跳高的姿势有跨越式、滚式、剪式、背越式等几种,而优秀跳高运动员往往都采用“背越式”技术的物理原因

哦 跳高是田径运动中的一个跳跃项目.跳高的基本任务是运用自身能力,通过助跑,起跳,过杆和落地等动作形式,使人体腾越尽可能高的横杆.跳高的技术特征是:由跑转变为跳;由支撑转变为腾空;由水平位移转变为抛射运动.由于跳高运动是由平动和转动两种运动形式完成的一项复杂的空间运动,并具有周期性运动和非周期性运动的双重特征,所以说跳高技术是田径运动技术中最困难的技术之一.
1 跳高技术的理论基础
1.1 决定跳高成绩的基本因素
跳高时,人体的跳跃高度是由三个垂直距离的总合所决定的,这就是跳高理论中的重要公式:(见图1)
H=H1+H2±H3
H——能够跳过的横杆高度
H1 ——起跳时人体离地瞬间身体重心的高度
H2 ——通过跳跃使人体重心升高的高度
H3 ——人体重心腾起的最高点至横杆之间的距离
从公式中可以看出与跳高成绩直接相关的三个条件.H1,即起跳瞬间人体重心高度,它取决于以下两个因素:其一是运动员的身体形态.身材高,特别是下肢修长的人,重心也高,这是极为有利的条件;其二是运动员起跳时的身体姿势.因为身体姿势的改变会直接影响身体重心的变化,如在起跳时两臂和摆动腿充分向上高摆,提肩,拔腰,整个身体充分向上伸展,起跳腿的膝踝关节充分蹬直,这会显著提高身体重心的位置.
一般来说,跳高时人体重心腾起的最高点是在杆上,因此,这就要求H3值越小越好.当然,过杆时身体重心抛物线的最高点处在横杆之下是最理想的,而且从理论上讲也是成立的,但在运动实践中尚未有先例,那么实现H3的理想条件是什么呢 这主要取决于过杆动作和身体处于杆上的姿势.跳高技术的发展,过杆动作演化的趋向,就是为了更好地利用已获得的腾空高度越过更高的横杆.从跨越式到俯卧式和背越式,过杆时身体重心与横杆距离大大减小,所以说H3是衡量过杆动作优劣的主要标准.
从上可以看出,在决定跳高成绩的三个条件中,H1和H3与运动员的身体形态及采用姿势,身体各部分的协调动作有关,是提高跳高成绩不可忽视的因素.但是,决定跳高成绩的主要条件却是H2——跳跃使身体腾空的最大距离.这是跳高技术中的关键.
跳高是属于垂直跳跃项目,尽管腾起后受水平速度的影响,但重心轨迹仍按抛物线运动,从垂直上抛运动公式:H=V02sin2a/2g 可以看出,决定重心腾起高度的唯一因素是起跳瞬间的垂直速度.
从力学原理我们知道,跳高腾起的高度既依赖于自然弹跳力,又更多地取决于助跑速度在起跳阶段换成腾起初速度的效果.助跑速度越快,转换得越好,获得的腾起高度越大.速度的转换是在运动员起跳技术稳定的条件下,而且在一定的生理学范围内,加快助跑速度,促进水平冲击负荷增大.起跳腿伸肌群肌肉拉长的速度加快,这使伸肌群受到刺激强度与冲动频率相应地增高,从而有利于速度的转换,获得更大的垂直速度.
根据功率公式:P=A/t=m v02/t ,可以得知较大的垂直速度V0,必然要求有较大的蹬地爆发功率.同时:P=FxS/t(P:功率,A:功,t:时间,m:质量,F:力,S:工作距离.这里仅考虑垂直方向的物理量).
从以上公式可以看出,增加爆发功率的因素有三:一是增大蹬地力F;二是增加蹬地工作距离S;三是缩短起跳时间t.从以上三个因素来看,蹬地力量F的大幅度提高,往往造成腿部肌肉过份粗大的弊端,加大工作距离S,必然在起跳前过多下降重心而造成严重减速.所以,缩短起跳时间t,既不增加很多力量,还能取得好的效果.
1.2 跳高的腾空动作及其原理
1.2.1 起跳腾空后人体重心的运动轨迹
跳高起跳时身体腾空离地的一瞬间,其身体重心在空中的运动轨迹——抛物线已经确定.此抛物线是由水平方向和垂直方向的合成速度决定的,抛物线的高度取决于起跳蹬伸时的垂直速度,而抛物线的距离则由助跑的水平速度决定的.因此,在跳高运动中起跳的垂直速度越大越好.
由抛物线原理得知,跳高运动员一旦起跳腾空后,身体在空中不管做什么动作都改变不了重心的运动轨迹,在空中任何想提高身体重心的努力都是徒劳的.
1.2.2 人体在空中的补偿运动及相向运动
既然身体腾空后的重心运动轨迹不能改变,那么跳高的空中动作有何作用呢 背越式跳高起跳后首先是头和双臂过杆,然后是背,腰,臀部依次移过横杆.为了尽可能利用重心的腾起高度过杆,因此身体某一部分在杆上时,其它部分肢体需尽量垂于杆下,头肩部过杆后即下沉,相应地升高腰背躯干,这就是空中的补偿运动.主动降低部分肢体,而升高一部分肢体,总重心在空中的位置不变.
另外,当运动员跳越最大高度,身体在杆上形成"桥"时,为了上举双腿,必须上抬头部和双肩,做以髋为轴的相向运动.相向运动也是补偿运动.(见图)
2 背越式跳高技术
纵观跳高运动的发展史,可以看出跳高技术不断革新和演变的历程,由跨越式到剪式,滚式以及俯卧式,每次变革都使跳高技术更合理,更科学,更能发挥人体的潜在能力.尽管俯卧式技术是比较先进的技术,但自进入80年代以来,背越式战胜俯卧式已成无情的事实.那么背越式技术的优越性在哪儿 为什么说背越式技术是最先进的跳高技术呢
2.1 背越式跳高的技术特点
2.1.1 能更好地利用助跑速度
跳高技术中最重要的一环在于,通过合理而连贯的动作,充分利用助跑中获得的水平速度,平稳地转入起跳,缩短起跳时缓冲动作时间,从而加快起跳时的垂直速度.由于背越式跳高比较接近自然动作,其助跑,起跳,过杆和落地各部分之间的衔接比其它跳高姿势更为紧密连贯,所以有利于运动员在最后几步保持良好的动作节奏和较快的速度.
从动作结构上看,背越式在起跳脚放上起跳点瞬间,身体重心比较高而靠近起跳点的垂线.因此,起跳力量的垂直分力比较大,起跳中身体重心升高得快.这些特点可以使背越式运动员在更高的速度下起跳.我国运动员朱建华助跑最后4步身体重心移动的平均速度高达8.29米/秒,而起跳时间只有0.167秒.这样快的速度,只有背越式跳高技术才能达到.
2.1.2 能充分利用弧线助跑的积极因素
背越式跳高运动员在完成最后几步助跑时,身体重心轨迹和足掌落地点是沿弧线进行的(见图).
弧线助跑与直线助跑相比较有不足之处.如弧度不易固定,步点不易准确,助跑不易丈量和起跳时容易造成过早转体倒肩等.但是弧线助跑的积极因素,特别对于背越式起跳,过杆等动作结构,却是非常必要的.概括起来有以下几点:
(1)降低身体重心.背越式最后3~4步弧线跑,因身体承受离心力作用,致使身体向弧心倾斜,半径越短跑速越快,人体内倾越大,这就自然降低了身体重心.研究资料证实:身体内倾30度可降低重心13厘米.重心降低,自然加长了起跳时的工作距离.
(2)由于背越过杆的要求,起跳后身体要转成背向横杆的姿势,采用弧线助跑在不影响跑速的情况下,至起跳时身体已成侧对横杆了,这为起跳作好了准备,有利于起跳时的身体绕纵轴旋转.
(3)弧线助跑在起跳时有一个身体由内倾转向垂直的运动,其所产生的法向加速度V1可以加大支撑点的压力,增加起跳效果;所产生的切向加速度V2(即离心加速度)有助于向横杆方向的运动(见图4).这是身体起跳后由垂直转为水平的主要动力.
(4)由于助跑弧线的曲率半径逐渐缩小,在起跳时人体可以获得向横杆转动的角动量,此角动量正是人体沿横杆转动的动力,不需偏心推力就可使蹬地时的支撑反作用力通过身体重心,做到起跳时的正心用力,从而增大H1和H2值,提高起跳效率.
(5)弧线助跑由于身体内倾,可以避免起跳时的过早倒向横杆.
2.1.3 动作结构比较简单,自然,相对容易掌握
例如,折叠屈膝摆腿,过杆时身体绕横轴转动,身体两侧的动作基本对称.这些动作接近自然动作,相对比较简单,因而容易掌握,因此能在较短时间内提高运动成绩.
2.1.4 过杆形式经济合理,而且新颖有趣
2.2 背越式跳高技术
请看朱建华背越式跳高技术(见图5)
2.2.1 助跑和起跳
助跑是跳高技术中十分重要的环节.研究助跑技术,一定要把助跑和起跳以及过杆技术紧密联系起来,从跳高全过程这个整体中来看助跑的作用和意义.
助跑的任务在于获得身体向前移动的水平速度,同时为快速有力地起跳创造良好的条件.
助跑的距离:一般为8~12步.全程可分为两段,开始为直线段,动作与普通跑相似,重心较高,步幅均匀,轻松自然,富有弹性,逐渐加速;助跑后段为弧线(后4步),跑进中身体向弧心倾斜,跑速越快倾斜越大,其特点是步频快,抬腿高,落地积极,重心平稳.
当前国内外优秀背越式跳高运动员的助跑大致可分两种类型:第一种跑法是助跑距离较长,重心较高,强调跑的连贯性,跑的轻松自然,频率较快,特别是最后4步频率非常快.由助跑转入起跳十分积极,带有"进攻性",迈步送髋一气呵成.这种跑法主要强调充分发挥水平速度;第二种跑法是步幅开阔,重心较低,助跑弹性好,动作舒展协调,重心有起伏,频率不高,加速靠充分后蹬,后4步过渡到脚跟先着地,迈步送髋比较明显.
第一种跑法被称为"速度型",第二种称作"幅度型".此外,还有运动员采用两者的综合特点,前段重心高,跑得积极,后4步重心较低,以脚跟先着地,步幅较大,迈步有力,送髋明显.不论哪种跑法,都强调加快助跑速度和节奏.背越式跳高的技术特点,最突出的一点在于速度快,起跳快而有力.从技术原理可知,提高助跑速度能使更多的动能转化为压紧身体的弹性势能,从而使运动员在极短的时间内(起跳)达到最大的用力效果.实验研究证实,起跳前水平速度每增大0.1米/秒时,起跳缓冲阶段将增大垂直分力12~16公斤,这对于提高起跳效果是极为显著的.背越式跳高助跑速度可达到8米/秒以上.
研究优秀跳高运动员的助跑速度表明,每个人的助跑速度都是与其身体训练水平和技术水平相一致的.初学者在练习跳高时,一定要注意在掌握正确技术和提高身体素质水平的过程中,逐步提高助跑速度,才能取得良好的效果.
为了达到最佳的起跳效果,必须使快速助跑和快速起跳紧密连接起来,尽量减少水平速度的损失,充分利用水平速度的冲击作用.助跑速度越快,起跳动作越应迅速,因此这就要在保持水平速度时注意起跳前的助跑节奏.快速助跑与快速起跳相结合的关键,在于节奏的一致性.由于运动员用力的最后效果在很大程度上取决于开始动作在结构及机能方面是否为后继动作准备了条件,因此助跑节奏具有特殊的意义.适宜的助跑节奏不仅节省能量的消耗,而且有利于动作的协调自如,为更好,更快的助跑起跳,加快起跳速度,创造良好的前提.
根据背越式跳高的特点,助跑节奏应是快的,是与运动员本身能力相适应的,与快速起跳的"爆发式"用力是一致的.
背越式跳高助跑一般采用一条平方抛物线,由直线进入弧线自然缓和,随弧线曲率半径不断缩小,身体逐渐内倾,有利于运动员大胆加速.另外,平方抛物线画法简单,使用方便.目前国内外大多数优秀运动员都采用这种弧线助跑.不过,由于弧线的弧度不易固定,距离不易丈量,步点不易准确,所以助跑技术相对复杂一些,需反复实践和调整,才能熟练准确.
这里必须强调的是,助跑最后几步必须严格地沿着弧线跑进,特别是助跑的最后2步,这样做更为重要.
助跑最后一步的特点是,髋关节幅度很大,迈步时上体保持较垂直的姿势,摆动腿积极后蹬,而且蹬地非常充分,起跳腿充分前伸,同时髋部自然向前送出.迈步送髋动作做得积极有力,对于垂直起跳有重要意义.
起跳脚是以脚跟和脚掌外侧先着地.为了加快起跳速度和起跳腿从脚跟向前脚掌滚动得平稳而柔和,应控制摆动腿屈膝程度.摆腿屈膝折叠越紧,起跳的速度越快.
为了提高起跳速度,还应注意放脚起跳时尽量减少起跳腿屈膝的幅度.有关资料认为,缓冲阶段屈膝角度在140~150度.这样,在助跑的最后几步身体重心就可少降一些,以利于保持水平速度.
美国专家的研究成果认为,在背越式跳高的起跳中,对地面的作用力摆腿占20%,摆臂占60%,起跳腿只占20%.加拿大专家则认为,摆腿作用达65~70%.
从力学分析来看,摆腿和摆臂的确在起跳中占有极为重要的地位,摆动的意义有以下5点:
(1)可以提高起跳离地瞬间的身体重心高度H1.
(2)迈步放脚时由于摆动作用,可减少水平速度的冲击力.
(3)向上的摆动反作用力可加大支撑反作用力.
(4)摆动动作的突停,其制动惯性力可增大垂直速度.
(5)摆动动作是完成起跳的先导,是身体腾起后绕纵轴旋转的动力.
在背越式跳高中,手臂摆动动作有两种方法:一是双臂平行摆动,见下图中的13;二是异侧交叉摆动.前者双臂的动作与摆腿的动作是同时进行的;后一种摆臂方法是当迈出起跳腿时,摆动腿同侧臂并未下放后摆,而是随着起跳动作积极上摆.朱建华就是采用这种方法.
摆动腿应该从微屈的起跳腿旁,以膝盖领先,屈膝折叠,向跳高架远端支柱上方用力摆出.起跳时要充分利用摆动腿的作用,加快摆动腿的速度,并摆至腰以上.同时摆动腿一侧的肩应高于起跳腿一侧的肩,以防止过早倒杆.
2.2.2 腾空与落地
助跑到最后一步,由于"线速度"的制动和惯性离心力的作用,人体腾空后在沿弧线的切线方向抛射过程中上体会加速运动(见下左图)再加上摆动腿膝部向身体内侧上摆,这时身体以髋部为轴,这两个力在身体的上下两端一个推一个拉,形成一对力偶(见下右图),腾空的人体自然绕横轴旋转,使身体横卧在杆上.
起跳腾空后靠近杆的臂和头,应积极向杆上运动.随着背部转向横杆,头和双肩开始过杆.同时摆腿下放,双腿屈膝,小腿下垂.头,肩部过杆后开始仰头下沉,挺胸,挺髋,展腹,使人体在杆上成背桥姿势.
由于过杆时是头,肩和臂,接着是躯干,臀部,大腿和小腿等依次过杆,为了经济地利用身体重心腾起的高度,身体过杆的部分和尚未过杆的肢体应尽可能下垂,所以成背"桥"式过杆是十分合理的.
注意在杆上尽可能挺髋时间长一点,不要急于举腿过杆,等骨盆移过横杆后再顺势收腹,头稍抬起,先后把大腿和小腿向上举起.落地时以背先着垫,或团身以肩先着垫,然后再做一个后滚翻.切记,落垫时不能仰头,运动员的眼睛始终要注视着横杆方向.
3 启示
3.1 正确技术的要求
作为教师和学生都要搞清技术动作的正确性,明确什么是正确技术的要求,才能使教学和训练不走弯路和少走弯路,使教学和训练取得理想效果.否则,将会使技术训练陷入盲目性,甚至走上歧途.那么正确的技术要求是什么呢
3.1.1 符合技术原理的要求
跳高技术原理所提出的三个高度,三个特征(抛物线助跑,螺旋式起跳,拱桥式过杆),三个阶段是评定技术的基本标准.看一个动作不能只看外形,一定要透过表象看到动作结构的实质.如助跑,实质是要求快,可以通过各种途径达到快的要求,这就要求根据运动员的情况进行科学训练.
3.1.2 符合不同技术阶段所要完成任务的要求
如弧线助跑时要求身体向圆心倾斜,所要完成的任务是使运动员水平移动的速度达到应有的水平,因此身体内倾是动作的要求,必须与跑的速度,弧线曲率半径的大小相适应,如果身体向圆心方向倾斜过达或过小,都不能圆满地完成动作,就不能算正确的技术.
3.1.3 符合人体动作与能力统一的要求
技术的改进是无止境的,随着运动员能力的发展和变化,要有相应的动作相配合,如果超过了人体能力去完成一些高难度动作就不能达到好的效果.有时在某一阶段是正确的动作,而发展到另一阶段时,有可能变成不太正确的动作,这就需要进行相应的调整.
3.2 根据每个人的特点培养与形成独特的技术风格
跳高技术从理论上讲有一个标准概念和理想模式.具体讲背越式跳高技术就有福斯贝里,朱建华,索托马约尔等优秀运动员的技术.每一个运动员都具有与众不同的个人特点.
个人特点与他本人的个性,气质,身体形态,素质机能有密切的关系.这些个人特点必须根据技术原理与理想模式扬长避短,兼收并蓄,形成独特技术风格,才能在运动实践中对提高运动技术有显著的积极作用.
郑凤荣,倪志钦和朱建华之所以能创造世界纪录,一个重要的原因就是他们的教练员能根据运动员个人的特点和科学原理,在某些技术环节上作大胆的革新,积极培养他们形成自己独特的技术风格.世界跳高运动的发展和我国跳高训练的成功经验都证实了培养独特技术风格的重大作用.