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论现代撑竿跳高技术形成与发展的基本依据

1. 前言
任何运动技术都必须服从一定的科学原理，视运动项目的不同，这些原理既有生物学方面的（如生物力学和生理学），也有其它学科的（如心理学、社会学以及与器材有关的材料学等）。在这些原理中，某些原理既是技术动作设计与修正的基础，同时也决定着运动技术的发展方向和趋势，而对这些带有全局性影响的原理的综合性认识和专业化提炼，往往就构成了某一运动技术形成与发展的基本依据。
现代撑竿跳高技术是以使用玻璃纤维撑竿为标志的。回顾其40余年的发展历程，我们发现撑竿跳高技术的每一种改良都透露着人们在认识方面的理性结晶，而世界级选手日臻完善的技术表现也无不印证了“遵循规律”的强劲作用。
然而，由于撑竿跳高运动过程长、技术环节多，人——竿相互作用，所涉及的原理相对复杂且交互联系，所以，当面对技术上的革新与发展时，人们的着眼点往往容易聚焦在对现象的描述、解释或模仿上，而缺乏对其产生依据的深刻探究，这种状况不仅影响了对撑竿跳高项目内在规律的认识和把握，导致了理论上的仁智不一，同时在实践工作中也会造成某种程度的以偏概全或者是盲目追随。
鉴此，本文将通过对现代撑竿跳高技术领域的有关研究和实践成果进行理论上的分析和梳理，进而概括性地揭示出现代撑竿跳高技术形成与发展的基本依据，并进行相应的阐明。不难预料，这一工作的完成，不仅会促进人们对于撑竿跳高运动的规律性认识，同时对于运动实践过程也将起到积极的推动作用，尤其是在我国撑竿跳高运动水平停滞不前的今天。
2. 研究方法
主要采用文献研究法和调查访问法，并对有关结果进行基础理论和专业理论方面的分析，进而在此基础上进行判断、推理和归纳论证。
3. 分析与讨论
3.1 充分利用玻璃纤维撑竿优越的物理性能
截止于1994年布勃卡越过6.14米，男子撑竿跳高世界纪录较之金属竿时期共提高了1.32米，究其主要原因，运动器械的变化当属首要，即采用了先进的玻璃纤维撑竿。玻璃纤维撑竿最大的物理特性是在跳跃时可以产生大幅度的弯曲，这种弯曲具有两个方面的意义，其一可以有效地缩短人——竿的转动半径，有材料表明，世界优秀选手的弯竿量（竿弦缩短量）可达1.50米甚至更多，即竿弦长度可以缩短30%左右，在其它条件相同时，竿弦缩短无疑有益于竖竿，这就是使用玻璃纤维撑竿后，运动员的握竿高度普遍得以提高的主要原因（表一）。其二撑竿弯曲时产生了强大的弹性力量，随着撑竿的反弹，这种力量推动人体快速向上运动，从而促进了腾越高度的增加（表一）。由于握竿高度和腾越高度是撑竿跳高运动成绩的解构性参数，这两个指标的增加无疑意味着运动水平的提高。
目前，对于撑竿弯曲有益于提高握竿高度的观点无甚争议，但在弹性力量对于腾越高度的贡献和作用方面，却存在着一个理解上的误区，即普遍认为是玻璃纤维撑竿强大的弹性力量促使运动员在离竿后获得了较大的腾飞高度，从而使整个腾越高度得以增加。但事实却不然，我国两名成绩为5.40米的优秀选手的平均腾飞高度值只有0.06米，而莫斯科奥运会前六名运动员的平均腾飞高度也不过为0.08米，均仅占整个腾越高度的8%，这说明即令是使用玻璃纤维撑竿，运动员腾越高度的增加也并不主要依赖于推离撑竿后身体重心的腾飞高度。既然运动员没有大的腾飞，那么玻璃纤维撑竿弯曲时所产生的强大的弹性力量又作用到哪里去了？
表一 玻璃纤维撑竿与金属竿时期有关数据比较表 （米）
成绩 握竿高度（含穴斗0.20米） 腾越高度
金属竿时期
美国最优秀四人（平均） 4.77 4.30 0.67
布勃卡 6.01 5.13 1.08
加陶林 6.02 4.95 1.27
塔拉索夫 5.80 5.10 0.90
维涅隆 5.91 4.96 1.15
平均 5.935 5.035 1.10

比较 + 1.16 + 0.735 + 0.43

撑竿跳高的腾越高度主要由两个分量所构成，即推离撑竿瞬间身体重心距上握点的高度（H1）和推离撑竿后身体重心的腾飞高度（H2）。H1主要取决于人体的姿势，良好身体姿势的标志是人体在推离撑竿瞬间基本形成“单臂倒立”的支撑状态，这种“倒立”的程度与伸展转体阶段身体的“倒体”程度直接相关。撑竿跳高的竿上动作要经过从悬垂到支撑的转换，即人体重心必须从握点之下转移到握点之上。早年使用金属撑竿时， 这一运动过程主要是靠双臂的拉引来完成，在大力拉引时，下手臂必然要有一定的支撑，这样上体就很难充分后倒并靠近撑竿，所以难以形成良好的“倒悬垂”姿势，进而影响了推竿时身体的倒立程度，即身体极易向前方抛出。而使用玻璃纤维撑竿则不然，由于撑竿的反弹力量远远大于手臂的拉引力量，所以在伸展转体过程中，就不需要双手的刻意拉引，取而代之的是下手臂弯曲贴近撑竿，以保证“倒体”的充分实现，在这一过程中，运动员主要注意控制身体的运动方向（向上），即尽量促使身体从“L”向“I”的姿势转换，以求获得大的H1高度。换言之：现代撑竿跳高技术伸展转体时身体向上运动的主要动力来源是玻璃纤维撑竿的反弹力量，即撑竿的反弹力量可以保证在下手臂不刻意拉引的情况下身体仍能持续地向上运动（撑竿的弹性势能转换成了人体的重力势能和动能），而这就为下手臂运动方式的改变提供了可能性（下手臂从“拉引”变成“贴竿”。国外一些教科书已取消了“拉引”这一动作概念和运动阶段），下手臂的“贴竿”又保证了“倒体”“倒悬垂”“倒立”姿势的良好实现，从而促进了H1的增加，由于H1占到整个腾越高度的90%左右，所以使用玻璃纤维撑竿以后，运动员腾越高度得以大幅度提高的真正的主要原因在于弹性力量保证了“倒体”姿势的充分实现，而不是弹性力量使人体有了一个大的腾飞（诚然，并不排除腾飞高度在此的贡献，只是比例较小而已）。
综上可见，现代撑竿跳高技术的动作设计和构建十分重视充分利用玻璃纤维撑竿“大幅度弯曲”的物理性能，重视人——竿的相互作用，即人体的动作不仅要有利于弯竿（缩短人——竿的转动半径并储存更大的弹性力量），同时还要巧妙地利用撑竿的反弹力量以保证身体的充分向上。
3.2 充分发挥人体动作在弯曲撑竿方面的效用
既然玻璃纤维撑竿的“大幅度弯曲”对于运动员的握竿高度和腾越高度都具有重要的影响，那么尽可能地加大技术动作对于弯竿的作用，就成为撑竿跳高技术摆体动作发展和完善的基本依据。
有关研究表明，在撑竿跳高过程中，起跳阶段撑竿的弯曲量占总弯竿量的14.5%，悬垂阶段占总弯竿量的15.4%，摆体阶段撑竿弯曲量增加最多，占总弯竿量的70.1%。由此可见，摆体是撑竿弯曲的主要获得阶段，而人体以上握点为轴摆动时所产生的离心力（F=mrw²）则是撑竿弯曲的主要动力来源。由离心力公式可知，加大转动半径和角速度是增加离心力的重要因素，但转动半径与角速度之间通常存在着制约的关系，如何转化这一矛盾，即在不过多缩短转动半径的情况下设法增加角速度，就成为现代摆体技术动作完成要领的理论基础。
在玻璃纤维撑竿早期，运动员普遍使用“后倒团身”式的摆体技术，即起跳悬垂后很快就开始屈髋收腿，靠缩短身体半径来增加摆动速度，这种技术仅考虑了身体的上升速度，而忽视了对于撑竿的作用力，因为身体半径的过早缩短必然会减弱对撑竿的离心作用，从而使撑竿的弯曲量受到影响，这种技术尤其不利于运动员在高握点的情况下使用大硬度的撑竿。现代摆体技术则要求运动员在长摆阶段充分体现出鞭打用力的特征，既悬垂结束时下手推离撑竿，随之压肩，使躯干的运动速度向下肢传递，同时起跳腿以较直的状态做“兜扫”式的摆动，布勃卡、伊欣巴耶娃都是这种技术的出色表现者。鞭打式摆体利用动量传递的力学原理，使人体在不降低运动速度的情况下进行大幅度的摆动，这样不仅增加了弯竿的力量，同时促使身体容易达到适宜的弹射前状态。当然这种技术对运动员在起跳、悬垂阶段的速度和身体姿势等都提出了更高的要求。
近年来，握竿高度理论和实践工作者都十分看重摆体技术的作用，这不仅因为摆体阶段是整个撑竿高度技术链的中枢部分，即摆体使身体实现了由“下”向“上”的位置转换；同时摆体动作的效果也直接影响着撑竿的弯曲，而撑竿的大幅度弯曲对于握竿高度和腾越高度的提高都有着极为重要的意义。
撑竿的“硬度”是决定弹性力量的又一因素。但在撑竿的“弯曲”和“硬度”方面，长期以来存在着一种把二者割裂看待的倾向。诚然，撑竿的“弯曲”和“硬度”是一对矛盾体，但辨证地看，二者又都取决于运动员跳弯撑竿的能力，因为增加撑竿“硬度” 的适宜前提是不过多减少撑竿的弯曲量（最好能保持原有的弯曲量），而越硬的竿子则越不易跳弯，这就需要有更大的弯竿力量。所以，现代撑竿跳高技术愈加重视人体动作对于弯竿的效用，从而保证玻璃纤维撑竿优越物理性能的充分发挥。
3.3 充分发挥人体的运动速度并减少速度的损失
鞭打式摆体有利于弯竿，而鞭打用力的原理是：一个链状物，质量大的一端先做加速运动，在制动过程中其动量就会向游离端传递，从而使末端部分产生极大的运动速度。由这一原理可见，起跳悬垂时躯干的运动速度是鞭打的动量基础，而起跳悬垂的速度又直接取决于运动员的助跑速度，因为助跑是撑竿跳高运动过程中动量（K = mV）的唯一获得阶段。
加快平跑速度是加大动量的基本条件，所以也是撑竿跳高身体训练的主要任务，而良好技术的表现特征则是在跳跃过程中不仅要充分发挥人体已具备的速度水平，还要尽量减少速度的损失，。
在持竿助跑后程降竿时，撑竿的前翻拉力随之加大（前翻拉力取决于撑竿的重力矩），而且握点越高这种拉力越大，有测算表明，握点在5.00米时，其前翻拉力可达30公斤，所以运动员往往会以上体后仰来抵御这种拉力的前翻作用，而后仰的身体姿势不仅会影响助跑速度的发挥，还会对起跳带来不良的影响。与以往相比，撑竿跳高技术在助跑阶段的最大变化是强调上握手在同侧髋附近，即令降竿时也尽量不后移，主要靠高抬大腿、加快步频去“追赶”或平衡撑竿的前翻，这种持竿技术的意义在于：把撑竿的前翻拉力作为牵引力来利用，迫使人体加快下肢的动作，并以这种方式去平衡身体，从而加快人体的助跑速度。另外，由于这种持竿方法把上手前移至髋附近，所以在举竿时就省略了传统的向前送竿等动作，这种直接“翻举”的技术动作相对简单，可以有效地减少由于举竿时动作结构的复杂变化而造成的助跑速度的损失，同时也有利于快速举竿。
鞭打式摆体首先要求悬垂时躯干具有较大的运动速度，这样在下手臂的制动过程中就会向下肢传递更大的动量，从而使起跳腿的快速“直腿兜扫”得以实现，而悬垂速度又直接取决于助跑起跳时人体所获得的运动速度。由于这一理论的支持，近年来在撑竿跳高起跳技术中就产生了“自由起跳”的动作概念。
插穴起跳过程中穴斗抵住撑竿时的制动，对于人体向前运动的自由度而言是一种约束，这种限制的结果使助跑所获得的水平速度遭到一定的损失，进而影响了后续的鞭打效果。所谓“自由起跳”，就是要设法减小插穴起跳时撑竿对于人体的限制，要求踏跳点严格控制在静态插穴（即直竿状态）时上握点的垂线下方，充分向上举竿，只有当起跳腿蹬伸时竿头才能触及穴斗底端（撑竿这时才弯曲），运动员的主观感觉就好像是跳上撑竿一样，在起跳过程中撑竿不呈现大的弯曲。这种技术的核心实质上是起跳时机相对提前，即撑竿未获得最终支撑时人体的踏跳已经开始，这样在起跳初期的一个瞬间就摆脱了撑竿的约束（自由起跳），从而减少人体速度的损失，在动量方面为悬垂摆体奠定一个好的基础，而快速摆体不仅可以加大撑竿的弯曲，同时也容易使人体达到合理的弹射前状态。
4. 结论
4.1 “大幅度弯曲”是玻璃纤维撑竿优越的物理特性，运动员握竿高度和腾越高度的提高都
有赖于这种物理特性的发挥程度和利用程度。
4.2 充分发挥人体的速度能力，合理置配技术动作的结构方式，以加强对于玻璃纤维撑竿
的弯曲作用，并有效利用玻璃纤维撑竿的反弹功能，从而促进运动员握竿高度和腾越高度的提高，是现代撑竿跳高技术形成与发展的基本依据。
4.3 现代撑竿跳高技术在持竿助跑、插穴起跳、摆体、伸展等主要技术阶段的动作改良，
都是围绕上述基本依据而展开的。
4.4 全面而正确地理解现代撑竿跳高技术形成与发展的基本依据，不仅有助于对技术动作的学习和掌握，也有助于对技术动作的完善和创新。

5. 主要参考文献
(1)“Pole Vault”. IAAF CECS Level I/II Textbook..
(2) 孙南.史美创.田径运动高级教程.人民体育出版社.2003.463-474.
(3) 吴延僖等.撑竿跳高的生物力学分析.体育科学.1984.(3).
(4) Klaus Bartonietz & Jochen wetter. Analysis of the international situation in the women’s pole vault. New Studies in Athletics.IAAF.1997.(1).