2021年全国田径冠军赛女子100 m决赛运动员的途中跑关键技术分析

胡兆钰,信聪聪,杨爽爽,孙明运

(安庆师范大学 体育学院,安徽 安庆 246133)

作为田径运动项目的基础,100 m短跑水平的高低与大批运动项目有着直接关系.100 m短跑的激烈性与对抗性让其有着更强烈的观赏性,更代表不断突破人类身体机能的极限.

近年来,我国男子100 m短跑成绩突飞猛进,100 m短跑记录被不断刷新,而我国女子的100 m短跑成绩发展缓慢(见图1),全国纪录仍是1997年李雪梅在上海第八届全运会上跑出的10.79 s,该成绩也是亚洲纪录,与世界纪录10.54 s相差0.25 s.

图1 2010-2022年我国女子100 m跑成绩趋势

短跑技术是促进短跑成绩提高的主要因素[1].针对我国短跑运动员与世界短跑运动员水平的差距,我国学者在这方面做了很多研究,但大多数以男性运动员为研究对象.本文以2021年全国田径冠军赛暨奥运会选拔赛女子组100 m决赛的前7名短跑运动员的途中跑关键技术为研究对象,与2017年世界田径锦标赛决赛女子100 m前7名运动员的途中跑关键技术动作进行比较分析,试图找出我国女子运动员技术上的不足,以期为我国女子短跑运动员日后的训练提供参考.

1 研究内容

1.1 研究对象

2021年6月11日全国田径冠军赛暨奥运会选拔赛在浙江上虞举办,本研究以女子100 m短跑决赛的前7名运动员为研究对象分析其途中跑关键技术,并与2017年田径世锦赛女子100 m决赛运动员的相关技术参数进行对比分析.主要研究对象信息见表1.2021年全国田径冠军赛数据来源于参考文献[2].

表1 2021年全国田径冠军赛暨奥运会选拔赛女子100 m决赛运动员的基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 数理统计法

采用SPSS22.0统计软件对相关数据进行分析.对国内外运动员的数据进行统计学分析,两组数据之间采用独立样本t检验进行差异性检验.各数据间的差异均设为P<0.05,具有显著性差异,P<0.01,具有非常显著性差异.

1.2.2 对比分析法

对所获得的数据通过归纳、类比、综合等分析方法进行深入论证.

2 结果与分析

2.1 100 m分段速度比较

2021年全国田径冠军赛代表我国女子100 m短跑高水平运动员,与2017年世锦赛的选手相比,成绩相差仍较大.前7名的成绩对比见表2,第1名之间相差0.34 s.2021年全国田径冠军赛和2017年世锦赛100 m分段速度对比如表3所列.从表3的分段速度可以看出,每10 m分段当中我国优秀运动员与国际优秀运动员的差距逐渐加大,在30～40 m时,速度差距逐渐明显.已有研究中将100 m划分为加速阶段(0～30 m)、途中跑阶段(30～50 m)、最大速度阶段(50～80 m)、速度下降阶段(80～100 m),保持最大速度的能力决定成绩[3].我国优秀运动员在途中跑阶段、最大速度阶段、速度下降阶段表现出了较为明显的劣势,这点与前人研究结果一致,我国优秀运动员普遍存在前20 m加速强度较大,速度增长明显,但在达到最大速度后维持高速跑动的距离短,后程降速明显的特点[4].

表2 2021年全国田径冠军赛和2017年世锦赛女子100 m前7名的成绩对比 单位:s

表3 100 m分段速度对比

我国选手的特点是加速过快,短时间就达到了最大速度,在40～50 m处速度最大,而国外优秀选手在50～60 m处达到最大速度.根据前人的研究,以最大速度的98%跑过的路程被称为“保持最大速度”阶段[5],我国优秀女选手在30～60m是最大速度段,而国外优秀女选手则在40～70 m是最大速度段.由于100 m是无氧运动,起跑后加速强度过大时,会极大地消耗运动员体内的供能物质,影响运动员维持速度的能力,不利于获得和保持最大速度,我国优秀女子运动员加速过快,导致无法保持最大速度.

2.2 步长特征和步频特征

影响速度的主要因素是步频和步长[6],这两个因素都和身高有密切联系.但身高不是短跑运动员成绩的决定因素[7],所以进一步采用了更能客观反映跑速运动特点的步长指数(步长/身高)和步频指数(步频×身高),这两项指数同时兼顾了身高因素.

2021年全国田径冠军赛与2017年世锦赛100 m女子运动员的步长与步频等相关参数对比如表4所列.2021年全国田径冠军赛女子100 m决赛所有选手的平均步长为2.00±0.07 m,步长指数为1.30±0.05.与2017年世锦赛女子100 m决赛选手相比,步长并无明显差异.

表4 2021年全国田径冠军赛与2017年世锦赛女子100 m步长与步频等相关参数对比

对比步频,发现2021年全国田径冠军赛女子100 m决赛选手的平均步频为4.46±0.19 Hz,步频指数为7.3±0.22,均显著低于2017年世锦赛女子100 m决赛选手的平均步频(4.79±0.14 Hz)与步频指数(8.03±0.32)(P<0.05).

步长指数=步长/身高(男子≥1.2,女子≥1.15),步频指数=步频×身高(男子≥8,女子≥7.5)[8],可见2021年全国田径冠军赛运动员的步频指数并没有达到国际标准的均值,也比2017年世锦赛决赛运动员步频均值小.2017年世锦赛决赛女选手的步长与步频指数甚至达到了男子的标准.曾有研究显示,女子短跑选手要想取得好成绩,步长指标要适当增加,步频指标要适当缩小[9].众所周知,身高越高,下肢越长,相应的步长就越大;步长越大,相应的步频会有所回落.这意味着在身高不变的情况下要用牺牲步频换取步长,但是在一个单步中,步长的大小意味着腾空的距离,研究中将“腾空段”称为“减速段”,人在腾空时双脚离地没有加速度[10].如果女运动员单纯增加步长相当于人为增加“减速段”[11],因此不能一味追求其中一方面,步长和步频相对合理才能提高跑速.

有趣的是,2021年全国田径冠军赛与2017年世锦赛决赛运动员的步长平均值并没有明显的显著性差异,步频的平均值却有显著差异性,因此可以认为2021年全国田径冠军赛中决赛运动员用牺牲步频来加大步长.前人的研究表明,优秀运动员大多数都属于均衡性选手,不能一味追求某一方面.

2.3 时间特征分析

Ralph Mann在《冲刺与跨栏机制》一书中指出:百米短跑成功的关键在于跑步过程中所花费的时间,分为腾空时间和支撑时间,腾空时间主要反映步长,而支撑时间和腾空时间的组合则反映着步频.

时间特征是建立于单步基础上的,单步时间是腾空时间和支撑时间的总和,2021年全国田径冠军赛与2017世锦赛女子100 m运动员时间特征的相关参数对比如表5所列.2017年世锦赛决赛运动员的平均单步时间要比2021年全国田径冠军赛决赛运动员更短(P<0.01),这意味着2017年世锦赛决赛选手步频更快,这也与之前的步频分析相吻合.2021年全国田径冠军赛决赛运动员平均支撑时间为0.105±0.007 s,要高于2017年世锦赛决赛运动员的平均支撑时间(0.093±0.04 s,P<0.05);2021年全国田径冠军赛决赛选手平均腾空时间为0.119±0.008 s,2017年世锦赛决赛运动员平均腾空时间为0.116±0.004 s,二者之间没有显著性差异(P>0.05),这也说明,我国运动员用明显长于世界优秀运动员的支撑时间,获得了短于世界优秀运动员的步长.

表5 2021年全国田径冠军赛与2017世锦赛女子100 m时间特征相关参数对比

2021年全国田径冠军赛100 m决赛运动员支撑时间占单步时间比为47.26%±2.44%,2017年世锦赛100 m决赛运动员支撑时间占单步时间比为44.43%±1.35%,二者表现出显著性差异(P<0.05); 2021年全国田径冠军赛100 m决赛运动员腾空时间占单步时间百分比为53.38%±2.25%,2017年世锦赛100 m决赛运动员腾空时间占单步时间百分比为55%±1.35%,二者之间也表现出了显著差异(P<0.05).

通过减少触地时间可以帮助运动员节省能量和提高跑的经济性[12],支撑时间包括制动和驱动两个阶段,对于短跑项目而言,制动阶段被视为阻力阶段,驱动阶段被视为助力阶段,支撑时间越长,意味着阻力阶段越长,阻力越大,跑的经济性越差[13].有相关研究表明,优秀短跑运动员一个单步的运动学趋势是:较快的步频、较短的单步时间、较小的腾空支撑时间比、较长的支撑距离[14],由此说明要想跑出好的百米成绩,就要注意加快步频,减少一个单步所用的时间.

2.4 支撑阶段下肢关节特征分析

支撑阶段踝角、膝角、髋角的大小对比如表6所列.通过表6可以看出,在支撑阶段,2017年世锦赛女子100 m运动员的平均着地瞬间髋角为141.24°±6.20°,着地瞬间膝角为154.9°±4.26°,着地瞬间踝角为117.73°±2.97°;平均蹬离瞬间髋角为198.26°±7.46°,蹬离瞬间膝角为159.91°±9.21°,着地瞬间踝角为131.03°±5.96°;2021年全国田径冠军赛运动员平均着地瞬间髋角为139.14°±4.41°,着地瞬间膝角为145.43°±3.99°,着地瞬间踝角为109.71°±6.68°,平均蹬离瞬间髋角为204.57°±4.04°,蹬离瞬间膝角为154.14°±5.61°,着地瞬间踝角为136.86°±3.18°.

表6 支撑阶段踝角、膝角、髋角的大小

跑是支撑与摆动相结合、蹬与摆相结合的周期性运动,一个周期包括一个复步,即一个周期中一条腿经历了支撑到腾空再到着地支撑的过程[15],考虑身体总重心轨迹,支撑期按照着地瞬间到离地瞬间阶段划分[16].20世纪80年代,有研究表明短跑中支撑腿髋、膝、踝处的肌肉形成的某种高效用力模式是影响跑速的重要因素[17].不同的阶段下肢关节的利用率不同,在途中跑阶段,主要以髋为轴,双腿快速“绞剪”,伸髋肌群在当中起到重要作用[18],由于髋关节从摆动腿着地时即开始了蹬伸活动,因而髋关节在缓冲阶段不参与缓冲工作,因此短跑运动员支撑期的缓冲动作主要是由膝关节和踝关节两个关节协同完成的[19].

2017年世锦赛生物力学报告显示,蹬离时较小的踝关节角度影响最大速度.从表6中可以看出,踝角在蹬离时,2017年世锦赛运动员着地时的踝关节角度较小,从生物力学的角度获得尽可能大的水平推进力,并尽可能减小落地时的制动力是提高奔跑速度的关键[20],因此踝关节角度大会延长落地时间.

着地时较大的膝关节角度影响最大速度.从表6中可以看出,2017年世锦赛选手在着地瞬间的膝关节平均着地角度要大于21年全国冠军赛选手,支撑阶段膝关节的主要作用是通过踝关节保持身体重心的高度和将髋关节的力量传递到跑道上[18],在触地前期需要形成较高刚性的支撑腿膝和踝关节,较大的膝角可以为以髋为轴的快速绞剪提供稳定的支撑,早期的研究也表明,膝关节角度较大意味着选手的重心较低,优秀的选手可以在下肢较为蜷曲的状态下完成支撑摆动技术[15].

虽然在生物力学报告中未提及髋关节对最大速度有较大的影响,但是可以肯定的是强调髋关节和骨盆肌群的发力,不仅充分调动人体下肢大肌群参与运动从而增大驱动力,而且还强化了躯干核心肌群对上、下肢用力的传导和协同作用,在某种程度上将以往的“腿部发力”变为“身体发力”,形成以“臀鞭打”为主要特征的新型奔跑用力模式[18],髋关节角度数据对比没有显著性,也能说明我国优秀运动员在短跑当中发力也改变为髋关节伸肌群发力.

3 结论与建议

3.1 结论

与世界优秀运动员相比,我国运动员在100 m跑全程中节奏分配不合理,加速过快,导致后程无法保持较长时间的最大速度;存在牺牲步频换取步长的现象,用长于世界优秀运动员的支撑时间获得了短于世界优秀运动员的步长;在以伸髋肌群和踝屈肌群为驱动力的跑步模式中,加强了伸髋肌群,但是踝屈肌群能力未达到世界优秀运动员水平.

3.2 建议

一是在日常训练当中,要有目的地调整节奏的分配,寻找最合适的节奏模型,利用“跑格”的方法限制步长,调整加速度节奏.二是要进行短距离变速跑,掌握节奏,提高对速度的控制.三是应进行“绕栏”等训练加强伸髋肌群,同时对踝关节进行拉伸放松,激发其灵活性.