第二節　跳躍技術原理

跳躍項目屬于快速力量主導的非周期性運動。跳遠、三級跳遠、跳高和撐竿跳高為田徑中的四個跳躍類項目。運動員越過的水平距離是跳遠與三級跳項目成績的體現形式，而運動員所越過的垂直高度體現著跳高和撐竿跳高項目的成績水平。跳躍項目的運動特點是：人體在快速有節奏地助跑、起跳后，身體呈騰空運動，然后落地或落墊。騰空中身體重心的移動軌跡是一拋物線，拋物線的高度決定跳高成績，拋物線的遠度決定跳遠成績。跳高運動員的拋物線軌跡形狀像陡峭的山峰，跳遠運動員的拋物線軌跡形狀則較為平緩。三級跳遠運動員身體重心的軌跡為三個相連的平緩拋物線，其軌跡的總遠度決定三級跳遠成績。撐竿跳高是一項人體借助撐竿的支撐在空中完成擺動、騰越過桿、推竿等一系列動作的項目，運動員的握竿高度和騰越高度決定了撐竿跳高的成績。

一、跳躍高度和遠度的構成

（一）跳躍高度的構成

跳高最終成績H由運動員離地時身體重心高度H1、騰起高度H2和桿上高度H3構成，跳高成績由公式表示為：H=H1+H2-H3（圖2-3）。其中，離地高度H1取決于身高、體形和結束起跳時的身體姿勢，身材高，下肢長的人，重心也高，這對跳高成績極為有利。另外，運動員起跳時的身體姿態會直接影響身體重心的變化。例如，在起跳時兩臂和擺動腿向上高擺，提肩，拔腰，整個身體充分向上的伸展，髖、膝、踝三個關節的充分蹬展，整個身體縱軸的垂直程度，這些都會影響身體重心的位置。H3是運動員獲得比賽成績的主要組成部分，跳高成績的高低主要由H3的大小所決定。H3由起跳瞬間的騰起初速度和起跳角度所決定，起跳騰起初速度取決于運動員在起跳時將已有的水平分速向垂直分速轉換的效果，以及在起跳時通過下肢用力蹬地獲得地面反作用力的大小。起跳角度取決于運動員起跳時水平分速和垂直分速的比例。桿上高度H3取決于過桿時的姿勢和合理的過桿動作與技術，即能否充分地利用身體重心騰起的高度來縮小H3的距離。

總之，隨著身體素質和助跑起跳技術的逐步提高與改進，不斷地提高身體重心的騰起高度，同時根據補償原理，合理地完成過桿動作，提高身體重心騰起高度的利用率，是提高跳高運動成績的主要方向。圖2-4所示是決定跳高成績的諸因素。

圖2-4　決定跳高成績諸因素框架圖

（二）跳躍遠度的構成

跳遠項目的運動成績主要由S1、S2和S3組成，跳遠成績公式為S=S1+S2+S3。跳遠成績主要取決于身體重心騰空的水平位移距離S2，此外，在準確踏板的前提下，還應考慮到騰空前身體重心距離起跳線的水平距離S?和落地前伸腿的距離S3（圖2-5）。

圖2-5　跳遠成績的組成示意圖

從圖2-5所示可以看出，身體重心的騰空遠度S2在跳遠成績中占有很大比重。因而，不斷提高身體重心的騰空遠度，是提高跳遠成績的主要方向。有關研究資料指出，跳遠騰空遠度S2約占跳遠成績的86%，其他兩個遠度（S1和S3）約占成績的14%。三級跳遠與跳遠很相似，身體重心在三跳中的騰空遠度是組成運動成績的主要部分。

二、決定騰空高度和騰空遠度的主要力學因素

按物體的斜拋原理，某物體以一定的角度拋向空中且拋射點和落點在同一水平面時，其騰空高度H為騰起初速度平方和騰起角正弦平方之積，與兩倍重力加速度之比；其騰空遠度S為騰起初速度平方和兩倍騰起角正弦之積，與重力加速度之比，用公式表示，分別是

式中，H為騰空高度；S為騰空遠度；α為騰起角；g為重力加速度；V0為騰起初速度。

從拋射運動公式可以看出，決定拋物線高度和遠度的主要因素是騰起初速度和騰起角度。

田徑運動跳躍成績，雖然表現在運動員所騰越的遠度或橫桿的高度上，但實質是個速度問題。運動員通過助跑起跳，身體按一定方向騰起時，騰起角度一定，若騰起初速度越大，跳躍運動成績則越好。

（一）騰起初速度V0

騰起初速度V0是由助跑所獲得的水平速度和起跳時所產生的垂直速度所合成的，它的大小與運動員的身體能力和技術水平有著密切的關系。一般來說，助跑結合起跳的速度越快，騰起速度也就越大。

跳躍項目中有高度和遠度之分，因此，各項目對水平速度和垂直速度的要求也有所不同。在高度項目中，為了取得盡量高的跳躍高度，垂直速度就顯得尤為重要。因此，跳高運動員在獲得一定水平速度的情況下，應盡可能地獲得最大的垂直速度，所以助跑水平速度一般為7～8m/s。遠度項目則是要求運動員取得盡可能遠的遠度，這樣，起跳時的水平速度是決定遠度的關鍵。因此，跳遠起跳時，在保證獲得適宜的垂直速度的情況下，應盡可能地加快水平速度。所以，優秀跳遠運動員的助跑速度一般為10～11m/s。水平速度與撐竿跳高成績的關系也十分密切，在撐竿跳高中，助跑速度直接影響著撐竿的向前運動和竿上人體的動作速度。

起跳結束時身體重心所具有的水平分速度和垂直分速度決定了騰起初速度的大小和方向。因此，這兩個分速度值的大小，直接著影響跳躍的高度和遠度。

起跳水平分速度主要是通過助跑獲得的。在起跳時，由于起跳腳著地瞬間身體重心尚處于支撐點的后上方，它所產生的支撐反作用力在水平方向的分力與人體運動的方向相反，因此，從助跑中獲得的水平速度，在起跳過程中由于抵消會有所損失，在提高運動員起跳技術的過程中應通過練習適當減小這一損失。

起跳垂直分速度是在起跳過程中獲得的。在起跳緩沖階段，髖、膝、踝等關節成彈簧似的壓縮狀態，起跳工作肌群進行退讓性工作，儲備能量；在緊接著的蹬伸階段起跳肌群由退讓工作快速轉變為克制性工作，爆發性釋放能量，使身體重心垂直分速度在起跳離地瞬間達到最大值。

跳躍運動的高度項目，應在充分發揮和有效利用水平速度的情況下，努力創造盡可能大的垂直分速度；跳躍運動的遠度項目，應在取得合理垂直速度的情況下，努力創造盡可能大的水平分速度。

（二）騰起角

運動員起跳腳蹬離地面的瞬間，身體重心的騰起方向與水平線之間的夾角稱為騰起角，騰起角的大小與騰起時身體重心的水平速度和垂直速度的大小相關。根據拋射理論公式，高度項目的騰起角在90°，遠度項目的騰起角在45°時，可獲得最佳的拋射高度和遠度。但是，在運動實踐中并非如此。跳高運動員起跳后還需要有一定的水平速度，以保證身體順利越過橫桿。研究結果表明，跳高的助跑速度應不斷提高，因為快速助跑所獲得的動量，可以在起跳時加大起跳腿支撐用力的作用，從而提高起跳功率。因此，在跳高界，近年來愈發重視發揮與利用助跑的水平速度，以增加起跳效果的訓練。如果純理論地追求90°的騰起角，則勢必極大地限制助跑水平速度的發揮和利用，影響起跳的效果。

跳遠中，人體的最大助跑水平速度可達到11m/s，但垂直速度遠遠達不到這一水平，若單純地追求理想的45°，就必須降低水平速度，這將使跳遠遠度受到很大影響。從跳遠的運動實踐和發展方向看，加快助跑速度，起跳時在盡可能減小水平速度損失的前提下，努力獲得盡可能大的垂直速度，是提高遠度的有效途徑。

在跳躍項目中，根據各項目的特點保持適宜的騰起角度，重視和提高騰起初速度，才能獲得理想的騰空高度和遠度。

三、起跳的力學機制

起跳是人體在快速向前運動的條件下，身體與地面發生的一次碰撞，接著以積極的蹬伸動作使人體騰起。這兩個過程有著完全不同的肌肉用力特性：在碰撞時期肌肉完成退讓性工作（肌肉的離心收縮），在蹬伸時期肌肉完成克制性工作（肌肉的向心收縮）。這兩個過程既有區別，又相互聯系，兩者結合在一起組成了起跳的整體用力形態。

在起跳過程中會出現以下的力：

（1）沖擊力。起跳時腳掌觸及地面瞬間，會出現十分短暫的沖擊力，它對身體重心的運動無積極作用。因此，學生應避免刻意讓起跳腳對地面發起沖擊，出現跺腳動作。

（2）緩沖時對地面的壓力。當學生起跳腿的腳掌著地后，身體按慣性向前運動，迫使起跳腿彎曲，伸肌被迫拉長而完成退讓性工作，在這一階段身體給地面的壓力增大。其作用在于有效拉長起跳腿的伸肌群，以便更好地利用肌肉彈性，為完成快速有力的蹬伸動作創造條件。

（3）制動力。進行快速起跳時，在起跳的前一部分，會出現很大的制動力。這是因為身體重心距腳掌落點的水平距離較大，支撐反作用力的水平分力與運動方向相反，起著阻礙身體向前運動的作用。起跳中制動力是不可避免的，但過大的制動力會導致水平速度與能量的大量消耗，影響起跳效果。運動速度越高，跑道表面越硬，制動力帶來的副作用越大。

（4）蹬伸力。蹬伸是推動身體運動和創造運動速度的主要階段。在蹬伸過程中，隨著髖、膝、踝三關節的充分伸展和提肩拔腰動作，身體對地面的壓力迅速下降，同時身體重心的向上運動速度很快提高。當蹬伸動作結束時，運動員身體離開地面，為獲得高的運動速度，快速完成蹬伸動作十分重要。肌肉被動拉長時所積累的能量，能加速肌肉快速有力的收縮。同時，由于擺動腿與雙臂擺動動作的突然停止，其動能也會傳遞給身體的其他部分，從而達到加速完成蹬伸動作的目的。

（5）起跳中擺動動作的擺動力。起跳中擺動腿的擺動動作與起跳腿的用力動作是密切配合的。當起跳腿著地瞬間，擺動腿與雙臂積極加速擺動動作，它們產生的擺動力有助于減輕起跳腿著地瞬間的沖撞；當擺動腿和雙臂轉為向上加速擺動時，它們產生的擺動力有助于加大對起跳腿的壓力，提高了用力肌群的緊張度，為增大肌肉的收縮力量與速度創造了條件；當擺動腿與雙臂的向上擺動開始減速至停止擺動時，它們產生的擺動力又會由于帶動作用減輕對起跳腿的壓力，有助于起跳腿肌肉釋放所積累的能量，并加速肌肉的有力收縮。同時，由于擺動腿與雙臂擺動動作的突然停止，其動能會傳給身體的其他部分，從而達到加速完成蹬伸動作的目的。

四、空中動作的基本理論

（1）身體重心運動軌跡不會被改變。當運動員起跳離開地面后身體重心在空中的運動軌跡無法改變。也就是說，人體在空中不能創造新的騰空高度或遠度，而只能通過運用較為適宜的起跳技術，改變身體姿勢，以助于越過更高的橫桿或越過更遠的水平距離。

（2）空中的補償運動。當身體在空中沒有支點時，肢體主動作用使某一部分下降，必然引起另一部分的升高，身體的這種運動叫補償運動。跳高運動員利用補償運動，將已過桿的身體部分下降，使正在桿上的身體部分上升，可達到充分利用騰空高度的目的。跳遠、三級跳遠運動員利用這一原理，來保持騰空階段的身體平衡，推遲足跟觸及沙面的時間和為下一次起跳或落地做好準備，以取得更好的成績。

（3）身體在空中的轉動。身體的轉動在背越式跳高中是必需的，運動員在起跳騰空后，圍繞縱軸和橫軸轉動至背臥于橫桿之上，同時做相向運動，以改變身體和肢體的相對位置，使身體成“背弓”姿勢和使整個身體各部位依次越過橫桿。由于轉動的動力來自于地面，過大的轉動力矩對身體的騰空高度有不利的影響，而相向運動的動力則來自身體的內力，即肌肉的收縮，不會影響運動員的騰空高度。因此，背越式跳高技術中的補償運動往往是由旋轉和相向運動結合而成的。

身體在空中的轉動速度則取決于轉動的半徑。當轉動半徑不變時，質點的線速度越大，其角速度也越大。當線速度不變時，轉動半徑縮短，則角速度增大；反之，轉動半徑加長，則角速度減小。

五、撐竿跳高和三級跳遠的技術原理簡述

撐竿跳高是運動員通過持竿助跑和插竿起跳獲得動能，并借助于撐竿將動能轉換為撐竿的彈性勢能和人體的重力勢能，從而將運動員送向高空騰越過桿的一項跳躍運動。

助跑是獲得動能的主要階段，在質量不變的情況下助跑速度越快，動能也就越大。在運動員助跑和插竿的技術穩定的前提下，動能越大，起跳后撐竿彎曲的程度越大，竿子與人向前上方擺動的速度越快，運動員增加握竿高度和騰越高度的可能性也就越大。由此可見，助跑速度是決定撐竿跳高成績的基本要素。

插竿起跳是將助跑獲得的速度轉換為人體與撐竿向前上方擺動速度的關鍵階段。在這一轉換過程中，要設法減少水平速度的損失。懸垂擺體時，人體和撐竿形成復合鐘擺的運動。當蹬離地面之后，運動員和竿子作為一個整體以竿頭為支點，形成第一個鐘擺；第二個鐘擺是懸在竿子上的運動員以握竿點為支點所形成的身體擺動。這兩個鐘擺的擺動半徑均按運動員身體姿勢的改變而變化。

撐竿跳高騰空后的后繼動作還有團身、伸展，引體、轉體和推竿動作，運動員應在合理利用撐竿彈性勢能的前提下，通過引體、轉體和推竿時的積極用力，使人體向更高處騰起。

三級跳遠是在高速助跑中，連續進行三次向前跳躍的運動項目。其運動成績取決于三跳的總長度。每跳的長度又取決于每次起跳結束時所獲得的騰起初速度和騰起角度，故前述跳遠的技術原理也適應于三級跳遠運動。

然而，三級跳遠又有自己的特殊性，因而在應用跳遠技術原理時，要充分考慮下列特性：

第一，在保證三跳合適比例和正確跳躍節奏的前提下，增加每跳的遠度。

第二，保持三跳的直線性不僅能夠維持空中的平衡、有效地發揮運動員的能力，而且對運動成績也有直接的影響。

第三，三級跳遠項目第一跳為起跳腿單足跳，單足跳對后面兩條影響較大，因此，加大最后幾步的助跑速度和起跳中的向前用力效果，適當減小騰起角度，是三級跳遠第一跳的顯著特點。

第四，身體在空中的平衡，對正確完成第二跳和第三跳的起跳有著重要的作用。同時，由于起跳中水平速度的損耗較大，所以要減小這兩次起跳中的制動作用，從而更好地保持身體運動的水平速度。