□ 劉弋飛 岳艷鮮 李 悅 秦 凱 張 健（首都體育學(xué)院 北京 100191）

大學(xué)生原地縱跳時下肢力量的運動生物力學(xué)實驗探索分析

□ 劉弋飛 岳艷鮮 李 悅 秦 凱 張 ?。ㄊ锥俭w育學(xué)院 北京 100191）

大學(xué)生的健康體魄是中華民族旺盛生命力的體現(xiàn)，運用運動生物力學(xué)的實驗和方法研究大學(xué)生下肢力量的相關(guān)問題具有重要意義。本文針對大學(xué)生下肢力量素質(zhì)普遍下降的問題，將體育系運動專項大學(xué)生與非體育系普通大學(xué)生進行對比分析，找出兩組學(xué)生之間的差異，揭示參加體育運動和鍛煉對改善下肢肌肉力量素質(zhì)問題是否有積極的作用。

運動生物力學(xué) 下肢力量 實驗和方法

“健康的體魄是青少年為祖國和人民服務(wù)的基本前提，是中華民族旺盛生命力的體現(xiàn)”?？v向起跳（簡稱“縱跳”）動作是人體在大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，依靠身體各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，發(fā)揮下肢肌群最大爆發(fā)力，以達(dá)到最佳縱跳效果的技術(shù)動作。目前國內(nèi)外關(guān)于下肢力量的研究大多數(shù)都是小樣本量和專項運動員的特征及訓(xùn)練方法研究，缺少對非體育專項普通大學(xué)生群體的研究；大多數(shù)研究都集中在對下蹲跳（CMJ）和半蹲跳（SJ）的縱跳形式的研究，對連續(xù)縱跳（CJb）和直膝跳（CJs）的力學(xué)參數(shù)研究較少；多使用動力學(xué)、肌肉力學(xué)和運動學(xué)的知識，忽視運動生物力學(xué)對縱跳特征分析研究的重要性。本研究對體育系大學(xué)生和非體育系大學(xué)生縱跳進行運動生物力學(xué)實驗，在下肢力量生物力學(xué)參數(shù)的對比分析的基礎(chǔ)上對不同縱跳形式下的若干力學(xué)參數(shù)之間的特征差異和相關(guān)性進行了初步研究，旨在為促進大學(xué)生下肢力量素質(zhì)的提高提供實驗依據(jù)。

1、研究對象與方法

1.1、研究對象

研究對象選取首都體育學(xué)院本科生200人，其中體育系學(xué)生108人（均為運動訓(xùn)練專業(yè)），非體育系學(xué)生92人（包括體育新聞、體育經(jīng)濟管理、運動人體科學(xué)專業(yè)）。

1.2、研究方法

（1）文獻(xiàn)資料法。

檢索和閱讀與運動員和大學(xué)生原地縱跳及下肢力量訓(xùn)練相關(guān)的文獻(xiàn)資料，收集整理并分析相關(guān)的研究成果。

（2）實驗法。

利用瑞士產(chǎn)Kistler測力臺（Type 9290 Q01）、關(guān)節(jié)角度尺和節(jié)拍器對200名受試者完成SMJ（counter movement jump）、SJs（counter movement jump swing arms）和 CJb（Continuous Jump Bent Leg Reference）三個技術(shù)動作的實驗測試。

（3）數(shù)理統(tǒng)計法。

實驗數(shù)據(jù)用測力臺自帶軟件Quattro Jump進行采集，采用SPSS17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行分析和統(tǒng)計。

2、結(jié)果與分析

2.1、CMJ縱跳實驗測試分析

體育系男生和非體育系男生相比，起跳高度、功率、騰空時間、離臺時的瞬時速度、快肌纖維百分比均有非常顯著差異，緩沖時間和蹬伸時間有顯著差異；體育系女生和非體育系女生相比，起跳高度、功率、瞬時力值、騰空時間、離臺時的瞬時速度、快肌纖維百分比均有非常顯著差異。

CMJ測試中，不論體育系還是非體育系的男生和女生之間，多項參數(shù)都具有顯著性的差異，包括瞬時力值、功率、離臺瞬時速度、快肌纖維比和起跳高度。這是由于男女生性別的差異導(dǎo)致的能力上的差距。兩組男生之間的差異和兩組女生之間的差異大致相同，起跳高度、功率、騰空時間和離臺瞬時速度有顯著性差異，這是由于體育系大學(xué)生接受過專業(yè)的下肢力量訓(xùn)練，競技比賽激烈的競爭需要強大的力量、速度等素質(zhì)的支撐，從而使得體育系學(xué)生的素質(zhì)本身就高于了普通學(xué)生。同時，體育系學(xué)生的快肌纖維比也遠(yuǎn)高于普通學(xué)生?？旒±w維決定了爆發(fā)力和速度，能夠在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大能量。體育系學(xué)生和非體育系學(xué)生以及男生和女生之間快肌纖維比例的差異，極大可能是由于長期的運動訓(xùn)練造成的。瞬時力值指標(biāo)，兩組男生之間無顯著差異，而兩組女生之間卻存在非常顯著差異。因為男生大多喜歡運動，有良好的運動習(xí)慣，因此在力量方面非體育系男生與體育系男生并無太大差別，而造成起跳高度存在顯著差異的原因可能是蹬伸時間、離臺時的瞬時速度或錯誤的發(fā)力順序等其他因素的影響。相反，女生的生活習(xí)慣則大不相同，通常有跑步習(xí)慣的女生不多，有規(guī)律性其他運動項目習(xí)慣的女生更少，因此導(dǎo)致蹬伸力量和彈跳能力較差，而體育系女生需要定時參加訓(xùn)練，且保證一定的訓(xùn)練負(fù)荷，反映在測試結(jié)果中就是瞬時力值明顯大于非體育系女生。彈性勢能利用率（即肌肉拉伸效果）非體育系男生和女生具有顯著性差異，體育系男生和女生具有非常顯著性差異，但兩組男生之間和兩組女生之間卻沒有顯著性差異。這表明彈性能利用率與運動習(xí)慣和運動強度無顯著性差異，與性別有關(guān)，男女生之間存在一定的差異，且男生的彈性能利用率高于女生。

2.2、CJb縱跳實驗測試分析

體育系男生和非體育系男生相比，平均高度、功率和瞬時力值均有非常顯著差異，速度耐力指數(shù)和自愿努力指數(shù)有顯著差異；體育系女生和非體育系女生相比，平均高度、功率、瞬時力值、時間、速度耐力指數(shù)、自愿努力指數(shù)和高度疲勞指數(shù)均有非常顯著差異。CJb測試中，不論體育系還是非體育系的男生和女生之間，多項參數(shù)具有顯著性的差異，包括平均高度、功率、瞬時力值和最大高度，這是由于男女性別的差異導(dǎo)致的能力上的差距，與CMJ測試結(jié)果一致。兩組男生之間和兩組女生之間大部分指標(biāo)的差異相同，平均高度、平均功率、平均瞬時力值和最大高度均有非常顯著性差異，這是由體育系大學(xué)生日常的專業(yè)訓(xùn)練及負(fù)荷強度等決定的。任何專項都離不開下肢力量的訓(xùn)練，因此造成了這些基礎(chǔ)指標(biāo)呈現(xiàn)出較大差異，也反映出非體育系大學(xué)生在彈跳能力方面與體育系大學(xué)生存在較大的差距。平均接觸時間指標(biāo)，指的是每次起跳接觸測力臺的時間的平均值，非體育系男生和女生之間存在非常顯著差異，體育系男生和女生之間無顯著差異，兩組男生之間無顯著差異，兩組女生之間存在非常顯著差異。這表明運動訓(xùn)練對非體育系普通女大學(xué)生連續(xù)縱跳動作的作用時間指標(biāo)有顯著的影響，即非體育系女大學(xué)生可以通過運動來減小下肢蹬伸力量與地面的作用時間，從而改善彈跳能力。CJb連續(xù)縱跳中的速度耐力指標(biāo)反映的是肌肉維持速度的能力，即發(fā)展在時間功能的高功率輸出能力。非體育系和體育系的男生和女生之間均無顯著差距，兩組男生之間存在顯著差異，兩組女生之間存在非常顯著差異，可以看出體育系學(xué)生總體的速度耐力好于非體育系學(xué)生且女生之間的差距更大。因此，體育系大學(xué)生總體的速度耐力要稍好于非體育體大學(xué)生。

2.3、CJs縱跳實驗測試分析

體育系男生和非體育系男生相比，平均高度和最大高度均有非常顯著差異，時間和腿平衡指數(shù)有顯著差異；體育系女生和非體育系女生相比，平均高度、功率、時間和最大高度均有非常顯著差異，腿平衡指數(shù)有顯著差異。

CJs測試中，不論體育系還是非體育系的男生和女生之間，多項參數(shù)具有顯著性的差異，包括平均起跳高度、平均功率、腿剛度和最大高度。本研究中，四組研究對象的腿剛度值無顯著性差異，表明運動訓(xùn)練并沒有對腿剛度造成嚴(yán)重的影響。在運動和訓(xùn)練的過程中應(yīng)該對腿剛度給予重視，不宜過大或過小。接觸時間指標(biāo)，非體育系男生和女生之間有顯著差異，體育系男生和女生之間無顯著差異；兩組男生之間存在顯著差異，兩組女生之間存在非常顯著差異。結(jié)果表明，體育系學(xué)生接觸時間較非體育系學(xué)生更短。落地的瞬間，小腿伸肌群從離心收縮迅速轉(zhuǎn)為向心收縮，在此過程中可以借助牽張反射的作用增加就得機械效率，接觸時間短有利于在下一次起跳中利用牽張反射的作用。腿平衡指數(shù)，是指腿的功能結(jié)構(gòu)的平衡，男女之間無顯著差異，兩組男生之間和兩組女生之間均存在顯著差異，表明體育系學(xué)生的腿平衡指數(shù)好于非體育系學(xué)生。

3、結(jié)論及建議

3.1、結(jié)論

（1）非體育系普通大學(xué)生下肢力量的多項指標(biāo)（包括下肢蹬伸力量、與測力臺接觸時間、速度耐力、快肌纖維比、腿平衡指數(shù)等）都弱于體育系大學(xué)生，且女生之間的差距更明顯；

（2）男生的彈性能利用率好于女生，男生達(dá)到良好以上，女生未達(dá)到良好。該指標(biāo)存在著明顯的性別差異，是否與參加體育鍛煉或運動訓(xùn)練有關(guān)還需進一步研究；

（3）下肢蹬伸力量與功率高度正相關(guān)，功率越大，下肢蹬伸力量越大；與作用時間高度負(fù)相關(guān)，時間越長，下肢蹬伸力量越??；

（4）起跳高度和作用時間與功率高度相關(guān)，可以用起跳高度和作用時間來預(yù)測和評價功率值大??；

（5）快肌纖維比與騰空時間和離板的瞬時速度呈高度正相關(guān)，可以用騰空時間和離板的瞬時速度來預(yù)測肌肉中快肌纖維的比例；

（6）彈性能利用率男女生情況不同，兩組男生與其他指標(biāo)均無顯著相關(guān)，兩組女生與起跳高度、離臺瞬時速度呈一般中度相關(guān)。

3.2、建議

（1）非體育系普通大學(xué)生下肢力量薄弱，尤其是女生，需要引起強烈的重視，使用科學(xué)的訓(xùn)練方法發(fā)展下肢力量素質(zhì)；

（2）大學(xué)生普遍存在著膝、踝及下肢神經(jīng)肌肉功能弱于髖及大腿的現(xiàn)象，還需要進一步發(fā)展膝、踝及下肢肌肉的功能；

（3）普通大學(xué)生慢肌纖維相對發(fā)達(dá)，訓(xùn)練中既要考慮絕對力量的發(fā)展，更要考慮輸出高功率的能力。

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1006-8902-（2017）-12-ZQ

劉弋飛（1994-），性別：男，民族：漢族，籍貫：山東，學(xué)歷：碩士研究生，職稱：無，研究方向：運動生物力學(xué)。

張?。?963-），男，漢族，副教授，研究方向：運動生物力學(xué)。