1.7 高水平跳远运动员提高专项成绩的理论与实验

高水平跳远运动员已经具有相当高的速度训练水平（10.5米/秒左右）和基本定型的跳跃技术。对于他们来说，发展速度和改进技术虽然是可能的，但却是困难的。因此，训练过程中，往往在相当长的一个时期内，跳远成绩停滞不前。在这种情况下，如何进一步提高运动成绩？这是田径运动训练中亟待解决的理论问题，也是每个教练员和运动员必须明确的问题。

从原理上讲，决定跳远成绩的因素是腾起初速度和腾起角，即起跳的水平分速度（vx）和垂直分速度（vy）。提高跳远成绩，最终必须提高vx 和vy 值。提高vx 和vy 值的传统方法是努力提高助跑速度和蹬伸力量。这种训练方法和指导思想，没有充分估计到克服“速度障碍”的难度，没有抓住高水平跳远运动员提高起跳效果的主要矛盾。因此，训练效果往往事倍功半。

能否“绕过”速度障碍，提高起跳能力，使高水平运动员的跳远成绩稳定持续地增长呢？本研究对这一问题进行了初步探讨。

一、研究方法

数理论证与生物力学分析相结合的方法。

二、论证与分析

本研究认为，从理论上讲，高水平跳远运动员提高成绩的主要训练途径应该是：提高已获速度在起跳过程中的使用率（速度使用率=起跳前的助跑速度/平跑的最高速度×100%），努力做到既减少起跳中的速度损耗，又要提高起跳的垂直分速度vy。

但是，跳远运动员能否采用上述方法提高专项成绩？起跳工作肌群能否在瞬间的起跳过程中，爆发性地完成起跳，产生最大的瞬时爆发功率？我认为，这首先取决于运动员在支撑缓冲阶段起跳工作肌群的退让收缩能力（主要是下肢肌群的退让收缩能力）。

起跳肌群的退让性工作能力，是在助跑起跳中发挥速度和利用速度的前提与保证，是高水平跳远运动员训练的主要任务。关于这一观点，本文以起跳腿伸肌群为例，进行力学原理探讨和生物力学分析。本文着重分析起跳过程的主要动作时相：①踏上起跳点瞬间；②缓冲结束瞬间；③蹬离地面瞬间。为了便于分析，把起跳过程重心运动的速度看成是切向速度和法向速度的合成。

（一）踏上起跳点瞬间

设此时重心的水平速度为v x0，垂直速度v y0，落地角为α。踏上起跳点时，重心水平速度v x0和垂直速度v y0分别为切向速度v e0和法向速度v r0。切向速度之矢量和v e0使人体的运动变为绕支撑点O的瞬时转动，法向速度之矢量和v r0迫使支撑腿弯曲缓冲，是导致起跳腿伸肌退让工作的动力学与运动学原因，将其投影后，即得：

（1）式Xsinα+（2）Xcosα整理得：

分析与说明：（3）式定量地反映了当落地角一定时，水平速度、切向速度、法向速度三者间的函数关系。助跑水平速度越大，切向速度veo和法向速度vro均随之增大，这对运动员起跳腿工作肌群的退让工作能力提出了更高的要求。应该注意到，助跑速度的提高，在起跳中首先引vro起的增大。如果工作肌群的退让收缩能力弱，此时则会引起“恶性连锁反应”——vro增大，则veo相应减小（见3式和图1-18），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。所以，如果不迅速提高起跳腿工作肌群的退让能力，加快助跑速度不但不利于起跳，反而会给起跳造成困难。相反，如果退让能力强，运动员在助跑中充分发挥平跑的最高速度，并能主动地通过伸肌的离心收缩迅速的缓冲法向速度对下肢关节的冲击，使缓冲动作柔和，使其被动性下降，主动性提高。因此，起跳腿工作肌的退让收缩能力，是影响高水平跳远运动员速度使用率和起跳效果的主要因素。

（二）缓冲结束瞬间

从踏上起跳点的瞬间到起跳结束，此刻重心的法向速度已从最大值下降到零（膝关节已达到最大弯曲），只剩有切向速度。若设此瞬间重心到支持点的距离为r1，重心绕支撑点O转动之角速度为ω1，则切向速度v=r1 ω1——（4），见图1-19。而ω1=（Δt1 为缓冲时间），故重心剩余水平速度v x1和重心垂直速度v e1为：

缓冲过程中水平速度之损失为：

分析与说明：缓冲结束时的动作是着地缓冲过程中多种因素作用于人体后的综合反应结果。它是起跳的关键动作，重心由此开始进入加速上升阶段。此刻的各种参数直接影响蹬伸的实效性。它们应是评定起跳技术优劣的重要依据。

（1）转动半径——膝角——速度的关系

从（4）、（5）式中看出，在保证缓冲时工作肌获得适宜初长度的前提下，应增大膝关节角度和减少缓冲时间。这对增大水平速度v x1是有利的。缓冲时重力矩是阻力矩，重心绕支撑点转动的角速度是逐渐变小的。所以，缩短缓冲时间等于增大角速度ω1的值。也就是说，增大膝角和减少缓冲时间，增大了v e1的值，减小了水平速度的损失，并使重心获得一定的垂直向上的v e1。由于传统训练方法所致，这一点正是高水平跳远运动员的薄弱环节。换句话说，也正是提高成绩的潜力之所在。正如芬兰著名生物力学专家V.kom和C.BOSCO研究指出的那样，“跳远起跳时，动作完成得好时，踏上起跳点重心立即上升，而在差的跳跃起跳时，身体重心保持在触板时的高度”。

从水平速度损耗表达式（7）也清楚地看出，转动半径大，即膝角大，则缓冲过程水平速度的损失小。

从（6）式中看到，r1 ω1 cosβ就是转动半径在垂直方向上的投影，就是身体重心的高度，同样也可以看出其值大，水平速度损失小。我们还应注意到，膝角不仅影响重心高度，还影响身体重心与支撑点在空间的相对位置，这就是说，影响合理蹬伸姿式的形成。

以上分析说明，缓冲阶段重心切向速度的水平速度的损耗，均随转动半径的增大（膝角的增大）而减少。有人研究指出，“起跳过程，若半径缩小10厘米，则起跳腿给地面的压力将增加20～22千克”。足见，增大转动半径，增大膝角的意义。然而，解剖学和运动生物力学告诉我们，起跳支撑中，要增大膝角——防止下肢关节过度弯曲，取决于下肢相应工作肌群的退让收缩能力。高水平跳远运动员对此应引起极大重视。

（2）转动半径—膝角—力量的关系

解剖学的研究证明，伸膝的阻力（肌肉收缩的负荷），随膝角的变大而相应减少，下肢蹬地力量却随其变大而显著增大（图1-20）。因此，起跳中减少膝关节的屈曲，有完成高速蹬伸动作的有利条件——蹬地力量大和肌肉收缩的负荷小。这是完成快速起跳的重要条件。

运动生物力学的分析表明，起跳中减小膝关节的弯曲度，对于快速有力地完成起跳有重要意义。

起跳过程中，膝关节必然弯曲，但不能过于弯曲。怎样才能实现这一点呢？究竟屈到什么程度？这取决于下肢肌肉接受冲击性刺激后反馈性牵张发射的自动调节结果。生理学的研究指出：“本体感受器（肌梭和高尔基腱器官）发出的信号完全是在意识下水平进行活动的，故不产生任何主观感觉。它们把大量来自肌肉和肌腱的信息传向脊髓和小脑，借以帮助这两部分来完成人们控制肌肉收缩的功能。”

因此，在快速起跳过程中，要使膝角不过于弯曲，并减小这种弯曲，应提高起跳腿伸肌退让性工作能力，改变反馈性传入冲动的性质，改变起跳时伸肌群牵张反射的效果是根本的办法。我们从起跳时肌肉工作这一角度分析的结果与金原永（日本）从运动技术角度研究的结果相一致。他指出：“踏跳动作产生的力量随膝关节的增大而增大。要最大限度地利用助跑速度，必须利用这样一种技术——踏跳腿屈伸动作小而又能增加身体重心向上的垂直速度的技术。”

（三）蹬伸结束瞬间

为了直观地表示缓冲结束时重心剩余速度v x1和v y1与重心腾起时的水平分速度v x2和垂直分速度v y2的关系，我们直接分析起跳过程中水平分速度和垂直分速度的变化。

力学分析可得：

mvx2-mvx1==FxΔt2

mvy2-mvy1==FyΔt2

重心腾起角：θ=arctg

分析与说明：从（8）（9）两式看出，v x2和v y2是在缓冲结束后v x1和v y1的基础上增大的。因此，提高缓冲阶段伸肌的退让性工作能力有着两方面的作用——既缩短缓冲时间，减少速度损失，又提高腾起初速度，增大腾起角。

综上所述，对起跳过程的力学原理探讨与生物力学分析表明，起跳腿伸肌的退让性工作能力影响缓冲效果，影响重心腾起初速度和腾起角以及运动员的快速起跳能力。它是高水平跳远运动员提高成绩的重要途径，也是专项训练中应该解决的主要训练任务。

三、验证

（一）实验与实验结果

实验对象选取体育系跳远专修班8名学生进行实验。采用对比实验，将实验对象按配对法分为对照组与实验组。实验组和对照组各4名。训练时间一年半。

对照组强调发展下肢的蹬伸力量——克制性工作能力，实验组强调发展下肢的缓冲力量——退让性工作能力。两组同时同地共同进行训练。其它训练内容相同。

实验设计：略。

实验结果：详见实验结果统计表。

实验结果表明，实验前后两组间速度没有显著性差异（P＞0.05），同时下肢绝对力量对照组明显超过实验组（P＜0.05），但是，起跳指数和专项成绩实验组显著高于对照组（P＜0.05）。这说明实验组的速度使用率、起跳技能和起跳效果明显优于对照组。实验结果有力地证明了加强起跳工作肌群的退让收缩能力，是提高跳远专项成绩的有效又可靠的训练途径。（表1-15）

（二）训练实践的总结

近年来，我国一些优秀的教练员，已经重视高级跳远运动员下肢退让收缩能力的训练，重视提高助跑速度的利用率，取得了显著的效果。例如，田兆钟教练在总结邹振先的训练经验中，肖洁萍教练在总结廖文芬的经验中，以及冯树勇教练在总结黄庚等人的训练经验中都指出，加强支撑缓冲阶段肌肉的退让收缩能力，对提高专项成绩有重要作用。

实验结果和训练实践证明，本文提出的高水平跳远运动员提高专项的理论是正确的。

四、结论

1. 充分利用已经获得的速度水平，减少起跳中的速度损耗，在起跳中最大限度地发挥和利用速度，创造尽可能大的腾起初速度和腾起角，这是高水平跳远运动员提高专项成绩的可靠途经。

2. 提高下肢起跳工作肌群的退让收缩能力，提高起跳过程肌肉爆发性收缩的力学效应，这是高水平跳远运动员专项训练的主要任务。它是跳跃运动员在助跑、起跳中发挥和利用速度的前提与保证。

3. 在高水平的跳远运动员的训练中，应注意：在保持和提高速度的同时，要极大的重视提高速度使用率；在发展下肢肌群克制性收缩能力的同时，要突出发展下肢肌群的退让收缩能力。