第３０卷第２期 ２０１５年６月 邢台学院学报 Ｊ０Ｉ『Ｉ｛ＮＡＬ ｏＦ ＸＩＮＧＴＡＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏｌ＿３０．Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．２０ｌ５ 对短跑中蹲踞式起跑技术的生物力学分析 潘摘灵 （北京体育大学，北京１０００８４） 要：将短跑的蹲踞式起跑技术的众多指标进行量化式分析，重点研究起跑时重心高度、膝关节开放角度及重心 位置变化对于短跑起跑效果的影响。采用高速摄像机从人体侧面水平方向拍摄影像，截取受试者预备阶段至第一步落地 完成阶段的视频进行图像解析，选取人体各主要关节以及腿部取出比例数据标尺，通过扎齐奥尔夫斯基模型进行图像解 析，运用Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ软件进行数据处理，采用统计学比较Ｔ值的方法进行检验。分析不同层次运动员的短跑出发技术 的差异，并寻找到最快捷高速的动作运动轨迹。 关键词：蹲踞式起跑；重心位置；膝关节角度；生物力学分析 中图分类号：Ｇ８２２．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—４６５８（２０１５）０２．０１６３．０３ 田径是世界体育历史上最古老的竞赛项目，而 “百米飞战”一直以来都是世界重大田径赛事 中的重中之重。随着现代科技的不断革新，技术动 作的逐步发展，人们也在不断的冲击着速度的极 限。短跑成绩的高低，主要取决为起跑、起跑后加 速跑、途中跑和终点冲刺四部分的因素。虽然，途 中跑的快慢是影响短跑成绩的最主要因素…，但在 当今世界竞技运动水平不断提高，竞争对手间差距 日益缩小，每个细微的技术环节都可能影响运动员 的名次。起跑作为短跑项目中的起始阶段，对其后 的三个阶段水平能否正常发挥起着决定作用。因 此，运动员的起跑技术和能力对提高短跑成绩势必 会产生重要作用。 １研究的意义 近年来研究发现， “高重心”的起跑动作，相 对于一般技术而言，更有利于运动员获得最佳的加 速度，提高运动成绩。因为“高重心”姿势起跑时 重心上升幅度较小，可使运动员在起跑时蹬力集中 在推动人体向前运动上，发挥水平速度较快，同时 减少两腿不必要的负担，起跑时省力，对提高动作 频率有利” 。从两种起跑姿势的力学特点看， “高 重心”姿势优越于普通姿势，能够从技术上保证在 极短时间内快速运动，使身体由静止状态过渡到动 态，并形成正常、合理的疾跑要求 。本研究致力 于将短跑的蹲踞式起跑技术的众多指标进行量化式 分析，重点研究重心位置变化对于短跑起跑效果的 影响。拟解决的问题是：对普通式蹲踞式起跑的技 术要点进行量化分析，从而对教师及教练员针对短 跑的蹲踞式起跑教学提供准确的数据支持和理论支 撑，并利于广大学生及运动员对蹲踞式起跑技术的 理解和掌握。 ２研究对象方法内容 ２．１实验对象 受试者的选择：为了确保实验结果的科学有效 性，本实验供共选择了１２位身高、体重、年龄及 力量素质相似的受试者。并具有较好的田径短跑运 动背景，其中６位来自北京体育大学体育教育学院 田径班，无运动等级；６位来自北京体育大学竞技 体育学院２０１２级田径班，均为国家二级运动员。 详细情况见表１和表２。 表１受试者基本情况（Ｎ＝１２） 表２受试者力量素质情况（Ｎ＝１２） ２．２实验方法 采用ＳＯＮＹ ＮＰ—Ｆ９７０高速摄像机，从人体侧面 水平方向拍摄影像。拍摄时要求受试者身着短袖短 裤，尽量暴露身体各关节的位置，以便后续进行数 据分析。在拍摄过程中，高速摄像机以５０Ｈｚ的频 率进行录像，受试者在听到发令声后进行３Ｏ米加 出发冲刺。 实验录制结束后，截取受试者预备阶段至第一 步落地完成阶段的视频进行图像解析，选取人体各 主要关节以及腿部取出比例数据标尺，通过扎齐奥 尔夫斯基模型进行图像解析，并计算出重心，导出 各关节点的运动轨迹解，从而计算关节角度、水平 加速度、重心高度的数值变化趋势，量出实际数据 与世界优秀运动员进行对照比较、处理；同时分析 起跑后加速至稳定速度所用的时间与距离，运用 Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ软件进行数据处理，采用统计学比 较Ｔ值的方法进行检验。分析不同层次运动员的短 跑出发技术的差异，并寻找到最快捷高速的动作运 动轨迹。 ３研究结果 ［收稿日期］２０１４—１２—２９ ［作者简介］潘灵（１９９２），女，安徽蚌埠人，北京体育大学在读硕士研究生，研究方向：体育教育训练学及体能训练方向 １５４ 邢台学院学报 ２０１５年第２期 心水平速度具有显著性差异（Ｐ＜Ｏ．０００１）；在对单 ３．１．１起跑准备阶段重心高度对起跑速度的影响 个受试者的前膝角度与后膝角度这两组数据进行分 起跑准备阶段，当运动员听到“预备”的口令 析的过程中，发现前膝角度与后膝角度具有显著性 声时，会将臀部抬起，双手支撑地面。此时的身体 差异（Ｐ＜Ｏ．Ｏ１）。 重心高度与运动员自身的身高比值，即为重心身高 表５前膝角度与后膝角度数据 比。重心水平速度，为起跑后一步的过程中，重心 水平距离上移动的平均速度。不同受试群体间的重 心身高比及重心水平速度采用平均数±标准差表 ３．１对受试者重心位置变化的分析 示，见表３。 表３不同受试群体间起跑准备阶段 重心身高比与水平速度 实验结果显示：两组受试者的重心身高比与重 心水平速度具有显著性差异（Ｐ＜Ｏ．０００１）；在对单 个受试者的重心身高比与重心水平速这两组数据的 相关性水平进行计算的过程中，得到相关系数为 ０．７９，两组数据具有较好的相关性。 ３．１．２ 起跑后第一步末重心提升高度对起跑速度 的影响 运动员听到起跑发令后，由预备姿势到第一步 结束阶段，计算重心提高的高度，考虑到每位受试 者第一步的步长及跨步时间不同，则用重心提升高 度与起跑开始至第一步结束阶段的时间，计算出重 心的提升速度。不同受试群体间的重心提升速度及 重心水平速度采用平均数土标准差表示见表４。 表４不同受试群体间重心提升速度 与重心水平速度 受试者群体 重心提（ｍ／ｓ）升速度 专 平速度 Ｐ值 体育教育学院 受试者０．５４±０．０２ １．４６±０．０３ Ｐ＜Ｏ．０００１ 竞技体育学院０．５０±０．０２ ２．１ ７±０．０５ Ｐ＜Ｏ．０００１ 受试者 实验结果显示：两组受试者起跑后至第一步结 束的过程中重心提升速度比与重心水平速度具有显 著性差异（Ｐ＜Ｏ．０００１）；在对单个受试者的重心提 升高度比与重心水平速度这两组数据进行分析的过 程中，发现在每个受试群体中，重心水平速度整体 上随着重心提升速度的增加而减小。 ３．２起跑准备阶段膝关节角度对起跑速度的影响 起跑准备阶段，当运动员听到“预备”的口令 声时，会将臀部抬起，双手支撑地面。此时的膝关 节会呈现出一定的弯曲角度，在“预备”姿势时， 位置靠前的腿的膝关节开放角度称为前膝角度，位 置靠后的腿的开放角度称为后膝角度。不同受试群 体间的前后膝角度采用平均数±标准差表示，见表 ５、表６及表７。 实验结果显示：两组受试者在准备阶段的前膝 角度，后膝角度与起跑后至第一步结束的过程中重 表６前膝角度与重心水平速度数据 表７后膝角度与重心水平速度数据 ４结论 ４．１起跑准备阶段重心高度对起跑速度的影响 起跑准备阶段，起跑速度较快的受试者群体在 准备姿势中的重心高度普遍高于同等身体素质水平 但未接受过系统专业性训练的受试者群体。优秀的 受试者群体重心身高比值在３０％～３６％之间，高出 普通的受试者群体５个百分点。在同等身体素质的 情况下，高重心的起跑准备姿势，有助于获得更好 的起跑速度。应注意的是，在起跑准备阶段其重心 位置应与“预备”姿势的重心位置相同，即其重心 位置投影点与“预备”姿势的重心位置投影点一 致，距起跑线大约１５～２０ ｃｍ” 。 ４．２起跑开始阶段重心提升速受对起跑速度的影响 在起跑过程中，优秀的受试者群体在起跑加速 过程中，重心提升的水平速度反而低于普通受试 者，这表明优秀的受试者群体在蹬离起跑器过程 中，重心提升的较平缓，从而能够更好的保证水平 速度的提升。 ４．３起跑准备阶段膝关节开放角度对起跑速度的 影响 起跑是人体由静止状态转入加速运动状态的瞬 间过程。起跑属于快速爆发力（爆发力＝力×距离 ／时间），如果力量大，爆发力值也增大” 。人体 的两足获得的支撑作用力越大，身体的加速度就越 大。在起跑准备阶段，高水平的受试者整体膝关节 开放角度较大，前膝角在９５。～１１５。之间，后膝 角度在ｌ１ ５。～１ ３０。之间。较大的膝关节开放角 度能够使得在起跑发令瞬间，运动员的伸膝动作幅 度小，蹬地时间短，便于提高频率。 邢台学院学报 参考文献： ２０１５年第２期 １６５ ［１】王海明，洪元舟．对提高短跑起跑反应速度的探讨［Ｊ】．山东 学报，２０１３，（２）：４６－４９． ［４］王保成，许树海．田径运动高级教程［Ｊ］．北京：人民体育出版 社，１９９４，１（９９６）：１． 体育学院学报，２００５，１６（３）：３６．３８． ［２】汪广茂，历祥英．程序控制模式在挺身式跳远教学中的运用 ［Ｊ】．韶关学院学报，２０１２，３３（２）：６１．６４． ［５］徐茂典．蹲踞式起跑动作的生物力学分析［Ｊ］．体育科学研究， ２００８，１２（３）：６３—６５． ［３】汪广茂．短跑“高重心”起跑技术的力学分析［Ｊ］．韶关学院 （上接第１５８页）好的道德品质。 “老吾老，以及人 之老；幼吾幼，以及人之幼”，由己推人，便形成 良好的社会品质。我国“家国同构”的结构使得孝 成为保持我国传统政治秩序稳定的必要文化因素。 在高校结合当代大学生多为独生子女的特点，适时 开展“奉孝”教育，可以使大学生学会知思、感恩 和报恩，一方面情真意切地体会到父母的艰辛和感 到亲情的可贵，另一方面也会学会勇于担当，为社 会和谐、民族复兴积极贡献自己的力量。 （三）“立身”：培育大学生的良好情操 “夫孝，始于事亲，中于事君，终于立身。” （ 孝经》）儒家认为“克己”是一种节制私欲的 美德， “修身”是“齐家、治国、平天下”的基 础，主张通过“克己、修身”中和情感与理智、欲 望与道德，达到心灵的和谐。在大学中开展大学生 的“立身”教育，一方面有利于大学生树立远大的 理想，培养良好的道德情操；另一方面对出生于独 生子女家庭的９Ｏ后大学生而言， “自我、浮躁、 、自由”已成为其主要特征，通过开展“立 身”教育，建立理智、完备的道德规范，有利于平 衡他们浮躁的心态，形成健康的心理，进而使得他 们能够脚踏实地、准确定位，科学规划自己的未 来，为社会的和谐发展，积极贡献自己的聪明才智。 （四）“行孝”：树立大学生的良好风尚 “孝”为“仁”的前提， “行孝”的本意即孝 敬父母的德行。儒学主张“仁者，爱人”（即人人 相互关心），认为“仁”是社会道德伦理的核心； “礼”是规范社会的道德规范， “礼”与“仁”密 切相关，前者是后者的载体。儒学“己所不欲，勿 施于人”的思想，要求在处理人际关系是坚持人格 平等的理念，善于从对方的立场思考，维持好人际 之间良好的和谐关系。 “行孝”倡导的施爱施敬理 念与现代社会所倡导的“以人为本”思想是一致的。 在高校中进行“行孝”教育，可以使大学生认识到 和谐是人的社会性的必然反映和要求。这既有利于 培养大学生崇高的道德理想，也有利于树立大学生 良好的社会风尚。 参考文献： ［１】*．把培育和弘扬社会主义核心价值观作为凝魂聚气 强基固本的基础工程［Ｎ］．人民日报，２０１４．０２－２６． ［２］肖波冲国孝文化概论［Ｍ］入民出版社，２０１２．９． ［３］Ｙ－￣－Ｚ＂，＇陆翠岩．大学生道德社会化问题的研究［Ｊ】．现代教 育科学，２００９，（３）． ［４】张振雄．内丘“郭巨孝文化”烁古今【Ｊ】．乡音，２００８，（９）．
