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不同等级男子撑竿跳高运动员助跑及起跳的生物力学特征研究

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应用力学学报 2023年

作者：李夏元刘飞亮夏正亮贾彬彬马远博伍勰刘宇莱布尼茨工作环境与人为因素研究中心心理与神经科学系武汉体育学院运动训练学院上海体育学院“运动健身科技”省部共建教育部重点实验室上海体育学院附属竞技体育学校

目的：对不同等级男子撑竿跳高运动员质心速度、质心高度、地面反作用力和下肢关节力矩等生物力学指标的具体表现进行探讨，试图了解不同等级运动员的整体特征，并发现高水平运动员助跑及起跳过渡衔接的特点。方法：使用大范围的三维动... 详细信息

目的：对不同等级男子撑竿跳高运动员质心速度、质心高度、地面反作用力和下肢关节力矩等生物力学指标的具体表现进行探讨，试图了解不同等级运动员的整体特征，并发现高水平运动员助跑及起跳过渡衔接的特点。方法：使用大范围的三维动作捕捉系统以及三块测力台对优秀男子撑竿跳高运动员的运动学（200 Hz）和地面反作用力（2000 Hz）数据进行采集，分析比较了5名一级运动员、4名运动健将和3名国际级运动健将的生物力学指标。对国际级运动健将组、运动健将组和一级运动员组的同一生物力学指标两两之间采用非参数独立样本曼-惠特尼U单侧检验，对所有运动员倒2步、倒1步和起跳相应的生物力学指标两两之间采用非参数配对样本Wilcoxon符号秩单侧检验。结果：不同等级撑竿跳高运动员助跑后两步和起跳的质心速度、质心高度、地面反作用力和下肢关节力矩等生物力学指标有显著性差异；倒2步、倒1步、起跳相应的生物力学指标之间有显著性差异。结论：基于本研究的数据，男子撑竿跳高运动员表现出随等级而变化的生物力学特点，国际级健将运动员的质心速度、地面反作用力等指标体现了其较高的运动能力。倒2步、倒1步和起跳的质心速度、质心高度和地面反作用力等相应生物力学指标的显著差异反映了撑竿跳高技术动作的衔接特征，体现了撑竿跳高助跑向起跳过渡的运动学和动力学特点。

关键词：撑竿跳高运动表现生物力学地面反作用力关节力矩

撑竿跳高三维运动技术分析平台的搭建和机械能计算研究

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撑竿跳高三维运动技术分析平台的搭建和机械能计算研究

作者：夏正亮上海体育学院

学位级别：硕士

研究目的:尝试搭建撑竿跳高三维运动技术分析的生物力学研究平台,探究三维动作捕捉技术在撑竿跳高运动研究的可行性;在三维动作捕捉技术的基础上进行数据采集,设计和编写基于该数据结构的撑竿跳高能量计算程序,实现撑竿跳高运动的能量... 详细信息

研究目的:尝试搭建撑竿跳高三维运动技术分析的生物力学研究平台,探究三维动作捕捉技术在撑竿跳高运动研究的可行性;在三维动作捕捉技术的基础上进行数据采集,设计和编写基于该数据结构的撑竿跳高能量计算程序,实现撑竿跳高运动的能量计算和分析。研究方法:根据撑竿跳高三维运动技术分析的需要,设计测试场地建设的方案。在该方案的基础上完成运动技术分析平台的建设和测试,将收集的运动学和动力学数据导入生物力学分析软件进行验证。并且,基于撑竿跳高的能量转化理论,对运动中的能量转化进行编程计算。采用Python语言实现数据的读取、计算和可视化,并与文献中的能量曲线结果进行对比验证。研究结果:基于Qualysis三维红外捕捉设备和Kistler测力装置的撑竿跳高三维运动技术分析平台方案可行,其采集数据可导入至生物力学软件进行建模分析;通过与文献中的能量曲线对比,证明基于该动作采集结果的能量计算对于撑竿跳高运动真实可靠,可帮助教练员进行撑竿跳高运动的能量转化分析。结论:本研究对撑竿跳高三维运动分析的场地搭建方案进行了探索,提出了有效可行的搭建方法,可为相关研究提供参考。此外,本研究基于三维动作捕捉采集数据开发的撑竿跳高三维能量计算程序,计算结果真实可靠,其能量转化曲线对教练员的技术诊断具有一定积极意义。

关键词：撑竿跳高技术分析平台搭建能量转化

撑竿跳高成绩构成分量5H理论与实证分析——以2015年世界田径锦标赛为例

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北京体育大学学报 2017年第7期40卷 89-94页

作者：许占鸣北京体育大学北京100084

国内外撑竿跳高项目一直被世人广泛接受的4H公式理论(即:H=H_1+(H_2+H_3)-H_4),已不满足于现代撑竿跳高技术理论的需求。本文增加H5视角,以世界高水平运动员的技术数据为实证参考,采用运动生物力学摄影测量等研究方法揭示各成绩构成分... 详细信息

国内外撑竿跳高项目一直被世人广泛接受的4H公式理论(即:H=H_1+(H_2+H_3)-H_4),已不满足于现代撑竿跳高技术理论的需求。本文增加H5视角,以世界高水平运动员的技术数据为实证参考,采用运动生物力学摄影测量等研究方法揭示各成绩构成分量的情况与影响因素。研究表明:1)撑竿跳高成绩构成分量H5的提出,解释了人体重心最高点不在横杆最上方时所造成的实际重心高度下降的情况。2)世界高水平男、女撑竿跳高运动员的腾越高度主要依赖于运动员的握竿高度,男子选手过杆技术优于女子选手。3)世界男、女选手的伸展偏离角度越小,人体腾起的高度(H2)就越高。4)世界高水平男、女选手的预设架距与身体重心最高点的平均距离差值呈现出绝大多数优秀选手的身体重心最高点未能在横杆正上方,且差值越大,身体重心下降的高度(H5)也就越大。

关键词：撑竿跳高运动成绩构成分量成绩公式技术原理腾起高度

女子撑竿跳高运动员营养评价及膳食干预效果研究

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女子撑竿跳高运动员营养评价及膳食干预效果研究

作者：席宇豪西安体育学院

学位级别：硕士

研究目的:通过运动员营养知识、态度、行为调查问卷(KAP)、膳食调查、体成分测试等营养评价方法来调查西安体院女子撑竿跳高运动员营养干预前、后的营养知识、营养态度、膳食行为、膳食营养摄入状况和身体成分,并以此来评价营养干预效果... 详细信息

研究目的:通过运动员营养知识、态度、行为调查问卷(KAP)、膳食调查、体成分测试等营养评价方法来调查西安体院女子撑竿跳高运动员营养干预前、后的营养知识、营养态度、膳食行为、膳食营养摄入状况和身体成分,并以此来评价营养干预效果,为指导女子撑竿跳高运动员的科学膳食营养提供参考依据。研究方法:本研究以西安体院女子撑竿跳高队全体运动员为研究对象,通过KAP营养调查问卷调查运动员的营养知识、营养态度和膳食行为。用食物称重法和24小时膳食回顾法调查运动员的膳食营养摄入状况。采用Inbody720人体成分测试仪测量运动员的身体成分,通过血常规化验运动员的血液指标。通过营养宣教的方式来对运动员进行膳食营养干预。研究结果:(1)撑竿跳高运动员营养宣教干预前KAP营养调查问卷一般营养知识部分平均得分9.13±1.63,运动营养知识部分平均得分6.13±1.38,营养态度部分平均得分为12.63±3.13,营养行为部分平均得分26.38±3.13,运动员总分平均分54.25±4.56。(2)干预前膳食摄入调查结果显示,撑竿跳高运动员总能量摄入为(1837.65±245.50)kcal,一日三餐及加餐热量摄入百分比为20.78%、31.04%、39.65%和8.22%。碳水化合物、蛋白质、脂肪能量摄入占总能量比例分别为50.02%、17.27%、32.71%。绝大多数维生素、矿物质摄入量未达到推荐值。(3)干预后运动员的一般营养知识得分13.75±0.375,运动营养知识得分9.50±0.50,营养态度得分19.88±2.88,营养行为得分39.25±6.00,KAP调查问卷总分为82.38±8.63,KAP营养调查问卷各部分得分及总分与干预前相比均有显著性差异(P撑竿跳高运动员营养知识掌握情况一般,营养态度和营养行为较差,对合理营养膳食促进运动成绩提高认可度高,但其存在很多不合理的膳食行为。总热量摄入过低,远低于推荐值;三大供能营养素摄入比例不合理,碳水化合物摄入不足,蛋白质、脂肪摄入量偏高;三餐热量摄入比例不合理,早餐热量过低,晚餐热量过高;大部分维生素、矿物质摄入量不足。(2)十二周的营养宣教干预能够明显增加撑竿跳高运动员的营养知识,提升运动员的营养态度和营养行为。同时,十二周的营养宣教干预使撑竿跳高运动员的膳食总热量、三大供能营养素、三餐热量比例有明显改善,并符合推荐范围;大部分维生素和矿物质摄入量达到推荐范围。(3)营养宣教能够优化撑竿跳高运动员的体成分,通过每月定期测试体成分,结合营养宣教干预,可以提高运动员的肌肉量,明显降低体脂肪和体脂百分比。(4)女子撑竿跳高运动员白细胞、红细胞、血红蛋白和红细胞压积等血液指标干预前、后均在正常值范围,无贫血等情况。

关键词：运动员营养膳食干预撑竿跳高营养KAP调查问卷营养宣教

我国优秀女子撑竿跳高运动员助跑起跳技术的运动学分析

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我国优秀女子撑竿跳高运动员助跑起跳技术的运动学分析

第十二届全国体育科学大会

作者：李楚冰天津体育学院

研究目的:"得田径者得天下",经过数百年的发展,田径运动已然成为全球最为普及的体育运动项目之一,由于它是奥运会所有比赛项目中的金牌大户,所以备受世界各个体育强国的重视。并且"田径乃体育运动之母"田径运动以其独有的特点保持着项... 详细信息

研究目的:"得田径者得天下",经过数百年的发展,田径运动已然成为全球最为普及的体育运动项目之一,由于它是奥运会所有比赛项目中的金牌大户,所以备受世界各个体育强国的重视。并且"田径乃体育运动之母"田径运动以其独有的特点保持着项目的特性,充分体现"更快、更高、更强"的奥林匹克精神,产生"世界第一飞人""世界上跳得最高的人"等傲人成绩,受到人们推崇,在众多体育运动项目中独占鳌头。撑竿跳高是田径运动中最古老的项目之一,也是成绩提高最快,刷新世界纪录次数最多的田径项目,复杂的竿上技术与优美的过杆动作相结合,使撑竿跳高具有很强的观赏性,能够给人留下深刻印象。随着现代撑竿跳高技术的广泛开展和不断革新,我国女子撑竿跳高成绩逐渐落后于欧美地区,虽然近几年国内除李玲（现亚洲纪录保持者）外也涌现出新一批优秀的女子撑竿跳高运动员,但与世界顶级运动员相比仍然存在一定差距。撑竿跳高与其他跳跃项目相同,助跑起跳以及后续一系列环节的完成质量,都将影响着能量的转换程度,影响着最终成绩。我们从运动实践中也可以清楚地看到,世界级高水平撑竿跳高运动员的一系列动作技术都是非常完美的,几乎无可挑剔。所以,要实现我国女子撑竿跳高项目成绩上的飞跃,重返世界顶尖水平,技术上的突破将是一个至关重要的因素。鉴于此,本研究从撑竿跳高专项技术角度出发,与运动学相结合来探讨目前国内优秀女子撑竿跳高运动员的技术特点以及存在的问题与不足,从而为日后的训练实践提供一定的技术数据,以一己之见,抛砖引玉,希冀我国女子撑竿跳高整体水平产生质的飞跃,将国内赛场上李玲的"一枝独秀",逐渐转变为"遍地开花",重获荣耀,再创辉煌,为逐渐向世界优秀运动员靠拢,贡献一定力量。研究方法:本研究采用文献资料法、测试法、数理统计法、对比分析法对2019年全国田径锦标赛女子撑竿跳高项目前三名运动员助跑起跳技术进行运动学分析,从助跑后两步步长、步速变化,重心高度变化,起跳腿膝关节、踝关节角度变化,上握竿手投影点与起跳距离以及重心腾起角度、躯干倾角等多个技术指标方面查找优点与不足,旨在做出相应技术诊断,并提出合理建议,优化技术动作,进而提高运动成绩以及竞技能力。本研究的创新点在于运用影像拍摄方法,实地拍摄现场比赛全过程,收集运动员动作技术的相关指标,并通过对指标进行深入分析,探索出技术动作的内在规律,客观地指出运动员所存在的差异与问题等。研究结果:1.在助跑后两步阶段,我国优秀运动员倒二步的步长平均为1.88m±0.09m,水平速度为7.92m/s±0.20m;倒一步的步长平均为1.85m±0.11m,水平速度为7.98m/s±0.25m。2.在插穴起跳阶段,我国优秀运动员上握竿手投影点与起跳点的距离平均为0.09m±0.14m,起跳过程中水平速度损失率平均为15.33%±4.17%,垂直速度增长率平均为45.89%±37.18%,躯干角平均为-1.97°±10.41°,重心腾起角平均为21.42°±1.49°,相比之下,仅李玲在此阶段的技术更为接近世界级优秀运动员水平。研究结论:1.在助跑后两步阶段,李玲助跑加速能力突出;宋婷婷、陈巧玲后两步呈"小—大"模式,不利于获得高质量起跳。2.在插穴起跳阶段,李玲采用自由起跳技术,身体姿态良好;陈巧玲属于跑进竿下起跳方式,躯干后倾程度较大,水平速度损失明显;宋婷婷腿部力量薄弱,起跳蹬伸能力较差。

关键词：女子撑竿跳高起跳技术运动学分析

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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撑竿跳高项目制胜因素及制胜规律的研究

撑竿跳高项目制胜因素及制胜规律的研究

作者：阳亚广西师范大学

学位级别：硕士

撑竿跳高项目是一项竞技难度高、观赏性强的田径项目,目前各国的发展水平参差不一,主要原因之一是对撑竿跳高项目的制胜规律的认识不够全面。无论是前人的研究还是运动项目的实践都表明,一个项目的制胜因素和制胜规律的认识对项目的选... 详细信息

撑竿跳高项目是一项竞技难度高、观赏性强的田径项目,目前各国的发展水平参差不一,主要原因之一是对撑竿跳高项目的制胜规律的认识不够全面。无论是前人的研究还是运动项目的实践都表明,一个项目的制胜因素和制胜规律的认识对项目的选材、训练、竞赛等都有着直接导向作用,这就需要理论上认识的突破和提升。本研究从制胜规律的视角和理论框架,用理论和数据相结合的方式来研究和探讨撑竿跳高项目的制胜因素和制胜规律。从理论上增加对撑竿跳高项目的认识,之而将理论的认识应用到撑竿跳高项目的选材、训练、竞赛等过程,为撑竿跳高项目的训练注入新鲜的思路和想法,本研究采用文献资料法和数理统计法,具体运用了体育多元分析方法里的相关分析和逐步回归分析,以30名国内外国际健将及以上级别的的优秀男子撑竿跳高运动员作为本研究的调查对象,通过元分析方法’收集所有相关文献出现的可用数据,通过excel和SPSS17.0等数据处理软件,对数据进行整理和分析,得出制胜因素及其规律。主要研究结果显示：（1）本研究采用逐步回归分析方法得出的撑竿跳高回归方程为Y=-0.274+1.028X3+0.986X2--0.929X4+0.014X1（Y运动成绩;X1水平速度;X2腾跃高度;X3握竿高度;X4重心与横杆高度差）（2）30名世界优秀撑跳高运动员基本符合H=2L+20cm这一计算公式;运动员的握竿高度和运动成绩呈高度正相关,握竿高度越高,运动成绩越好;运动员所使用的实际撑竿硬度和运动成绩呈中度正相关,所使用撑竿硬度越大,运动成绩越好;起跳时间和运动成绩成中度负相关,运动员起跳时间越短,起跳越快,越有助于运动成绩的发挥。重心腾起角与运动成绩呈高度负相关,说明腾起角越小,对撑竿跳高的运动成绩越有利。（3）30名世界优秀撑跳高运动员的握竿高度与体重呈中度正相关,体重越大,运动员的握竿高度也越高;握竿高度与助跑速度呈中度正相关,助跑速度越快,相应要求的握竿高度越高;握竿高度与竿弦缩短距离（反映的是撑竿的弯竿程度）呈低度正相关,在一定竞技能力水平范围内,握竿高度越高,撑竿的弯竿缩短距离越大,弯竿程度越大。而运动员的撑竿硬度与体重呈高度正相关,运动员体重越大,其所需实际撑竿硬度越大。（4）30名世界优秀撑跳高运动员的助跑速度与成绩呈高度正相关,助跑速度越快,运动成绩越好;助跑速度与竿弦角呈高度正相关;运动员起跳过程水平速度的损失值和运动成绩呈高度负相关,说明运动员起跳过程水平速度损失值越小,运动成绩越好。（5）30名世界优秀撑跳高运动员过竿时的重心高度与成绩呈高度正相关,运动员过竿时重心高度越高,运动成绩越好;运动员的腾跃高度与起跳过程水平速度的损失值呈中度负相关。（6）30名世界优秀撑跳高运动员重心与横杆高度的差值与运动成绩呈高度负相关,重心高度与横杆高度差越小,运动成绩越好,也就是过杆效率越高,越能创造更好的成绩。（7）撑竿跳高运动员的握竿高度是腾跃更高横杆的前提、助跑速度是创造成绩的原动力、腾跃高度是创造成绩的关键、缩小腾跃高度与横杆高度差是创造成绩保障,这四条是对撑竿跳高项目制胜规律的提炼。

关键词：撑竿跳高制胜因素规律

亚洲女子撑竿跳高纪录保持者年度周期训练负荷特征研究

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北京体育大学学报 2020年第2期43卷 127-134页

作者：李玲周铁民北京体育大学北京100084

在当今田径年度比赛次数逐渐增多的背景下,如何合理控制训练负荷,确定重要比赛场次,促使运动员形成最佳竞技状态,成为教练员需要不断研究的问题。采用专家访谈、个案分析等研究方法对李玲2018—2019年度训练负荷特征进行研究,主要结论:1... 详细信息

在当今田径年度比赛次数逐渐增多的背景下,如何合理控制训练负荷,确定重要比赛场次,促使运动员形成最佳竞技状态,成为教练员需要不断研究的问题。采用专家访谈、个案分析等研究方法对李玲2018—2019年度训练负荷特征进行研究,主要结论:1)李玲在2019年采用多周期训练及"板块"训练模式,共分为4个训练周期,通过训练负荷的不断调整,李玲的竞技状态呈现不断上升的趋势,年度最佳竞技状态出现在本赛季最重要的比赛中。2)在上海钻石联赛前采用"诱导性比赛"和"大负荷强化训练课"两种赛前训练方式,有效提高了运动员的竞技状态。3)专项体能是提高运动员助跑速度的关键因素,助跑速度和起跳进攻性的增强导致运动员握竿高度和磅数增加,从而进一步提升运动成绩。4)年度训练负荷随周期目标和李玲身体状况而改变。横向比较4个周期,负荷量表现为降低趋势,第1周期最大;负荷强度为升高趋势,第4周期达到最大。纵向比较每个周期不同训练阶段,负荷特征表现为负荷量呈波浪型变化,比赛阶段相对较小;负荷强度持续上升,比赛阶段达到最大。

关键词：李玲撑竿跳高训练负荷竞技状态

我国优秀女子撑竿跳高运动员助跑起跳技术的运动学分析

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当代体育科技 2022年第28期12卷 21-27页

作者：李楚冰张超天津体育学院田径游泳龙舟教研室天津301617 浙江农林大学体育军训部浙江杭州311300

撑竿跳高属于田径运动中技术相对复杂的田赛项目之一,需要运动员通过快速稳定的助跑来获得动能,并迅速撑竿带动自身,从而完成既定腾跃高度的竞技运动。该研究以2019年全国田径锦标赛女子撑竿跳高项目决赛前三名运动员(成绩在4.40m及以上... 详细信息

撑竿跳高属于田径运动中技术相对复杂的田赛项目之一,需要运动员通过快速稳定的助跑来获得动能,并迅速撑竿带动自身,从而完成既定腾跃高度的竞技运动。该研究以2019年全国田径锦标赛女子撑竿跳高项目决赛前三名运动员(成绩在4.40m及以上)的技术特点为研究对象,从撑竿跳高专项技术角度出发,与运动学相结合来探讨目前国内优秀女子撑竿跳高运动员的技术特点以及存在的问题与不足,旨在做出相应技术诊断,并提出合理建议,优化技术动作,进而提高运动成绩以及竞技能力,从而为日后的训练实践提供一定的技术数据,以期为加快提升我国女子撑竿跳高的技术水平,逐渐向世界优秀运动员靠拢,贡献一定力量。

关键词：女子撑竿跳高起跳技术运动学分析

我国优秀男子撑竿跳高运动员助跑后三步及起跳技术运动学分析

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我国优秀男子撑竿跳高运动员助跑后三步及起跳技术运动学分析

作者：夏长城西安体育学院

学位级别：硕士

研究目的:通过对此次比赛中四名优秀的男子撑竿跳高运动员助跑后三步及起跳技术进行运动学分析后,发现运动员在比赛中失败的原因和成功的因素,分析几位运动员之间存在的差距,以及每位运动员自身的优势和不足,在分析结束之后,与几位运动... 详细信息

研究目的:通过对此次比赛中四名优秀的男子撑竿跳高运动员助跑后三步及起跳技术进行运动学分析后,发现运动员在比赛中失败的原因和成功的因素,分析几位运动员之间存在的差距,以及每位运动员自身的优势和不足,在分析结束之后,与几位运动员和其教练员团队进行共享和讨论,为该运动员后续的训练提供一些理论支撑和参考,希望对几位运动员成绩的提升有所帮助。研究方法:本文采用的研究方法包括:文献资料法、运动学分析法、数理统计法、对比分析法。研究结果:（1）王鹏、姚捷、宋昊阳试跳成功时步长变化与研究相符,韩燕光步长变化呈现先降后升;（2）王鹏的步频变化为逐渐增加,韩燕光步频变化为倒三步到倒二步的快速增加,倒二步到倒一步保持,姚捷、宋昊阳后三步步频为先升后降;（3）宋昊阳的后三步速度变化为逐渐加速,其余三位运动员均为先降后升;（4）宋昊阳的起跳腿着地膝关节角度最大,为166.9°,王鹏的离地时膝关节角度最大,达到了174.8°,蹬伸充分;（5）四位运动员的着地角度,均属于研究所认为的优秀运动员起跳时的着地角,但姚捷和韩燕光的离地角分别达到了80.7°和82.7°,超过了研究所认为的范围;（6）姚捷的握高与握距是几位运动员中最大且最稳定的;（7）姚捷的起跳时膝关节摆动角最小,宋昊阳与韩燕光起跳时膝关节摆动角都较大,但宋昊阳不够稳定,每一跳变化较大;（8）起跳时间最短的是宋昊阳,最长的是王鹏。研究结论:（1）王鹏助跑后三步步长变化合理,步频变化稳定,着地缓冲能力较强,速度损失率过大,握距稳定,起跳时间与其他几位运动员相比相对较长,只有提升助跑速度以及降低速度损失率,才能跳过更高的高度;（2）韩燕光助跑后三步步长变化与研究相悖,速度损失率过大,握距变化较大,试跳成功时着地缓冲能力最强,握高最高;（3）姚捷的助跑后三步步长变化合理,速度为先降后升,但总体速度较高,握距稳定,握高也高,下肢力量强,能够保证让他跳过更高的高度,起跳时摆动角度较小,可以适当增加;（4）宋昊阳步长变化合理,且步长较大,助跑速度高,并保持逐渐加速状态,整体看来蹬伸充分,但缓冲能力较弱。

关键词：撑竿跳高助跑起跳技术运动学分析