Николаева Оксана Олеговна - Красноярский государственный

На правах рукописи
Николаева Оксана Олеговна
ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СКОРОСТНО-СИЛОВЫХ
ТРЕНИРОВОЧНЫХ НАГРУЗОК СПОРТСМЕНОВ
В ПРЫЖКАХ В ДЛИНУ
13.00.04 – теория и методика физического воспитания,
спортивной
тренировки,
оздоровительной
и адаптивной физической культуры
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Красноярск – 2007
Работа выполнена в Институте спортивных единоборств им. И. Ярыгина
ГОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет
им. В.П. Астафьева»
Научный руководитель:
Официальные оппоненты:
доктор педагогических наук, профессор
Марков Константин Константинович
доктор педагогических наук, профессор
Пономарев Василий Викторович
кандидат педагогических наук, профессор
Какухин Александр Дмитриевич
Ведущая организация:
ГОУ ВПО «Бурятский государственный
университет»
Защита состоится 07 ноября 2007 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.097.02 при ГОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева» по адресу: 660049, г. Красноярск, ул. А. Лебедевой, 89.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева» по адресу:
660049, г. Красноярск, ул. А. Лебедевой, 89.
Автореферат разослан « 02 » октября 2007 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат педагогических наук, доцент
Г.С. Саволайнен
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Одной из центральных проблем теории и
методики спортивной тренировки является задача управления в тренировочном
и соревновательном процессе спортивной формой спортсмена, которая во многом определяет достигаемый спортивный результат. В работах ряда специалистов (Н.Г. Озолин, В.М. Дьячков, Ю.В. Верхошанский, П.К. Анохин, Д.Д.
Донской, В.М. Зациорский, В.В. Кузнецов, Л.П. Матвеев, В.П. Платонов и др.)
показано, что успешное выступление спортсменов обусловлено рядом факторов, определяющим из которых является высокий уровень специальной физической подготовленности, служащий основой техники выполнения основного
соревновательного упражнения в условиях острой спортивной борьбы.
Решающим фактором достижения высоких результатов в прыжках в длину является техническое совершенство спортсмена, в основе которого – высокий уровень специальной скоростно-силовой подготовки и реактивная способность их двигательного аппарата, совершенствование которых является
ключевыми разделами тренировки. Достижение прыгунами высокого уровня
специальной подготовленности, соответствующего структуре соревновательной деятельности и заданному спортивному результату, предполагает оптимизацию системы управления, поиск эффективных тренировочных программ, адекватных методов педагогического контроля, планирование корректирующих
воздействий (Ю.В. Верхошанский, Л.С. Коненков, И.А. Тер-Ованесян, А.П.
Стрижак, В.М. Дьячков, В.А. Запорожанов, В.А. Креер, В.Б. Попов, В.Н. Селуянов, А.А. Шалманов, Д.Д. Донской, В.П. Заглада и др.).
Дополнительную актуальность данной теме придает также то обстоятельство, что за последние годы в прыжках в длину и у женщин, и у мужчин на отечественном и мировом уровне не наблюдается роста спортивных результатов,
что, очевидно, требует новых теоретических и методических подходов к оптимизации тренировочного процесса в данном виде спорта.
Одной из проблем теории и методики спортивной тренировки является
постоянно стоящая перед тренером и спортсменом практическая задача выбора
3
оптимальных тренировочных нагрузок. С одной стороны, тренировочные
нагрузки, вызывающие адаптационные сдвиги в организме спортсмена и приводящие к их кумулятивному накоплению, должны в максимальной степени
соответствовать специфике вида спорта, а с другой, быть адекватными его текущему функциональному состоянию.
Общая теория спортивной тренировки постоянно сталкивается с проблемой точного определения нагрузок в каждой тренировке и эффектов тренировочных упражнений. Обычно нагрузка силовых упражнений в скоростносиловых видах спорта определяется и дозируется в килограммах, что недостаточно характеризует реальные эффекты тренировочной работы.
В данном случае эта задача сложна потому, что в спортивных локомоциях скоростно-силового характера базовыми, ключевыми биомеханическими характеристиками являются три параметра: прилагаемые усилия, скорость движения и развиваемая мышечная мощность. Из этого следует, что диапазон реальных для каждого спортсмена значений этих переменных весьма широк, а их
сочетания в каждом конкретном случае кардинально влияют на выбор тренировочных средств, методик их применения и величин самих нагрузок.
Все это в совокупности и обусловило актуальность выбора темы исследования «Обоснование оптимальных скоростно-силовых тренировочных нагрузок
спортсменов в прыжках в длину».
Объект исследования: учебно-тренировочный процесс спортсменов в
прыжках в длину.
Предмет исследования: оптимальные параметры тренировочных нагрузок в скоростно-силовых упражнениях, позволяющие достигать максимальной
мощности мышечной работы спортсмена в прыжках в длину.
Цель работы: теоретически обосновать и экспериментально проверить
параметры тренировочных нагрузок скоростно-силовых упражнений, применяемых в тренировке по прыжкам в длину и обеспечивающих максимально возможную мощность мышечной работы.
Гипотеза исследования: для эффективной скоростно-силовой подготов4
ки в прыжках в длину необходимо теоретически определить и использовать
тренировочные нагрузки максимальной мощности с помощью:
 аналитических зависимостей спортивного результата в прыжках в длину
от горизонтальной скорости разбега, скорости и угла отталкивания;
 показателей скоростно-силовых качеств мышц человека, определенных
из уравнения Хилла для нескольких групп мышц и позволяющих реализовать
скоростно-силовые упражнения максимальной мощности;
 зависимостей «сила-скорость-мощность», позволяющих выбирать области оптимальных тренировочных нагрузок и управлять тренировочным эффектом скоростно-силовых упражнений.
Задачи исследования:
1. Проанализировать современное состояние проблемы скоростно-силовой подготовки в спорте и в легкоатлетических прыжках в длину.
2. Теоретически установить основные биомеханические характеристики
прыжков в длину, определяющие спортивный результат.
3. Аналитически определить скоростно-силовые характеристики групп
мышц, работающих в области максимально возможной мышечной мощности.
4. Представить зависимости «сила-скорость-мощность», позволяющие
управлять тренировочными эффектами скоростно-силовых упражнений.
5. Выявить экспериментальным путем изменения скоростно-силовых качеств мускулатуры, происходящие в процессе тренировки под действием теоретически рассчитанных тренировочных нагрузок и подтвердить эффективность
управления скоростно-силовой подготовкой в прыжках в длину.
Теоретическую и методологическую основу исследования составили
труды ученых по теории и методике спортивной тренировки (Л.П. Матвеев,
М.Я. Набатникова, В.Н. Платонов, Н.Г. Озолин, А.А. Виру, В.И. Дубровский,
В.Н. Селуянов); научные исследования в области физической подготовки
спортсменов (В.М. Зациорский, С.М. Вайцеховский, Ю.В. Верхошанский); современные подходы к организации и управлению тренировочным процессом
спортсменов (Н.Г. Озолин, В.М. Дьячков, Ю.В. Верхошанский, П.К. Анохин,
5
Д.Д. Донской, В.М. Зациорский, В.В. Кузнецов, Л.П. Матвеев, В.П. Платонов);
современные представления об адаптационных возможностях организма
спортсменов при выполнении различных физических нагрузок (Р.М. Баевский,
Ф.З. Меерсон, Н.К. Цепкова, О.В. Бирюкова, А.Г. Кочетков, С.Е. Павлов).
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: анализ и обобщение научно-методической литературы; аналитическое определение основных биомеханических характеристик, влияющих на
спортивный результат; теоретическое обоснование оптимальных тренировочных нагрузок в скоростно-силовых упражнениях; экспериментальное определение основных скоростно-силовых характеристик спортсменов; педагогический
эксперимент; статистический анализ экспериментальных данных.
Научная новизна исследования:
- получено аналитическое выражение максимально возможного спортивного результата в прыжках в длину в зависимости от возможностей прыгуна в
скоростно-силовой подготовке;
- научно обоснованы оптимальные характеристики скоростно-силовых
упражнений, выполняемых с максимальной мощностью работы мышц;
- выявлена эффективность использования индивидуальных характеристик спортсмена «сила-скорость-мощность» для совершенствования скоростносиловых качеств спортсмена;
- доказана эффективность применения теоретически рассчитанных тренировочных нагрузок максимально достижимой мощности работы в тренировочном процессе в прыжках в длину.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что полученные аналитические зависимости биомеханических характеристик легкоатлетических прыжков в длину углубляют и дополняют теорию и методику спортивной тренировки, позволяя максимально реализовать потенциальные возможности спортсмена; теоретические выражения для определения максимальной
мощности работы мышц развивают классические представления о закономерностях связей мышечной силы, скорости и мощности, открывая новые возможности в оптимизации тренировочного процесса.
6
Практическая значимость исследований заключается в разработке и
подготовке для практического использования в учебно-тренировочном процессе по прыжкам в длину: аналитических зависимостей для основных биомеханических характеристик, влияющих на спортивный результат и позволяющих индивидуализировать подготовку прыгуна согласно уровню развития его скоростно-силовых качеств; экспериментального стенда, дающего возможность
определять скоростно-силовой характеристики спортсмена; индивидуальных
характеристик скоростно-силовых качеств спортсмена, позволяющих оптимизировать его специализированную физическую подготовку. Результаты исследования используются в тренировочном процессе высококвалифицированных
прыгунов в длину.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Аналитические зависимости, определяющие и прогнозирующие максимальный результат в прыжках в длину, исходя из индивидуального профиля
и уровня скоростно-силовой подготовки спортсмена, обеспечивают необходимую скорость разбега, вертикальную скорость и угол отталкивания.
2. Теоретические зависимости, определяющие основные скоростно-силовые характеристики мышц спортсменов и область тренировочных нагрузок в
упражнениях с максимально возможной мощностью работы мышц.
3. Индивидуальные характеристики «сила-скорость-мощность», позволяющие эффективно развивать скоростно-силовые качества спортсмена.
Организация и этапы исследования:
Исследования проводились с 2002 по 2007 годы в 4 этапа.
1 этап (2002-2003 гг.) – изучалось состояние проблемы, формировалась
гипотеза, цель, и задачи работы. В этот период подбирались адекватные методы
и средства исследований, разрабатывалась техническая документация, изготавливался экспериментальный стенд для определения скоростно-силовых характеристик спортсменов.
2 этап (2003-2004 гг.) – теоретические исследования по аналитическому
определению основных биомеханических характеристик прыжка в длину,
7
определяющих спортивный результат, и оптимальных параметров скоростносиловых упражнений с максимальной мощностью работы мышц; дополнительное изучение литературных источников по теме исследований, формирование и
уточнение методов использования теоретических и экспериментальных результатов работы в тренировочном процессе скоростно-силовой подготовки
спортсменов различных специализаций и прыгунов в длину.
3 этап (2004-2005 гг.) – серия общих экспериментов с целью уточнения
теоретических зависимостей и формирования основной экспериментальной методики для педагогического эксперимента, обработка проведенных исследований и их анализ. В экспериментах этапа участвовало 65 спортсменов I разряда и
кмс: 37 мужчин – прыгуны в длину и волейболисты в их числе 8 юниоров и 28
женщин – волейболистки и прыгуньи в длину из них 8 юниорок. На этом этапе
были уточнены полученные теоретические зависимости, отработана методика
определения скоростно-силовых показателей, рассчитаны индивидуальные коэффициенты для получения зависимостей «сила-скорость-мощность».
4 этап (2005-2007 гг.) – педагогический эксперимент, анализ и обработка
полученных результатов, подготовка печатных работ по теме исследования,
оформление диссертационной работы. В заключительном педагогическом эксперименте 2005-2006 гг. принимали участие 2 группы прыгуний в длину I разряда и кандидаты в мастера, образовавших экспериментальную и контрольную
группы, по 6 человек в каждой.
Внедрение результатов исследования: результаты исследований вошли
в учебно-тренировочный процесс легкоатлетов-прыгунов в длину ШВСМ Комитета по физической культуре и спорту Иркутской области, ДЮСК «Байкал»
г. Иркутска, КССШАС Агентства по физической культуре, спорту и туризму
администрации Красноярского края, что подтверждается актами внедрения.
Материалы диссертации опубликованы в учебном пособии с грифом СибРУМЦ, и используются в учебном процессе подготовки специалистов по физической культуре и спорту в Красноярском государственном педагогическом
университете им. В.П. Астафьева и в Сибирском федеральном университете.
8
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены
совокупностью теоретических и методических положений, использованием
объективных методов исследования, в том числе методов математической статистики, а также продолжительностью педагогического эксперимента и воспроизводимостью его результатов.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы отражены в 11 опубликованных печатных работах автора (две в журналах рецензируемых ВАК), доложены и обсуждены на 2 Международных, 3 Всероссийских и 1 региональной
конференциях в 2006 г: IX Международной межуниверситетской научнометодической конференции «Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной и спортивной работы», Москва, МГУ, 2006; V
Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы
сохранения и укрепления состояния здоровья молодежи Сибирского региона»,
Иркутск, ИГУ, 2006; Всероссийской научно-практической конференции факультета физической культуры и спорта «Основные направления развития физической культуры и спорта в регионе», Калининград, РГУ им. И. Канта, 2006;
Всероссийской научно-практической конференции «Современные подходы к
организации занятий по физическому воспитанию студентов в техническом вузе», Москва, МИИТ, 2006; IX Всероссийской научно-практической конференции «Физическая культура и спорт в системе образования», Красноярск, КГУ,
2006; II Межвузовской научно-теоретической конференции студентов и молодых ученых «Физическая культура и спорт в современном мире: медикобиологические аспекты», Иркутск, ИФ РГУФК, 2006.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка и приложений. Материал диссертации
изложен на 158 страницах и включает 34 рисунка и 30 таблиц. В библиографическом списке цитируемой литературы 167 наименований, в том числе 20 зарубежных авторов.
9
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении обоснована актуальность исследования; определены его объект, предмет, цель, гипотеза и задачи; представлены методы исследования; теоретико-методологические положения; выделены научная новизна, теоретическая и практическая значимость диссертационной работы; охарактеризована
сфера апробации и внедрения результатов исследования.
Первая глава «Теоретическое обоснование скоростно-силовой подготовки спортсменов» посвящена анализу современных представлений о теоретических основах скоростно-силовой подготовки в спорте. В работах Н.Г. Озолина, В.М. Дьячкова, Ю.В. Верхошанского, В.М. Зациорского и ряда других
показано, что высокий уровень специальной физической подготовленности
служит основой для выполнения основного соревновательного упражнения в
условиях острой спортивной борьбы В спортивных движениях скоростно-силового характера ключевыми характеристиками являются три параметра: прилагаемые усилия, скорость движения и развиваемая мышечная мощность, диапазон которых для каждого спортсмена весьма широк, а их сочетания в каждом
конкретном случае существенно влияют на выбор методов и средств тренировки, а также и величин самих нагрузок.
Практическое решение этих задач возможно только на основе глубокого
изучения теоретических основ мышечной деятельности, ее анатомических,
биохимических, физиологических и биомеханических аспектов, как в целом в
спортивных движениях, так и особенно в видах спорта преимущественно скоростно-силового характера. В различных видах спорта вклад скоростно-силовых составляющих в общий спортивный, соревновательный результат конечно
различен, но весьма существенен, а в некоторых является определяющим. В таких видах спорта доля нагрузок скоростно-силового характера в годовом цикле
подготовки зачастую доходит до 70-80% общего объема.
Рассматривая проявления усилий взрывного характера и факторы, их
определяющие, следует остановиться на присущих им типах мышечного
напряжения, которые встречаются в спортивных упражнениях, требующих
проявления значительных усилий в минимальное время: взрывном тоническом,
10
взрывном баллистическом и взрывном реактивно-баллистическом. Важная с
точки зрения выработки методического подхода к тренировке силы особенность движений взрывного типа связана с тем, что они выполняются в условиях
лимита времени. Причем лимит времени как фактор, требующий совершенствования движения, обнаруживает себя в двух аспектах. Во-первых, время, необходимое для выполнения рабочего усилия, может быть задано условиями
выполнения упражнения. Например, прыгун в длину, тело которого во время
разбега движется со скоростью 10,0-10,2 м/сек, практически имеет в своем распоряжении не более 0,115 сек. для того, чтобы выполнить толчок.
Скоростной тип напряжения присущ движениям, в которых усилие развивается против силы инерции рабочей системы звеньев, и которые могут выполняться с незначительным дополнительным отягощением. Поэтому в них не
требуется проявления предельного максимума силы мышц, но необходима
быстрота развития напряжения.
Для скоростно-циклического типа напряжения характерна повторность,
при которой требуется сохранение уровня рабочего эффекта в каждом цикле
напряжений при высокоразвитой способности мышц к расслаблению после рабочего движения.
В скоростных движениях часть силы расходуется на преодоление вязкости и упругости мышц. В работах Хилла показано, что скелетной мышце наряду с эластичностью присущи свойства вязкого сопротивления деформации. Это
выражается в том, что при внезапном отягощении или снятии груза мышца
принимает новую длину не сразу, а постепенно, и быстрота включения мышц в
рабочее состояние определяется процессами как центрально-нервного происхождения, так и периферического, в самом веществе мышцы.
При этом совершенствование скоростных движений в большей мере связано с центрально-нервными механизмами, о чем свидетельствуют повышение
уровня лабильности нервно-мышечного аппарата спортсмена по мере роста его
мастерства и складывающиеся в процессе тренировки определенные функциональные отношения в деятельности двигательных нервных центров.
11
Во второй главе «Определение оптимальных скоростно-силовых
нагрузок» излагаются анализ биомеханических характеристик, определяющих
спортивный результат в прыжках в длину и аналитическое определение оптимальных нагрузок в скоростно-силовых упражнениях, обеспечивающих достижение в тренировочной работе максимальной мышечной мощности.
В прыжках в длину формирование начальных параметров отталкивания
прыгуна, определяющих в итоге спортивный результат, происходит в результате векторного сложения двух составляющих скоростей движения центра масс
спортсмена: горизонтальной скорости разбега в момент отталкивания от планки
VГ и скорости отталкивания вперед-вверх в момент отрыва VТ под углом Т.
Исходя из известных в механике схемы полета и теоретических его характеристик, в работе получена зависимость длины прыжка от начальных условий отталкивания, равная L =
2v Г
v Г  vТ cos Т sin  Т .
g
Используя методы математического анализа, в работе доказано, что данная функция трех переменных имеет экстремум, который характеризует максимальную длину прыжка при заданных параметрах отталкивания, определяемых
конкретными возможностями прыгуна в скоростно-силовой подготовке:
L max =
3v
Г

 v Г2  8vТ2
2
2
2
2
* 8vТ  2v Г v Г  8vТ  2v Г .
8g
Рис.1. Определение наилучшего результата в прыжках в длину
12
На рис. 1 представлено численное решение полученного выражения в
диапазоне рабочих значений параметров Vг=7,0-9,0 м/c, Vт = 3-4,5 м/c.
Главная цель исследования состояла в определении оптимальных параметров тренировочной нагрузки силовых упражнений, обеспечивающих максимальную мышечную мощность, используя связь силы и скорости, установленную Хиллом для изолированной мышечной ткани.
Используя основное уравнение Хилла F  a V  b  bF0  a   const , в
 F0  a 
 1 ,
 F a

работе получено выражение мощности мышечной работы N  bF 
анализ которого показал, что максимум этой функции достигается при значе



нии силы сокращения мышцы, определяемого зависимостью F  a 1  F0  1 .
a
Полученное уравнение определяет величину внешнего отягощения, при
котором мышцей развивается наибольшая механическая мощность.
Проведенные аналитические исследования позволили получить ряд теоретических зависимостей взаимосвязи основных динамических характеристик:
силы, скорости и мощности работы мышцы, полученных из базового уравнения
А. Хилла. Это уравнение было выведено для отдельного изолированного мышечного волокна, и корректность его использования для многосуставных движений, синергично работающих мышечных групп, требует дальнейших экспериментальных подтверждений и доказательств. Необходимо показать, что показатели скоростно-силовых качеств мышц человека могут быть определены из
уравнения Хилла не только для одной мышцы, но и для группы мышц, работающих совместно и синергично, а также и для нескольких групп мышц, работающих последовательно одна за другой в многосуставных движениях.
Важными компонентами полученных теоретических зависимостей являются характерные значения констант "а" и "b", а также отношения а/F0 и b/V0. В
ранее опубликованных работах по данной тематике эти параметры не определялись, и не обсуждалась возможная методика их нахождения. Их значения являются индивидуальными характеристиками скоростно-силовых качеств спортс13
мена, и практическая значимость исследования зависит от реальной возможности их получения и использования. Возможность управлять тренировочными
эффектами, вызванными скоростно-силовыми упражнениями, тренер и спортсмен могут получить, имея зависимости «сила-скорость-мощность».
Глава третья «Опытно-экспериментальное изучение скоростносиловой подготовки спортсменов в прыжках в длину» посвящена проведению экспериментальных исследований по определению скоростно-силовых характеристик мышц спортсменов, их динамики под влиянием тренировочных
нагрузок и реализации педагогического эксперимента по управлению тренировочным процессом в прыжках в длину на основе гипотезы об эффективности
упражнений максимально возможной мощности.
В первой стадии общего эксперимента субъектами для изучения были 37
мужчин – прыгуны в длину и волейболисты, 28 женщин – прыгуньи в длину и
волейболистки, которые на специальной тензоплатформе выполняли приседаниями с различными отягощениями при различных углах сгибания в коленном
суставе и затем выпрыгивали. При этом с помощью тензодатчиков регистрировались развиваемые усилия, а с помощью электроконтактов на подошвах обуви
испытуемых – время полета и затем – скорость выпрыгивания.
Результаты, полученные указанной методике, представлены в табл.1.
Таблица 1
Показатели сила-скорость-мощность
(динамический подсед, угол сгибания в колене 135°)
Испытуемые
Прыгуны в длину
(мужчины)
Волейболисты
(мужчины)
Прыгуньи в длину
(женщины)
Волейболистки
(женщины)
Юниоры
Юниорки
F0
Fr
P0
Pr
V0
Fpmax
a/F0
a
b
Vbw
F%
x 4098 5,3 2622 34,0
 402 0,29 311 1,8
x 3790 4,63 2548 31,1
 393 0,28 273 1,6
4,6 1529 0,55 2247
0,43 190 0,18 1015
2,5
0,8
2,80
0,25
37,3
2,8
4,41 1404 0,62 2380
0,43 181 0,20 1216
2,9
0,9
2,67
0,13
38,3
2,8
x

x

x

x

2889
242
2701
252
4,67 1842 29,7
0,25 215 1,3
3,96 1786 26,2
0,22 220 1,4
4,2 1121 0,67 1945
0,39 156 0,18 1110
5,2 964 0,44 1201
0,43 85 0,17 960
2,9
0,8
2,3
0,7
2,54
0,22
2,42
0,22
38,8
2,8
35,7
2,4
2950
236
2025
416
4,53 1827 28,0
0,45 221 2,8
3,54 1345 23,5
0,56 189 1,6
4,9 1053 0,48 1414 2,3
0,56 882 0,17 455 2,3
4,9 775 0,68 1441 2,9
0,9 205 0,28 670 0,61
2,47
0,19
2,17
0,05
35,7
3,03
37,8
3,8
14
Максимальная мощность в каждой группе спортсменов в среднем была
достигнута при нагрузке, равной 35-39% от максимальной силы. При вычислении параметра Fpmax значения F% находятся в достаточно узких границах. Скоростно-силовые показатели прыгунов в длину выше, чем у волейболистов, из-за
различий в подготовке спортсменов существенная разница наблюдается также
и параметрах относительной силы. Различия между испытуемыми в развиваемой максимальной мощности при выпрыгивании показаны на рис. 3
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
Рис. 2. Максимальная механическая мощность экспериментальных групп
1 – мужчины-прыгуны в длину; 2 – волейболисты; 3 – женщины-прыгуньи в длину; 4 –
волейболистки; 5 – юниоры; 6 – юниорки
Одной из основных задач общих экспериментальных исследований было
определение индивидуальных зависимостей «сила-скорость-мощность», которые должны стать основой для планирования тренировочных скоростно-силовых нагрузок с различными тренировочными эффектами в зависимости от
развиваемой мышцами мощности. На рис. 3 представлены кривые «силаскорость-мощность», полученные для одного из испытуемых, выполнявших четыре типа упражнений с приседанием.
Эти кривые индивидуальны для каждого субъекта. При этом очевидно,
что кривые сила-скорость с приседанием, выполненным с углом сгибания в колене 1350 с предварительным динамическим подседом или без него, существенно различаются. Это различие определенно зависит от отношения a/F0.
При быстром подседе с динамическим сгибанием и выпрямлением ног величина этого отношения была 0,46, а в другом случае оно было 0,72, то есть подъем
15
последней кривой более крутой. Аналогично различаются приседания, сделанные с углом сгибания в колене 900, но различие между расчетными значениями
для этих отношений стало меньшим (0,52 против 0,43).
Рис. 3. Кривые «сила-скорость-мощность» для одного из испытуемых
1- выпрыгивание с динамичным подседом, угол в колене 1350;
2 - выпрыгивание со статическим подседом, угол в колене 1350;
3 - выпрыгивание с динамичным подседом, угол в колене 900;
4 - выпрыгивание со статическим подседом, угол в колене 900.
Значения отношения a/F0, характеризующего форму кривой силаскорость, изменяются очень значительно. Различия значений V0 могут быть
также проиллюстрированы тем фактом, что кривые сила-скорость для женщинпрыгуний в высоту являются более крутыми, чем у волейболисток. Напротив,
кривые сила-скорость у мужчин-прыгунов более пологи, чем у волейболистов.
У юных спортсменов отмечается, что кривые «сила-скорость-мощность» были
более крутыми у юношей, чем у девушек, хотя значения V0 были идентичны и
несмотря на то, что величины F0 и Vbw были выше у мальчиков. При рассмотрении параметров «сила-скорость-мощность» наблюдается существенная связь
между максимальной силой при развитии максимальной мощности и Fpmax.
16
Кроме того, максимальная и относительная мощности значительно коррелируют с Fpmax, также как и с вертикальной скоростью при выпрыгивании с преодолением собственного веса.
Одной из целей исследований было также показать изменения механического профиля мускулатуры, которые происходят под действием тренировочных нагрузок. Педагогический эксперимент проводился в двух группах прыгуний в длину (I спортивный разряд и кандидаты в мастера спорта): экспериментальной и контрольной по 6 человек в каждой из них. Результаты тестирования
на начальном этапе эксперимента (табл. 2) не выявили статистически достоверной разницы между группами.
В ходе тренировочного процесса различие в подготовке состояло в том,
что в экспериментальной группе упражнения скоростно-силового характера
выполнялись с нагрузками с внешними отягощениями, величина которых
определялась теоретически индивидуально для каждой спортсменки, исходя из
критерия достижения спортсменкой в них максимально возможной мощности.
Таблица 2
Группа
Сравнительные результаты тестирования механических характеристик
мышц спортсменок на начальном этапе эксперимента
Показатели
F0
н
P0
н
V0
м/с
F%
Fpmax
н
a/F0
х
3142
207
2021
203
3,78
0,27
40,8
2,99
1342
122
0,89
0,35
41,2
2,57
0,24<[t0,05]
1390
110
0,65<[t0,05]
0,92
0,25
0,19<[t0,05]
р>0,05
р>0,05
р>0,05
Э

х
tЭ-К
3103
210
0,31<[t0,05]
Достоверность
р>0,05
К

2007
3,72
190
0,32
0,11<[t0,05] 0,32<[t0,05]
р>0,05
р>0,05
Результаты повторного тестирования, их динамика и сравнительная
статистическая оценка представлены в табл. 3 и на рис. 4.
Для оценки результатов педагогического эксперимента по управлению
тренировочным процессом в прыжках в длину до и после эксперимента испытуемые были протестированы по общепринятой в прыжках в длину методике
оценки уровня скоростно-силовой подготовки по пяти двигательным тестам:
17
бег 30 м с хода, десятерной прыжок с ноги на ногу, пятерной прыжок на толчковой ноге, высота вертикального выпрыгивания с места и прыжок в длину.
Динамика показателей в результате эксперимента показана в табл.4 и на рис. 5.
Таблица 3
Этап
Динамика механических характеристик мышц
спортсменок экспериментальной группы на разных этапах подготовки
1
2
Показатели
F0
н
P0
н
V0
м/с
F%
Fpmax
н
a/F0
х
3142
2021
3,78
40,8
1342
0,89

207
203
0,27
2,99
122
0,35
х
3492
2318
4,98
36,0
1145
0,48

215
197
0,74
2,46
111
0,15
2,92>[t0,05]
2,68>[t0,05]
2,41>[t0,05]
p<0,05
p<0,05
p<0,05
t1-2
2,62>[t0,05]
Достоверность
p<0,05
2,35>[t0,05] 3,41>[t0,05]
p<0,05
p<0,05
50
40
30
Э
К
20
10
0
F0
P0
V0
F%
Fpmax
a/F0
Рис. 4. Динамика характеристик мышц в эксперименте в %%
Таблица 4
Динамика скоростно-силовых показателей в экспериментальной группе
Тест
Результаты
Показатели
Бег 30 м с хода, с
10-й прыжок с места,
м
5-й прыжок на толчковой ноге с места, м
Отрыв с места, см
Прыжок в длину с
полного разбега, м
х

х

х

х

х

Достоверность различий
1
2
3,39
0,15
25,3
0,63
13,3
0,92
58,4
5,30
5,88
0,29
3,19
0,12
26,3
0,53
14,6
0,85
64,9
3,80
6,22
0,18
18
Критерий
Стьюдента t
Достоверность
2,33 > [t0,05]
p<0,05
2,71 > [t0,05]
p<0,05
2,32 > [t0,05]
p<0,05
2,24 > [t0,05]
p<0,05
2,26 > [t0,05]
p<0,05
12
10
8
Э
6
К
4
2
0
30 м
10-й
5-й
ОтрывПрыжок
Рис. 5. Динамика скоростно-силовых показателей в эксперименте в %%
ВЫВОДЫ
В результате данного исследования можно сделать следующие выводы:
1. Анализ современного состояния проблемы скоростно-силовой подготовки в спорте показал, что общая теория спортивной тренировки пока не имеет методик, позволяющих достаточно точно рассчитать и оценить тренировочную нагрузку и определить эффект тренировочных упражнений. В скоростносиловых упражнениях ключевыми характеристиками являются прилагаемые
усилия, скорость движения и развиваемая мышечная мощность и для определения наиболее эффективных режимов тренировочной работы недостаточно традиционных методов планирования тренировочной нагрузки.
2. Моделирование отдельных разделов скоростно-силовой и технической
подготовки возможно на основании аналитического выражения максимальной
длины прыжка, достижимой при определенных сочетаниях реальных возможностей прыгуна в скоростно-силовой и технической подготовке, что позволяет
прогнозировать максимально возможный спортивный результат и корректировать тренировочный процесс в зависимости от реального уровня подготовки и
спортивных задач.
3. Исходя из уравнения А. Хилла, связывающего силу мышцы и скорость
ее сокращения, полученные в работе аналитические выражения для развиваемой мышечной мощности позволяют находить максимальную мощность работы мышц и величины внешнего отягощения, при котором она достижима.
19
4. Разработанная методика экспериментального определения характеристик скоростно-силовой подготовки и изготовленный стенд для тестирования
спортсменов разных специализаций позволяют опытным путем получить основные скоростно-силовые показатели мышц спортсменов: максимальное развиваемое статическое усилие и максимальную относительную силу; наибольшую механическую мощность и отношение величины отягощения, при котором
достигается наибольшая мощность к максимальному усилию; максимальную
теоретическую скорость выпрыгивания.
5. Теоретически и экспериментально полученные кривые «сила-скорость-мощность» дают возможность управлять тренировочными эффектами
силовых упражнений, а оптимальные с точки зрения достигаемой мощности
работы тренировочные нагрузки эффективно изменяют профиль мышц и их
скоростно-силовые качества.
6. В педагогическом эксперименте на группе квалифицированных прыгуний подтверждена эффективность управления скоростно-силовой подготовкой в прыжках в длину. Использование упражнений максимально возможной
мощности приводит к статистически достоверным изменениям (р<0,05) исследуемых параметров и результатов, как в специальных тестах, оценивающих
уровень и динамику скоростно-силовой подготовленности, таких как бег 30 м с
хода, десятерной прыжок с ноги на ногу, пятерной прыжок на толчковой ноге,
высота вертикального выпрыгивания с места, так и в основном соревновательном виде – прыжках в длину.
7. Корреляционный анализ шести скоростно-силовых характеристик
мышц испытуемых и пяти показателей результативности их двигательной и соревновательной деятельности подтверждает наличие достоверной связи между
исследуемыми параметрами, что свидетельствует о правильном выборе значимых для изучаемых проблем факторов и их рациональном отборе.
20
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Для рационального планирования содержания тренировочной работы
в прыжках в длину необходимо использовать полученные в работе аналитические выражения длины прыжка, максимально достижимые в зависимости от
индивидуального уровня скоростно-силовой подготовленности спортсмена,
определяемых горизонтальной скоростью его разбега, уровнем силовых способностей к вертикальному выпрыгиванию и владением техникой прыжка, позволяющей отталкиваться под углом 670-700 между горизонтом и линией бедроголень в момент толчка.
2. При определении отягощений в силовых упражнениях для скоростносиловой подготовки рекомендуется выбирать их величины в зоне максимально
возможной для данного спортсмена в данный момент мощности мышечной работы, которые определяются теоретически и экспериментально с помощью зависимостей, полученных в работе и на специальном стенде.
3. Для оценки уровня развития скоростно-силовых качеств мышц
спортсменов рекомендуется использовать следующие показатели, определяемые теоретически и экспериментально: максимальное развиваемое статическое
усилие и максимальную относительную силу; максимальную развиваемую механическую мощность, максимальную относительную мощность и отношение в
%% величины отягощения, при котором достигается наибольшая мощность к
максимальному усилию; скорость выпрыгивания без отягощения и максимальную теоретическую скорость выпрыгивания.
4. Уровень и динамику скоростно-силовой подготовленности в прыжках
в длину целесообразно оценивать следующим комплексом двигательных тестов: бег 30 м с хода, десятерной прыжок с ноги на ногу, пятерной прыжок на
толчковой ноге, высота вертикального выпрыгивания с места и основным соревновательным результатом в прыжках в длину.
21
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Николаева, О.О. Теоретический анализ и экспериментальное определение
динамических характеристик скоростно-силовых локомоций [Текст] / К.К.
Марков, О.О. Николаева // Теория и практика физической культуры, 2007,
№7. – С. 36-39 (авторский вклад 0,3 п.л.).
2. Николаева, О.О. Планирование тренировочных нагрузок при скоростносиловой подготовке в легкоатлетических прыжках в длину [Текст] / О.О.
Николаева // Красноярск: Вестник КрасГУ, 2006, №6. – С.216–217.
3. Николаева, О.О. Проблемы плиометрической тренировки в скоростносиловой подготовке прыгунов в длину [Текст] / К.К. Марков, О.О. Николаева // Основные направления развития физической культуры и спорта в регионе: Материалы Всероссийской научно-практической конференции факультета физической культуры и спорта. – Калининград: Изд-во РГУ им. И. Канта, 2006. – С. 99–102 (авторский вклад 0,2 п.л.).
4. Николаева, О.О. Анализ биомеханических характеристик в легкоатлетических прыжках в длину [Текст] / К.К. Марков, О.О. Николаева // Современные подходы к организации занятий по физическому воспитанию студентов
в техническом вузе: Материалы Всероссийской научно-практической конференции – М.: МИИТ, 2006. – С.109–111 (авторский вклад 0,1 п.л.).
5. Николаева, О.О. Теоретические подходы к оптимизации тренировочных
нагрузок в скоростно-силовых видах спорта [Текст] / К.К. Марков, О.О. Николаева // Актуальные проблемы сохранения и укрепления состояния здоровья молодежи Сибирского региона: Материалы V Международной научнопрактической конференции – Иркутск: ИГУ, 2006. – С. 156–157 (авторский
вклад 0,1 п.л.).
6. Николаева, О.О. Теоретические основы скоростно-силовой подготовки в
спорте. – Учебное пособие [Текст] / О.О. Николаева. – Красноярск: КГПУФГУ Красноярский ЦНТИ, 2007. – 83 с.
7. Николаева, О.О. Моделирование физиологических и биомеханических характеристик спортивных скоростно-силовых локомоций [Текст] / К.К. Мар22
ков, О.О. Николаева // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – Иркутск: ИрГУПС, 2006. – №1. – С. 149–156 (авторский вклад
0,3 п.л.).
8. Николаева, О.О. Управление тренировочным эффектом в скоростно-силовых
упражнениях [Текст] / К.К. Марков, О.О. Николаева // Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной и спортивной работы:
Материалы
IX
Международной
межуниверситетской
научно-
методической конференции – М.: МГУ, 2006. – С. 92–94 (авторский вклад
0,1 п.л.).
9. Николаева О.О. Определение тренировочных скоростно-силовых нагрузок
на основе кривых "сила-скорость-мощность" [Текст] / К.К. Марков, О.О.
Николаева // Физическая культура и спорт в системе образования: Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции – Красноярск:
КрасГУ, 2006. – С. 225–231 (авторский вклад 0,3 п.л.).
10.Николаева, О.О. Определение биомеханических характеристик, влияющих
на спортивный результат в легкоатлетических прыжках в длину [Текст] /
О.О. Николаева // Физическая культура и спорт в современном мире: медико-биологические аспекты: Материалы II Межвузовской научно-теоретической конференции. – Иркутск: ИФ РГУФК, 2006. – С.30-32.
11.Николаева, О.О. Экспериментальные исследования скоростно-силовой подготовки в легкоатлетических прыжках в длину [Текст] / О.О. Николаева //
Физическая культура и спорт в современном мире: медико-биологические
аспекты: Материалы II Межвузовской научно-теоретической конференции.
– Иркутск: ИФ РГУФК, 2006. – С. 32–37.
23