優秀男子跳水運動員走板節奏的運動學分析

劉衛國　陳曉光　劉　卉　劉學貞

（1.廣西師范大學體育學院，廣西 桂林 541004；2.河南師范大學體育學院，河南 新鄉 453007；3.北京體育大學，北京 100084）

摘 要：以國家隊10名優秀男子跳板跳水運動員為研究對象，對其同一動作103b的助跑進行了運動學分析，結果表明：助跑加速主要集中在有騰空的跨步，而每步加速又都是集中于雙支撐階段；助跑制動是通過跨跳步的“剛化”動作在等待和蹬伸階段實現的；提高助跑速度常常以加大步長為主要手段；我國優秀男子跳板跳水運動員都采用短跨跳的長距助跑。

關鍵詞：跳板跳水；運動學分析；步伐結構；走板節奏

中圖分類號：G804.63文獻標識碼：A文章編號：1007-3612(2008)12-1655-03

A Kinematic Analysis on Approach Rhythm of Elite Man Springboard Divers

LIU Wei瞘uo1， CHEN Xiao瞘uang2， LIU Hui3， LIU Xue瞶hen3

(1. Sports College, Guangxi Normal University, Guilin 541004, Guangxi China; 2.Sports School, Henan Normal University,Xinxiang 453007,

Henan China; 3. Beijing Sport University, Beijing 100084, China)

Abstract:Adopting 10 elite man springboard divers from national team as research object, the paper kinetically analyzes their approach in 103B. The results show that approach acceleration mainly takes place in the stride step with elevation, while acceleration in each step does in the stage with double stretches; dynamic of approach is gained by hard stride瞛ump in waiting and stretching; that enlarging step is the main way to increase speed; that the approach, with short stride瞛ump and long distance, is adopted by those divers.

Key words: springboard diving; kinematics analysis; step structure; walk plank rhythm

助跑是跳水運動的開始，其完成質量直接影響后續的起跳、空中姿勢和入水效果，由于助跑是在不穩的彈性板上完成的，所以在助跑過程中如何控制好節奏，以保證人板的平衡和穩定，是助跑的核心問題，也是跳板跳水訓練實踐的一大難關。

近年來，關于跳板跳水助跑節奏的問題在各類文獻中已有所報道，但是，由于運動技術本身是在不斷發展的，所以對當前優秀運動員的助跑節奏進行新一輪的總結和更系統的研究是十分必要的。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究以國家隊奧運陣容中10名優秀男子跳板跳水運動員為研究對象。受試者身高158～178 cm不等，體重從52～70 kg不等，其中國際健將8人，健將2人。

1.2 研究方法

1.2.1 方案設計

一方面由于跳板跳水是難美型運動，本實驗的技術難點是對運動員動作完成質量的評定和篩選。為了提高各項技術參數指標的研究效度，本實驗對所獲資料進行篩選時，采用的評價標準結合了專家評定與動作得分，所有文中選取的動作都是比賽和訓練中專家認為助跑較好，且得分均在8分以上的動作。另一方面，由于運動員完成簡單動作更有利于反映運動的內在規律，所以本研究有意識地選取簡單的103b動作來揭示其助跑的一般特征。

1.2.2 二維圖像分析

采用一臺HCRE型號的攝像機對10名運動員103b動作進行定點常速拍攝，機位距離走板運動畫面垂直距離18 m，機頭高出平衡狀態下跳板平面1.1 m，主光軸垂直于運動平面并指向運動畫面的中心。對拍攝的運動圖像，通過北京體育大學生物力學教研室開發研制的視訊解析系統進行解析，采集頻率為50場/s，利用扎齊奧爾斯基人體模型，所得數據進行數字化濾波法平滑，截斷頻率為10。

1.2.3 數理統計

根據統計學原理，利用SPSS軟件系統對測定的數據進行常規統計。P<0.05表示差異有顯著性，P<0.01表示差異非常有顯著性。

2 結果與分析

步伐是助跑的基本構成單元，步伐結構（包括步速、步頻和步長三個要素）是助跑的物理表征，步速、步頻和步長的變化特點實質是助跑節奏的具體體現^[11-12]。本文以擺動腿腳尖著板為特征畫面，兩相鄰特征畫面之間的動作為一步。以常見的六步走板起跳為例，跳板跳水助跑包括無騰空的前三步、有騰空的第四步和具有跳躍特征的第五步。如圖1，為了研究需要，這里進一步定義各步中人體重心剛好處于支撐點垂直上方的運動狀態叫垂直支撐。則一個助跑步伐分為雙支撐階段（從支撐腿著板到擺動腿離板的運動過程）、前支撐階段（從擺動腿離板到垂直支撐的運動過程）和后支撐階段（從垂直支撐到擺動腿著板的運動過程）三部分（其中第一步無雙支撐，第五步分為緩沖和蹬伸）。

2.1 步速變化

步速是步伐參數的綜合指標，是步長和步頻變化的結果，實質就是助跑各步人體總重心的平均水平速度，通過計算步長與步時的比值求得。助跑水平加速是人體重心水平運動的主要特點，其作用有二：一方面為整個人體運動提供能量，另一方面營造一種和諧的較高運動節奏。10名運動員103b動作測試結果顯示：重心水平速度總趨勢前四步不斷增大，且加速集中于第四步，而第五步大幅減小，各步差異有非常顯著性，如表1、表2；各步人體重心水平速度并不是均衡增長，其水平加速主要集中在各步雙支撐階段，第四步接著雙支撐加速后還有一個明顯的后支撐加速過程，第五步重心水平速度突然大幅減小，主要集中于等待和蹬伸階段的前期，如圖1、圖2、圖3（此3圖為同一運動員同一動作的相關技術參數的動態變化）。

各步間速度變化是其技術要求的結果。同其它硬性介質上助跑跳躍運動一樣，跳板跳水助跑的任務之一就是創造水平動量，所以助跑步速在前四步不斷增大。不同的是跳板是有彈性的軟性介質，助跑中要求人板必須諧和運動，穩定性成為助跑的核心問題，也正是這種不穩的介質限制了人體正常的水平加速，因此為了達到一個較理想的水平速度，助跑加速并不是在各步均勻分配，而集中于第四步（第四步速度增值達116 cm/s，前三步增值總和為145 cm/s）。利用第四步的騰空跨步在騰空前人體支撐腿進行一次較前幾步更積極的蹬伸，然后在空中調節好身體平衡，這樣避免了不離板助跑積極加速后人板不穩狀態的相互影響，有利于加速后平衡。第五步步速大幅減小正實現了助跑的目標，通過制動將人體的水平動能轉移為跳板勢能。

每一步的加速方式都體現了跳板跳水的項目特點。一般在硬地上的助跑，運動員常采用屈腿著地，并且由前支撐過渡到垂直支撐過程中下肢做進一步緩沖，進入后支撐階段時，人體做積極的蹬伸動作使觸地腳面產生相對支撐面向后的運動趨勢，支撐面即產生向前支撐反作用力推動人體向前加速，同時人體騰空離地，所以這種集中在后支撐階段的水平加速方式具有騰空高、速度大的特點，適宜硬性支撐面的運動項目。而跳板是富有彈性的支撐面，隨著外力的撤除，跳板會反彈的。為了維持助跑的穩定，人體必須隨著重心的前移持續給板以力的作用，所以支撐腿著板時不能屈，更不能在前支撐階段做緩沖動作，當然在人體進入后支撐階段時，下肢就不存在伸展的空間，無法完成像硬性支撐面的蹬伸動作。所以跳板跳水運動員只能在雙支撐階段（第一步開始不存在雙支撐），利用后支撐腿的踝關節積極蹬伸（隨著人體由前支撐向后支撐的過度，踝關節進一步背屈，為其積極蹬伸提供了角位移空間）進行水平加速。這種水平加速有三大特點：1) 蹬伸角度小，無騰空；2) 雙腿支撐，穩定性好；3)

蹬伸幅度小，加速平穩（或產生水平速度?。?。這三個特點均符合跳板跳水前三步走板的要求。而第四步跨步要求獲得一定的高度落差進入跨跳步，同時又是制動前產生水平速度的最佳時期。所以運動員在雙支撐加速后，由垂直支撐進入后支撐時，支撐腿的踝關節向前上方提前做一次積極蹬伸，一方面使人體騰空，獲得一個適宜重心高度；另一方面進一步增大重心的前移速度，完成第四步的第二次水平加速，這也從力學角度解析了助跑水平加速集中在第四步（跨步）的原因。

第五步水平制動集中于等待和蹬伸階段是跨跳步特殊緩沖動作決定的。從理論上講，制動力作用于腳掌而達到人體重心減速，在運動員下肢和上體之間，作用力必然要進行有效地傳遞。而跨跳步采用主動緩沖（神經支配下肌肉收縮成分不收縮、無張力作用），下肢各關節肌肉松弛，不利于力的傳遞。只有做等待和蹬伸動作時，整個人體“剛化”，制動力作用才能有效從腳掌傳到人體重心，從而有效制動?？梢?，不同于一般硬性支撐面助跑的水平制動總是伴隨緩沖動作進行，跳板跳水的水平速度在緩沖階段變化較小，這是跨跳步采用主動緩沖而不是被動緩沖的結果，是跳板跳水特有的規律。

2.2 步頻變化

步頻值是步時值的倒數，步時是通過每步經歷的畫面幀數求得。測試結果顯示：前四步隨著走板的進行有增大趨勢，各步之間差異無顯著性（第三步等于第四步）；但是第五步大幅減小，且差異有非常顯著性，如表1、表2。

助跑加速常常通過有兩種方式來實現：一是增大步幅，另一種是加快步頻。一般硬性支撐面上的助跑，由于助跑距離大、步伐多，各步間步幅差異?。ú椒?，步幅儲備?。?，所以步幅對步速影響小，加速常常是利用提高步頻來實現的。但從跳板的物理性能來說，隨運動員助跑步伐向板端移動，支撐腿的著力點距離板的支點越來越遠，板的固有振動頻率減小，增大步頻來提高助跑水平動量是不利于“合板”的，所以說跳板跳水運動員前四步助跑的步頻差異無顯著性，正是運動員助跑過程“合板”的結果，也可以說跳板跳水助跑加速不以增大步頻為手段。由于第五步具有跳躍特征，它包括單腿緩沖、單腿蹬伸和蹬伸前的適當“等待”（選擇最佳積極蹬伸時機），所以跨跳步步頻大幅減小是其技術要求的結果。

2.3 步長變化

步長是指各步人體重心的水平位移，通過計算各步起止運動畫面人體重心水平坐標的差值求得。由于步長受身高影響，本文將各步步長和步長身高比進行對比分析。測試結果顯示：與步速變化一樣，二者前四步不斷增大，第五步大幅減小，并且差異均有非常顯著性（表1，表2）。

步長與步速的變化趨勢一致是利用加大步長而實現水平加速的結果。本文10名優秀運動員助跑全程均值為378 cm，跨跳步均值只有21 cm，而李連在1980年測得優秀運動員（李孔政，

園春等）助跑全程為330～340 cm，跨跳步步幅為50 cm左右，吳延禧1990年測高敏、譚良德助跑全程為340 cm左右，跨跳步步幅為40 cm左右^[11]?？梢?，當今優秀運動員（以五步助跑為例）助跑加速步步長較過去有較大提高而跨跳步步長大幅降低。這種短跨跳的長距助跑可以增大前四步的步幅，有利于提高助跑水平速度。正如前面論述，助跑的任務之一是通過加速增大水平動量，但又不能提高步頻，那么增大步長是助跑加速的主要途徑。從身體素質角度看，平時力量練習同時，應該加強運動員下肢柔韌性的訓練，避免跨步在伸膝條件下大幅屈髖時大腿后群肌出現被動不足，以保證運動員的步長儲備^[13-14]。

3 小 結

1) 整個助跑加速主要集中在有騰空的跨步，而每步加速都是利用雙支撐階段后支撐腿的踝關節蹬伸實現（但跨步除雙支撐加速外還有一次積極的后支撐加速）。

2) 助跑制動與緩沖動作分離是跳板跳水特有的技術要求，并且運動員都是通過跨跳步的“剛化”動作在“等待”和蹬伸階段完成制動。

3) 提高助跑速度常常以加大步長為主要手段（提高步頻不利于“合板”）。

4) 當前我國優秀男子跳板跳水運動員都采用短跨跳的長距助跑，所以運動員的步幅提高，尤其是跨步的步長儲備可能是此項技術的關鍵。

參考文獻：

［1］ 吳延禧.跳水技術的生物力學研究［M］.北京：人民體育出版社，1998.

［2］ 李連在.對跳板跳水走板技術的探討［J］.體育科技資料,1980（21）：30-39.

［3］ 謝才明.試論走板起跳技術［J］.跳水信息,1988（1）：6-9.

［4］ 徐益明.跳水手冊.第一章基本技術教練，2003：4.

［5］ 成爾恒，李連在.對勞蓋尼斯走板技術的分析［J］.中國體育科技,1981(7)：22-28.

［6］ 謝才明.跳水訓練中的幾個技術問題［J］.中國體育科技,1981（7）：16-21.

［7］ 謝才明.基本功——勝利之本［J］.中國體育科技,1983（11）：14-17.

［8］ 王其寧.運動生物力學在跳板跳水中的應用［J］.中國體育科技,1985（1）：26-31.

［9］ 成爾恒，王期寧，李連在.從生物力學的角度初探跳板跳水的起跳技術,1982(10)：5-13.

［10］ 成爾恒，王其寧，李連在.從生物力學的角度初探跳板跳水的起跳技術［J］.中國體育科技,1983(11)：5-13.

［11］ 劉衛國，李強，劉學貞.跳板跳水的生物力學研究進展［J］.沈陽體育學院學報,2006（4）：63-65.

［12］ 劉衛國，張國慶，劉學貞.王峰走板步伐結構的運動學分析［J］.山東體育學院學報,2005（6）：108-110.

［13］ 劉衛國，劉學貞，劉卉.積極蹬伸“合板”的模型探究和因子分析［J］.北京體育大學學報,2005，28（12）：1644-1646.

［14］ 劉衛國，李強，劉學貞.優秀男子跳水運動員跳板起跳積極蹬伸時機的運動學分析［J］.西安體育學院學報,2006（3）：98-100.