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110公尺跨欄起跑動作技術演進

Alvin Kraenzlein 教授

以圖示說明欄距間衝刺動作技術 第二屆世運會中締造 15 秒 4 的佳績 (陳依清,1974)

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一百一十公尺跨欄起跑動作流程:起跑(圖 2-1)加速度(圖 2-2)跨欄(圖 2-3)。

圖 2-1 起跑

圖 2-2 加速度

圖 2-3 跨欄

吳佳穎(2007)跨欄起跑有別於百公尺起跑在於起跑後 13.72 公尺須跨越第一個 欄架,在 110 公尺跨欄起跑架使用上,必須遷就於第一個跨欄慣用腳來調整起跑架前

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過第一道欄架所產生的加速能力強,形成欄間三步步頻快,這是劉翔能創出跨欄優異成 績的重要技術因素。而傑克遜與劉翔相比,傑克遜使用的八步起跑出發方式,整體跨欄 技術及動作穩定性產生的起跑反應與加速能力,也是創造佳績的優異所在點之ㄧ。

圖 2-4 劉翔與傑克遜以七步起跑與八步起跑後全程曲線圖

(宋躍先、唐林 2007)

上述研究結果表明,起跑後至第一道欄架的反應時間與技術,將會決定跨過十道 欄架間的速度。選手若改變跨欄起跑方式會打破習慣和平衡,對於最頂尖的專業運動 員而言,改技術動作很常見,但目的都是為了提高整體成績。何爾清(2006)八步起 跑出發改成七步起跑出發,雖然只是一步之差,但在第一個欄架起跑 13.72 公尺的 距離來看卻非同一般,個人過去為 110 跨欄選手,在訓練的過程中 110 公尺深刻體 會跨欄運動員減少一步不僅只是改換啟動腳,其步幅、步頻、甚至精神意識都要隨之 改變,而跨欄項目的特點也決定了稍有失誤都可能招致跨欄全程滿盤皆輸的情形發 生。

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第三節 110 公尺跨欄步輻與歩頻之技術分析

王立山(2010)在跨欄跑欄間步技術分析中提到,直道跨欄跑項目的男子 110 公 尺跨欄比賽過程中,一般 110 公尺跨欄運動員使用 50 至 52 步跑完全程,起跑出發 至第一道欄架用 7 到 8 步,每道欄間跑 3 步,跨過最後一道欄架衝刺至終點為 14.02 公尺。110 公尺跨欄跑的欄間節奏,步幅與步頻的協調配合是提升整體成績的關鍵,改 變 110 公尺跨欄跑節奏的途徑是要能夠保持適宜的步幅及步頻,欄間節奏跑的速度若 慢,主要原因是因為欄間跑步幅偏大,而形成騰空時間和欄間步幅推蹬時間較長的現象,

因此必須加快每道欄架的過欄速度,才能進而提升欄間三步跑的整體速度。

卓俊辰(1980)男子 110 公尺高欄起跑至第一個欄架之距離為 13.72 公尺,在這 麼短的距離中,起跑後便要跨越第一個欄架,起跑過程與短距離跑必定會有顯著變化,

體角便不能慢慢上揚,需為跨欄之準備而較早出現正常短跑的體角。步數、步幅、起跑 之後動作需固定而熟練的配合,在影響跨欄成績因素的比較上,除了跨欄速度與技術外,

此段水平速度之獲得亦可列為三個最重要因素之一,成功的跨欄者不但要能快速的起跑,

亦要顧及如何順暢的跨越第一個欄架。

第四節 結語

從本章文獻探討,我們充分了解 110 公尺跨欄項目與起跑的密切關係,在激烈的 競爭中,選手所追求的僅在毫秒之間,而每一個動作、跨欄的姿勢、各部位的角度,串 成關鍵性的每一環;110 公尺跨欄成績的突破,除須加強速度與跨欄技術外,起跑也是 成績表現之關鍵,有效率的起跑技術攸關運動表現,若能從中找出起跑七步出發與起跑 八步出發之相異性,深入運用生物力學分析重心、水平速度、體角等重要因素,不但能 提昇專項起跑的動作效率,更幫助選手更順利跨越第一個欄架,如此,則能有機會突破 110 公尺跨欄全國紀錄。

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表 3-2 受試者分組基本資料

身高(cm)(n=8) 體重(kg)(n=8) 年齡(n=8) 最佳成績(s)

179.62±5.04 70.63±5.55 17.87±0.99 14.76±0.51

第二節 實驗時間地點

一、實驗時間:中華民國 103 年 3 月中旬進行。

二、實驗地點:新北市立明德高級中學,國立大甲高級中學。

第三節 實驗儀器設備

本實驗儀器設備分為資料收集部分、資料處理部份與其他部分加以說明。

一、資料收集部分:

(一)JVC 高速攝影機兩部。

(二)影像處理:1、電腦一部。

2、蜂鳴器一部。

(三)比例板 (1m*1) m 一塊。

二、資料處理部份:Kwon3D 影像分析軟體。

三、其他部分:

(一)起跑架、欄架三部(欄架高度 99.1 公分)。 (二)白色貼布、號碼牌。

(三)電腦同步攝影接收線、攝影機腳架、捲尺、排線、電子計時器等線材。

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第四節 實驗場地佈置其說明

(一)實驗場地佈置圖

跑道

分段計時器(第三道欄成績)

9.14 m

9.14 m

分段計時器(第一道欄成績)

PC

高速攝影機

起跑線

連接 PC

蜂鳴器

圖 3-1 實驗場地佈置圖

110 MH 13.72 m

圖 3-1 實驗場地佈置圖

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第七節 資料收集

一、運動學資料

利用兩部高速攝影機,架設於垂直動作平面上,收集受試者左側矢狀面起跑階段,

收集起跑七步出發跨過前三道道欄架與起跑八步出發跨過前三道欄架的影像動作,便於 日後進行運動學分析。

第八節 資料處理

本研究運動學資料處理;

〈一〉參數資料

本研究的分析過程中,假設人體為十四個剛體分別是頭部、軀幹及上臂、前臂、手各 二塊、左右兩塊大腿 (Things)、左右兩塊小腿(Shanks)及左右兩塊腳掌 (Feet)。

〈二〉運動學資料數位化過程

本研究以 kwon 3D 動作分析系統,來進行數位化處理,獲得各關節點原始座標資料;

座標點分別為 19 個點;如圖3-3、表3-1所示;並以 Kwon 3D 得到運動學參數後加以 討論。每位受試者之參數資料以表及圖呈現,並整體討論選手起跑其優缺點,以提供教 練選手訓練之依據。

圖 3-3 kwon 3D 動作分析系統

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一、以 Wilcoxon 符號等級檢定統計方法,進行 110 公尺跨欄起跑七步及起跑八 出發之動作各項參數差異之檢定,其顯著差異水準定為α=.05。

二、以描述統計與圖表呈現各參數之實驗結果,並整體討論 110 公尺跨欄選手

七步起跑出發及八步起跑出發之優缺點與差異性,以提供從事跨欄訓練之同好及教 練選手訓練依據。

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第肆章 結果與討論

本章節將呈現實驗結果,並加以說明之。其內容分為(一)起跑動作出發至跨過三 道欄架之時間、速度、步幅運動學參數。(二)起跑動作出發至跨過三道欄架之重心位 移、重心速度比較。從中討論高中 110 公尺跨欄選手使用七步起跑技術與八步起跑技 術出發時之各項運動學參數,並找出兩個項目中的差異性加以分析;並討論兩者之相 關。

第一節 起跑動作出發至跨過三道欄架之時間、速度、步幅運動學參數

本節共分為(1)起跑反應時間。(2)前腳推蹬至離開踏板時間。(3)後腳推蹬至 離開踏板時間。(4)起跑至跨過第一道欄架時間。(5)起跑至跨過第三道欄架時間。(6)

起跑後前七步著地時之步幅比較。(7)跨過第一道欄架落地後欄間步幅比較。(8)跨過 第二道欄架落地後欄間步幅比較。(9)跨過第一道欄架過欄時間比較。(10)跨過第二 道欄架過欄時間比較。(11)跨過第三道欄架過欄時間比較。

(一)起跑反應時間:

表 4-1 為起跑反應時間,其反應時間為起跑發令至身體開始動作之間的時間,由表 中可看出七步起跑與八步起跑兩組選手在起跑反應時間中無顯著性差異。

表 4-1 起跑反應時間

七步起跑(n=8) 八步起跑(n=8) Wilcoxon 考驗 起跑反應時間(s) 0.21±0.04 0.20±0.03

兩組最快時間(s) 0.14 0.14

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圖 4-1 起跑反應時間

起跑的反應是相當重要的關鍵之一,有好的起跑反應與協調性,才能在比賽開始 時取得領先。許樹淵(1978)也以生物力學為理論基礎研究選手以不同起跑法起跑之 間的差異,結果發現在優秀短跑員中,不同起跑姿勢間的速度差異並沒有太大。所以 起跑不僅要考慮速度的快慢,同時也要考慮到速度與力量之乘積的瞬發力,因此瞬發 力的大小決定起跑的優劣。李建明(1998)指出在 1972 年慕尼黑奧運,所有優秀短 跑者的起跑反應時間在 0.14 到 0.18 秒之間。游立樁、蔡虔祿、張家豪等學者(2007),

以八位高中短距離選手為研究對象,研究結果指出起跑反應時間約在 0.28 秒左右。

此研究中所量測反應時間數據為 0.3 秒左右,區間為 0.26~0.34 秒間,在所有受測者 觀察的時間參數中,算是變異較小的一個,一般來說,這可能和受測者的能力與專注 力有相關。總和以上所述,本研究兩組選手也是以不同起跑方式來進行實驗,在起跑反 應時間上的表現中,七步起跑組反應時間平均為 0.21±0.04 秒,八步起跑組反應時間平 均為 0.20±0.03 秒,起跑七步組反應時間雖比起跑八步組出發組稍慢,但未達顯著水準,

本實驗結果經統計分析顯示不同起跑技術在起跑反應時間的展現上並沒有太大的差 異。

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(二)前、後腳推蹬起跑架時間與離開踏板時間:

表 4-2 為兩組選手在使用起跑七步出發與起跑八步出發時,前、後腳推蹬踏板作用 時間與前後腳離版作用時間,表中呈現兩組選手在前腳推蹬時間、後腳推蹬時間、前腳 離開踏板時間與後腳離板時間皆無顯著性差異。

表 4-2 起跑階段推蹬、離開起跑架時間

七步起跑(n=8) 八步起跑(n=8)

Wilcoxon 考驗 前腳推蹬時間(s) 0.33±0.05 0.29±0.01

後腳推蹬時間(s) 0.21±0.03 0.19±0.01 前腳離板時間(s) 0.41±0.05 0.38±0.02 後腳離板時間(s) 0.36±0.06 0.36±0.04

圖 4-2 起跑階段推蹬起跑架時間

快速反應速度和起跑能力是高水平運動員必備素質,往往也是取勝的主要關鍵之一,

陳維科(2000)除反應速度外,起跑的完成時間越短,選手能早離開起跑架踏板來進入 起跑後的加速度階段,進而幫助成績的提昇。Antti Mero and Paavo V. Komi (1990) 研

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表 4-3 起跑至跨過第一道欄架時間

七步起跑(n=8) 八步起跑(n=8) Wilcoxon 考驗 起跑至跨過第一道

欄架時間(s)

2.50±0.23 2.45±0.10

兩組最快時間(s) 2.20 2.30

圖 4-3 起跑至跨過第一道欄架時間

(三)起跑至跨過第三道欄架時間

侯金濤(2012) 7 步上欄改為 8 步上欄,重大技術調整就是為了提高起跑速度,

110 公尺跨欄比賽中少跑一步,成績至少提升 0.05 秒- 0.1 秒,也就是快了 0.05 秒 - 0.1 秒, 0.05 秒- 0.1 秒在現實生活中幾乎可以忽略不計,但在無限放大時間的田 徑場上,這將是決定成敗的關鍵。起跑後至第一道欄架的反應時間與技術,將會決定 跨過後續欄架間的速度。宋躍先,唐林(2007)研究分析劉翔使用七步起跑技術出發

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