第二节　跳跃技术原理

跳跃项目属于快速力量主导的非周期性运动。跳远、三级跳远、跳高和撑竿跳高为田径中的四个跳跃类项目。运动员越过的水平距离是跳远与三级跳项目成绩的体现形式，而运动员所越过的垂直高度体现着跳高和撑竿跳高项目的成绩水平。跳跃项目的运动特点是：人体在快速有节奏地助跑、起跳后，身体呈腾空运动，然后落地或落垫。腾空中身体重心的移动轨迹是一抛物线，抛物线的高度决定跳高成绩，抛物线的远度决定跳远成绩。跳高运动员的抛物线轨迹形状像陡峭的山峰，跳远运动员的抛物线轨迹形状则较为平缓。三级跳远运动员身体重心的轨迹为三个相连的平缓抛物线，其轨迹的总远度决定三级跳远成绩。撑竿跳高是一项人体借助撑竿的支撑在空中完成摆动、腾越过杆、推竿等一系列动作的项目，运动员的握竿高度和腾越高度决定了撑竿跳高的成绩。

一、跳跃高度和远度的构成

（一）跳跃高度的构成

跳高最终成绩H由运动员离地时身体重心高度H1、腾起高度H2和杆上高度H3构成，跳高成绩由公式表示为：H=H1+H2-H3（图2-3）。其中，离地高度H1取决于身高、体形和结束起跳时的身体姿势，身材高，下肢长的人，重心也高，这对跳高成绩极为有利。另外，运动员起跳时的身体姿态会直接影响身体重心的变化。例如，在起跳时两臂和摆动腿向上高摆，提肩，拔腰，整个身体充分向上的伸展，髋、膝、踝三个关节的充分蹬展，整个身体纵轴的垂直程度，这些都会影响身体重心的位置。H3是运动员获得比赛成绩的主要组成部分，跳高成绩的高低主要由H3的大小所决定。H3由起跳瞬间的腾起初速度和起跳角度所决定，起跳腾起初速度取决于运动员在起跳时将已有的水平分速向垂直分速转换的效果，以及在起跳时通过下肢用力蹬地获得地面反作用力的大小。起跳角度取决于运动员起跳时水平分速和垂直分速的比例。杆上高度H3取决于过杆时的姿势和合理的过杆动作与技术，即能否充分地利用身体重心腾起的高度来缩小H3的距离。

总之，随着身体素质和助跑起跳技术的逐步提高与改进，不断地提高身体重心的腾起高度，同时根据补偿原理，合理地完成过杆动作，提高身体重心腾起高度的利用率，是提高跳高运动成绩的主要方向。图2-4所示是决定跳高成绩的诸因素。

图2-4　决定跳高成绩诸因素框架图

（二）跳跃远度的构成

跳远项目的运动成绩主要由S1、S2和S3组成，跳远成绩公式为S=S1+S2+S3。跳远成绩主要取决于身体重心腾空的水平位移距离S2，此外，在准确踏板的前提下，还应考虑到腾空前身体重心距离起跳线的水平距离S₁和落地前伸腿的距离S3（图2-5）。

图2-5　跳远成绩的组成示意图

从图2-5所示可以看出，身体重心的腾空远度S2在跳远成绩中占有很大比重。因而，不断提高身体重心的腾空远度，是提高跳远成绩的主要方向。有关研究资料指出，跳远腾空远度S2约占跳远成绩的86%，其他两个远度（S1和S3）约占成绩的14%。三级跳远与跳远很相似，身体重心在三跳中的腾空远度是组成运动成绩的主要部分。

二、决定腾空高度和腾空远度的主要力学因素

按物体的斜抛原理，某物体以一定的角度抛向空中且抛射点和落点在同一水平面时，其腾空高度H为腾起初速度平方和腾起角正弦平方之积，与两倍重力加速度之比；其腾空远度S为腾起初速度平方和两倍腾起角正弦之积，与重力加速度之比，用公式表示，分别是

式中，H为腾空高度；S为腾空远度；α为腾起角；g为重力加速度；V0为腾起初速度。

从抛射运动公式可以看出，决定抛物线高度和远度的主要因素是腾起初速度和腾起角度。

田径运动跳跃成绩，虽然表现在运动员所腾越的远度或横杆的高度上，但实质是个速度问题。运动员通过助跑起跳，身体按一定方向腾起时，腾起角度一定，若腾起初速度越大，跳跃运动成绩则越好。

（一）腾起初速度V0

腾起初速度V0是由助跑所获得的水平速度和起跳时所产生的垂直速度所合成的，它的大小与运动员的身体能力和技术水平有着密切的关系。一般来说，助跑结合起跳的速度越快，腾起速度也就越大。

跳跃项目中有高度和远度之分，因此，各项目对水平速度和垂直速度的要求也有所不同。在高度项目中，为了取得尽量高的跳跃高度，垂直速度就显得尤为重要。因此，跳高运动员在获得一定水平速度的情况下，应尽可能地获得最大的垂直速度，所以助跑水平速度一般为7～8m/s。远度项目则是要求运动员取得尽可能远的远度，这样，起跳时的水平速度是决定远度的关键。因此，跳远起跳时，在保证获得适宜的垂直速度的情况下，应尽可能地加快水平速度。所以，优秀跳远运动员的助跑速度一般为10～11m/s。水平速度与撑竿跳高成绩的关系也十分密切，在撑竿跳高中，助跑速度直接影响着撑竿的向前运动和竿上人体的动作速度。

起跳结束时身体重心所具有的水平分速度和垂直分速度决定了腾起初速度的大小和方向。因此，这两个分速度值的大小，直接着影响跳跃的高度和远度。

起跳水平分速度主要是通过助跑获得的。在起跳时，由于起跳脚着地瞬间身体重心尚处于支撑点的后上方，它所产生的支撑反作用力在水平方向的分力与人体运动的方向相反，因此，从助跑中获得的水平速度，在起跳过程中由于抵消会有所损失，在提高运动员起跳技术的过程中应通过练习适当减小这一损失。

起跳垂直分速度是在起跳过程中获得的。在起跳缓冲阶段，髋、膝、踝等关节成弹簧似的压缩状态，起跳工作肌群进行退让性工作，储备能量；在紧接着的蹬伸阶段起跳肌群由退让工作快速转变为克制性工作，爆发性释放能量，使身体重心垂直分速度在起跳离地瞬间达到最大值。

跳跃运动的高度项目，应在充分发挥和有效利用水平速度的情况下，努力创造尽可能大的垂直分速度；跳跃运动的远度项目，应在取得合理垂直速度的情况下，努力创造尽可能大的水平分速度。

（二）腾起角

运动员起跳脚蹬离地面的瞬间，身体重心的腾起方向与水平线之间的夹角称为腾起角，腾起角的大小与腾起时身体重心的水平速度和垂直速度的大小相关。根据抛射理论公式，高度项目的腾起角在90°，远度项目的腾起角在45°时，可获得最佳的抛射高度和远度。但是，在运动实践中并非如此。跳高运动员起跳后还需要有一定的水平速度，以保证身体顺利越过横杆。研究结果表明，跳高的助跑速度应不断提高，因为快速助跑所获得的动量，可以在起跳时加大起跳腿支撑用力的作用，从而提高起跳功率。因此，在跳高界，近年来愈发重视发挥与利用助跑的水平速度，以增加起跳效果的训练。如果纯理论地追求90°的腾起角，则势必极大地限制助跑水平速度的发挥和利用，影响起跳的效果。

跳远中，人体的最大助跑水平速度可达到11m/s，但垂直速度远远达不到这一水平，若单纯地追求理想的45°，就必须降低水平速度，这将使跳远远度受到很大影响。从跳远的运动实践和发展方向看，加快助跑速度，起跳时在尽可能减小水平速度损失的前提下，努力获得尽可能大的垂直速度，是提高远度的有效途径。

在跳跃项目中，根据各项目的特点保持适宜的腾起角度，重视和提高腾起初速度，才能获得理想的腾空高度和远度。

三、起跳的力学机制

起跳是人体在快速向前运动的条件下，身体与地面发生的一次碰撞，接着以积极的蹬伸动作使人体腾起。这两个过程有着完全不同的肌肉用力特性：在碰撞时期肌肉完成退让性工作（肌肉的离心收缩），在蹬伸时期肌肉完成克制性工作（肌肉的向心收缩）。这两个过程既有区别，又相互联系，两者结合在一起组成了起跳的整体用力形态。

在起跳过程中会出现以下的力：

（1）冲击力。起跳时脚掌触及地面瞬间，会出现十分短暂的冲击力，它对身体重心的运动无积极作用。因此，学生应避免刻意让起跳脚对地面发起冲击，出现跺脚动作。

（2）缓冲时对地面的压力。当学生起跳腿的脚掌着地后，身体按惯性向前运动，迫使起跳腿弯曲，伸肌被迫拉长而完成退让性工作，在这一阶段身体给地面的压力增大。其作用在于有效拉长起跳腿的伸肌群，以便更好地利用肌肉弹性，为完成快速有力的蹬伸动作创造条件。

（3）制动力。进行快速起跳时，在起跳的前一部分，会出现很大的制动力。这是因为身体重心距脚掌落点的水平距离较大，支撑反作用力的水平分力与运动方向相反，起着阻碍身体向前运动的作用。起跳中制动力是不可避免的，但过大的制动力会导致水平速度与能量的大量消耗，影响起跳效果。运动速度越高，跑道表面越硬，制动力带来的副作用越大。

（4）蹬伸力。蹬伸是推动身体运动和创造运动速度的主要阶段。在蹬伸过程中，随着髋、膝、踝三关节的充分伸展和提肩拔腰动作，身体对地面的压力迅速下降，同时身体重心的向上运动速度很快提高。当蹬伸动作结束时，运动员身体离开地面，为获得高的运动速度，快速完成蹬伸动作十分重要。肌肉被动拉长时所积累的能量，能加速肌肉快速有力的收缩。同时，由于摆动腿与双臂摆动动作的突然停止，其动能也会传递给身体的其他部分，从而达到加速完成蹬伸动作的目的。

（5）起跳中摆动动作的摆动力。起跳中摆动腿的摆动动作与起跳腿的用力动作是密切配合的。当起跳腿着地瞬间，摆动腿与双臂积极加速摆动动作，它们产生的摆动力有助于减轻起跳腿着地瞬间的冲撞；当摆动腿和双臂转为向上加速摆动时，它们产生的摆动力有助于加大对起跳腿的压力，提高了用力肌群的紧张度，为增大肌肉的收缩力量与速度创造了条件；当摆动腿与双臂的向上摆动开始减速至停止摆动时，它们产生的摆动力又会由于带动作用减轻对起跳腿的压力，有助于起跳腿肌肉释放所积累的能量，并加速肌肉的有力收缩。同时，由于摆动腿与双臂摆动动作的突然停止，其动能会传给身体的其他部分，从而达到加速完成蹬伸动作的目的。

四、空中动作的基本理论

（1）身体重心运动轨迹不会被改变。当运动员起跳离开地面后身体重心在空中的运动轨迹无法改变。也就是说，人体在空中不能创造新的腾空高度或远度，而只能通过运用较为适宜的起跳技术，改变身体姿势，以助于越过更高的横杆或越过更远的水平距离。

（2）空中的补偿运动。当身体在空中没有支点时，肢体主动作用使某一部分下降，必然引起另一部分的升高，身体的这种运动叫补偿运动。跳高运动员利用补偿运动，将已过杆的身体部分下降，使正在杆上的身体部分上升，可达到充分利用腾空高度的目的。跳远、三级跳远运动员利用这一原理，来保持腾空阶段的身体平衡，推迟足跟触及沙面的时间和为下一次起跳或落地做好准备，以取得更好的成绩。

（3）身体在空中的转动。身体的转动在背越式跳高中是必需的，运动员在起跳腾空后，围绕纵轴和横轴转动至背卧于横杆之上，同时做相向运动，以改变身体和肢体的相对位置，使身体成“背弓”姿势和使整个身体各部位依次越过横杆。由于转动的动力来自于地面，过大的转动力矩对身体的腾空高度有不利的影响，而相向运动的动力则来自身体的内力，即肌肉的收缩，不会影响运动员的腾空高度。因此，背越式跳高技术中的补偿运动往往是由旋转和相向运动结合而成的。

身体在空中的转动速度则取决于转动的半径。当转动半径不变时，质点的线速度越大，其角速度也越大。当线速度不变时，转动半径缩短，则角速度增大；反之，转动半径加长，则角速度减小。

五、撑竿跳高和三级跳远的技术原理简述

撑竿跳高是运动员通过持竿助跑和插竿起跳获得动能，并借助于撑竿将动能转换为撑竿的弹性势能和人体的重力势能，从而将运动员送向高空腾越过杆的一项跳跃运动。

助跑是获得动能的主要阶段，在质量不变的情况下助跑速度越快，动能也就越大。在运动员助跑和插竿的技术稳定的前提下，动能越大，起跳后撑竿弯曲的程度越大，竿子与人向前上方摆动的速度越快，运动员增加握竿高度和腾越高度的可能性也就越大。由此可见，助跑速度是决定撑竿跳高成绩的基本要素。

插竿起跳是将助跑获得的速度转换为人体与撑竿向前上方摆动速度的关键阶段。在这一转换过程中，要设法减少水平速度的损失。悬垂摆体时，人体和撑竿形成复合钟摆的运动。当蹬离地面之后，运动员和竿子作为一个整体以竿头为支点，形成第一个钟摆；第二个钟摆是悬在竿子上的运动员以握竿点为支点所形成的身体摆动。这两个钟摆的摆动半径均按运动员身体姿势的改变而变化。

撑竿跳高腾空后的后继动作还有团身、伸展，引体、转体和推竿动作，运动员应在合理利用撑竿弹性势能的前提下，通过引体、转体和推竿时的积极用力，使人体向更高处腾起。

三级跳远是在高速助跑中，连续进行三次向前跳跃的运动项目。其运动成绩取决于三跳的总长度。每跳的长度又取决于每次起跳结束时所获得的腾起初速度和腾起角度，故前述跳远的技术原理也适应于三级跳远运动。

然而，三级跳远又有自己的特殊性，因而在应用跳远技术原理时，要充分考虑下列特性：

第一，在保证三跳合适比例和正确跳跃节奏的前提下，增加每跳的远度。

第二，保持三跳的直线性不仅能够维持空中的平衡、有效地发挥运动员的能力，而且对运动成绩也有直接的影响。

第三，三级跳远项目第一跳为起跳腿单足跳，单足跳对后面两条影响较大，因此，加大最后几步的助跑速度和起跳中的向前用力效果，适当减小腾起角度，是三级跳远第一跳的显著特点。

第四，身体在空中的平衡，对正确完成第二跳和第三跳的起跳有着重要的作用。同时，由于起跳中水平速度的损耗较大，所以要减小这两次起跳中的制动作用，从而更好地保持身体运动的水平速度。