林松 王绍洪 梁珊珊

中图分类号：G804   文献标识：A     文章编号：1009-9328（2020）03-102-02

摘  要  为了研究跨栏运动中摆腿动作的技术特征与生物力学原理，本文借助文献资料法、实际考察法等描述和概括了摆动腿技术动作，了解了跨栏步摆动腿动作的生物力学。跨栏步中摆动腿技术动作可分为：起跨着地缓冲、起跨腿蹬伸起跨、人体腾空和摆动腿过栏着地支撑四个阶段，各阶段均十分重要，缺一不可。跨栏步摆腿动作属于跨栏运动中重要的技术方法，对于跨栏步而言，是否科学准确摆腿在很大程度上关系到跨栏步的标准程度与动作质量。运动员的摆腿动作应当严格按照生物力学原理，保证摆腿动作的科学性与规范性。

关键词  跨栏步  摆动腿动作  生物力学

跨栏步不但凸显了跨栏这一运动项目的特征，同时在摆腿动作过程中的规范性与科学性也直接关系到运动员最终的成绩。多年来，通过诸多实践，人们对跨栏步运动规律的认识逐渐加深，获得的经验也日趋丰富，同时也将运动员在完成跨栏步摆动腿技术动作时存在的一些问题给找了出来[1]。本文结合实际运动中表现出的相关问题，以生物力学原理为支撑，对全球著名跨栏运动员的基本信息资料进行整理分析，探讨了跨栏步摆腿动作的技术特点，并对规范、科学的技术动作进行了论述。

一、研究目的

分析跨栏步摆动腿动作的生物力学。

二、研究方法

（一）文献资料法。利用一系列网络工具与各类学报对同本研究相关的文献数据进行查阅。

（二）实际考察法。借助对运动会短距离跨栏项目的比赛进行观察，分析运动员动作。

三、结果与分析讨论

（一）起跨腿着地阶段摆动腿技术

当摆动腿和地面有一定距离后，需充分折叠并很快地进行前摆，让摆动腿重心与身体重心垂线之间的距离缩短，有效降低了因为折叠不充分造成的重力矩，让起跨腿着地时产生的前蹬效应可以第一时间实现，随后马上进入缓冲状态。在这一过程中，摆动腿尽量折叠前摆，和髋关节额状轴比起来，摆动腿运动半径有了进一步的减少，根据公式：，公式中的I表示转动惯量，M表示摆动腿质量，r表示转动半径。由上述公式可知，如果r变小，那么摆动腿在折叠过程中产生的转动惯量也会相应的降低，如果前摆角速度提升，导致出现更多角动量造成起跨动作对地面的蹬伸力提高，将更多的支撑力反馈给身体，有效促进了初跨效率的提升[2]。

在起跨腿缓冲状态来临之前，摆动腿需要第一时间完成前摆动作。前摆的效果既快速的前移身体重心，也对起跨腿起到了一定的牵引作用，使之向前移动。这样做的主要目的是为了让还没有处于缓冲状态的膝关节，在实际缓冲阶段能够第一时间同步前移，同时也可以确保起跨腿与地面之间形成更小的夹角。这样一来能够让起跨腿在做出瞪伸动作时达到最佳的跨角，从而确保运动员做出起跨动作后能够达到更加平直的运动轨迹。与此同时，按照VOX=VO.COSa的公式，公式中VO.COSa表示起跑时的初速度，OX表示起跨时水平速度，a表示起跨角，如果V的值增加，a的起跨水平速度能够确保最大。

（二）起跨腿蹬伸至起跨离地瞬间摆动腿技术

在这一阶段，摆动腿还是一直保持膝关节的折叠，且向前上方摆动也需继续提高速度，之所以要这样做主要是为了：首先，将摆动腿向前上方摆动的角速度保持，并继续增大，把髋关节打开的夹角增大，大幅前移身体重心，将身体腾空后飞行距离缩短。其次，让起跨时身体高重心位置得以保持，避免身體中心出现较大的起伏波动差。若攻栏时选择摆动腿直腿摆动，则既会减缓摆动速度，且也会有一个转动力矩形成，让身体向上向后，从而引发“跳栏”现象的发生。摆动腿折屈摆动可以辅助运动员前倾攻栏，同时跨角处于较小的角度，身体最后腾空时，重心达到平直运动轨迹。摆动腿折屈摆动让伸膝肌群进一步拉伸，为起跨腾空状态下更好的进行伸膝动作创造了条件，运动员的膝关节可以第一时间达到最佳的角度[2]。

（三）腾空阶段摆动腿技术

在用力蹬地瞬间，人体会在力的作用下离开地面，在迅速摆动腿的大小腿的同时，进行伸腿运动。在摆动过程中，前摆打开的动量是由腿曲折所提供的，大腿在摆动的过程中，当其腾空至稍高栏后，在大小腿联动情况下所获得的。所以，在理解打开摆动腿大小腿时，不能将其叫做或理解成蹬小腿运动，在摆动腿折屈快速前上摆达到一定高度后，大腿应以最快的速度制动-小腿则在惯性的影响下做伸膝伸踝摆—大腿在这个时候则马上下压，由此一个完整协调的“鞭打”动作就完成了，这样做能够帮助摆动腿最快的过栏，并为后续动作提供着地稳固支撑。摆动腿大小腿应在距离栏板前20-30cm处时就充分打开，并快速地进行下压过栏。若下压动作的完成是在摆动腿的踝或小腿已过栏后才开始，则为时已晚，进而会导致诸多问题，如在栏上较长的停留、过栏后着地远、着地角不大以及桌地后制动明显与身体中心下降显著等。或许有人会有这样的疑虑，如果在栏前就进行下压摆动腿会不会碰栏或者不能顺利过栏，其实完全不必有这样的担心，因为腾空状态下的最高点一般是因为起跨距离的选择而确定的，在进行摆动腿下压的过程中，其踝和大小腿位置已经超过栏。另外，起跨动作完成后人体前倾，摆动腿下压动作从本质上来讲即是完成了向前向下的运动。如果摆动腿下压状态下，水平速度可以让摆动腿顺利过栏。

（四）摆动腿过栏着地支撑技术

下栏动作，实质上是从人体重心抛物线抵达最高点时，人体渐渐自由落下，再没有其他外力的干扰下，运动员应尽力地摆动腿，虽然这一做法难以将身体总重心运动速度及轨迹予以改变，然而能够把人体重心相关位置进行合理调整，进而确保摆动腿能够迅速着地，获取最大限度的着地角，这样一来就会让着地点和身体重心的投影线更加接近，从而更好的掌握着地状态下所产生的阻力，降低着地前蹬所需要的时间，尽快回复到最佳姿势[3]。摆动腿加速着地支持实施的价值还表现为：在地面加速运动时，人体将获取动力支撑反作用力，人体重力与惯性力是决定这一力大小的关键性因素，具体算式为F=P+F=mg+ma。F值属于固定不变的，F指的是身体质量与加速度的乘积，提高动力。摆动腿在加速着地的过程中能够提高对地面产生的作用力，从而得到更加充足的反作用力来支撑运动员进行下一步动作。因此必须要充分意识到摆动腿加速着地的作用，同时熟悉应用这一着地关键技术，真正提升摆动腿着地之后的稳定性，训练蹬地力量。

同时，结合肌肉牵张反射的相关原理，摆动腿如果拥有更快的着地速度，运动员肌肉收缩速度也会显著提升，摆动腿伸肌群完成支撑动作的效率也有进一步的增加。上述技术方法不但有助于提高屈踝伸膝肌群力量和速度，不会对摆动腿着地之后的具体位置产生影响，同时还能够帮助运动员更好的控制着地之后的阻力与反作用力，以更快的速度进入栏间跑的标准姿势。如果摆动腿过栏之后着地状态属于被动支撑，很容易导致运动员身体重心投影点出现差异的情况，这样一来会导致着地制动支撑进一步提高，增加了摆动腿着地之后的制动时间。与此同时，着地状态下摆动腿各个肌群处于相对松弛的状态，很可能出现屈髋屈膝的情况，运动员无法更好的对身体重心进行控制，从而影响到着地之后的再次起跑速度，或者存在身体肌群暂时停顿的问题。最后，栏上起跨腿以及摆动腿之间的交互动作和摆动腿着地支撑状态下起跨腿高抬膝朝着前方的提拉，它们都属于两腿之间的相向运动，同时具有一致性。摆动腿第一时间下压过栏，起跨腿随后紧跟;摆动腿着地迅速稳固支撑，可以确保过栏之后第一时间身体向前，让运动员可以以更短的时间回复到第一步姿势。

四、结论

当摆动腿与地面有一定距离后，应马上把前摆充分折叠，等到起跨腿蹬伸结束，并将膝关节折屈保持，同时按照每位运动身体素质的不同，当摆到合理位置的时候需將摆动腿。

在腾空后，摆动腿应快速的由折屈转为打开，尽可能保持大的膝脚，摆动腿从折屈到打开再到快速下压应该是一个很快的，连贯的“鞭打”动作，且还必须要准确、完整，应着重指出，摆动腿足到栏前时下压过栏动作就要立即开始进行。

熟练掌握摆动腿着地支撑技巧，不单单应当尽快转变运动员的思想认识，扒地式着地也需要进行反复的训练。在着地状态下，应当要求运动员保持腿部肌群的紧张度，尽可能直腿进行支撑。

参考文献：

[1]朱志强.上海部分优秀110米栏运动员跨栏步摆动腿技术的生物力学特征分析[D].上海体育学院.

[2]耿海军.跨栏步阶段躯干转动惯量的生物力学研究[C].全国运动生物力学学术交流大会.

[3]何利军.在跨栏跑运动中如何运用摆动腿技术来完成好跨栏步[J].吉林画报·新视界，2010，000（011）：53-54.

作者单位：  天津市体育科学研究所