第３１卷第２期 ２０１２年４月 军事体育进修学院学报 Ｖ０１．３ｌ Ｎｏ．２ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＰＬＡ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ａｐｒ．２０１２ 跳远起跳阶段身体重心速度变化特征再认识 石 磊 （天津师范大学体育科学学院，天津３００３８７） 摘 要 通过录像解析法对跳远运动员起跳过程中身体重心水平速度及垂直速度的变化特征进行分析。 结果表明，最大缓冲瞬间身体重心垂直速度与离板瞬间身体重心垂直速度的比值是评价缓冲能力的一项重 要指标。而水平速度损失率的适宜程度应根据运动员的技术特点以及其身体素质来决定，不能一概而论。 关键词 跳远；起跳；重心速度 中图分类号：Ｇ８２３．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—１３００（２０１２）０２—００６２—０４ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ Ｂｏｄｙ Ｇｒａｖｉｔｙ Ｓｐｅｅｄ ｉｎ Ｌｏｎｇ Ｊｕｍｐ Ｔａｋｅ——ｏｆｆ Ｐｈａｓｅ ＳＨＩ Ｌｅｉ （Ｐ．Ｅ．ａｎｄ Ｓｐｏｒｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｖｉｄｅｏ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｂｏｄｙ ｇｒａｖｉｔｙ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｖｅｎｉ— ｃａｌ ｓｐｅｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ａｔｈｅｌｅｔｓ’ｔａｋｉｎｇ—ｏｆｆ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｂｏｄｙ ｇｒａｖｉｔｙ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｐｅｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｍａｘ— ｉｍｕｍ ｂｕｆｆｅｒ ｍｏｍｅｎｔ ｔｏ ｂｏｄｙ ｇｒａｖｉｔｙ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｐｅｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｂｏａｒｄ—ｌｅａｖｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｄｅｘ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｂｕｆｆｅｒ ｃａｐａｃｉｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｐｅｅｄ ｌｏｓｓ ｒａｔｅ ｓｈｏｕｌｄ ｄｅｐｅｎｄ ｏｎ ａｔｈｅｌｅｔｓ’ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅｉｒ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｑｕａｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｕｌｄｎ’ｔ ｂｅ ｌｕｍｐｅｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｎｇ ｊｕｍｐ；ｔａｋｅ—ｏｆｆ；ｇｒａｖｉｔｙ ｓｐｅｅｄ 起跳是跳远技术中的关键环节，从运动生物力 最好成绩为７．８７ １３３，基本能够满足本次研究的需 要。 １．２．１文献资料法 学的角度看，起跳是跳远从水平运动转为抛射运动 减少水平速度损失的前提下获得更大的垂直速度， 因此起跳动作在整个跳远技术中就显得尤为重要。 动员起跳过程中水平速度及垂直速度的变化规律从 的转折点，它的任务是充分利用助跑速度，在尽量 １．２研究方法 通过大量阅读与本研究有关的国内外文献资 步确定了研究方向和内容。 本文在前人研究的基础上，对我国优秀男子跳远运 料，了解了当前对跳远起跳技术的研究现状，并进 一运动学的角度做进一步的分析，为跳远运动的教学 １．２．２录像法 与训练提供一定的理论依据。 在比赛现场采用ＪＶＣ９８００数码摄像机对男子跳 远及格赛进行拍摄，拍摄频率为５０Ｈｚ。从助跑道 １ 研究对象与方法 １．１ 研究对象 正侧面距离跑道中线２０ ｉｎ处进行拍摄，摄像机高 １．２０ １ＴＩ，以助跑道内距丈量线０．８ １３１处为拍摄中 心，拍摄范围为５ ｉｎ。 １．２．３ 解析法 研究对象为参加２０１０年全国田径锦标赛男子 跳远及格赛中的１１名运动员，平均成绩为７．５１ ｉｎ， 使用Ａｒｉｅｌ公司ＡＰＡＳ解析系统对运动员动作 收稿日期：２０１２一Ｏ１一Ｏ６ 作者简介：石・磊（１９８１一），男，内蒙古丰镇人，天津师范大学体育科学学院，讲师。研究方向：田径教学理论与方法。 ６２・ 第３１卷 石磊：跳远起跳阶段身体重心速度变化特征再认识 第２期 录像进行人工数字化处理。人体模型选用松井秀治 水平速度的损失应该区别看待，不能一概而论。人 人体参数模型。对所得数据进行平滑处理，平滑采 体质心在起跳前的机械能（几乎完全是水平动能）板度一着速～ 用的滤波截断频率为８Ｈｚ，最终获得本论文所需数 经过缓冲以后，一部分转化为肌肉及肌腱的弹性势 据。 能，因为在缓冲阶段人体运动的机械能对完成缓冲 １．２．４数理统计法 动作的肌群做功（退让性收缩），提高了肌肉及肌 用运ＳＰＳＳ１３．０对所得数据进行统计分析。 腱的弹性势能。但在缓冲过程中总的机械能和动能 都是减小的，这是由于缓冲过程中伴随着能量的损 ２结果与分析 失。这部分能量的损失是由于人体与地面接触时地 面对人体的制动力的水平分力所致，因为任何短暂 ２．１ 起跳中身体重心水平速度的变化 的制动都会导致速度的损失。而这种速度损失的多 起跳阶段身体重心水平速度是由助跑获得的水 少又取决于着板时躯干的倾角、着板角、摆动腿的 平速度和起跳时水平速度的损失程度这两个量值决 摆动等一系列身体着板姿势，这种水平速度损失不 定的。而起跳中水平速度的损失为着板瞬间身体重 会被转化为势能，对提高起跳的效果是不利的。因 心水平速度与离板瞬间水平速度的差值。 此，在比赛或训练中要调整好上板姿势，尽量减少 从表１可知，１１名跳远运动员，在着板瞬间 由于制动力所致的速度损失。 身体重心水平速度平均达到９．５７ ｎｖ／ｓ，离板时身体 ． 起跳阶段不同时相重心 重心水平速度为８．３９ ｍ／ｓ。在整个起跳过程中水平 砜 水平速度的平均值和方差 速度损失了１．１８ ｍ／ｓ，其损失率为１２％。而在缓 冲阶段水平速度损失达到１．１ ｍ／ｓ，其损失率为 １１．５％。因此，水平速度的损失主要在缓冲阶段， 蹬伸阶段的水平速度损失相对较小。而在缓冲阶段 表２ １１名跳远运动员起跳过程中重心水平速度变化（单位：ｍ／ｓ） 姓名 缓冲阶段水 蹬伸阶段水 起跳阶段水 水平速度损 平速度变化 平速度变化 平速度变化 失率（％） 蔡鹏 １．４ ） ０．１６ ） １．５７ ） 田丹 ０．７８ｌ】 Ｏ．３２ ０．４６ ） ０一Ｃ ｎ一 解雷 ０．９６ ） ０．２６ ） １．２３ ） 林华灯 １．５４ ） ０．０２ １．５２ ） 李维鹏 ０．７９ ） ０．０２ ） ０．８１ ） 李金 １．１５ ０．２５ ） １．４０ ） 李鑫 １．２５ ） ０．１８ ） １．４３ 李宝丰 ０．９ ） ０．２４ Ｏ．６６ ） 李金哲 １．３２ ０．１７ １．５６ 苏雄峰 １．０５ ０．６３ ） １．６８ ） 靳祖涛 １．０９ ） ０．０２ １．０７ ） Ｘ １．１１’】 ０．０７ １．１８ Ｏ．２５ ０．２７ ０．３９ 注： ”为身体重心水平速度减小 由表２可知，在起跳蹬伸阶段有６名运动员的 在缓冲和蹬伸之间增补制动蹬伸阶段，对起跳的阶 水平速度仍在减小。造成蹬伸阶段水平速度损失的 段进行重新划分…。因此一定要把握好蹬伸时机， 原因主要是运动员开始蹬伸时，身体重心并未移过 蹬伸开始过早，重心的起蹬夹角（开始蹬伸时身 起跳脚垂直支撑点上方，人体对地面蹬伸力的反作 体重心与支撑点的连线与垂直面的夹角）过大， 用力的方向是向后上方的，地面对人体的作用力仍 造成制动式蹬伸，就会使水平速度的损失加大＿２ Ｊ。 为制动力，这样必然造成向后的水平分力，使水平 在本次研究中，１１名运动员的起蹬夹角平均为８．４ 速度下降。对于此问题，陈明盛、冯玉蓉等提出了 ±０．７。，其离散程度相对较小，总体来看蹬伸时机 ．６３． ■２ ¨第３１卷 军事体育进修学院学报 第２期 较为合理。这也是在本次比赛中运动员腾起垂直速 度及腾起角较大的一个重要原因。 前苏联运动生物力学专家丘帕在对多名不同水 平跳远运动员的起跳进行测试分析之后认为，效果 好的起跳不损失水平速度是不可能的，适宜的制动 是有益的 Ｊ。石宏也提出，水平速度在起跳过程 中的损失是不可避免的，损失范围在ｌ０～１５％之 间时，最有利于获得较理想的腾起初速度和腾起 角，而损失过大或过小都均对成绩有不利的影 响 。在本次研究中，ｌ１名运动员平均１２％的速 度损失率基本符合１０—１５％的合理区间的上限， 有４名运动员超出了这一区间的上限，其中苏雄峰 的速度损失率高达１ ７％。但我们不能就此认定这４ 名运动员的起跳技术的好坏，而运动员的速度损失 率的大与小是由运动员的个人技术特点以及其身体 素质决定的。因为速度损失的适宜范围，是相对而 言的。“适宜”与“不适宜”之间，并没有截然的 分界。考虑到不同运动员的助跑速度、身体素质、 技术风格等个人特点，其某次试跳的速度损失在 １０～１５％区问之外略大或略小一些也是可以接受 的，不能简单地视为不合理。但是，踏跳阶段的速 度损失表现出过于偏大或过于偏小的情况，均对成 绩有不利的影响。不应简单地以某一样本的运动员 速度损失出现的集中区间作为该一水平的运动员速 度损失的合理范围，以免对运动员的技术状况作出 错误的评价 Ｊ。正如冯树勇所说，并不能说它是 绝对正确或先进的技术，只能称为是合理的技 术。。 。因为只有当技术符合运动生物力学规律， 符合项目的要求以及个人特点时，才能称的上是相 对合理的技术。从表２可知有３名运动员的速度损 失率均未达到１０～１５％的合理区间的下限，可以 说他们充分利用了自身的着板速度，减小了速度的 损失，符合他们自身的技术特征。而李金１５．７％ 的速度损失率不仅超出了合理区间的上限，最重要 的是相对于其８．９２ ｍ／ｓ的着板速度来说速度损失 率相对较大。因此，该运动员应该相应地调整起跳 过程中的技术动作结构，减小起跳过程中的制动 力，减小水平速度的损失。其余７名运动员的着板 速度均为９．７ ｍ／ｓ以上，速度损失率为１１％以上， 均比较接近１０～１５％的合理区间。其中苏雄峰、 蔡鹏的速度损失率分别达到１７．３％和１６．１％，相 对他俩的助跑速度来说，水平速度的损失相对较 大，要想进一步提高成绩，应适当调整起跳过程中 ・６４． 的身体动作结构，减小躯干的后仰幅度，增大着板 角度，把握好蹬伸时机，进而减小起跳过程中产生 的制动力，由此减小速度的损失。 通过相关性分析，我们可知起跳中水平速度的 损失与起跳腾起垂直速度及腾起角均具有中度相 关，相关系数分别为０．６７６（Ｐ＜０．０５）、０．６５９（Ｐ ＜０．０５），因此，在起跳过程中速度的损失是不可 避免的，适宜的速度损失有助于提高起跳腾起垂直 速度及腾起角，而较大或较小的速度损失都不利于 成绩的获得，１１名运动员应根据自身的助跑速度 以及起跳技术，在尽量减小水平速度损失的前提 下，获得较大的腾起垂直速度。 ２．２起跳中身体重心垂直速度的变化 通过对优秀跳远运动员技术的力学分析，人们 认识到，只有助跑的水平速度，而无起跳时较好的 垂直速度和适宜的腾起角度，也无法获得理想的跳 远远度。当年比蒙、鲍威尔、埃米扬等人，助跑的 水平速度远不如刘易斯，但是他们与刘易斯相比都 有较好的起跳垂直速度和较大的腾起角度，结果使 他们的跳远成绩和刘易斯相当。因此，提高起跳的 垂直速度，适当地增加腾起角度是每个运动员需要 重视的问题 。 从表３可知，１１名运动员身体重心垂直速度 从着板到离板始终在不断地增加，离板瞬间平均达 到３．３７ ｍ／ｓ，腾起角达到２１．９度。略高于冯树勇 博士论文统计显示我国优秀跳远运动员的平均水平 （腾起垂直速度３．２９ ｍ／ｓ，腾起角２０．３度），这似 乎是一个好的现象。但通过对比分析我们发现，１ １ 名运动员身体重心垂直速度之所以高，是由于大部 分运动员着板时重心的水平速度相对较低所致 （９．５７ ｍ／ｓ，冯树勇博士论文统计显示我国优秀运 动员为ｌ０．２２ ｍ／ｓ）。因为助跑水平速度越快，着 板时地面对腿部的冲击力越大，如果运动员的起跳 腿工作肌不具备与之相匹配的退让性收缩能力，就 会使下肢关节过于屈曲，缓冲过程延长，速度损耗 增加。这必将导致蹬伸负荷增加，蹬伸速度降低， 严重影响起跳的爆发性用力效果，最终难以获得理 想的腾起垂直速度。１１名运动员中只有李金哲和 解雷着板时的重心水平速度超过１０ ｍ／ｓ，田丹则 刚刚达到９ ｍ／ｓ，而李维鹏、李金甚至更低。以这 么低的助跑速度来获得一定的垂直速度就显得不足 为奇了。这说明大部分运动员起跳腿工作肌退让性 收缩能力差，不敢在助跑中发挥平跑的最高速度， 第３１卷 石磊：跳远起跳阶段身体重心速度变化特征再认识 第２期 以至于出现垂直速度和腾起角达到我国优秀运动员 员应着重提高起跳腿肌群的退让性工作能力，它是 在助跑起跳中发挥速度和利用速度的前提和保证。 水平甚至国际水平，而水平速度却低得惊人，两者 严重不相匹配。因此，在今后的训练中１１名运动 表３ １ １名跳远运动员起跳过程中身体重心垂直速度变化特征及腾起角 姓蔡田名 鹏 丹 着板 最大缓冲Ｖ ２．０ １．０８ 离板Ｖ ３．６０ ３．２２ Ｖ ／Ｖ （％） ５６ ３４ 腾起角 ２３．８ ２０．５ 一０．２４ 一０．４６ 解雷 一０．０５ 一０．３５ 一０．１７ 一０．３８ １．２０ ２．２９ ２．２７ ２．３１ ３．３３ ３．２２ ３．４５ ３．４７ ３６ ７１ ６６ ６７ ２０．３ ２１．５ ２３ ２４．４ 林华灯 李维鹏 李金 李鑫 一０．２６ 一０．４２ ２．３５ １．７８ ３．８７ ２．８３ ６１ ６３ ２４．５ １８．３ 李宝丰 李金哲苏雄峰 靳祖涛 Ｘ Ｓ ０．３４ 一０．１１ 一０．２１ 一０．２１ ０．２２ ２．９０ ２．４３ ２．１２ ２．０７ ０．５４ ３．３６ ３．７３ ３．０２ ３．３７ ０．３Ｏ ８６ ７２ ７０ ６２ １５．４ ２０．６ ２４．９ １９．３ ２１．９ ２．２９ 注： “Ｖ－／ｖ２”为最大缓冲时刻身体重心垂直速度占离板瞬间垂直速度的百分比。 从表３我们还可以发现，１ １名运动员在最大 缓冲时刻身体重心垂直速度达到２．０７ ｒｎ／ｓ，此刻 不难看出，在起跳过程中水平速度的损失主要是在 缓冲阶段，而垂直速度的获得也主要是在缓冲阶 的身体重心垂直速度达到了离板瞬间垂直速度的 ６２％。 ｅｄ，体来说，离板时身体重心垂直速度主要来 源于缓冲阶段。这与我们前面关于水平速度损失问 题的研究是相对应的，经过缓冲以后，身体一部分 段。而在缓冲阶段，工作肌要承受巨大的地面对人 体的冲击力，这又受制于工作肌的退让性收缩能 力。因此可以说缓冲技术和缓冲能力（退让性收 缩能力）是决定腾起初速度大小的内在本质因素。 机械能转化为肌肉及肌腱的弹性势能，因为在缓冲 阶段人体运动的机械能对完成缓冲动作的肌群做功 （退让性收缩），提高了肌肉及肌腱的弹性势能。 而且，从肌肉力学的角度看，起跳过程肌肉工作的 垒盘 义陬 ［１］冯玉蓉，等．在跳远踏跳动作结构中增补制动蹬伸阶段的意义 …・吉林体育学院学报，１９９５，（１１）： 。 方式和顺序是：退让（缓冲）一等长（最大缓冲） ［２ ３ ‘ 挲罢 跳１９过８６程：中７身体重 轨迹的研 一克制（蹬伸）；肌肉收缩力量是由大到小。徐 刚、王贵敏 研究认为：缓冲阶段的动作对于运 动员获得更大的垂直速度具有非常重要的意义，垂 直速度的增大是缓冲阶段动作的主要任务，也是评 ［３］丘帕．跳远中运动员身体重心运动的生物力学分析…．苏 联“体育理论与实践”，１９９５，（２）：１３ ［４］石宏．关于中等水平男子跳远运动员踏跳阶段速度损失问题的 初步研究［］ｔ北京１本育大学研究生院， ９８６： ０ 价缓冲动作效果的标准。最大缓冲瞬间身体重心垂 直速度与离板瞬间身体重缓冲能力的一项重要指标。１１名运动员中李金哲 最大缓冲时刻身体重心垂直速度达到了离板瞬间垂 直速度的８６．３％，而成绩较好的苏雄峰和林华灯 越好的运动员其退让性收缩能力越强。 心垂直速度的比值是评价 ［６］涛 勇．中 水平 运动员训练内容体系的研究［Ｄ］． 北京体育大学研究生院，２００１ ［７］段世杰，等．中国体育教练员岗位培训教材一田径［Ｍ］．人 民体育出版社，１９９９，ｌ：６６６ 动学研究 ｒ ・沈阳体育学院学报， ｏｏ４，‘ ： ２０～ 善莫 茎 菩 失及其评价 北京 也都达到了７０％以上，这也从一个侧面说明成绩 Ｉ ８ ｝刚， ．贵竺’妻国优秀 子跳远姜 员起跳过程摆动腿技术 通过对水平速度和垂直速度的研究分析，我们 ・６５・
