摘 要:对短跑途中跑支撑过程时相阶段的划分是正确认识百米途中跑缓冲技术的基础,支撑阶段划分为三个时相对研究最大速度的影响因素有重要作用。现在采用高速摄影设备使过去对单步技术的研究从传统的运动学参数发展到现在的运动生物力学层次,体现在由原来的对步长步频的研究到现在的对膝关节踝关节着地角度的研究。论证了减少前蹬冲量的关键技术,指出了膝踝两关节在缓冲中的重要作用。
关键词:短跑 支撑时相 缓冲阶段 膝踝角度
优秀青少年短跑运动员100米脚着地前支撑时相技术分析
一、研究对象与方法
1.研究对象 徐州市8名优秀男青少年100米运动员(二级到一级左右)。
2.研究方法 主要采用了文献资料法、专家访谈法、实验法以及数理统计法等。
影像解析法 采用电子快门PanasonicM9500录像机2台,拍摄频率为50Hz,对研究对象进行平面定点定机拍摄100m跑单步技术。获得最大速度技术参数指标。
二、结果与分析
前支撑时相着地瞬间到身体重心最低点身体技术特征解析数据与分析
1.前支撑着地瞬间到重心最低点与主要影响因素技术特征测试数据:
X蹬离地瞬间重心最大速度Vmax(m/s)、X1左步长L1、X2右步长L2、X3L△s步长差
X9GY△s重心波动差 η1前后支撑时间比 η2支撑时间与腾空时间比T
**一级左右水平运动员*二级左右水平运动员
2.前支撑时相踝关节着地瞬间与着地前角度变化结果分析评价
从附录部分运动员的录像和表3-4-1-1数据资料还可以看出,一级左右水平运动员(100米成绩在11秒以内)着地瞬间脚着地为全脚掌“擦地”但脚后跟不着地,(“扒地”说有踝关节用力之嫌,故本文未用此说法);二级左右水平运动员脚着地方式一般都是前脚掌先着地的传统的缓冲技术;垂直支撑时动作技术较好和一级运动员相似;后蹬离地瞬间他们屈蹬不明显,蹬地腿膝角多数大于一级运动员,摆动腿角度和角速度较小。将不同水平运动员的踝关节着地瞬间与着地前角度差进行配对实验的检验结果为t=-5.585;P=0.048
从运动生物力学和解剖学分析可以知道踝关节小肌肉的缓冲远远没有髋、膝大关节效率高;达到同样的缓冲效果即运动员脚着地瞬间到重心到达最低点的前支撑时相,浪费的时间要多于髋、膝大关节肌肉的离心收缩工作,从物理学公式△mv=F×t可以知道物体动量变化即受到的冲量等于受到的作用力和时间的乘积;跑道作用于人体的作用力垂直方向上的f使人体做减速运动,人体股四头肌、臀大肌、半腱肌、半膜肌等股后肌做被动拉长做离心收缩而产生在垂直方向上的弹力f′,f′则是影响了重心下降到的最低点,由△mvt=F×t看出,△mv一定赞100米运动员,F增大可以减小时间t,△mv则是由△vt决定的,m是人体质量是个常数,△v=△vt。vt2-v02=2as,a=F/m,v0是身体重心下降到最低点的垂直速度瞬间可以认为是零,由vt2=2as,a=F/m,vt=at,可以推导出:t2=2s×m/F,s、m是常数,F=f,前支撑时间与人体受到作用力f大小成反比,根据牛顿第三定律
作用力和反作用力是大小相等方向相反知道:f=G+f′,所以要减少前支撑时间应该增加f′的值,使用力量更加强大的髋、膝关节大肌肉来做工作效率更高的缓冲动作。
另外如果人体以踝背屈较大的角度着地缓冲而使重心下降到最低点,那么s是人体着地前瞬间的重心垂直坐标与缓冲到极限重心最低点之间的差值无疑是加大了,s=1/2at2,a=F/m,F确定的情况下s加大必然会引起前支撑时间t的增大。如果以比较大的踝关节跖屈动作(传统意义上的技术前脚掌积极着地动作,还有所谓的“扒地”技术)着地,那么s无疑将要加大,这样势必要延长前支撑时间t,这是本文在前面的录像解析数据以及数理统计分析中得到的结果,这也是为什么更高水平运动员的着地时,踝关节角度变化比较小,前支撑时间反而短于相对较低水平的运动员的生物力学和解剖学上的原因。
从人体解剖学知识,我们可以认为踝关节在前支撑时相,以较小角度的作踝背屈变化就意味着小腿腓肠肌、比目鱼肌等以较小的力量地参与了离心收缩,并且缩短了重心下降的距离s;同时髋、膝大肌来做效率更高的防止重心过多下降工作。这提醒我们要以加强大关节膝、髋骨后等肌的训练为重点!去解决在前支撑时相如何尽量减少重心下降的问题,从而减小重心波动差缩短前支撑时间减少速度损失,提高人体跑进过程中的能量使用的经济性和高效性。
过去传统强调前脚掌着地缓冲技术是在煤渣跑道上面发展起来的技术,现在塑胶跑道广泛使用的情况下,跑道的弹性使得运动员脚与跑道之间的摩擦系数远非煤渣跑道比拟。有当时的历史原因和时代背景与特点,本文不再进行详细探讨。
我们知道支撑时相前后支撑时间对于运动员的技术评定具有特别重要意义。因为后支撑时间的技术动作决定了运动员的蹬离地的最大速度和方向,着地瞬间到身体重心下降到最低点这一段时间是单步减速时相,这段时间的技术动作决定了运动员着地速度的递减和重心下降幅度。从表3-4-1-1可以看出优秀运动员的踝关节以比较小的△β踝关节变化着地方式,他们的前支撑时间远远小于二级或水平较差的运动员。从上文运动生物力学和解剖学的基础理论和实验结果检验分析也得到了同样的证明。
综上所述,我们可以认为采用踝关节在着地瞬间角度以比较小的踝背屈变化有利于提高大肌肉的工作效率和技术实效性,从而缩短缓冲时间(重心在着地瞬间到最低点之间的垂直坐标时间)。
三、结论与建议
1.结论
(1)从摆动腿着地瞬间到前支撑阶段是人体单步减速阶段,所以必须尽量缩短前支撑时间,也就是说人应尽量迅速超离支点。
(2)着地缓冲开始瞬间脚着地为较小踝角着地技术对减小人体在着地缓冲时受到与人体运动方向相反的支撑反作用力起着关键性作用。
(3)在短跑技术中,缓冲技术的好坏对短跑速度的保持和继续提高有着非常重要的意义,可以防止人体重心过分下降,有利于减少跑动过程中身体的重心波动差,有利于节省能量。
2.建议
(1)在着地时踝关节应以较小踝角着地,同时用膝和髋等大关节缓冲,提高缓冲效率,从而缩短前支撑时间。
(2)加强膝关节髋关节肌的力量,防止着地缓冲时身体重心过分下降,加快身体重心前移速度,提高跑动动过程的经济性,减少能量消耗。
(3)努力加强腰腹力量的训练,提高摆动腿的摆动速度,使身体重心尽快移过支撑点,缩短前支撑时间,腰腹力量的超等长训练是一种有效的训练方法。
参考文献:
[1]陈少辉.天津市优秀青少年100米运动员最大速度主要影响因素研究[D].天津:天津体育学院,2006.
[2]陈少辉.腰腹力量超等长训练与改进跑专门练习对体院大学生的100米成绩影响分析[J].北京体育大学学报.
[3]张辉.百米途中跑地缓冲技术的生物力学分析.浙江体育科学,2002.
[4]李诚志,冯炜权,过家兴.教练员训练指南.人民体育出版社.
[5]冯敦寿.短跑、跨栏技术研究[M].田径指南,1998.
[6]张家正.专项运动力学分析.万方数字电子出版社,2003.
发布评论