运动技术分析及诊断第九章 跳跃运动技术的生物力学原理

1、河北师范大学体育学院赵 焕 彬l一、动作时相划分动作时相划分l助跑、起跳、腾空、落地l二、跳跃运动的动作结构特点动作结构特点l跳跃运动按其动作结构为非周期运动项目。l三、跳跃运动技术的生物力学原理l（一）一） 助跑助跑l速度是田径运动的核心，各项田径技术，速度是关键因素，特别是跳跃运动。例如在影响跳远成绩的各项因素中，助跑速度所起的作用已占70%。l助跑的任务是为了获得最大的水平速度并为准确踏板起跳创造条件。l.预备姿势：助跑出发前的预备姿势直接影响助跑的稳定性与准确性。预备姿势有两种：站立式；走几步或走跳步结合踩 上第一标志点开始。l.设置标志：设置标志的目的，是为了作为跳完以后检查助跑是否

2、正确的一种标志。l.助跑距离的选择：男子30-45米；女子25-35米。l踏跳前三四步的步长助跑最后三四步是从助跑到起跳过渡的阶段，它直接关系到上板时的速度。对助跑最后几步步长的看法因人而异。专家认为，中等水平男子跳远运动员助跑最后3步（尤其是最后两步）的稳定性对踏跳前的速度影响很大。最后3步差距越小，越能有效地减少踏跳前水平速度损失，有利干获得较大的腾起初速度。步频、步长的变化直接影响了踏板时人体质心的l速度，最后一步步长也影响了人体质心到跳板的距离。绝大多数运动员最后一步的步长比倒数第二步短。出现这种有规律的变化，不是运动员有意识的按照这样的节奏跑，而是为了加快起跳脚踏板和准备充分地起跳所

3、形成的自然动作。l世界优秀跳远运动员倒四步步长情况：l4L=2.300.07、3L=2.390.13 2L=2.480.15 、 L=2.170.16。l踏跳分为着板、缓冲、蹬伸。踏跳是跳远技术中至关重要的环节。踏跳的任务是在保持助跑速度的前提下，获得尽可能大的腾起初初速度和适宜的滕起角。据研究，随跳远成绩的提高（6.80-8.30M），起跳的时间由0.13-0.11S。运动员在高速助跑情况下，通过准确、快速、强有力地踏跳使人体总重心的总动量发生急剧变化，l从而获得必要的腾空初速度和适宜的腾起角度，以达到尽可能大的跳远距离。踏跳动作过程包括踏跳脚踏上跳板阶段、踏跳腿缓冲支撑阶段、踏跳腿蹬伸阶段

4、。l1着板l根据起跳技术的阶段划分，起跳的第一阶段是起跳脚踏上跳板。着板时人体质心位置会影响起跳效果，其标志是着板角和人体质心到支撑点的距离。l着板角是指人体着地时其重心与支撑点的联线同地面所成的夹角，它反映了着地时人体重心位置的情况。有人认为，着板角增大，阻力减小，损失速度减少，随着身体重心向前迅速移动，从而踏跳时速度的损失率减少，严格地说，着板角仅代表着地时人体的重心位置，不能完全反映着地时人体的状态。因为着地时的人体状态是由人体的重心位置及重心速度构成。l2 缓冲l缀冲支撑对踏跳支撑阶段的研究在测力台出现之前，主要集中在起跳腿的缓冲（用、躯干倾角及摆动动作对起跳效果的影响上面。金嘉纳（1

5、981）提出跳远起跳时的缓冲幅度是一个评定缓冲能力和起跳技木的指标。缓冲能力是决定跳远起跳效果的重要因素。l波波夫给出了定量指标：若要跳850860 m，须有 10.610.08 ms的助跑速度，腾空角 1920，屈膝缓冲角为143左右。国内外学者相继对不同水平运动员的起跳缓冲幅度做了研究所得结论不尽相同但一致强调缓冲的作用。l3 摆动l摆动腿屈膝前摆该阶段也是踏跳的一个重要组成部分。以前人们对摆动作用不大重视，未认识到其重要作用。近年来测力台的出现，高速摄影机的采用，使人们对摆动作用有了新的认识。摆动腿摆动腿和臂加速上摆和急速和臂加速上摆和急速“突停突停”是踏跳技是踏跳技术的关键术的关键。从

6、起跳脚着板起，运动员须尽快地向前上方摆动腿，这可增加垂直方向的速度；在摆摆动腿的同时，要l突然终止摆臂动作，以保持手臂的摆动动量转移给起跳腿。苏联的丘巴跳腿的蹬伸才产生最大垂直分力。非常强调摆动腿的摆动作用（1980）。起跳腿踏地和蹬伸时，由于快速向前上方提起摆动腿的膝部，双臂制动以把冲力转移到起跳上面，起跳腿本身作用很小，只起到一种撑杆作用。摆动腿和双臂的制动性摆动，起跳腿的蹬伸才产生最大垂直分力。 l由此可见，摆动动作的作用是相当大的。加大摆动有助于提高人体的质心位置，摆动和蹬伸的协调配合是跳远枝术中所强调的。l问题：运动员在踏跳过程中，腿和问题：运动员在踏跳过程中，腿和臂应如何摆动，生物

7、力学意义如何臂应如何摆动，生物力学意义如何？踏跳阶段踏跳力一时问曲线 （垂直方向）示意图 l目前研究较多的是踏跳阶段所得到的踏跳力时间曲线，所得到的垂直方向的曲线结构见附图。根据l测试曲线的形态，把跳远踏跳阶段分力着地、缓冲和蹬伸3个时相，着地时相是指从起点O到第一峰值A，由起跳的冲击作用产生，又称打击波，特点是力值大，时值小；缓冲时相是指从A到B点的一段曲线，由着地腿的缓冲作用引起；lBCD段是蹬伸时相，C点为第二峰值，整个蹬伸阶段的特点是时问长，力值小于打击波，是主要用力瞬间。第一峰值与运动员上板时起跳腿大腿与水平面夹角呈正相关（r= 0.45，P 0.05），即运动员上板时，起跳腿积极前

8、伸下压着地，有利于运动员送肢快速上板起跳，减少由于上板造成的水平速度下降。袁庆成等对数名男、女青年运动员的测试结果表明；“第二波峰值与成绩呈正相关，l男：r0.094，p 0.01；女：r0.91回，P0.05。章碧玉（1990）对10名运动员（4名健将，2名一级，4名二级）测试结果表明：“第二峰值与成绩的关系是r=0.731，P 0.01；波谷值与跳远成绩呈密切正相关，r=0.609，P 0.01”说明运动员支撑能力越好，越有利于获得较大的波谷值和较大的冲量值，从而获得较大的垂直速度，进而取得较好的成绩” 。l压力中心压力中心:压力中心是踏跳过程中脚对踏板的力的作用点。80年代初，苏联学者用

9、动力描计法记录运动员与地面的力的作用情况。苏联学者Hr米哈依洛夫等（1982）对13名一级以上的男女运动员58次成功试跳进行分析，发现“压力中心的移动距离（纵向）小于3568脚掌长度是好技术；若大于70的脚掌长度则是差技术。压力中心的移动，在某种程度反映运动员与支撑之间l相互作用的特征，用此指标还可以对同一运动员不同成绩的起跳技术进行比较，也能对不同运动员相同距离的踏跳技术进行比较”。踏跳阶段，压力中心移动小，可以避免力量分散，使支撑反作用力的矢量几乎是在同一点上转折。这样有利于力量发挥。章碧玉（1990）的研究结果表明：压力中心纵向移动为3468脚掌长，横向为12脚掌宽。l相关分析表明：缓冲

10、阶段、蹬伸阶段的压力中心横向移动距离与成绩呈负相关（r-0.55r=-0.458）。l4 踏跳时间踏跳时间l 起跳财间起跳时问是研究较多的一个指标。金嘉纳（1981）的研究结果表明，时问因素对支撑缓冲最大肌力的获得，对蹬伸时最大功率的发挥及支撑缓冲阶段和蹬伸阶段的紧密衔接都具有非常重要的作用，固此起跳时间是评定起跳效果的一个极重要的因素。随着高速摄影机和影片解析仪的引入，获得踏跳时问的定量结果已不是一个困难事情。l在正确完成起跳动作的前提下，起跳时间与成绩的相关为 r=-0 69r=-0 69，起跳时间为起跳时间为 0.99 0.991.46 1.46 s s。强调快速起跳，缩短起跳时问并不加

11、强缓冲矛盾，缩短起跳时问是在充分缓冲的前提下。有些优秀运动员起跳时问短，缓冲动作不明显。佐佐季科（1988）在对乔伊纳跳远技术分析中指出，她起跳支撑动作不明显，缓冲弯曲角度不大，并分析说明她具有良好的弹性。缓冲充分与否，l并不完全以跳远者腿部的关节角度为依据，要考虑到运动员肌肉非代谢能的利用。l5.5.腾起初速度与腾起角腾起初速度与腾起角l腾空阶段人体重心运动的轨迹是一条腾空阶段人体重心运动的轨迹是一条抛物线，故跳远成绩中比重最大的腾抛物线，故跳远成绩中比重最大的腾空距离可由抛体公式算出，其中腾起空距离可由抛体公式算出，其中腾起初速度和腾起角是关键因素。詹姆初速度和腾起角是关键因素。詹姆斯海（

12、斯海（19871987）对优秀运动员的研究）对优秀运动员的研究结果表明：结果表明：“最佳腾起角在最佳腾起角在18.7018.7022.8”22.8”，而波波夫（而波波夫（19791979）则建议在）则建议在 20”20”22”22”之间起跳，并认为：跳之间起跳，并认为：跳 8.508.508.60 8.60 m m，必须有必须有 10.6 10.610. 810. 8m ms s的助跑速度的助跑速度”。国内学者。国内学者l蔡锡元（1983）测得罗马尼亚运动员瓦莉伊奥内斯库跳 654m的数据，得出腾起角力 2115，起跳脚将离板时重心速度8679 ms。综上所述，腾起角一般为20“22。l速度损

13、失：速度损失：跳远踏跳的目的在于尽跳远踏跳的目的在于尽量保持最大水平速度的同时增大垂量保持最大水平速度的同时增大垂直速度。能否在踏跳时不损失水平直速度。能否在踏跳时不损失水平速度呢？水平速度的损失是不可避速度呢？水平速度的损失是不可避免的，因为起跳时人体重心的运动免的，因为起跳时人体重心的运动方向发生变化，与运动方向有一定方向发生变化，与运动方向有一定的夹角。石宏（的夹角。石宏（19861986）在对中等水）在对中等水平男子跳远运动员研究的基础上得平男子跳远运动员研究的基础上得出结论：出结论：“当踏跳阶段速度损失在当踏跳阶段速度损失在10101515时，与之相应的腾起初时，与之相应的腾起初速度

14、及腾起角所决定的抛射轨迹，速度及腾起角所决定的抛射轨迹，l可以向运动员提供较大的抛射远度可以向运动员提供较大的抛射远度及适宜的腾起角度（及适宜的腾起角度（1919212122222626）。统计结果表明：踏跳）。统计结果表明：踏跳阶段的速度损失与跳远成绩间不呈阶段的速度损失与跳远成绩间不呈显著相关。但与腾起的水平分速度显著相关。但与腾起的水平分速度表现为密切负相关（表现为密切负相关（ r=-0.8148r=-0.8148， PoPo0101）的同时，并与腾起的垂直的同时，并与腾起的垂直分速度及腾起角之间呈现出密切的分速度及腾起角之间呈现出密切的正相关（正相关（r=-0r=-0564564，P P 0 00505；r=-0r=-080688068，P 0 .01P 0 .01，丘巴丘巴（19801980）在其研究中还得出了一个）在其研究中还得出了一个l与多数人所持观点相反的结论： l“身体重心垂直速度的增长绝对值和水平速度的丧失绝对值与成绩间呈正相关（r=-0. 69和 051）。这与以前的应该尽量减少水平速度的丧失量或使其减少到最低限度来提高起跳效果的论点完全不同。丘巴（1980）还认为：“如果不丧失速度就不可能很好地完成跳跃，甚至只有制动才能产生良好的效果。l着板角、缓冲角、扇面角、蹬离着板角、缓冲角、扇面角、蹬离角、腾起角、助