Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретическое обоснование скоростно-силовой подготовки спортсменов 10
1.1. Типы мышечных напряжений в спорте 10
1.2. Зависимость эффекта силы мышц от условия ее проявления 22
1.3. Проблемы скоростно-силовой подготовки спортсменов в прыжках в длину 62
ГЛАВА 2. Определение оптимальных скоростно-силовых нагрузок 85
2.1. Организация и методы исследований 85
2.2. Анализ биомеханических характеристик, определяющих спортивный результат в легкоатлетических прыжках в длину 90
2.3. Исследование оптимальных нагрузок в скоростно-силовых упражнениях 98
ГЛАВА 3. Опытно-экспериментальное изучение скоростно-силовой подготовки спортсменов в прыжках в длину 106
3.1. Условия реализации и обоснование программы экспериментальных исследований 106
3.2. Опытно-экспериментальное определение характеристик двигательных качеств спортсменов в скоростно-силовых упражнениях 109
3.3. Опытно-экспериментальная проверка результатов управления тренировочным процессом спортсменов в прыжках в длину 119
Выводы 134
Практические рекомендации 136
Библиографический список 137
Приложения 153
- Зависимость эффекта силы мышц от условия ее проявления
- Анализ биомеханических характеристик, определяющих спортивный результат в легкоатлетических прыжках в длину
- Условия реализации и обоснование программы экспериментальных исследований
- Опытно-экспериментальная проверка результатов управления тренировочным процессом спортсменов в прыжках в длину
Введение к работе
Актуальность. 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, I960, 1981; В.М. Дьячков, 1963, 1969, 1984; Ю.В. Верхошанский, 1968, 1985, 1988; П.К. Анохин, 1975; Д.Д. Донской, 1991; В.М. Зациорский, 1970; В.В. Кузнецов, 1979; Л.П. Матвеев, 1991; В.П. Платонов, 1986) показано, что успешное выступление спортсменов обусловлено рядом факторов, определяющим из которых является высокий уровень специальной физической подготовленности, служащий основой для надежной 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 лежит высокий уровень специальной скоростно-силовой подготовки, реактивной способности 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, 1988, 1991; Л.С. Коненков, 1983; И.А. Тер-Ованесян, 1978; А.П. Стрижак, 1982, 1987; В.М. Дьячков, 1966, 1979; В.А. Запо-рожанов, 1969, 1978; В.А. Креер, 1986; В.Б. Попов, 1968, 1977, 1996, 1999, 2001; В.Н. Селуянов, А.А. Шалманов, 1983; Д.Д. Донской, 1979; В.П. Заглада, 1975).
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 достаточно сложных проблем в теории и методике спортивной тренировки является постоянно стоящая перед тренером и спортсменом практическая задача выбора оптимальных тренировочных нагрузок. С одной стороны, тренировочные нагрузки, вызывающие адаптационные сдвиги в организме спортсмена и приводящие к кумулятивному их накоплению, должны в максимальной степени соответствовать специфике вида спорта, а с другой, быть адекватными текущему функциональному состоянию ключевых систем организма.
В данном случае эта задача сложна потому, что в спортивных локомоци-ях 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.
Общая теория спортивной тренировки пока не имеет методик, позволяющих достаточно точно оценить тренировочную нагрузку в течение каждой тренировки и определить эффект тренировочных упражнений. Модели, построенные на теоретических, физиологических и психологических принципах, ограничиваясь пределами теории тренировки, как правило, регламентируют пределы и колебания нагрузки, не умея их вычислить и использовать для оценки тренировочных эффектов в течение каждой тренировки. Обычная в скоростно-силовых видах спорта тренировочная нагрузка в виде силовых упражнений из-за отсутствия лучших возможностей весьма приблизительно определяется и дозируется в килограммах, что совершенно недостаточно. Упражнения с большими или меньшими нагрузками требуют соответственно этому большей или меньшей механической мощности мышц, и эту нагрузку с максимальной скоростью следует оценивать только по величине развиваемой мощности.
Объект исследования: учебно-тренировочный процесс спортсменов в легкоатлетических прыжках в длину.
Предмет исследования: оптимальные параметры тренировочных нагру-
зок в скоростно-силовых упражнениях, позволяющие достигать максимальной мощности мышечной работы.
Цель работы: теоретически разработать и экспериментально проверить параметры тренировочных нагрузок скоростно-силовых упражнений, применяемых в тренировке по легкоатлетическим прыжкам в длину и обеспечивающих максимально возможную мощность мышечной работы.
Гипотеза исследования: Для эффективной скоростно-силовой подготовки в легкоатлетических прыжках в длину необходимо теоретически определить и использовать тренировочные нагрузки максимальной мощности с помощью:
аналитических зависимостей спортивного результата в легкоатлетических 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:
Проанализировать общее современное состояние проблемы скоростно-силовой подготовки в спорте и в легкоатлетических прыжках в длину.
Теоретически установить основные биомеханические характеристики легкоатлетических прыжков в длину, определяющие спортивный результат.
Определить из уравнения Хилла скоростно-силовые характеристики для групп мышц, работающих в области максимально возможной мышечной мощности.
Представить зависимости «сила-скорость-мощность», позволяющие управлять тренировочными эффектами скоростно-силовых упражнений.
Экспериментально показать изменения скоростно-силовых качеств мускулатуры, происходящие в процессе тренировки под действием теоретиче-
ски рассчитанных тренировочных нагрузок и подтвердить эффективность управления скоростно-силовой подготовкой в прыжках в длину.
Методы исследования. В работе использовались следующие методы:
Обзор и анализ литературы.
Аналитическое определение основных биомеханических характеристик, влияющих на спортивный результат.
Теоретическое обоснование оптимальных тренировочных нагрузок в скоростно-силовых упражнениях.
Экспериментальное определение основных характеристик двигательных качеств спортсменов в скоростно-силовых упражнениях.
Педагогический эксперимент с использованием полученных аналитических данных в тренировочном процессе квалифицированных прыгунов в длину.
Статистический анализ экспериментальных данных.
Формирование выводов и методических рекомендаций.
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. Научная новизна исследования:
получено аналитическое выражение максимально возможного спортивного результата в прыжках в длину в зависимости от возможностей прыгуна в скоростно-силовой подготовке;
теоретически определены оптимальные характеристики скоростно-силовых упражнений, исходя из критерия достижения максимальной мощности работы мышц;
выявлена эффективность использования индивидуальных характери-
стик спортсмена «сила-скорость-мощность» для совершенствования скоростно-силовых качеств спортсмена;
- доказана эффективность применения теоретически рассчитанных тренировочных нагрузок максимально достижимой мощности работы в тренировочном процессе в прыжках в длину.
Практическая значимость исследований заключается в разработке и подготовке для практического использования в учебно-тренировочном процессе по легкоатлетическим прыжкам в длину: аналитических зависимостей для основных биомеханических характеристик, определяющих спортивный результат и позволяющих индивидуализировать тренировочный процесс в соответствии с реальным уровнем и профилем скоростно-силовой подготовки прыгуна в длину; разработанного и изготовленного экспериментального стенда, позволяющего в условиях реального тренировочного процесса определять основные рабочие характеристики спортсмена в скоростно-силовой подготовке; теоретически и экспериментально определенных индивидуальных характеристик ско-ростно-силовых качеств прыгуна в длину, позволяющих оптимизировать их специализированную физическую подготовку
Методология исследования. Методологическую основу исследования составили: труды по теории и методике спортивной тренировки (Л.П. Матвеев, 1970, 1977, 1991; М.Я. Набатникова, 1982; В.Н. Платонов, 1985-87, 1998; Н.Г. Озолин, 1970, 2003; А.А. Виру, 1981; В.И. Дубровский, 1998; В.Н. Селуянов, 1998); научные исследования в области физической подготовки спортсменов (В.М. Зациорский, 1975; СМ. Вайцеховский, 1984; Ю.В. Верхошанский, 1979-2005); современные подходы к организации и управлению тренировочным процессом спортсменов (Н.Г. Озолин, I960, 1981; В.М. Дьячков, 1963, 1969, 1984; Ю.В. Верхошанский, 1968, 1985, 1988; П.К. Анохин, 1975; Д.Д. Донской, 1991; В.М. Зациорский, 1970; В.В. Кузнецов, 1979; Л.П. Матвеев, 1991; В.П. Платонов, 1986); современные представления об адаптационных возможностях организма спортсменов при выполнении различных физических нагрузок (P.M. Ба-
евский, 1979; Ф.З. Меерсон, 1981, 1988, 1989; Н.К. Цепкова, 1982; О.В. Бирюкова, 1990; А.Г. Кочетков, 1999, 2003, 2004; СЕ. Павлов, 1990,2001).
Достоверность и обоснованность. Полученные результаты обеспечены широкой научно-методологической базой, логической последовательностью научного исследования, достаточным объемом и репрезентативной выборкой, корректной обработкой экспериментальных данных.
Основные положения, выносимые на защиту:
Аналитические зависимости, определяющие и прогнозирующие максимальный спортивный результат в прыжках в длину, исходя из индивидуального профиля и уровня скоростно-силовой подготовки спортсмена, обеспечивая необходимую скорость разбега, вертикальную скорость и угол отталкивания.
Теоретические зависимости, позволяющие определить основные ско-ростно-силовые характеристики мышц спортсменов и область нагрузок в ско-ростно-силовых упражнениях, обеспечивающих максимально возможную развиваемую мощность работы мышц.
Индивидуальные характеристики «сила-скорость-мощность», позволяющие эффективно развивать скоростно-силовые качества спортсменов.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы отражены в 11 опубликованных печатных работах автора, две из которых - в рецензируемых журналах, доложены и обсуждены на 2 международных, 3 всероссийских и 1 региональной конференциях в 2006 г:
IX Международная межуниверситетская научно-методическая конференция «Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной и спортивной работы», Москва, МГУ, 2006.
V Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы сохранения и укрепления состояния здоровья молодежи Сибирского региона», Иркутск, ИГУ, 2006.
IX Всероссийская научно-практическая конференция «Физическая культура и спорт в системе образования», Красноярск, КГУ, 2006.
Всероссийская научно-практическая конференция факультета физической культуры и спорта «Основные направления развития физической культуры и спорта в регионе», Калининград, РГУ им. И. Канта, 2006.
Всероссийская научно-практическая конференция «Современные подходы к организации занятий по физическому воспитанию студентов в техническом вузе», Москва, МИИТ, 2006.
II Межвузовская научно-теоретическая конференция студентов и молодых ученых Физическая культура и спорт в современном мире: медико-биологические аспекты», Иркутск, ИФ РГУФК, 2006.
Результаты исследований вошли в учебно-тренировочный процесс легкоатлетов-прыгунов в длину ШВСМ Комитета по физической культуре и спорту Иркутской области, ДЮСК «Байкал» г. Иркутска, КУОР Агентства физической культуры и спорта Красноярской краевой администрации, что подтверждается актами внедрения. Материалы диссертации опубликованы в учебном пособии, используемым в учебном процессе подготовки специалистов по физической культуре и спорту в Красноярском государственном педагогическом университета им. В.П. Астафьева и в Сибирском федеральном университете.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и практических рекомендаций, библиографического списка и приложений. Материал диссертации изложен на 157 страницах и включает 34 рисунка и 30 таблиц. В библиографическом списке цитируемой литературы 167 наименований, в том числе 20 зарубежных авторов.
Зависимость эффекта силы мышц от условия ее проявления
Величина силы, развиваемой мышцей, и рабочий эффект движения в значительной степени зависит от внешних условий, сопутствующих деятельности человека, физиологических факторов, а также факторов психологического и эмоционального порядка. Особенности работы мышц при различных режимах их деятельности изучались многими авторами с помощью разнообразных методов и в самых разных условиях деятельности человека. Основное и исторически более раннее место в изучении двигательной функции занимают методы биомеханики. Они позволили получить объективные данные о внешнем рабочем эффекте движения, процессе его выполнения и на этом основании составить представление о более интимных механизмах, обеспечивающих двигательную деятельность. Дополнительные возможности дают методы электрофизиологии, в частности электромиографии (ЭМГ). ЭМГ представлена большим количеством исследований, имеющих отношение к оценке качественных характеристик движений, но и не менее большим разнообразием выводов.
Можно встретить указания на то, что между силовыми показателями и электромиографическим выражением напряжения не обнаруживается прямой связи, хотя в большинстве работ показано, что степень мышечного напряжения адекватно отражается в амплитуде биопотенциалов и частоте ЭМГ. Что же касается режимов деятельности мышц (уступающий, преодолевающий, удерживающий), то, как утверждается, никакого качественного различия ЭМГ не содержит [29, 91]. Принимая во внимание известную противоречивость мнений и недостаточную объективность данных ЭМГ для количественной оценки рабочего эффекта мышечной деятельности, следует пока относиться с известной осторожностью к основанным на них методическим рекомендациям относительно методов развития силы.
Однако если обратиться к данным, полученным на базе биомеханических методик, то и здесь придется встретиться с противоречивыми мнениями. Например, одни авторы утверждают, что наиболее высокий уровень проявляемой силы мышц наблюдается при динамическом преодолевающем режиме [29,107], другие - что большие величины силы соответствуют изометрическому напряжению [29]. Анализ экспериментальных условий создает впечатление, что ряд противоречий связан с обобщенными выводами из частных фактов, полученных в различных условиях лабораторной и естественной обстановки, на разных группах мышц испытуемых различной подготовленности, при разных отягощениях и скорости движений.
Вместе с тем, очевидно, что величина нагрузки и быстрота движения вносят отчетливые различия в характеристики силы, проявленной мышцами, и если рассматривать в качестве основной задачи тренировки развитие силы мышц и сравнение тренирующего эффекта работы при том или ином режиме, то, прежде всего, следует определить, о какой силе идет речь. Аналогичный подход необходим и при рассмотрении преимуществ уступающего и преодолевающего режимов. В работе [29] показано, что сила, которую мышцы развивают при максимальном сокращении (активная сила), как правило, значительно меньше силы сопротивления, которое сокращенная мышца оказывает растягиванию (пассивная сила), в целом сила сопротивления сокращенных мышц растягиванию больше силы сокращения в 1,2-1,6 раза.
Большое значение в повышении рабочего эффекта уступающей работы имеют рефлексы на растяжение (миотатические рефлексы), которые в данном случае используются как рабочий механизм. Растяжение мышцы влияет в первую очередь на ее проприоцептивные элементы, что по принципу обратной связи в периферическом цикле взаимодействия [11, 12] повышает возбудимость нервно-мышечного аппарата и одновременно оказывает на него мобилизующее влияние. Роль натяжения мышцы в развитии возбуждения и сократительного акта мускулатуры человека была отмечена еще И.М. Сеченовым [117], и, начиная с опытов Шеррингтона в 90-х годах прошлого столетия, изучалась многими исследователями. Результаты этих исследований объясняют известное в практике [86] положение, что предварительно оптимально растянутые мышцы сокращаются сильнее и быстрее. Об этом свидетельствует уменьшение реобазы, укорочение хронаксии, учащение потока эфферентных нервных импульсов, увеличение амплитуды колебания разницы биопотенциалов [43, 130, 143]. Установлено также, что миотатичеекий рефлекс выражен тем сильнее, чем больше скорость растяжения мышц [29], и чем тренированней спортсмен, тем точнее и полнее используется рефлекторное напряжение мышц при уступающей работе.
Существенное преимущество уступающего режима заключается в том, что энергетическая стоимость работы опускания груза (пассивная работа) для организма значительно меньше, чем стоимость работы поднятия (активная работа), и замена работы активного сокращения работой сопротивления уменьшает затрату энергии почти вдвое. Если при сокращении мышца имеет возможность укоротиться и выполнить работу, общее количество выделенной энергии больше, чем при изометрическом сокращении [134, 154, 156, 166, 167].
Такой обзор фактов говорит о существенных механических и физиологических различиях, присущих той или иной форме мышечной деятельности. Поэтому поиски абсолютного, универсального режима работы мышц для развития их силы столь же бесполезны, как и рассуждения о преимуществах того или другого режима без учета конкретных условий спортивной деятельности и соответствующего этим условиям специфического характера напряжения мышц.
Таким образом, рассматривая широкое многообразие проявлений рабочей активности мышц, в первую очередь следует говорить о видах механической работы и соответствующих им режимах напряжения мышц. Эта схема не исчерпывает полную классификацию всех форм проявления рабочей активности мышц, но она наглядно отражает принятую для удобства изложения и действующую систематизацию понятий (рис.4) [29].
Анализ биомеханических характеристик, определяющих спортивный результат в легкоатлетических прыжках в длину
Значительной проблемой в спортивной тренировке в легкоатлетических прыжках в длину является оптимизация соотношения скоростных и силовых качеств прыгуна в соответствии с его индивидуальными особенностями. При этом исходными, системообразующими факторами выступают биомеханические характеристики основного спортивного упражнения. Анализ технико-физической подготовленности квалифицированных прыгунов в длину позволил выделить наиболее характерные группы спортсменов:
- с преимущественным развитием скоростных качеств;
- с преимущественным развитием силовых качеств;
- с равномерным развитием силовых и скоростно-силовых качеств. Несмотря на значительное количество работ, посвященных исследованию данных задач [1, 2, 5-7, 13, 18, 26-30, 36, 37, 47, 60, 76, 77, 79, 82, 96, 97-104, 106, 110, 115, 116, 122, 125-127, 133, 137], до настоящего времени не существует единых, теоретически обоснованных взглядов их авторов на оптимальную, индивидуально-ориентированную систему скоростно-силовой и технической подготовки высококвалифицированных прыгунов в длину. В ряде работ по-разному поставлены акценты в анализе «секретов далеких прыжков» и интегрировании основных кинематических и динамических характеристик прыжков в длину - скорости и силы, разбега и скорости и др.
В данном разделе работы сделана попытка на основании теоретического анализа получить аналитически некоторые основные характеристики прыжка, которые позволили бы моделировать отдельные разделы скоростно-силовой и технической подготовки.
Вектор скорости отталкивания VT разнонаправлено влияет на длину L: с одной стороны рост модуля скорости VT повышает общую суммарную скорость вылета Vo (следовательно и длину L) и также увеличивает угол вылета а0 и длину прыжка, в тоже время повышение угла ОС т увеличивает угол вылета а0 (длина L растет), но одновременно с этим уменьшает суммарную скорость и наоборот, отталкивание под более острым углом ОС т повышает суммарную скорость Vo (длина прыжка растет), но одновременно снижает угол вылета а0 (длина L уменьшается).
В работах [97, 98] приводятся данные, что изменения угла вылета а0 на 1 меняет длину прыжка от 10 до 20 см в обе стороны.
Учитывая приведенные соображения целесообразно произвести математический анализ в поиске оптимального решения данной многопараметрической задачи. Критерием оптимальности решения задачи следует считать возможность достижения максимального результата (длина прыжка L) при определенных сочетаниях реальных возможностей прыгуна, исходя из его функциональных возможностей в скоростно-силовой подготовке (скорости разбега VpH отталкивания VT). Таким условием является наличие вещественного решения уравнения
Данное выражение (15) является наибольшим значением возможного спортивного результата в прыжках в длину при определенных, конкретных возможностях в скоростно-силовой подготовке прыгуна и оптимальной технике отталкивания. Аналитическое решение уравнения (15) не представляется возможным, поэтому в работе на ЭВМ был проведен численный расчет оптимальных значений L тах в диапазоне исходных данных: Vr=7,0-9,0 м/с, VT = 3-4,5 м/с, который представлен в табл.1 и на рис. 31.
В результате теоретического исследования биомеханических условий отталкивания в прыжках в длину установлено:
1. Значительной проблемой спортивной тренировки в легкоатлетических прыжках в длину является учет индивидуальных особенностей соотношения скоростных и силовых качеств прыгунов, образующих следующие наиболее характерные группы спортсменов: с преимущественным развитием скоростных качеств, с преимущественным развитием силовых качеств и с равномерным развитием силовых и скоростно-силовых качеств.
2. Для моделирования отдельных разделов скоростно-силовой и технической подготовки на основании теоретического анализа условий формирования начальных параметров отталкивания получено аналитическое выражение длины прыжка в зависимости от горизонтальной скорости разбега в момент отталкивания от планки, скорости отталкивания вперед-вверх в момент отрыва и угла отталкивания, образуемого условной линией бедро-голень в момент отрыва.
3. Проведенный математический анализ уравнения длины прыжка в поиске оптимального решения данной многопараметрической задачи, критерием которого является возможность достижения максимальной длины прыжка при определенных сочетаниях реальных возможностей прыгуна в скоростно-силовой и технической подготовке (скорости разбега и отталкивания и угол отталкивания), показал, что существует вещественное решение задачи, свидетельствующее о наличии оптимума.
4. Численное решение уравнения максимальной длины прыжка при фиксированных параметрах скоростно-силовой подготовки прыгуна позволило получить номограмму, удобную для практического использования тренерами и спортсменами и позволяющую прогнозировать максимально возможный спортивный результат и корректировать тренировочный процесс в зависимости от реального уровня подготовки и спортивных задач.
Условия реализации и обоснование программы экспериментальных исследований
В предыдущих разделах работы, на стадии постановки общих целей и задач, при формулировании основной гипотезы исследования и при аналитическом определении основных рабочих параметров скоростно-силовых спортивных локомоций предполагалось решение ряда экспериментальных задач. В связи с их спецификой экспериментальные исследования состояли из двух блоков.
На первой стадии общих экспериментальных исследований необходимо опытным путем подтвердить возможность определения показателей скоростно-силовых качеств мышц человека с помощью аналитических зависимостей, полученных теоретически для группы мышц, работающих совместно.
На стадии общего экспериментального исследования определялись зависимости «сила-скорость-мощность», дающие возможность управлять тренировочным эффектом скоростно-силовых упражнений, и устанавливалась возможность определения тренировочной нагрузки каждого тренировочного занятия для развития скоростно-силовых качеств спортсмена, используя представленные в исследовании теоретические методы и вычисления.
На стадии педагогического эксперимента необходимо было установить возможность в ходе тренировочного процесса планирования тренировочных нагрузок, используя результаты теоретических исследований, и экспериментально подтвердить эффективность данных подходов в управлении скоростно-силовой подготовкой в легкоатлетических прыжках в длину.
Важно также экспериментально показать изменения механического профиля мускулатуры и скоростно-силовых качеств, происходящие под действием теоретически рассчитанных, запланированных и выполненных тренировочных нагрузок.
Условия проведения общего экспериментального исследования
В первой стадии общего эксперимента субъектами для изучения были 37 мужчин (взрослые и юниоры) - прыгуны в длину и волейболисты, 28 женщин (взрослые и юниорки) - прыгуньи в длину и волейболистки (табл. 2).
Для развития силы использовались упражнения с приседаниями, выполняемые с различными углами (135 и 90) сгибания в коленном суставе, в которых регистрировалась зависимость сила-скорость.
Распределение нагрузки было следующее: каждый субъект выполнял 3-5 прыжков с двух ног без движения руками. Мужчины делали прыжки с отягощениями 20, 40, 60, 80 и 100 кг, женщины - 20, 30, 40 и 50 кг.
Приседания выполнялись двумя способами:
быстрое сгибание ног и затем быстрое выпрямление коленей;
медленное сгибание ног до нужного угла в коленях 135 и 90, в этом положении они были должны ждать 2 с и затем выпрыгивать с максимально возможной скоростью.
Эти два типа прыжковых движений обеспечивают возможность изучить использование мышечной энергии [148, 150]. Для регистрации кривой сила-скорость согласно уравнению Хилла определялась максимальная статическая сила при угле сгибания коленей 140-145, в котором обычно человек способен проявить максимальное усилие. На рис. 32 представлена типичная экспериментальная ситуация для угла сгибания в колене 90 , и изображено положение, в котором измеряется максимальное статическое усилие. g - ускорение свободного падения.
Рабочие импульсы силы измерялись на специальной тензометрической платформе (рис. 32) с тензоэлементами, собранными по типовой схеме. Технические характеристики тензоплатформы позволяли измерять усилия с точностью до 0,01 %. При усилии 10000 н деформация платформы составляла 0,2 мм при собственной частоте 1000-2000 гц. Чувствительность электрической схемы, питающей измерительный мост, составляла 1 mV/V. Эти характеристики поддерживались стабильными при температуре в пределах от 20 до+30 С.
Время нахождения в безопорном положении (время полета t) после выпрыгивания определялось двумя способами:
по кривой сила-время на каждом прыжке;
электрохронометром, один вход которого соединен с металлической поверхностью помоста, другой с медной пластиной, прикрепленной на подошве обуви испытуемого. При использовании этого хронометра можно измерить время полета как промежуток времени между контактами обуви с платформой с точностью до 1 мс. При этом испытуемые должны приземляться на помост с полностью выпрямленными ногами.
Опытно-экспериментальная проверка результатов управления тренировочным процессом спортсменов в прыжках в длину
Одной из целей исследований было также показать изменения механического профиля мускулатуры, которые происходят к концу подготовительного периода. Основным здесь является ответ на вопрос, какие изменения скорост-но-силовых качеств («сила-скорость-мощность») произошли (и произошли ли они вообще) под действием тренировочных нагрузок, запланированных тренером и выполненных спортсменом.
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, исходные характеристики которых приведены в табл. 10.
На начальном этапе педагогического эксперимента испытуемые обеих групп были протестированы по методике, описанной в разделе 4.2, в результате которого были определены основные скоростно-силовые характеристики опорно-двигательного аппарата спортсменок (табл. 11):
- максимальное развиваемое статическое усилие F0 н;
- максимальную механическую мощность Ро вт;
- максимальную теоретическую скорость выпрыгивания Vo м/с;
- отношение величины отягощения к максимальному усилию, при котором достигается наибольшая мощность F%;
- абсолютном значение величины отягощения, при котором достигается наибольшая мощность Fpmax н;
- отношение a/F0, определяющее форму кривой «сила-скорость», чем выше значение этого, тем более крутой будет эта кривая; Как показывает статистическая обработка результатов, представленных в таблице 11, на начальном этапе эксперимента между спортсменками экспериментальной и контрольной групп нет статистически достоверной разницы в скоростно-силовых характеристиках, составы этих групп однородны по основным показателям структуры механического профиля их мускулатуры.
В ходе тренировочного процесса спортсменки обеих групп тренировались по типовому графику с однородной структурой распределения тренировочных средств, их объемов и интенсивностей, а также применяемых методов подготовки на подготовительном этапе годового цикла. 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. Планирование нагрузок силового характера в контрольной группе было традиционным, принятым в данной группе ранее (вес отягощения в кг, количество повторений, число подходов и т.д.). тестирования, их динамика и сравнительная статистическая оценка представлены в таблицах 12-14.
Сравнительный межгрупповой статистический анализ результатов тестирования на заключительном этапе педагогического эксперимента (табл.12) механических характеристик мышц спортсменок экспериментальной и контрольной групп показывает, что их изменения в экспериментальной группе, произошедшие в результате использования упражнений с отягощениями, позволяющими развивать максимальную мощность, статистически достоверны.
Внутригрупповой анализ динамики тестируемых показателей по этапам эксперимента (табл.13, 14) показывает, что изменения характеристик мышц спортсменок экспериментальной группы статистически достоверны по всем тестируемым параметрам (критерий Стъюдента - в пределах 2,35-3,41). В контрольной группе за время эксперимента общая динамика всех показателей также имеет позитивный характер (в пределах 2-7% от исходного), но эти изменения статистически недостоверны (критерий Стъюдента- 0,36-1,26).
В таблице 13 показаны изменения механических характеристик мышц, которые произошли в результате тренировки у спортсменок экспериментальной группы. В конце первого периода спортсмены продемонстрировали повышенные силовые качества, которые не обязательно соответствовали максимальному приросту статической силы. Отношение a/F0 было высоким, и испытуемые были способны достигнуть относительно более высоких показателей вертикальной скорости прыжка при больших отягощениях по сравнению с более легкими нагрузками. Этот вывод подтверждается также высокими показателями, полученными и для F%, и для Fpmax. Максимальная мощность, скорость и сила были также самыми высокими в этом периоде. При повторном тестировании с увеличением максимальной статической силы доминирующим становится рост характеристик скорости, который произошел в результате постепенного снижения нагрузки и изменений характера мышечной работы. Максимальная сила, скорость и мощность, достигнутые при выполнении прыжка без отягощения, заметно увеличились, в то время как a/F0 и Fpmax снизились.
На основе представленных материалов очевидно, что изменения механического профиля мышц человека, вызываемые физическими упражнениями, могут управляться в соответствии с изложенными в данном исследовании процедурами. Это дает возможность контролировать не только более длинные периоды подготовки, но и тренировочные эффекты, вызываемые одним тренировочным занятием для развития силы.
