縱跳能力不僅為爆發力的重要指標,而且也是肌肉力量、跑動速度、身體協調性、柔韌性以及靈活性的一個綜合體現??v跳研究主要應用于力量訓練效果反饋[1-2],同時被證明下肢力量和跳躍成績具有一定的聯系。甚至有研究發現踝,膝關節的力矩大小也與跳躍成績高度相關[3-4].Hubley和Wells[3]研究顯示膝關節在 縱 跳 過 程 中 完 成 4 9 % 的 有 效 功,踝 關 節 約 為 2 3 % .然 而 , 從Fukashiro和Komi[4]的調查結果中,膝關節對縱跳成績約起33%作用,踝關節為16%.這些分歧并沒有在今后的研究中被進一步探討。同時,下肢關節力量狀況如何與縱跳高度成績優秀-落后群體中的統一問題也未曾研究,但這些信息對肌肉力量特征的深入理解非常重要。擺臂動作為縱跳成績的重要因素已被普遍接受[5-6],這一動作在不同能力的群體中是否存在不同影響也值得追蹤。為了更好的理解不同群體縱跳成績差異性的內在因素,本文針對兩組不同縱跳能力群體中的優-劣(有、無擺臂)動作展開生物力學測試, 試圖挖掘肌肉力量, 技術特征在縱跳能力的表現。
1 研究方法
1.1 研究對象選擇
為了獲得縱跳能力差異,60位在校大學男生參與縱跳預實驗。
取成績最好的8位:年齡(21.6±1.8)歲;身高(1.75±0.06)m;體重(70.8±4.2)kg,作為高水平組。成績最差的8位:年齡(21.6±1.98)歲;身高(1.72±0.08)m;體重(72.2±9.3)kg,為低水平組。實驗被試經調查均無腰背部和下肢各關節疾患、創傷、手術史,下肢個關節肌力和關節活動范圍均在正常范圍。
1.2 實驗測試及控制
實驗被試在進行正式縱跳測試前都給予充分的熱身時間,測試中在測力臺(kistler,瑞士)上先進行三次擺臂縱跳重復測試,隨后再三次無擺臂的重復測試。第二跖趾關節,踝關節外側,膝關節及大腿外側都被附上反光標記點,通過6個高速影象捕捉系統(Qualysis,瑞典)進行同步測試。拍攝頻率為100fps,數據采集時間設置為6s,包括起跳前的2s準備時間。采用標準逆向動力學方法[7]計算各個關節力矩值,瞬時功率經力矩與角速度之乘積獲得。關節拉伸階段(extension)力矩值定義為正值,彎曲階段(flexion)定義為負值,所有最后所得數據都經過體重標準化處理。
1.3 數理統計用SPSS
13.0 統計學軟件對原始數據進行統計處理,得到各項指標的平均數、標準差及各項指標間的差異性和顯著性檢驗(P<0.05)。
2 研究結果
實驗被試有、無擺臂動作下的身體各階段時間百分比如圖1所示。高水平組重心下降至最低點略早于低水平組,擺臂動作對于低水平組的重心移動速度變化并不大。
高水平組擺臂動作下縱跳平均成績高于低水平組約為13cm(表1);無擺臂動作下約為11cm(表2)。高水平組有、無擺臂動作下下肢關節峰值力矩值都大于低水平組,不過不存在顯著差異。峰值功率指標也是高水平組強于低水平組,同時踝關節峰值功值在有、無擺臂條件下存在顯著差異,膝關節只有在擺臂動作下存在顯著性差異。
下肢關節縱跳過程中的力矩和功率隨時間變化曲線如圖2、3所示。不同水平組的差異性較為明顯,下肢關節的功率約從整個動作階段的70%左右開始轉為正值。有、無擺臂動作在不同水平組所引起的差異都不是很大。最明顯影響產生在高水平膝關節峰值力矩上,無擺臂動作的峰值力矩出現時間略有提早。
3 討論與結論
不同水平組在縱跳過程的肌肉力量和功率變化表現出不同情況,如圖3表現的峰值功率值清晰解釋了兩者的差距。由于統計的各個指標已標準化體重系數,兩組被試在身高上差距也不大,因此本文認為肌肉的運動能力決定了此次實驗結果。Bosco和Komi[8]發現快肌纖維比例與縱跳成績高度相關。盡管本研究并未深入調查不同水平組的肌纖維成分,高水平組快肌比例應該高于低水平組。
本研究同時通過限制手臂運動,關注動作技術在縱跳過程的影響。
限制擺臂在兩組不同水平被試測試中可降低縱跳高度約10cm左右,但是從關節力矩、瞬時功率上數據差異卻不明顯(圖2和圖3),被試本身水平能力仍起主要作用。
僅管技術動作在兩組不同水平被試中對縱跳成績引起結果較小,部分結果還是有意義值得探討。擺臂動作可在身體重心下降階段增加肌肉負荷,致早期準備階段(重心下降過程)儲存更多的能量于肌肉和肌腱中[9].這部分額外能量可在跳躍階段迅速釋放,使峰值功率(90%~100%縱跳階段)提高(圖3),獲得更好的成績。相關研究表明,膝關節為起跳過程最重要關節[10-11].本研究結果也顯示高水平組膝關節功率顯著高于低水平組,由于膝關節周圍的肌肉群具有優越的彈性儲備釋放能力,與膝關節穩定作用的拮抗性肌肉群(如:大腿后側肌肉群)同步性較低[12],所以具有更高的跳躍效率。
這其中牽涉到神經肌肉活動的協調作用,亦可作為高水平群體運動特征的下一步研究方向。
參考文獻:
[1] 張春合,劉洪俊。對田徑跳躍類運動員下肢爆發力訓練后效應的時間研究[J].中國體育科技,2008,44(6):107-109.
[2] Paasuke, M,Ereline,J,Gapeyeva,H.Knee extension strengthand vertical jumping performance in Nordic combined athletes[J].Journal of Sports Medicine and Physical Fitness,2001,41:354361.
[3] Hubley, C.L,Wells,R.P.A work energy approach to de-termine individual joint contributions to vertical jumpperformance[J].European Journal of Applied Physiology,1983,50:247-254.