摘要

        根据负荷-速度关系，一次最大重复次数 (1RM) 俯卧撑能够预测最大上肢力量。本研究的目的是检查基于负荷-速度关系的预测 1RM 俯卧撑与竞技游泳运动员的游泳成绩和运动学变量之间的关系。33 名竞技男性游泳运动员（年龄 = 16.46 ± 0.59 岁，体重 = 72.82 ± 8.41 公斤，身高 = 180.56 ± 5.69 厘米）在不穿负重背心和穿10、20和30公斤负重背心的情况下进行俯卧撑练习。负荷-速度关系被建立为每个参与者俯卧撑负荷和速度的乘积，并且该方程用于确定预测的 1RM。我们的研究结果显示预测的 1RM 俯卧撑为 82.98 ± 9.95 公斤。皮尔逊相关性显示，1RM 俯卧撑与 25 或 50 米自由泳之间存在近乎完美的相关性（r = ?0.968，r = ?0.955），1RM 俯卧撑与 25 或 50 米手臂自由泳之间存在近乎完美的相关性（r = ?0.955，r = x0.941）。同样，我们的结果还显示，1RM 俯卧撑与运动学变量之间存在显著的近乎完美的相关性（r = 0.93–0.96），但划水指数除外，划水指数与运动学变量的关系较大（r = 0.56）。这项研究表明，游泳成绩和运动学变量与预测的 1RM 俯卧撑相关。基于负荷-速度关系的 1RM 俯卧撑对于游泳运动员和教练来说是一种低成本、省时的替代方法，可以预测最大上肢力量，从而优化短距离比赛中的游泳成绩。

关键词：力量；划水长度；划水频率；上身

研究方法

        为了探究由预测的1-RM俯卧撑负荷决定的最大上肢力量与游泳成绩变量之间的关系，通过评估33 名国家级男子竞技游泳运动员（年龄 = 16.46 ± 0.59 岁，体重 = 72.82 ± 8.41 公斤，身高 = 180.56 ± 5.69 厘米），具有陆上阻力训练经验（6.08 ± 0.37 年）和游泳训练经验（9.50 ± 0.71 年）,俯卧撑中四种不同亚最大负荷下的速度，建立了负荷-速度关系。基于预测方程建立的负荷-速度关系，预测了1RM俯卧撑。预测的1-RM俯卧撑负荷被用作自变量，而游泳成绩（25米和50米自由泳，以及25米和50米只用手臂的自由泳）和50米自由泳的运动学变量（速度、划水长度、划水频率和划水指数）则为因变量。本研究是在比赛季节（2月至4月）进行的。 

实验对象纳入标准：

        1.参与者是短距离游泳运动员主项

        2.参与者每周进行六次以上的水上训练（每次4000-6000米）和两次以上的陆上训练

    最大强度预测试验：游泳运动员在两天内两次（上午10:00）同时访问实验室（气温 22.3°C，相对湿度 45%），两次之间间隔 48 小时，并告知所有参与者在测试开始前至少 3 小时吃早餐，并避免所有其他营养，包括咖啡因或其他营养。第一次是熟悉环境。第二次是测试环节，首先对游泳运动员进行人体测量（身高和体重）。随后，每位受试者进行标准化热身，包括在跑步机上以亚最大速度（8-10 公里/小时）跑 5 分钟。热身后，参与者以四种不同的负荷进行俯卧撑测试：自身体重以及 10、20 和 30 公斤的负重背心（Titan Fitness）。每个负荷重复三次，不同负荷按升序或降序排列，每个受试者的负荷随机化程度相同。每个负荷之间休息 3 至 5 分钟以避免疲劳。受试者在俯卧撑时使用自己喜欢的握距，并针对练习期间维持的每个负荷测量和标准化该握距。俯卧撑深度通过每次重复的主要高度进行定性验证。为避免受伤风险，本研究未进行实际的 1RM 测试。推举手柄放置在测力台（9290AD；Kistler）上，测力台以 500 Hz 采样。受试者的脚放在测力台后方，高度与测力台相同（图 1）。当受试者处于起始位置并将其全部重量压在举举手柄上时，测量初始地面反作用力。然后利用起始位置地面的反作用力计算出在不同俯卧撑条件下需要举起的绝对负荷和体重百分比（穿着和不穿着负重背心）。测试由两名体能教练控制。使用配备高速摄像机（2.0 GHz 骁龙 886 处理器和 48 + 8 + 2 百万像素四摄像头）的智能手机（Redmi Note 8，小米）摄俯卧撑练习。所有视频均在自动模式下以 240 fps 的慢动作选项录制。智能手机安装在三脚架上，焦平面与放置在参与者头上的运动标记平面之间的距离为 150 厘米。此外，相机的主镜头放置在 75 厘米的高度。使用 Kinovea 软件版本 0.8.15对俯卧撑的视频录像进行处理，频率为240 Hz ，以确保正确计算执行速度。每位游泳运动员的头上都放置了一个点标记。此外，在俯卧撑的下降和上升阶段，点标记的位移受到Kinovea软件中添加到二维平面的两条假想线的限制。根据假想数字线，计算出最低位置和最高位置之间的距离，以及完成该距离所需的时间，从而计算出平均向心速度。 通过 Kinovea 软件测定每位参与者完成四种不同负荷三次重复练习的平均速度，建立了俯卧撑练习的负荷-速度关系。根据运动员在不同负荷下的表现，采用线性回归预测每位参与者的 1RM 俯卧撑重量。 为了计算预测的 1RM 俯卧撑，我们使用了以下公式： 

        y=a×x+b （1）

变量x 设为 0.18 米/秒，这表示理论上可实现 1RM 的最小平均推进速度]。此外，每个参与者的 x 系数 (a) 和 y 轴截距 (b) 都是个性化的。为了确定每个参与者的线性方程中的 a 和 b，我们绘制了散点图，并使用 Microsoft Excel添加了线性回归线。

图1 参与者进行的俯卧撑测试条件和测试设备的设置

    游泳能力测试：经过标准的 800 米热身（600 米有氧游泳 + 200 米渐进冲刺）后，进行 25 米和 50 米自由泳测试，测试时从水中出发。两次测试之间休息五分钟。50 米自由泳测试结束三十分钟后，进行 25 米和 50 米只用手臂的自由泳测试，测试时从水中出发。在两个脚踝之间使用浮标和松紧带来消除游泳时腿部的影响。两次测试之间休息五分钟。所有游泳动作均由两名计时专家使用秒表记录，以秒为单位。测试于上午 10 点在 50 米室内游泳池中进行，水温和气温分别为 27.2 和 25.9 °C，相对湿度为 64%。与陆地测试一样，所有参与者都被告知在测试开始前 3 小时吃早餐，并避免所有其他营养，包括咖啡因。  

    生物力学变量测试：为了消除比赛的起点和终点效应，仅对 50 米自由泳 10 米距离（7.5 米和 17.5 米标记之间）的运动学变量进行了评估。使用水面摄像机 Sony SNC VB 603（50 Hz，全高清，1080 p）记录运动学变量。摄像机放置在水面上方约 5 米处，距离游泳线约 10 米，位于 10 米测量区侧面。此外，使用 Kinovea 软件版本 0.8.15分析视频序列。速度由游过 10 米所需的时间确定。划水频率 (SR) 由完成三个连续划水周期所需的时间评估。此外，划水长度 (SL) 是根据速度与相应划水频率之间的比率计算得出的。划水指数（SI）是通过将速度乘以划水长度计算出来的。

    统计分析：使用SPSS 26.0（SPSS Inc.）进行统计分析。所有数据均以平均值和标准差表示。使用 Kolmogorov-Smirnov 检验评估所有变量的正态性，所有变量均呈正态分布（p > 0.05）。使用线性回归分析预测 1RM 俯卧撑成绩。此外，通过 Pearson 积差相关确定 1RM 俯卧撑与游泳成绩之间的关系。因此，相关系数解释为：小（0.1 至 0.3）、中等（0.3 至 0.5）、大（0.5 至 0.7）、非常大（0.7 至 0.9）和近乎完美（0.9 至 1.0）。  

研究结果

        我们的结果表明，预测的1RM俯卧撑重量为82.98±9.95公斤。然而，俯卧撑过程中举起的重量在自身体重条件下为44.69±7.55公斤，在+30公斤条件下为66.67±8.66公斤。例如，俯卧撑过程中必须举起的体重百分比（+负重背心）为61.0±3.47%至64.6±3.1%。俯卧撑中不同重量举起的平均速度在自身体重条件下为0.85±0.07米/秒，在+30公斤条件下为0.46±0.07米/秒。每位参与者在每个负荷下的平均速度和俯卧撑的 1RM 百分比之间存在显著的近乎完美的相关性（r = ?0.94，表 2和图 2）。

表2 四种俯卧撑条件下的平均负荷和速度

图2 次负荷的平均速度与 1RM 俯卧撑百分比之间的关系

        本研究结果显示，计算出的预测1RM俯卧撑成绩与25米自由泳（r = -0.96）和50米自由泳（r = -0.97）成绩之间存在显著的近乎完美的相关性。我们的研究结果还表明，1RM俯卧撑成绩与25米自由泳（r = -0.94）和50米自由泳（r = -0.96）成绩之间存在显著的近乎完美的相关性（图3）。

图3 游泳成绩与计算得出的 1-RM 俯卧撑预测值之间的关系 FC：自由泳

        此外，在 50 米自由泳中，1RM 俯卧撑与运动学变量速度 (r = 0.96)、划水长度 (r = ?0.93) 和划水频率 (r = 0.96) 之间存在显著的近乎完美的相关性，而 1RM 俯卧撑与划水指数 (r = 0.562，图 4 ) 之间存在显著的关系。

图4 运动变量与计算出的预测 1-RM 俯卧撑之间的关系

研究结论

        这项研究的结果揭示了自由泳中1RM俯卧撑、游泳表现和运动学变量（速度、划水频率、划水长度和划水指数）之间近乎完美的关系。这种方法是一种低成本且省时的替代方案。因此，体能教练和游泳运动员可以利用俯卧撑练习来预测上肢最大力量，从而优化短距离比赛中的游泳表现。

实际应用和前景

        该研究通过预测1RM俯卧撑（基于负荷-速度关系）探究了其与短距离游泳表现及运动学变量的相关性，为游泳运动员的上肢力量评估提供了一种低成本、高效的替代方法。实际应用中，教练员可利用俯卧撑测试快速评估运动员的上肢最大力量，优化训练计划，尤其适合资源有限的训练环境。此外，研究结果支持将俯卧撑纳入陆上训练方案，以提升短距离游泳表现。未来，研究可进一步验证俯卧撑训练对游泳成绩的直接提升效果，并扩展至不同负荷、不同性别、年龄及训练水平的运动员群体。此外，结合电子计时系统提高测试精度，或探索其他力量训练动作与游泳表现的关系，将有助于更全面地指导训练实践。