study of Swinging Techn ique in Process of Take off in Fosbury Flop

L IANGWen-kui1,L IU Sheng-jie2,L IJian-ying2

(1.Department of Physical Education,Shanxi Agriculture University,Taigu 030801,China; 2.Shanxi University,Taiyuan 030006,China)

Inherent relationship and co rrelation study weremade on sw inging technique in the p rocessof take off w ith 11 top athletes as samp les w ho took part in the 11th national track-field events by adop ting app roachesof literature review,video analysis and statistics.Results:there’re two types as folding sw ing and bending sw ing in Fosbury flop.There show s significant correlation between landing angle and hip range of mo tion at the instant of touching the ground w ith CG(centre of gravity)ho rizontal velocity and initial velocity at starting;negative co rrelation w ith initial vertical velocity at starting and high-jump achievements, the same is the co rrelation between the angle of two legs at the instant of touching the ground and vertical velocity at starting; w hile significant correlation exists between the angleof two legsat the instantof touching the ground and rise in CG,the same is the co rrelation between the sw inging speed of the sp ring leg’s ankle at the instant that swinging leg leaves the ground w ith horizontal velocity of CG at the instant of sp ring leg touching the ground and initial velocity at starting.

Fosbury flop;p rocess of take off;sw ing;co rrelation

G823.1

A

1008-3596(2011)02-0078-04

2010-10-11

梁文魁 (1974-),男,山西太谷人,讲师,硕士,研究方向为田径教学与训练。