國 立 臺 灣 體 育 運 動 大 學 競 技 運 動 學 系
碩 士 學 位 論 文
大專女子跳高運動員助跑最後二步和
起跳動作之生物力學分析
THE BIOMECHANICAL ANALYSIS OF THE LAST TWO
STEPS OF APPROACH RUN AND TAKE-OFF IN
COLLEGIATE FEMALE HIGH JUMPERS
研 究 生 : 林 芸 蔓 撰
指 導 教 授 : 張 立 羣 副 教 授
大 專 女 子 跳 高 運 動 員 助 跑 最 後 二 步 和 起 跳 動 作
之 生 物 力 學 分 析
摘 要
本 研 究 目 的 在 於 探 討 大 專 女 子 跳 高 運 動 員 助 跑 最 後 二 步 和 起 跳 動 作 的 特 徵 。 以 1 0 2 年 全 國 大 專 校 院 運 動 會 公 開 女 子 組 跳 高 前 八 名 運 動 員 為 研 究 對 象 , 利 用 二 部 攝 影 機 拍 攝 比 賽 過 程 , 使 用 動 作 分 析 系 統 進 行 影 片 數 位 化 處 理 , 獲 得 三 度 空 間 的 運 動 學 數 據 。 研 究 結 果 發 現 全 體 受 試 者 的 技 術 特 徵 為 助 跑 最 後 二 步 步 幅 縮 短 、 步 頻 增 加 、 助 跑 最 後 二 步 助 跑 速 度 增 加 、 助 跑 與 起 跳 的 重 心 速 度 較 慢 、 起 跳 後 的 內 傾 角 度 過 大 、 起 跳 腳 著 地 瞬 間 的 身 體 重 心 高 度 略 低 , 且 在 起 跳 階 段 垂 直 速 度 變 化 和 成 績 達 顯 著 相 關 。 研 究 總 結 , 全 體 受 試 者 的 助 跑 速 度 明 顯 較 慢 , 雖 然 起 跳 垂 直 速 度 增 加 , 但 因 為 助 跑 階 段 的 水 平 速 度 不 足 以 轉 換 成 更 多 的 垂 直 速 度 , 加 上 全 體 受 試 者 沒 有 將 助 跑 的 內 傾 姿 勢 維 持 直 到 起 跳 結 束 而 影 響 到 起 跳 角 度 與 垂 直 高 度 。 因 此 運 動 員 應 改 善 助 跑 速 度 與 起 跳 時 的 身 體 傾 斜 角 度 , 來 獲 得 更 多 的 垂 直 高 度 , 以 提 升 成 績 表 現 。 關 鍵 詞 : 跳 高 、 生 物 力 學 、 技 術T h e B i o m e c h a n i c a l A n a l y s i s o f t h e L a s t Tw o
St e p s o f A p p r o a c h R u n a n d Ta k e - o f f i n
C o l l e g i a t e F e m a l e H i g h J u m p e r s
A b s t r a c t
T h e p u r p o s e o f t h i s s t u d y w a s t o d i s c u s s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e l a s t t w o - s t e p s o f a p p r o a c h a n d t a k e o f f i n u n i v e r s i t y f e m a l e h i g h j u m p e r s . I n t h i s s t u d y, t o p e i g h t f e m a l e h i g h j u m p e r s o f N a t i o n a l I n t e r c o l l e g i a t e A t h l e t i c G a m e s i n 2 0 1 3 w e r e s e l e c t e d a s p a r t i c i p a n t s . T h e G a m e s w e r e f i l m e d b y t w o c a m e r a s a n d t h e s y s t e m o f a c t i o n a n a l y s i s w a s u s e d t o p r o c e s s d i g i t a l f i l m t o o b t a i n 3 D k i n e m a t i c s d a t a . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t a l l p a r t i c i p a n t s h a d t h e s a m e p a t t e r n o f s h o r t e n i n g s t r i d e l e n g t h , i n c r e a s i n g s t r i d e f r e q u e n c y a n d i n c r e a s i n g v e l o c i t y f o r t h e l a s t t w o s t e p s o f a p p r o a c h . B e s i d e s , t h e v e l o c i t y o f c e n t e r o f m a s s f o r a p p r o a c h a n d t a k e o f f w a s s l o w e r . I n a d d i t i o n , t h e i n w a r d l e a n a n g l e w a s t o o l a r g e a f t e r t a k i n g o f f . T h e b o d y o f c e n t e r o f m a s s h e i g h t a t t h e i n s t a n t o f t o u c h d o w n o f t h e t a k e o f f l e g w a s s l i g h t l y l o w . T h e p r e s e n t s t u d y a l s o f o u n d t h a t t h e v a r i a t i o n o f v e r t i c a l v e l o c i t y i n t a k e o f f p h a s e w a s s i g n i f i c a n t l y c o r r e l a t e d w i t h s p o r t p e r f o r m a n c e . I n s u m m a r y, a l l t h e p a r t i c i p a n t s ’ v e l o c i t y o f a p p r o a c h w a s o b v i o u s l y s l o w e r . A l t h o u g h t h e v e r t i c a l v e l o c i t y o f t a k e o f f w a s i n c r e a s e d , t h e h o r i z o n t a l v e l o c i t y o f a p p r o a c h w a s n o t e n o u g h t o t r a n s f o r m i n t o v e r t i c a l v e l o c i t y . A l s o , a l lt h e p a r t i c i p a n t s d i d n o t m a i n t a i n t h e i n w a r d l e a n u n t i l t h e e n d o f t a k e o f f . A s a r e s u l t , t h e t a k e o f f a n g l e a n d v e r t i c a l h e i g h t w a s a f f e c t e d . T h e r e f o r e , a t h l e t e s s h o u l d i m p r o v e v e l o c i t y o f a p p r o a c h a n d t h e a n g l e o f b o d y l e a n a t t a k e o f f i n o r d e r t o o b t a i n v e r t i c a l h e i g h t a n d e n h a n c e s p o r t s p e r f o r m a n c e . K e y w o r d s : H i g h j u m p , b i o m e c h a n i c a l , t e c h n i q u e .
謝 誌
能 完 成 論 文 是 件 不 簡 單 的 事 , 必 須 絞 盡 腦 汁 與 努 力 閱 讀 許 多 文 獻 才 能 完 成 一 本 著 作 。 從 前 論 文 這 件 事 對 我 來 說 是 不 可 能 辦 到 的 , 現 在 我 辦 到 了 , 好 不 可 思 議 ! 因 為 經 過 研 究 所 的 歷 練 , 成 長 了 不 少 。 結 束 了 三 年 的 研 究 旅 程 , 雖 然 過 程 有 點 小 曲 折 , 但 終 於 順 利 生 產 。 論 文 得 以 完 成 首 先 要 感 謝 的 是 我 的 指 導 教 授 立 羣 老 師 , 讀 碩 士 班 期 間 , 不 管 是 學 業 或 者 是 運 動 , 在 我 曾 想 放 棄 的 時 鼓 勵 我 , 在 我 跌 倒 時 拉 我 一 把 , 在 我 疏 於 學 習 時 當 我 背 後 的 推 手 , 在 我 撰 寫 論 文 期 間 , 不 辭 辛 勞 的 校 正 , 讓 我 能 無 畏 挫 折 往 前 走 , 也 讓 我 受 益 良 多 , 千 言 萬 語 只 有 一 句 : 謝 謝 您 。 感 謝 研 究 群 的 夥 伴 們 羿 蓁 、 銘 修 、 柏 坊 、 偉 達 、 文 堂 、 漢 城 與 俊 瀚 , 因 為 有 你 們 在 實 驗 時 的 協 助 , 才 能 讓 驗 能 夠 順 利 進 行 。 另 外 , 要 特 別 感 謝 銘 修 - K w o n 3 D 達 人 , 有 他 的 協 助 , 使 我 在 處 理 資 料 的 過 程 能 更 加 順 利 。 也 要 謝 謝 我 的 專 長 老 師 , 在 我 受 傷 期 間 無 法 參 與 訓 練 時 包 容 我 , 也 因 為 他 的 鼓 勵 讓 我 沒 有 因 為 無 法 運 動 而 放 棄 繼 續 完 成 論 文 的 動 力 。 最 後 感 謝 我 的 家 人 在 背 後 的 支 持 、 鼓 勵 與 包 容 , 讓 我 在 碩 班 的 三 年 裡 無 後 顧 之 憂 地 做 研 究 。 僅 以 此 論 文 獻 給 我 的 師 長 、 同 學 、 隊 友 以 及 家 人 們 。 芸 蔓 謹 誌 中 華 民 國 一 ○ 二 年 八 月 十 四 日目 錄
中 文 摘 要 . . . I 英 文 摘 要 . . . I I 謝 誌 . . . I V 目 錄 . . . V 表 目 錄 . . . V I I 圖 目 錄 . . . V I I I 第 壹 章 緒 論 . . . 1 第 一 節 問 題 背 景 . . . 1 第 二 節 研 究 目 的 . . . 3 第 三 節 研 究 範 圍 . . . 3 第 四 節 研 究 限 制 . . . 4 第 五 節 名 詞 解 釋 . . . 4 第 貳 章 文 獻 探 討 . . . 8 第 一 節 影 響 跳 高 成 績 的 生 物 力 學 因 素 . . . 8 第 二 節 助 跑 技 術 的 生 物 力 學 . . . 1 1 第 三 節 起 跳 技 術 的 生 物 力 學 . . . 1 3 第 四 節 結 語 . . . 1 6 第 參 章 研 究 方 法 . . . 1 7 第 一 節 研 究 對 象 . . . 1 7 第 二 節 實 驗 時 間 與 地 點 . . . 1 8 第 三 節 實 驗 儀 器 與 設 備 . . . 1 8 第 四 節 實 驗 步 驟 . . . 1 9 第 五 節 資 料 處 理 與 分 析 . . . 2 1 第 肆 章 結 果 . . . 2 3 第 一 節 跳 高 的 高 度 . . . 2 3第 二 節 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅、步 頻 與 速 度 . . . 2 4 第 三 節 起 跳 階 段 水 平 與 垂 直 速 度 變 化 . . . 2 7 第 四 節 起 跳 階 段 身 體 傾 斜 角 度 . . . 2 9 第 五 節 起 跳 階 段 膝 關 節 角 度 與 角 速 度 . . . 3 0 第 六 節 起 跳 階 段 膝 關 節 支 撐 時 間 . . . 3 3 第 七 節 起 跳 階 段 身 體 重 心 高 度 . . . 3 4 第 八 節 起 跳 離 地 瞬 間 的 起 跳 速 度 、 起 跳 角 度 與 起 跳 距 離 . . . 3 5 第 伍 章 討 論 . . . 3 6 第 一 節 跳 高 的 高 度 . . . 3 6 第 二 節 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅 、 步 頻 與 速 度 變 化 . . . 3 7 第 三 節 起 跳 階 段 的 動 作 技 術 . . . 4 3 第 陸 章 結 論 與 建 議 . . . 5 2 參 考 文 獻 . . . 5 3 附 錄 . . . 5 9
表 目 錄
表 3 - 1 運 動 員 基 本 資 料 . . . 1 7 表 3 - 2 受 試 者 比 賽 成 績 與 研 究 分 析 成 績 . . . 2 1 表 4 - 1 影 響 跳 高 成 績 的 三 個 高 度 . . . 2 4 表 4 - 2 助 跑 最 後 二 步 的 速 度 變 化 . . . 2 5 表 4 - 3 助 跑 最 後 二 步 之 步 幅 . . . 2 6 表 4 - 4 助 跑 最 後 二 步 之 步 頻 . . . 2 7 表 4 - 5 起 跳 階 段 水 平 速 度 變 化 . . . 2 8 表 4 - 6 起 跳 階 段 垂 直 速 度 變 化 . . . 2 9 表 4 - 7 起 跳 階 段 身 體 傾 斜 角 度 . . . 3 0 表 4 - 8 起 跳 階 段 膝 關 節 角 度 變 化 . . . 3 1 表 4 - 9 起 跳 階 段 膝 關 節 角 速 度 . . . 3 2 表 4 - 1 0 起 跳 階 段 膝 關 節 支 撐 時 間 . . . 3 3 表 4 - 1 1 起 跳 階 段 身 體 重 心 高 度 . . . 3 4 表 4 - 1 2 起 跳 離 地 瞬 間 的 起 跳 速 度、起 跳 角 度 與 起 跳 距 離 . . . 3 5 表 5 - 1 女 子 跳 高 運 動 員 助 跑 最 後 二 步 水 平 與 垂 直 速 度 . . . 4 1 表 5 - 2 女 子 跳 高 運 動 員 起 跳 階 段 水 平 與 垂 直 速 度 . . . 4 5圖 目 錄
圖 1 - 1 跳 高 三 個 高 度 圖 . . . 4 圖 1 - 2 後 傾 角 度 之 定 義 圖 . . . 5 圖 1 - 3 內 傾 角 度 之 定 義 圖 . . . 6 圖 1 - 4 膝 關 節 角 度 之 定 義 圖 . . . 6 圖 1 - 5 起 跳 角 度 之 定 義 圖 . . . 7 圖 2 - 1 跳 高 三 個 高 度 圖 . . . 9 圖 2 - 2 影 響 跳 高 高 度 的 生 物 力 學 圖 . . . 1 0 圖 3 - 1 實 驗 場 地 佈 置 圖 . . . 2 0 圖 5 - 1 世 界 級 女 子 跳 高 運 動 員 的 助 跑 水 平 速 度 與 身 體 重 心 高 度 的 關 係 圖 . . . 3 9 圖 5 - 1 助 跑 水 平 速 度 與 身 體 重 心 高 度 的 關 係 圖 . . . 4 0第 一 章 緒 論
第 一 節 問 題 背 景
跳 高 是 一 個 對 技 術 要 求 相 當 高 的 田 徑 項 目 。 跳 高 的 技 術 分 成 助 跑 、 起 跳 與 過 竿 三 個 階 段 , 其 中 助 跑 階 段 是 最 重 要 且 關 鍵 的 階 段 , 因 為 起 跳 和 過 竿 都 必 須 依 賴 助 跑 才 能 完 成 , 且 各 階 段 動 作 是 環 環 相 扣 ( 張 志 銘 , 1 9 9 2 ) 。 助 跑 階 段 由 一 個 直 線 跑 接 著 在 起 跳 前 的 一 個 四 到 五 步 的 弧 線 跑 所 組 成 。 運 動 員 應 以 一 種 固 定 的 助 跑 形 式 來 獲 得 最 適 當 的 速 度 ( H u m p h r e y & N o r d q u i s t , 2 0 0 0 ) 並 準 確 地 踏 到 起 跳 點 , 使 助 跑 速 度 得 以 有 效 的 被 利 用 。 因 為 有 適 當 的 水 平 速 度 才 能 使 運 動 員 擁 有 足 夠 的 速 度 進 入 起 跳 階 段 , 而 這 個 階 段 的 助 跑 速 度 在 6 . 1 到 8 . 0 m ∕ s 之 間 ( D a p e n a , G o r d o n , & M e y e r , 2 0 0 6 ) 。 在 起 跳 階 段 , 如 果 助 跑 階 段 所 產 生 的 速 度 太 快 , 容 易 使 運 動 員 在 執 行 起 跳 動 作 時 因 向 前 衝 量 大 於 向 上 的 衝 量 , 而 無 法 完 成 垂 直 的 起 跳 , 因 此 運 動 員 在 進 入 起 跳 階 段 , 應 找 到 合 適 的 水 平 速 度 來 與 垂 直 速 度 作 轉 換 , 準 備 起 跳 。 所 以 , 運 動 員 要 達 到 更 好 成 績 表 現 將 取 決 於 助 跑 到 起 跳 之 間 的 水 平 速 度 轉 換 成 垂 直 速 度 , 當 垂 直 速 度 越 快 , 身 體 重 心 上 升 的 高 度 就 會 越 高 。 此 外 , 研 究 指 出 弧 線 助 跑 有 利 於 在 起 跳 前 降 低 身 體 重 心 ( A e , S a k a t a n i , Yo k o i , H a s h i h a r a , & S h i b u k a w a , 1 9 8 6 ) , 由 於 選 手 為 了 在 起 跳 階 段 獲 得 更 好 的 垂 直 衝 量 , 則 必 須 要 增 加 身 體 重 心 的 垂 直 距 離 ( D a p e n a , 1 9 9 3 ; J a c o b y1 9 8 6 ) 。 因 為 弧 線 助 跑 的 關 係 , 進 入 起 跳 階 段 , 在 起 跳 腳 著 地 時 , 身 體 會 向 內 傾 斜 同 時 也 向 後 傾 斜 來 產 生 旋 轉 的 角 動 量 , 此 時 由 於 快 速 的 助 跑 速 度 與 人 體 運 動 的 慣 性 使 得 起 跳 腳 的 膝 關 節 承 受 相 當 大 的 反 作 用 力 造 成 屈 曲 , 產 生 一 個 向 下 的 負 垂 直 速 度 與 最 小 的 膝 關 節 角 度 , 而 且 這 些 的 變 化 會 隨 跳 躍 高 度 的 上 升 而 增 ( A n t e k o l o v i ć , B l a z e v i c , M e j o v š e k , & C o h , 2 0 0 6 ) , 因 此 在 起 跳 腳 著 地 瞬 間 身 體 重 心 的 垂 直 速 度 都 會 是 一 個 較 小 的 負 值 , D a p e n a ( 1 9 8 8 ) 指 出 向 下 的 垂 直 速 度 較 小 代 表 著 動 作 技 術 越 優 異 。 在 起 跳 完 成 後 , 接 著 的 是 飛 程 階 段 , 此 時 運 動 員 要 成 功 的 過 竿 必 須 要 產 生 適 當 的 角 動 量 ( D a p e n a , 2 0 0 0 ) , 若 運 動 員 旋 轉 不 足 ( 即 角 動 量 不 足 ) 會 導 致 在 過 竿 時 身 體 失 去 平 衡 , 造 成 髖 關 節 的 一 側 低 於 另 一 側 , 使 身 體 朝 橫 竿 平 面 傾 斜 , 進 一 步 影 響 到 過 竿 時 的 高 度 , 造 成 過 竿 效 率 變 差 。 過 去 研 究 發 現 女 子 跳 高 運 動 員 在 起 跳 階 段 中 透 過 角 動 量 來 產 生 旋 轉 的 量 比 男 子 跳 高 運 動 員 小 ( D a p e n a , 1 9 9 7 ) 。 由 於 在 空 中 角 動 量 是 守 恆 的 , 因 此 運 動 員 可 透 過 貓 式 旋 轉 ( c a t t i n g ) , 讓 身 體 在 作 用 與 反 作 用 力 的 情 況 下 使 身 體 產 生 扭 轉 形 成 角 動 量 ( D a p e n a , 1 9 9 7 ) 。 目 前 女 子 跳 高 世 界 紀 錄 由 S t e f k a K o s t a d i n o v a 在 1 9 8 7 年 創 下 的 2 . 0 9 公 尺 , 維 持 至 今 尚 未 有 人 能 刷 新 此 紀 錄 ; 而 我 國 女 子 跳 高 紀 錄 由 蘇 瓊 月 在 1 9 8 9 年 創 下 的 1 . 8 6 公 尺 , 這 樣 的 成 績 也 高 掛 了 2 3 年 之 久,且 與 世 界 紀 錄 相 差 了 2 3 公 分 之 多。 自 2 0 0 0 年 以 來 , 我 國 雖 然 有 一 至 二 年 的 女 子 跳 高 成 績 突 破 1 . 8 0 公 尺 , 但 是 多 年 來 僅 維 持 在 1 . 7 5 公 尺 的 水 準 ( 李 春 安 , 2 0 1 0 ) , 這 樣 的 現 況 是 我 國 極 需 去 突 破 的 。 然 而 , 有 關 我 國 女 子 跳 高 運 動 員 技 術 的 研 究 相 當 缺 乏 , 因 此 , 本 研 究 將 以 生
物 力 學 研 究 方 法 分 析 目 前 國 內 大 專 女 子 跳 高 運 動 員 的 技 術 特 徵 , 其 研 究 結 果 提 供 給 運 動 員 與 教 練 作 參 考 , 以 此 來 改 善 運 動 表 現 。
第 二 節 研 究 目 的
本 研 究 目 的 在 於 探 討 大 專 女 子 跳 高 運 動 員 助 跑 倒 二 數 步 和 起 跳 動 作 的 特 徵 , 其 結 果 提 供 運 動 員 與 教 練 參 考 以 改 善 運 動 技 術 表 現 來 提 升 競 技 成 績 。 具 體 目 的 為 探 討 : 一 、 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅 、 步 頻 與 速 度 的 變 化 。 二 、 起 跳 腳 著 地 到 離 地 的 速 度 變 化 。 三 、 起 跳 腳 著 地 到 離 地 的 身 體 內 傾 與 後 傾 角 度 變 化 。 四 、 起 跳 腳 著 地 到 離 地 的 身 體 重 心 高 度 變 化 。 五 、 起 跳 腳 著 地 到 離 地 的 膝 關 節 角 度 變 化 。 六 、 起 跳 腳 離 地 的 起 跳 速 度 與 起 跳 角 度 。第 三 節 研 究 範 圍
本 研 究 以 1 0 2 年 全 國 大 專 校 院 運 動 會 公 開 女 子 組 跳 高 決 賽 之 前 8 名 運 動 員 為 對 象 , 利 用 二 部 攝 影 機 拍 攝 受 試 者 助 跑 最 後 二 步 到 落 到 墊 上 的 動 作 進 行 運 動 學 分 析 。第 四 節 研 究 限 制
本 研 究 在 實 際 比 賽 中 進 行 , 因 此 影 片 拍 攝 過 程 會 受 到 許 多 無 法 控 制 的 外 在 因 素 影 響 , 如 果 受 試 者 最 佳 成 績 的 動 作 無 法 完 整 拍 攝 ( 如 被 人 群 擋 到 畫 面 ) , 僅 能 以 次 佳 成 績 進 行 分 析 。第 五 節 名 詞 解 釋
一 、 起 跳 高 度 : 起 跳 時 人 體 離 地 瞬 間 身 體 重 心 距 離 地 面 的 高 度 , 見 圖 1 - 1 H 1 。 圖 1 - 1 . 跳 高 三 個 高 度 圖 ( H a y, 1 9 9 3 )Z Y Y θ 二 、 飛 程 高 度 : 通 過 跳 躍 使 人 體 身 體 重 心 升 高 的 高 度 , 見 圖 1 - 1 H 2 。 三 、 過 竿 高 度 : 人 體 身 體 重 心 騰 起 的 最 高 點 與 橫 竿 之 間 的 距 離 , 見 圖 1 - 1 H 3 。 四 、 起 跳 瞬 間 : 起 跳 腳 離 開 地 面 瞬 間 。 五 、 步 幅 : 為 腳 尖 離 地 瞬 間 位 置 到 另 一 腳 腳 尖 離 地 瞬 間 位 置 之 間 的 距 離 。 六 、 步 頻 : 為 腳 尖 離 地 瞬 間 到 另 一 腳 腳 尖 離 地 瞬 間 之 間 的 時 間 之 頻 率 。 七 、 身 體 重 心 高 度 : 身 體 重 心 距 離 地 面 的 高 度 。 八 、 後 傾 角 度 : 起 跳 腳 在 地 面 時 , 在 矢 狀 面 ( Z - Y ) 上 身 體 重 心 與 腳 踝 的 連 線 與 水 平 面 之 間 的 角 度 , 見 圖 1 - 2 。 圖 1 - 2 . 後 傾 角 度 之 定 義 圖
Z X θ X θ 九 、 內 傾 角 度 : 起 跳 腳 在 地 面 時 , 在 額 狀 面 ( Z - X ) 上 身 體 重 心 與 腳 踝 的 連 線 與 水 平 面 之 間 的 角 度 , 見 圖 1 - 3 。 圖 1 - 3 . 內 傾 角 度 之 定 義 圖 十 、 膝 關 節 角 度 : 髂 前 上 棘 、 脛 骨 上 端 之 連 線 與 脛 骨 上 端 、 脛 骨 內 踝 之 連 線 在 三 度 空 間 所 形 成 的 夾 角 , 見 圖 1 - 4 。 圖 1 - 4 . 膝 關 節 角 度 之 定 義 圖
θ 十 一 、 起 跳 距 離 : 起 跳 腳 離 地 瞬 間 腳 尖 與 橫 竿 平 面 之 間 的 距 離 。 十 二 、 起 跳 角 度 : 起 跳 腳 離 地 瞬 間 , 身 體 重 心 的 向 量 與 水 平 面 所 形 成 的 角 度 , 見 圖 1 - 5 。 圖 1 - 5 . 起 跳 角 度 之 定 義 圖
第 貳 章 文 獻 探 討
第 一 節 影 響 跳 高 成 績 的 生 物 力 學 因 素
背 向 式 跳 高 是 一 項 挑 戰 高 度 極 限 的 運 動 , 其 技 術 的 特 徵 是 由 跑 轉 變 為 跳 , 由 支 撐 轉 變 為 騰 空 , 由 水 平 位 移 轉 變 為 拋 射 運 動 ( 趙 連 甲 、 呂 強 與 史 鴻 范 , 1 9 9 6 ) 。 跳 高 表 現 可 由 三 個 高 度 構 成 ( 圖 2 - 1 ) , 第 一 個 高 度 為 起 跳 高 度 ( H 1 ) , 代 表 起 跳 時 人 體 離 地 瞬 間 身 體 重 心 距 離 地 面 的 高 度 ; 第 二 個 高 度 為 飛 程 高 度 ( H 2 ) , 代 表 通 過 跳 躍 使 人 體 身 體 重 心 升 高 的 高 度 ; 第 三 個 高 度 為 過 竿 高 度 ( H 3 ) , 代 表 人 體 身 體 重 心 騰 起 的 最 高 點 與 橫 竿 之 間 的 距 離 , 這 個 高 度 數 值 越 小 就 表 示 過 竿 的 效 率 越 好 ; 此 外 , 趙 連 甲 等 ( 1 9 9 6 ) 認 為 影 響 跳 高 成 績 表 現 的 三 個 因 素 中 , 以 飛 程 高 度 是 決 定 跳 高 表 現 的 主 要 條 件 , 因 為 飛 程 高 度 是 受 起 跳 瞬 間 的 起 跳 速 度 與 起 跳 角 度 所 影 響 , 起 跳 角 度 由 水 平 速 度 與 垂 直 速 度 所 形 成 , 因 此 垂 直 速 度 越 快 獲 得 的 飛 程 高 度 就 能 越 高 ( 張 志 銘 , 1 9 9 3 ) 。 而 這 個 三 高 度 的 每 一 個 變 數 受 其 所 連 接 的 變 數 所 決 定 , 而 這 些 變 數 可 以 由 圖 2 - 2 影 響 跳 高 高 度 的 生 物 力 學 模 式 圖 來 表 示 。 C o n r a d & R i t z d o r f ( 1 9 9 0 ) 針 對 第 2 6 屆 奧 林 匹 克 運 動 會 女 子 跳 高 優 秀 運 動 員 進 行 的 研 究 , 獲 得 世 界 紀 錄 保 持 人 K o s t a d i n o v a 跳 過 的 2 . 0 1 公 尺 時 的 起 跳 高 度 為 1 . 1 9 公 尺 , 約 占 跳 高 成 績 0 . 5 9 % , 飛 程 高 度 為 0 . 8 9 公 尺 ( 0 . 4 4 % ) , 過 竿 高 度 為 0 . 0 7 公 尺 ( 0 . 0 3 % ) ; 而 男 子 跳 高 運 動 員 A n d e y e n k o 在 跳 過 2 . 3 8 公 尺 時 的 起 跳 高 度 為 1 . 4 3 公 尺 , 約 占 跳 高 成 績 0 . 6 0 % , 飛 程 高 度 為 1 . 0 7 公 尺 ( 0 . 4 5 % ) , 過 竿 高 度 為 0 . 1 2 公 尺( 0 . 0 5 % ) 。 女 子 世 界 跳 高 紀 錄 保 持 人 K o s t a d i n o v a 的 身 高 為 1 8 0 公 分 、 男 子 跳 高 運 動 員 A n d e y e n k o 的 身 高 為 2 . 0 2 公 分 。 從 上 述 的 研 究 可 以 發 現 到 起 跳 高 度 取 決 於 運 動 員 的 身 高 , 身 高 越 高 的 運 動 員 身 體 重 心 就 相 對 的 較 高 , 與 身 高 較 矮 的 運 動 員 比 較 , 佔 的 優 勢 就 會 比 較 多 。 由 此 可 知 , 身 高 為 跳 高 運 動 員 所 具 備 的 條 件 外 , 也 是 影 響 成 績 的 重 要 因 素 之 一 。 圖 2 - 1 . 跳 高 三 個 高 度 圖 ( H a y, 1 9 9 3 ) H 1 : 起 跳 高 度 , H 2 : 飛 程 高 度 , H 3 : 過 竿 高 度
著 地 時 垂 直 速 度 起 跳 階 段 垂 直 速 度 變 化 作 用 之 力 作 作 用 之 力 圖 2 - 2 . 影 響 跳 高 高 度 的 生 物 力 學 圖 ( 改 編 自 洪 得 明 ( 1 9 9 1 ) 、 H a y ( 1 9 9 3 ) ) 高 度 起 跳 時 垂 直 速 度 過 竿 高 度 H3 起 跳 高 度 H1 飛 程 高 度 H2 作 用 之 力 起 跳 時 身 體 姿 勢 過 竿 時 身 體 姿 勢 作 用 於 地 面 的 作 用 力 運 動 員 體 型 運 動 員 質 量 垂 直 衝 量 作 用 於 地 面 的 時 間 手 臂 作 用 之 力 身 體 軀 幹 作 用 之 力 前 導 腿 作 用 之 力 起 跳 腿 作 用 之 力 過 竿 動 作
第 二 節 助 跑 技 術 的 生 物 力 學
好 的 跳 高 表 現 , 需 依 賴 助 跑 階 段 所 產 生 的 速 度 來 決 定 獲 得 的 高 度 , 而 快 速 助 跑 的 目 的 就 是 為 了 增 加 積 極 起 跳 而 準 備 的 合 適 條 件 ( D a p e n a , 1 9 8 0 ) , 助 跑 速 度 越 快 , 相 對 進 入 弧 線 助 跑 階 段 的 內 傾 角 度 就 越 大 , 對 於 維 持 身 體 向 內 傾 斜 姿 勢 就 越 有 幫 助 , 起 跳 之 後 身 體 與 橫 竿 的 距 離 也 會 越 遠 , 創 造 的 垂 直 高 度 就 越 多 。 助 跑 技 術 的 重 點 在 於 產 生 高 的 水 平 速 度 , 因 此 速 度 是 背 向 式 跳 高 的 靈 魂 ( 郭 春 峰 , 2 0 0 8 ) , 而 運 動 員 必 須 以 一 種 固 定 的 節 奏 來 完 成 每 次 的 跳 躍 , 因 為 固 定 助 跑 能 使 得 運 動 員 在 速 度 的 轉 換 過 程 更 加 有 連 貫 性 。 D a p e n a 等 ( 2 0 0 6 ) 指 出 女 子 跳 高 運 動 員 助 跑 最 後 第 二 步 水 平 速 度 在 6 . 1 ~ 8 . 0 m / s , 最 後 一 步 6 . 1 ~ 8 . 0 m / s , 助 跑 起 跳 開 始 時 的 垂 直 速 度 在 - 0 . 9 ~ 0 . 0 m / s ; 而 男 子 跳 高 運 動 員 助 跑 最 後 第 二 步 的 水 平 速 度 在 6 . 9 ~ 8 . 1 m / s 之 間 , 助 跑 最 後 一 步 6 . 9 ~ 8 . 0 m / s , 助 跑 起 跳 開 始 時 的 垂 直 速 度 - 0 . 1 ~ - 0 . 7 m / s ( D a p e n a & F i c k l i n , 2 0 0 7 ) 。 此 外 , 跳 高 運 動 員 在 助 跑 階 段 具 有 較 高 的 水 平 速 度 , 但 並 非 越 快 越 好 , 主 要 是 因 為 在 起 跳 階 段 為 了 獲 得 更 多 的 垂 直 速 度 , 就 必 須 在 起 跳 過 程 中 損 失 一 定 的 水 平 速 度 ( D a p e n a , 1 9 8 8 ) , 因 此 適 當 的 降 低 水 平 速 度 , 有 助 於 運 動 員 減 少 在 起 跳 時 的 向 前 衝 量 。 為 了 使 作 用 於 身 體 的 力 量 在 垂 直 方 向 盡 可 能 的 大 , 身 體 重 心 在 開 始 起 跳 時 需 要 處 於 一 個 較 低 的 位 置 , 在 起 跳 結 束 時 處 於 較 高 的 位 置 , 但 是 在 起 跳 之 前 重 心 要 處 於 較 低 的 位 置 是 困 難 的 ( D a p e n a , 2 0 0 0 ) 。 當 重 心 處 於 較 低 時 , 運 動 員 的 非 起 跳 腳 在 屈 曲 時 必 須 使 用 較 大 力 量 來 支 撐 整 個 身 體 , 加 上 在 起 跳 腳 著地 時 運 動 員 還 必 須 克 服 膝 關 節 的 屈 曲 程 度 ( D a p e n a , 2 0 0 0 ) 。 因 此 , 運 動 員 如 何 妥 善 的 運 用 在 助 跑 速 度 中 , 水 平 速 度 與 垂 直 速 度 的 轉 換 以 及 配 合 最 佳 的 身 體 重 心 高 度 ( D a p e n a , 1 9 8 8 ) , 將 是 跳 高 成 績 表 現 的 關 鍵 。 助 跑 階 段 除 了 速 度 之 外 , 還 要 強 調 步 幅 與 步 頻 。 助 跑 最 後 第 二 步 與 助 跑 最 後 一 步 的 步 幅 對 跳 高 的 助 跑 節 奏 影 響 很 大 ( 童 樹 濤 , 2 0 1 0 ) 。 過 去 研 究 發 現 世 界 級 男 子 跳 高 運 動 員 的 助 跑 最 後 第 二 步 步 幅 範 圍 在 1 . 9 8 ~ 2 . 5 3 公 尺 , 步 頻 3 . 4 1 ~ 4 . 0 4 步 / 秒 ; 助 跑 最 後 一 步 步 幅 為 1 . 8 3 ~ 2 . 1 8 公 尺 , 步 頻 4 . 2 9 ~ 5 . 3 7 步 / 秒 ( R i t z d o r f & C o n r a d , 1 9 8 7 ) , 而 世 界 級 女 子 跳 高 運 動 員 的 助 跑 到 數 第 二 步 步 幅 範 圍 在 1 . 7 3 ~ 2 . 1 6 公 尺 , 步 頻 3 . 1 7 ~ 4 . 0 8 步 / 秒 ; 助 跑 最 後 一 步 步 幅 1 . 6 9 ~ 2 . 0 3 公 尺 , 步 頻 3 . 8 3 ~ 5 . 2 6 步 / 秒 ( C o n r a d & R i t z d o r f , 1 9 9 0 ) 。 以 上 的 研 究 可 看 出 跳 高 運 動 員 在 助 跑 中 以 縮 短 步 幅 來 增 加 步 頻 , 但 在 C o n r a d & R i t z d o r f ( 1 9 9 0 ) 對 女 子 跳 高 運 動 員 的 研 究 中 , 發 現 有 少 數 的 運 動 員 的 助 跑 最 後 第 二 步 步 幅 比 最 後 一 步 幅 長 , 助 跑 最 後 一 步 步 頻 比 助 跑 最 後 第 二 步 快 , 這 顯 示 選 手 藉 由 延 長 支 撐 期 間 , 來 增 加 下 肢 對 地 面 的 推 蹬 力 量 , 為 了 儘 可 能 減 少 水 平 速 度 的 損 失 , 為 起 跳 作 準 備 。 而 我 國 的 跳 高 研 究 中 , 李 春 安 ( 2 0 1 0 ) 指 出 國 內 優 秀 女 子 跳 高 運 動 員 的 助 跑 最 後 第 二 步 步 幅 範 圍 在 1 . 5 1 ~ 1 . 8 5 公 尺 , 此 結 果 與 世 界 級 女 子 跳 高 運 動 員 相 差 約 0 . 1 3 ~ 0 . 3 1 公 尺 左 右 ; 而 國 內 優 秀 女 子 跳 高 運 動 員 的 助 跑 最 後 一 步 步 幅 範 圍 在 1 . 2 8 ~ 1 . 5 7 公 尺 , 此 結 果 與 世 界 級 女 子 跳 高 運 動 員 相 差 了 0 . 4 1 ~ 0 . 4 6 公 尺 , 這 樣 的 差 異 來 自 於 運 動 員 的 身 高 , 由 於 國 內 運 動 員 的 平 均 身 高 為 1 . 7 3 公 尺 , 而 漢 城 奧 運 的 前 八 名 女 子 跳 高 運 動 員 的 平 均 身 高 為 1 . 9 6
公 尺 ( C o n r a d & R i t z d o r f , 1 9 9 0 ) , 從 李 春 安 ( 2 0 1 0 ) 與 C o n r a d & R i t z d o r f ( 1 9 9 0 ) 的 研 究 可 以 明 顯 看 出 在 身 高 上 的 差 距 。
第 三 節 起 跳 技 術 的 生 物 力 學
在 起 跳 階 段 , 運 動 員 在 水 平 速 度 與 垂 直 速 度 轉 換 會 決 定 跳 躍 成 績 表 現 , 此 階 段 的 垂 直 速 度 絕 大 部 分 是 來 自 於 助 跑 最 後 二 步 水 平 速 度 的 產 生 ( D a p e n a e t a l . , 2 0 0 6 ) , 加 上 為 了 減 少 向 前 水 平 速 度 的 衝 量 , 則 起 跳 開 始 前 必 須 損 失 一 些 水 平 速 度 以 準 備 進 入 起 跳 階 段 , 研 究 發 現 助 跑 結 束 前 的 水 平 速 度 和 起 跳 結 束 時 的 身 體 重 心 垂 直 速 度 達 到 顯 著 正 相 關 ( D a p e n a , M c D o n a l d , & C a p p a e r t , 1 9 9 0 ) , 這 代 表 著 起 跳 之 前 的 水 平 速 度 越 快 , 垂 直 速 度 就 會 越 快 , 因 此 形 成 較 有 利 的 起 跳 角 度 。 D a p e n a 等 ( 2 0 0 6 ) 指 出 世 界 級 優 秀 女 子 跳 高 運 動 員 在 起 跳 開 始 時 的 水 平 速 度 在 3 . 1 ~ 4 . 6 m / s 之 間 , 在 起 跳 結 束 時 的 垂 直 速 度 在 3 . 3 5 ~ 4 . 0 0 m / s 之 間 ; 另 外 在 世 界 級 優 秀 男 子 跳 高 運 動 員 的 起 跳 開 始 時 的 水 平 速 度 在 3 . 5 ~ 4 . 6 m / s 之 間 而 且 起 跳 結 束 時 的 垂 直 速 度 在 4 . 1 5 ~ 4 . 5 0 m / s 之 間 ( D a p e n a & F i c k l i n , 2 0 0 7 ) 。 除 了 起 跳 開 始 的 水 平 與 垂 直 速 度 之 外 , 跳 高 運 動 員 在 起 跳 結 束 時 的 重 心 垂 直 速 度 也 是 影 響 跳 躍 高 度 的 因 素 之 一 ( C o n r a d & R i t z d o r f , 1 9 9 0 ) 。 D a p e n a ( 2 0 0 0 ) 研 究 世 界 級 優 秀 女 子 跳 高 運 動 員 在 起 跳 結 束 時 的 身 體 重 心 垂 直 速 度 高 達 4 . 1 0 m / s , 但 此 研 究 與 作 者 在 2 0 0 6 年 所 研 究 的 世 界 級 優 秀 女 子 跳 高 運 動 員 在 起 跳 結 束 時 的 重 心 垂 直 速 度 相 差 0 . 1 0 m / s( D a p e n a e t a l . , 2 0 0 6 ) , 這 二 篇 研 究 的 數 據 差 距 並 不 大 , 顯 現 出 起 跳 結 束 時 的 身 體 重 心 垂 直 速 度 對 跳 高 技 術 的 重 要 性 。 此 外 , 在 起 跳 階 段 會 因 為 快 速 的 助 跑 與 人 體 慣 性 的 因 素 , 迫 使 起 跳 腳 做 出 屈 曲 動 作 時 而 產 生 一 個 重 心 向 下 的 負 垂 直 速 度 。 D a p e n a 等 ( 2 0 0 6 ) 研 究 指 出 , 起 跳 階 段 的 水 平 速 度 為 6 . 1 ~ 8 . 0 m / s , 起 跳 階 段 開 始 時 的 垂 直 速 度 為 - 0 . 9 ~ 0 . 0 m / s 。 從 上 述 的 研 究 結 果 可 以 發 現 到 , 技 術 越 好 的 跳 高 運 動 員 會 在 起 跳 階 段 開 始 時 有 一 個 最 小 的 向 下 負 垂 直 速 度 ( D a p e n a , 1 9 9 3 ) 。 而 人 體 在 跑 步 的 過 程 中 , 雙 腳 離 開 地 面 時 重 心 會 稍 微 向 上 移 , 在 下 一 步 腳 著 地 前 重 心 又 會 下 降 一 些 , 為 了 要 減 少 向 下 的 負 垂 直 速 度 , 必 須 要 求 運 動 員 加 快 助 跑 最 後 二 步 的 速 度 , 使 得 運 動 員 的 起 跳 腳 在 獲 得 向 下 的 垂 直 速 度 之 前 提 早 與 地 面 接 觸 來 提 升 重 心 高 度 ( D a p e n a , 1 9 8 8 ) D a p e n a 等 ( 2 0 0 6 ) 指 出 女 子 跳 高 運 動 員 起 跳 開 始 時 的 重 心 高 度 平 均 0 . 8 9 公 尺 , 佔 身 高 的 4 8 . 2 %; D a p e n a 與 F i c k l i n ( 2 0 0 7 ) 研 究 , 男 子 跳 高 運 動 員 在 起 跳 開 始 時 的 重 心 高 度 平 均 0 . 8 9 公 尺 , 佔 身 高 的 4 6 . 2 % 。 可 見 世 界 級 跳 高 運 動 員 在 起 跳 開 始 時 都 處 於 較 低 的 重 心 高 度 。 而 重 心 高 度 與 運 動 員 的 最 小 膝 關 節 角 度 有 關 ( B l a ž e v i ć , A n t e k o l o v i ć , & M e j o v š e k , 2 0 0 6 ) 。 弧 線 助 跑 主 要 的 作 用 之 一 , 就 是 使 跳 高 運 動 員 能 在 起 跳 開 始 時 保 持 向 內 傾 斜 的 姿 勢 ( D a p e n a , 2 0 0 0 ) 來 獲 得 較 多 的 起 跳 高 度 與 創 造 有 利 的 角 動 量 ; 當 助 跑 的 速 度 越 快 時 , 所 產 生 內 傾 角 度 就 越 大 , 因 為 身 體 的 內 傾 能 降 低 身 體 的 重 心 。 過 去 有 關 內 傾 角 度 的 研 究 , C o n r a d & R i t z d o r f ( 1 9 9 0 ) 第 2 6 屆 奧 林 匹 克 運 動 會 女 子 跳 高 優 秀 運 動 員 所 做 的 研 究 , 得 到 起 跳 開 始 時 內 傾 角 度 為 7 2 ~ 9 2 度,起 跳 結 束 時 的 內 傾 角 度 為 8 7 ~ 9 3
度 ; 而 D a p e n a 等 ( 2 0 0 6 ) 對 美 國 田 徑 錦 標 賽 的 優 秀 女 子 跳 高 運 動 員 所 做 的 研 究 , 發 現 起 跳 階 段 開 始 時 的 內 傾 角 度 為 6 9 ~ 8 3 度 , 起 跳 結 束 時 的 內 傾 角 度 為 8 7 ~ 1 0 4 度 。 上 述 的 研 究 也 發 現 到 , 在 起 跳 階 段 的 內 傾 角 度 的 變 化 較 小 的 運 動 員 , 較 容 易 造 成 運 動 員 無 法 在 起 跳 結 束 後 向 垂 直 方 向 起 跳 , 越 過 更 高 的 高 度 的 可 能 性 會 較 小 。 此 外 , 廖 學 松 ( 2 0 0 6 ) 指 出 內 傾 角 度 過 小 或 減 小 時 , 將 會 影 響 到 起 跳 時 的 動 作 及 起 跳 時 的 速 度 , 同 時 在 離 地 時 的 內 傾 角 度 若 過 小 , 也 將 導 致 身 體 力 量 沒 有 辦 法 完 全 朝 向 垂 直 方 向 , 因 而 減 少 向 上 的 衝 量 。 除 了 起 跳 開 始 時 與 起 跳 結 束 後 會 產 生 內 傾 角 度 外 , 同 時 在 起 跳 開 始 時 也 會 向 後 傾 斜 , D a p e n a 等 ( 2 0 0 6 ) 指 出 起 跳 時 的 後 傾 角 度 為 7 3 ~ 8 5 度 , 起 跳 結 束 時 的 後 傾 角 度 為 8 2 ~ 9 9 度 ; A e 等 ( 1 9 8 6 ) 日 本 筑 波 大 學 的 五 名 男 子 跳 高 運 動 員 的 後 傾 角 度 為 3 2 ~ 4 0 度 。 從 過 去 的 研 究 可 以 發 現 到 , 在 起 跳 開 始 時 , 能 有 更 大 的 後 傾 角 度 與 內 傾 角 度 的 跳 高 運 動 員 可 以 跳 得 更 高 ( D a p e n a , 2 0 0 0 ) 。 在 下 肢 關 節 的 表 現 上 , I s o l e h t o , V i r m a v i r t a , K y r ö l ä i n e n , K o m i ( 2 0 0 3 ) 研 究 2 0 0 5 年 世 界 錦 標 賽 的 男 子 跳 高 運 動 員 在 起 跳 開 始 時 的 膝 關 節 角 度 在 1 6 1 . 8 ~ 1 7 3 . 9 度 , 起 跳 階 段 的 最 小 膝 關 節 角 度 在 1 2 7 . 9 ~ 1 6 3 . 5 度 , 起 跳 結 束 時 的 膝 關 節 角 度 在 1 6 8 . 6 ~ 1 7 8 . 0 度 。 在 2 0 0 7 年 大 阪 世 界 田 徑 錦 標 賽 的 前 3 名 男 子 跳 高 運 動 員 在 起 跳 開 始 時 的 膝 關 節 角 度 在 1 5 1 ~ 1 7 0 度 , 起 跳 階 段 的 最 小 膝 關 節 角 度 在 1 3 3 ~ 1 4 5 度 , 起 跳 結 束 時 的 膝 關 節 角 度 在 1 7 2 ~ 1 7 7 度 ( A e e t a l , 2 0 0 8 ) 。 從 上 述 的 研 究 結 果 可 看 出 世 界 跳 高 運 動 員 在 起 跳 腳 著 地 時 是 略 彎 的 , 受 人 體 慣 性 的 影 響 , 在 起 跳 階 段 前 半 段 膝 關 節 持 續 彎 曲 , 此 時 肌 肉 會
開 始 儲 存 彈 性 位 能 , 直 到 膝 關 節 彎 曲 至 最 低 點 , 在 起 跳 結 束 時 伸 展 膝 關 節 釋 放 彈 性 位 能 來 完 成 起 跳 動 作 。
第 四 節 結 語
跳 高 是 一 項 具 有 複 雜 技 術 的 運 動 , 運 動 員 為 了 要 爭 取 更 多 的 高 度 , 必 須 結 合 助 跑 、 起 跳 、 過 竿 三 個 階 段 的 技 術 , 並 妥 善 利 用 各 個 階 段 所 創 造 的 效 果 , 以 有 效 率 的 方 式 表 現 出 來 。 在 助 跑 過 程 中 , 不 但 要 降 低 身 體 重 心 , 還 要 加 快 助 跑 最 後 二 步 的 速 度 其 技 術 難 度 較 大 , 對 運 動 員 來 說 是 較 不 易 掌 握 。 在 助 跑 階 段 的 水 平 速 度 過 慢 或 過 快 均 會 影 響 垂 直 速 度 , 且 過 竿 的 成 敗 在 於 水 平 速 度 與 垂 直 速 度 的 轉 換 , 若 垂 直 速 度 不 足 以 使 運 動 員 在 空 中 騰 空 時 , 那 麼 將 會 導 致 過 竿 失 敗 。 因 此 , 要 使 助 跑 的 結 合 有 連 貫 性 與 節 奏 性 且 能 穩 定 踏 上 起 跳 點 , 將 是 跳 高 運 動 員 最 重 要 的 課 題 。 而 起 跳 階 段 的 重 點 在 於 起 跳 開 始 時 的 內 傾 姿 勢 與 起 跳 結 束 後 的 垂 直 方 向 , 其 內 傾 姿 勢 可 以 使 運 動 員 在 起 跳 階 段 結 束 時 朝 向 垂 直 方 向 ; 另 一 方 面 運 動 員 還 須 擁 有 較 大 肌 力 來 對 抗 在 執 行 高 速 的 助 跑 速 度 進 入 起 跳 的 膝 關 節 屈 曲 。 執 行 跳 高 技 術 的 過 程 中 , 需 要 注 意 每 個 細 節 , 因 此 本 研 究 將 分 析 跳 高 運 動 員 技 術 的 特 徵 , 來 改 善 運 動 員 動 作 技 術 表 現 , 提 升 競 技 成 績 。第 參 章 研 究 方 法
本 研 究 利 用 三 度 空 間 影 片 分 析 方 法 來 獲 得 運 動 員 跳 高 動 作 之 運 動 學 參 數 的 數 據 , 以 探 討 大 專 女 子 跳 高 運 動 員 技 術 的 優 缺 點 與 關 鍵 運 動 學 參 數 。 其 研 究 方 法 分 為 五 個 部 分 說 明 : 一 、 研 究 對 象 ; 二 、 實 驗 時 間 與 地 點 ; 三 、 實 驗 儀 器 與 設 備 ; 四 、 實 驗 步 驟 ; 五 、 資 料 處 理 與 分 析 。第 一 節
研 究 對 象
本 研 究 對 象 為 1 0 2 年 全 國 大 專 校 院 運 動 會 公 開 女 子 組 跳 高 決 賽 前 8 名 運 動 員 。 其 基 本 資 料 如 表 3 - 1 。 表 3 - 1 運 動 員 基 本 資 料 受 試 者 身 高 ( m ) 體 重 ( k g ) 起 跳 腳 最 佳 成 績 ( m ) A 1 . 6 9 6 1 左 1 . 6 9 B 1 . 6 6 5 5 左 1 . 7 2 C 1 . 7 6 6 7 左 1 . 6 6 D 1 . 7 6 6 0 右 1 . 6 2 E 1 . 6 4 5 2 左 1 . 7 1 F 1 . 6 7 5 4 右 1 . 5 3 G 1 . 6 8 6 2 左 1 . 7 2 H 1 . 7 2 5 7 左 1 . 5 4 平 均 數 1 . 7 0 5 8 . 5 0 - 1 . 6 5 標 準 差 0 . 0 4 4 . 9 3 - 0 . 0 8第 二 節
實 驗 時 間 與 地 點
一 、 預 備 實 驗 ( 一 ) 實 驗 時 間 : 2 0 1 2 年 3 月 2 4 日 ( 二 ) 實 驗 地 點 : 國 立 臺 灣 體 育 運 動 大 學 田 徑 場 二 、 正 式 實 驗 ( 一 ) 實 驗 時 間 : 2 0 1 3 年 4 月 3 0 日 ( 二 ) 實 驗 地 點 : 宜 蘭 運 動 公 園 田 徑 場第 三 節
實 驗 儀 器 與 設 備
本 實 驗 所 需 的 儀 器 與 設 備 如 下 : 一 、 測 量 儀 器 ( 一 ) S O N Y H X R - N X 7 0 N 數 位 攝 影 機 兩 台 ( 快 門 速 度 : 5 0 0 H z ) 。 ( 二 ) C A S I O F X - F H 2 9 數 位 相 機 一 台 ( 三 ) 三 腳 架 三 支 ( S O N Y V C T- 8 7 0 R M ) 。 ( 四 ) 立 體 參 考 座 標 架 一 座 ( 五 ) 水 平 儀 二 個 ( 六 ) 皮 尺 一 卷 ( 七 ) 鋼 尺 三 卷 ( 八 ) 場 記 板 一 個 ( 九 ) 白 板 筆 、 板 擦 一 組二 、 資 料 處 理 ( 一 ) K w o n 3 D 動 作 分 析 系 統 ( 二 ) S P S S f o r W i n d o w s 1 2 . 0 版 統 計 分 析 軟 體 ( 三 ) M i c r o s o f t E x c e l 2 0 1 0 資 料 計 算 軟 體
第 四 節
實 驗 步 驟
本 研 究 為 確 保 實 驗 過 程 中 所 收 集 資 料 的 正 確 性 , 實 驗 過 程 中 依 照 下 列 步 驟 進 行 。 一 、 在 比 賽 開 始 前 2 小 時 進 行 場 地 布 置 ( 圖 3 - 1 ) , 首 先 將 兩 台 數 位 攝 影 機 置 於 比 賽 場 地 的 看 台 上 , 面 對 海 綿 墊 一 台 攝 影 機 置 於 右 側 , 而 另 一 台 攝 影 機 則 置 於 左 側 , 兩 台 攝 影 機 皆 可 以 同 時 拍 攝 到 運 動 員 助 跑 最 後 二 步 至 落 墊 的 動 作 。 此 外 , 在 海 綿 墊 正 前 方 看 台 上 架 設 一 台 相 機 , 用 來 拍 攝 全 部 參 賽 運 動 員 每 次 跳 躍 的 全 部 過 程 。 二 、 在 比 賽 開 始 1 小 時 前 先 進 行 立 體 參 考 座 標 架 的 拍 攝 約 1 0 秒 鐘,其 位 置 及 範 圍 可 涵 蓋 助 跑 最 後 第 二 步 至 橫 竿 的 範 圍 。 三 、 比 賽 開 始 兩 部 攝 影 機 拍 攝 全 部 參 賽 運 動 員 的 每 次 跳 躍 過 程 , 並 記 錄 跳 躍 的 成 績 。 四 、 在 比 賽 結 束 後 向 獲 得 前 8 名 運 動 員 詳 細 說 明 研 究 目 的 、 內 容 及 注 意 事 項 , 再 給 予 填 寫 參 與 實 驗 同 意 書 及 個 人 基 本 資 料 。圖 3 - 1 . 實 驗 場 地 佈 置 圖 ( 修 改 自 I s o l e h t o , Vi r m a v i r t a , K y r ö l ä i n e n , K o m i , 2 0 0 7 ) X Z
海 綿
墊
C A S I O S O N Y S O N Y 校 正 區 域 ( C a l i b r a t e d a r e a ) 助 跑 路 線 Y第 五 節
資 料 處 理 與 分 析
本 研 究 選 取 受 試 者 比 賽 最 佳 成 績 進 行 分 析 , 但 受 試 者 E 與 F 運 動 員 因 影 片 出 現 雜 訊 的 影 響 , 則 以 次 佳 成 績 來 進 行 分 析 , 本 研 究 選 取 之 受 試 者 跳 躍 高 度 如 表 3 - 2 。 從 攝 影 機 擷 取 影 片 後 , 以 K w o n 3 D 3 . 1 版 動 作 分 析 軟 體 將 運 動 員 從 兩 部 攝 影 機 所 擷 取 的 影 片 進 行 數 位 化 處 理 。 由 於 本 研 究 的 攝 影 機 內 部 無 同 步 啟 動 , 亦 無 外 部 同 步 裝 置 , 因 此 本 研 究 將 兩 部 攝 影 機 所 拍 攝 的 影 片 之 起 跳 腳 離 地 瞬 間 作 為 影 片 的 同 步 點 , 擷 取 助 跑 最 後 第 二 步 的 支 撐 腳 離 地 瞬 間 前 五 張 影 片 至 運 動 員 過 竿 之 最 高 點 後 的 五 張 影 片 為 分 析 範 圍 。 表 3 - 2 受 試 者 比 賽 成 績 與 研 究 分 析 成 績 受 試 者 比 賽 成 績 ( m ) 分 析 成 績 ( m ) A 1 . 6 6 1 . 6 6 B 1 . 6 6 1 . 6 6 C 1 . 6 6 1 . 6 6 D 1 . 6 2 1 . 6 2 E 1 . 5 8 1 . 5 4 F 1 . 5 8 1 . 5 4 G 1 . 5 4 1 . 5 4 H 1 . 4 5 1 . 4 5 平 均 數 1 . 5 9 1 . 5 8 標 準 差 0 . 0 7 0 . 0 8本 研 究 人 體 肢 段 參 數 利 用 ( 何 維 華 、 相 子 元 、 李 超 群 , 2 0 0 5 ) 的 1 4 個 肢 段 2 1 個 標 記 點 的 人 體 模 型 。 首 先 以 手 動 方 式 分 別 點 取 橫 竿 末 端 兩 側 以 及 人 體 標 記 點 , 分 別 為 頭 頂 、 會 陰 、 第 七 頸 椎 、 左 右 肩 峰 、 左 右 橈 骨 頭 、 左 右 橈 骨 莖 突 、 左 右 中 指 末 端 、 左 右 髂 前 上 棘 、 左 右 脛 骨 上 端 、 左 右 脛 骨 內 踝 、 左 右 腳 尖 以 及 左 右 腳 跟 。 然 後 將 兩 部 攝 影 機 所 獲 得 的 二 度 空 間 座 標 資 料 , 以 直 接 線 性 轉 換 ( D i r e c t l i n e a r t r a n s f o r m a t i o n , D LT ) 的 方 法 進 行 處 理 , 來 獲 得 實 際 的 三 度 空 間 座 標 資 料 , 再 利 用 K w o n 3 D 3 . 1 動 作 分 析 系 統 所 提 供 的 四 階 巴 特 沃 茲 零 相 位 移 數 位 濾 波 法 ( B u t t e r w o r t h F o u r t h - o r d e r Z e r o L a g D i g i t a l F i l t e r ) , 將 原 始 資 料 進 行 修 勻 , 截 斷 頻 率 ( c u t o f f f r e q u e n c y ) 設 為 6 H z 。 最 後 將 修 勻 過 的 資 料 , 利 用 K o w n 3 D 動 作 分 析 系 統 及 M i c r o s o f t O f f i c e E x c e l 2 0 0 7 版 資 料 分 析 軟 體 來 計 算 相 關 運 動 學 參 數 資 料 。 本 研 究 分 析 的 運 動 學 參 數 包 括 : 在 助 跑 階 段 的 最 後 二 步 步 幅 與 步 頻 以 及 最 後 二 步 身 體 重 心 水 平 與 垂 直 速 度 變 化 ; 在 起 跳 階 段 的 身 體 重 心 水 平 與 垂 直 速 度 、 身 體 的 傾 斜 角 度 、 膝 關 節 角 度 、 身 體 重 心 高 度 、 起 跳 速 度 、 起 跳 角 度 與 起 跳 距 離 , 另 外 計 算 跳 高 三 個 高 度 : 起 跳 高 度 、 飛 程 高 度 與 過 竿 高 度 。 將 所 蒐 集 的 各 項 運 動 學 參 數 , 利 用 S P S S f o r w i n d o w s 1 2 . 0 統 計 分 析 軟 體 以 描 述 統 計 方 法 計 算 平 均 數 與 標 準 差 , 再 以 皮 爾 遜 積 差 相 關 分 析 各 項 運 動 學 參 數 與 跳 高 成 績 之 相 關 , 顯 著 水 準 定 為 α = . 0 5 。
第 肆 章 結 果
本 研 究 所 得 結 果 分 為 六 個 部 分 加 以 闡 述 : 一 、 跳 高 的 高 度 ; 二 、 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅 、 步 頻 和 速 度 ; 三 、 起 跳 階 段 水 平 與 垂 直 速 度 ; 四 、 起 跳 階 段 身 體 傾 斜 角 度 與 膝 關 節 角 度 ; 五 、 起 跳 階 段 身 體 重 心 高 度 ; 六 、 起 跳 離 地 瞬 間 的 起 跳 速 度 、 角 度 、 高 度 與 距 離 。第 一 節 跳 高 的 高 度
表 4 - 1 為 影 響 跳 高 成 績 的 三 個 高 度 。 表 中 顯 示 全 體 受 試 者 都 是 起 跳 高 度 最 高,平 均 為 1 . 0 8 ± 0 . 0 3 m;其 次 為 飛 程 高 度 , 平 均 為 0 . 4 9 ± 0 . 0 8 m ; 而 過 竿 高 度 屬 於 三 個 高 度 中 最 低 的 , 平 均 為 0 . 0 7 ± 0 . 0 5 m 。表 4 - 1 影 響 跳 高 成 績 的 三 個 高 度
第 二 節 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅 、 步 頻 與 速 度
一 、 助 跑 最 後 二 步 的 速 度 變 化 表 4 - 2 為 助 跑 最 後 二 步 的 速 度 變 化 , 如 表 顯 示 全 體 受 試 者 水 平 速 度 最 後 第 二 步 平 均 為 4 . 1 8 ± 0 . 4 1 m / s , 最 後 一 步 平 均 為 4 . 7 7 ± 0 . 3 3 m / s ; 助 跑 最 後 第 二 步 垂 直 速 度 平 均 為 0 . 2 3 ± 0 . 1 3 m / s , 最 後 一 步 平 均 為 - 0 . 0 1 ± 0 . 1 2 m / s 。 其 結 果 發 現 全 體 受 試 者 在 助 跑 最 後 一 步 的 水 平 速 度 都 比 最 後 第 二 步 快 。 在 垂 直 速 度 方 面 , 則 是 最 後 第 二 步 的 垂 直 速 度 比 最 後 一 步 快 , 且 部 分 受 試 者 最 後 一 步 的 垂 直 速 度 出 現 負 值 。 受 試 者 起 跳 高 度 ( m ) 飛 程 高 度 ( m ) 過 竿 高 度 ( m ) A 1 . 0 5 0 . 6 1 0 . 1 0 B 1 . 0 7 0 . 5 2 0 . 0 0 C 1 . 1 3 0 . 5 3 0 . 0 8 D 1 . 1 1 0 . 5 0 0 . 0 5 E 1 . 0 8 0 . 3 7 0 . 0 5 F 1 . 0 7 0 . 4 6 0 . 0 4 G 1 . 0 7 0 . 5 5 0 . 1 7 H 1 . 0 5 0 . 4 2 0 . 0 8 平 均 數 1 . 0 8 0 . 4 9 0 . 0 7 標 準 差 0 . 0 3 0 . 0 8 0 . 0 5表 4 - 2 助 跑 最 後 二 步 的 速 度 變 化 水 平 速 度 ( m / s ) 垂 直 速 度 ( m / s ) 受 試 者 最 後 第 二 步 最 後 一 步 最 後 第 二 步 最 後 一 步 A 4 . 4 2 5 . 2 4 0 . 4 1 0 . 0 5 B 3 . 5 1 4 . 2 8 0 . 0 7 0 . 0 0 C 4 . 5 7 5 . 0 6 0 . 2 9 - 0 . 0 5 D 4 . 6 7 4 . 7 4 0 . 2 7 - 0 . 1 6 E 4 . 2 9 5 . 0 3 0 . 0 9 - 0 . 0 3 F 3 . 6 8 4 . 5 3 0 . 3 7 - 0 . 1 3 G 4 . 0 8 4 . 8 4 0 . 1 3 0 . 2 4 H 4 . 2 2 4 . 4 6 0 . 1 9 0 . 0 2 平 均 數 4 . 1 8 4 . 7 7 0 . 2 3 - 0 . 0 1 標 準 差 0 . 4 1 0 . 3 3 0 . 1 3 0 . 1 2 二 、 助 跑 最 後 二 步 之 步 幅 與 步 頻 表 4 - 3 為 助 跑 最 後 二 步 之 步 幅 與 表 4 - 4 助 跑 最 後 二 步 之 步 頻 , 如 表 顯 示 大 多 數 受 試 者 的 助 跑 最 後 一 步 步 幅 ( 1 . 3 8 ± 0 . 2 8 m ) 均 比 最 後 第 二 步 ( 1 . 7 1 ± 0 . 1 3 m ) 來 的 短 , 唯 有 D 運 動 員 的 步 幅 是 助 跑 最 後 第 二 步 步 幅 ( 1 . 4 4 m ) 比 第 一 步 ( 1 . 4 8 m ) 短 , 其 助 跑 最 後 一 步 佔 身 高 的 百 分 比 範 圍 在 7 7 . 9 1 到 9 7 . 1 6 % 之 間 。 在 步 頻 方 面 , 最 後 第 二 步 平 均 為 3 . 7 2 ± 0 . 3 1 s t r i d e s / s, 助 跑 最 後 一 步 步 頻 平 均 為 4 . 7 4 ± 0 . 4 7 s t r i d e s / s , 全 體 受 試 者 均 是 助 跑 最 後 一 步 步 頻 比 最 後 第 二 步 快 。
表 4 - 3 助 跑 最 後 二 步 之 步 幅 步 幅 ( m ) 最 後 一 步 步 幅 佔 身 高 百 分 比 ( % ) 受 試 者 最 後 第 二 步 最 後 一 步 A 1 . 8 2 1 . 4 4 8 5 . 2 1 B 1 . 6 2 1 . 4 3 8 6 . 1 4 C 1 . 7 6 1 . 7 1 9 7 . 1 6 D 1 . 4 4 1 . 4 8 8 4 . 0 9 E 1 . 8 9 1 . 5 0 9 1 . 3 2 F 1 . 7 4 1 . 4 6 8 7 . 4 3 G 1 . 5 3 1 . 3 9 8 2 . 7 4 H 1 . 5 6 1 . 3 4 7 7 . 9 1 平 均 數 1 . 7 1 1 . 3 8 8 6 . 5 0 標 準 差 0 . 1 3 0 . 2 8 5 . 7 7
表 4 - 4 助 跑 最 後 二 步 之 步 頻 受 試 者 最 後 第 二 步 步 頻 ( s t r i d e s / s ) 最 後 一 步 步 頻 ( s t r i d e s / s ) A 3 . 5 3 5 . 0 0 B 3 . 7 6 4 . 6 1 C 3 . 5 3 4 . 0 0 D 3 . 7 5 4 . 2 9 E 4 . 0 0 5 . 0 0 F 3 . 5 3 4 . 6 1 G 4 . 2 9 5 . 4 6 H 3 . 3 3 5 . 0 0 平 均 數 3 . 7 2 4 . 7 4 標 準 差 0 . 3 1 0 . 4 7
第 三 節 起 跳 階 段 水 平 與 垂 直 速 度 變 化
表 4 - 5、4 - 6 為 起 跳 階 段 身 體 重 心 速 度 變 化。如 表 中 顯 示 , 起 跳 腳 著 地 瞬 間 的 水 平 速 度 平 均 為 4 . 7 3 ± 0 . 3 1 m / s , 離 地 瞬 間 平 均 為 2 . 8 4 ± . 0 4 0 m / s , 其 結 果 表 示 在 起 跳 階 段 水 平 速 度 損 失 減 少 1 . 8 8 ± 0 . 3 2 m / s 。 垂 直 速 度 方 面 , 起 跳 腳 著 地 瞬 間 平 均 - 0 . 0 4 ± 0 . 2 1 m / s , 離 地 瞬 間 平 均 為 3 . 1 6 ± 0 . 2 3 m / s 。 在 起 跳 腳 著 地 瞬 間 的 垂 直 速 度 有 3 名 運 動 員 ( B 、 E 與 G ) 是 出 現 正 值 , 全 體 受 試 者 在 起 跳 階 段 的 垂 直 速 度 也 有 大 幅 增 加 的 趨 勢 , 其 增 加 幅 度 為 3 . 2 0 ± 0 . 3 2 m / s 。 此 外 , 本 研 究 發 現 起 跳 階 段 垂 直速 度 的 變 化 和 跳 高 成 績 達 顯 著 正 相 關 ( r = . 7 5 4, p = . 0 3 1 ) , 代 表 垂 直 速 度 變 化 越 大 , 其 跳 高 成 績 越 好 。 表 4 - 5 起 跳 階 段 水 平 速 度 變 化 水 平 速 度 ( m / s ) 受 試 者 著 地 瞬 間 離 地 瞬 間 速 度 變 化 A 5 . 0 5 3 . 3 0 - 1 . 7 5 B 4 . 0 9 2 . 2 8 - 1 . 8 1 C 4 . 9 5 2 . 8 9 - 2 . 0 6 D 4 . 7 6 2 . 4 5 - 2 . 3 1 E 4 . 8 5 3 . 1 4 - 1 . 7 0 F 4 . 6 6 2 . 6 4 - 2 . 0 1 G 4 . 9 2 3 . 3 5 - 1 . 5 7 H 4 . 5 5 2 . 7 1 - 1 . 8 4 平 均 數 4 . 7 3 2 . 8 4 - 1 . 8 8 標 準 差 0 . 3 1 0 . 4 0 0 . 3 2
表 4 - 6 起 跳 階 段 垂 直 速 度 變 化 垂 直 速 度 ( m / s ) 受 試 者 著 地 瞬 間 離 地 瞬 間 速 度 變 化 A - 0 . 1 7 3 . 5 1 3 . 6 8 B 0 . 0 6 3 . 2 5 3 . 1 9 C - 0 . 0 9 3 . 1 3 3 . 2 2 D - 0 . 3 2 3 . 1 6 3 . 4 8 E 0 . 0 4 3 . 2 8 3 . 2 4 F - 0 . 1 8 2 . 9 4 3 . 1 2 G 0 . 3 8 3 . 2 6 2 . 8 8 H - 0 . 0 2 2 . 7 4 2 . 7 7 平 均 數 - 0 . 0 4 3 . 1 6 3 . 2 0 * 標 準 差 0 . 2 1 0 . 2 3 0 . 3 2 * 表 示 與 成 績 達 顯 著 相 關 p < . 0 5
第 四 節 起 跳 階 段 身 體 傾 斜 角 度
表 4 - 7 、 為 起 跳 階 段 身 體 傾 斜 角 度 , 如 表 顯 示 起 跳 腳 著 地 瞬 間 的 後 傾 角 度 平 均 為 1 2 3 . 0 ± 2 . 8 4 ° , 起 跳 腳 離 地 瞬 間 為 8 5 . 6 0 ± 3 . 1 9 °。 而 起 跳 腳 著 地 瞬 間 的 內 傾 角 度 為 6 9 . 3 8 ± 4 . 1 8 ° , 離 地 瞬 間 為 9 5 . 8 8 ± 2 . 5 1 °。從 結 果 發 現 全 體 運 動 員 在 起 跳 階 段 身 體 從 內 傾 與 後 傾 姿 勢 , 轉 為 外 傾 與 前 傾 方 向 移 動 朝 橫 竿 方向 傾 斜 。 在 起 跳 離 地 瞬 間 身 體 都 已 向 前 、 向 外 超 過 垂 直 面 , 這 表 示 運 動 員 的 身 體 在 起 跳 離 地 瞬 間 已 接 近 橫 竿 。 表 4 - 7 起 跳 階 段 身 體 傾 斜 角 度
第 五 節 起 跳 階 段 膝 關 節 角 度 與 角 速 度
全 體 受 試 者 在 起 跳 階 段 的 膝 關 節 角 度 變 化 見 表 4 - 8 。 如 表 顯 示 , 全 體 受 試 者 在 起 跳 腳 著 地 瞬 間 膝 關 節 角 度 平 均 為 1 6 6 . 8 ± 5 . 2 7 ° , 離 地 瞬 間 平 均 為 1 6 2 . 3 ± 6 . 5 8 ° , 最 小 膝 關 節 角 度 平 均 1 3 8 . 2 ± 5 . 4 2 ° 。 表 中 也 發 現 有 4 名 運 動 員 ( A 、 B 、 C 與 F ) 起 跳 離 地 瞬 間 膝 關 節 角 度 比 著 地 瞬 間 大 , 且 在 起 跳 離 後 傾 角 度 ( ° ) 內 傾 角 度 ( ° ) 受 試 者 著 地 瞬 間 離 地 瞬 間 著 地 瞬 間 離 地 瞬 間 A 1 2 3 . 1 9 8 5 . 5 2 7 3 . 2 0 9 4 . 6 8 B 1 2 0 . 4 0 8 8 . 6 4 6 2 . 7 0 9 1 . 9 8 C 1 2 4 . 4 5 8 2 . 9 6 7 1 . 3 3 9 5 . 8 1 D 1 2 5 . 0 3 8 8 . 8 6 7 3 . 7 6 9 7 . 0 3 E 1 1 8 . 0 5 8 2 . 1 4 6 5 . 7 3 9 7 . 8 2 F 1 2 3 . 8 7 8 7 . 5 8 6 8 . 7 9 9 5 . 5 7 G 1 2 1 . 9 1 8 0 . 9 3 6 6 . 1 5 9 3 . 9 6 H 1 2 7 . 1 2 8 8 . 1 8 7 3 . 3 6 1 0 0 . 2 0 平 均 數 1 2 3 . 0 0 8 5 . 6 0 6 9 . 3 8 9 5 . 8 8 標 準 差 2 . 8 4 3 . 1 9 4 . 1 8 2 . 5 1地 瞬 間 角 度 較 大 的 運 動 員 其 膝 關 節 角 度 是 接 近 伸 直 的 。 表 4 - 8 起 跳 階 段 膝 關 節 角 度 變 化 受 試 者 著 地 瞬 間 膝 關 節 角 度 ( ° ) 膝 關 節 角 度 最 小 值 ( ° ) 離 地 瞬 間 膝 關 節 角 度 ( ° ) A 1 6 6 . 7 5 1 4 2 . 2 9 1 7 2 . 1 5 B 1 5 7 . 2 2 1 4 4 . 0 6 1 6 6 . 1 9 C 1 5 1 . 3 5 1 3 7 . 3 2 1 6 7 . 0 2 D 1 5 8 . 5 4 1 3 5 . 5 0 1 5 6 . 4 2 E 1 6 6 . 5 6 1 3 2 . 0 2 1 6 0 . 9 4 F 1 6 5 . 1 0 1 4 3 . 2 1 1 6 6 . 3 5 G 1 6 0 . 7 4 1 4 1 . 6 0 1 5 4 . 9 5 H 1 6 0 . 7 4 1 2 9 . 7 4 1 5 4 . 4 7 平 均 數 1 6 0 . 8 8 1 3 8 . 2 2 1 6 2 . 3 1 標 準 差 5 . 2 7 5 . 4 2 6 . 5 8
全 體 受 試 者 在 起 跳 階 段 膝 關 節 角 速 度 見 表 4 - 9 。 如 表 顯 示 , 屈 曲 最 大 角 速 度 最 快 的 為 E 運 動 員 - 5 7 8 . 7 d e g / s, 最 慢 為 C 運 動 員 - 2 0 4 . 0 d e g / s ; 伸 展 最 大 角 速 度 最 快 的 為 A 運 動 員 4 7 5 . 5 d e g / s , 最 慢 為 G 運 動 員 2 9 5 . 3 d e g / s 。 表 4 - 9 起 跳 階 段 膝 關 節 角 速 度 百 分 比 單 位 : % 屈 曲 伸 展 受 試 者 最 大 角 速 度 ( d e g / s ) 出 現 時 間 百 分 比 最 大 角 速 度 ( d e g / s ) 出 現 時 間 百 分 比 A - 4 2 1 . 5 3 2 0 . 3 6 4 7 5 . 4 5 8 0 . 2 4 B - 2 6 5 . 9 0 2 7 . 3 2 3 6 9 . 5 4 7 2 . 6 8 C - 2 0 3 . 9 5 2 5 . 0 0 4 5 5 . 1 1 7 5 . 0 0 D - 2 7 2 . 8 2 2 5 . 0 0 3 5 1 . 4 7 8 3 . 0 0 E - 5 7 8 . 6 5 2 0 . 0 0 4 5 8 . 4 6 8 0 . 0 0 F - 3 6 6 . 5 4 1 8 . 4 8 3 6 1 . 7 5 7 2 . 8 3 G - 3 3 7 . 1 6 1 9 . 8 8 2 9 5 . 2 6 6 9 . 8 8 H - 4 2 3 . 8 4 2 3 . 1 5 3 5 2 . 6 0 7 6 . 8 5 平 均 數 - 3 5 8 . 8 0 2 2 . 4 0 3 8 9 . 9 5 7 6 . 3 1 標 準 差 1 1 7 . 7 4 3 . 1 6 6 4 . 7 0 4 . 5 1
第 六 節 起 跳 階 段 膝 關 節 支 撐 時 間
表 4 - 1 0 為 起 跳 階 段 膝 關 節 支 撐 時 間 。 如 表 中 顯 示 , 全 體 受 試 者 在 前 支 撐 期 平 均 為 0 . 0 9 0 ± 0 . 0 1 2 s , 後 支 撐 期 平 均 為 0 . 0 9 6 ± 0 . 0 1 5 s, 總 時 間 平 均 為 0 . 1 8 5 ± 0 . 0 1 9 s。 結 果 發 現 多 數 受 試 者 的 後 支 撐 時 間 比 前 支 撐 時 間 長 。 表 4 - 1 0 起 跳 階 段 膝 關 節 支 撐 時 間 受 試 者 前 支 撐 期 後 支 撐 期 總 時 間 A 0 . 0 8 4 0 . 0 8 3 0 . 1 6 7 B 0 . 0 8 3 0 . 1 0 0 0 . 1 8 3 C 0 . 0 8 4 0 . 1 1 6 0 . 2 0 0 D 0 . 1 1 6 0 . 0 8 4 0 . 2 0 0 E 0 . 0 8 3 0 . 0 8 3 0 . 1 6 7 F 0 . 0 8 4 0 . 1 0 0 0 . 1 8 4 G 0 . 0 8 3 0 . 0 8 3 0 . 1 6 6 H 0 . 1 0 0 0 . 1 1 6 0 . 2 1 6 平 均 數 0 . 0 9 0 0 . 0 9 6 0 . 1 8 5 標 準 差 0 . 0 1 2 0 . 0 1 5 0 . 0 1 9 單 位 : 秒第 七 節 起 跳 階 段 身 體 重 心 高 度
表 4 - 1 1 顯 示 , 起 跳 階 段 著 地 瞬 間 身 體 重 心 高 度 平 均 為 0 . 7 7 ± 0 . 0 3 m , 離 地 瞬 間 平 均 為 1 . 0 8 ± 0 . 0 3 m 。 如 表 中 的 身 高 百 分 比 顯 示 , 全 體 受 試 者 都 是 以 較 低 重 心 姿 勢 進 入 起 跳 階 段 , 且 在 起 跳 後 均 是 高 重 心 姿 勢 。 表 4 - 1 1 起 跳 階 段 身 體 重 心 高 度 著 地 瞬 間 離 地 瞬 間 受 試 者 C M ( m ) hT D ( % ) C M ( m ) hT O ( % ) A 0 . 8 0 4 7 . 0 5 1 . 0 5 6 2 . 3 0 B 0 . 7 4 4 4 . 6 7 1 . 0 7 6 4 . 1 9 C 0 . 7 7 4 3 . 8 8 1 . 1 3 6 4 . 2 0 D 0 . 8 2 4 6 . 3 6 1 . 1 1 6 3 . 0 7 E 0 . 7 4 4 4 . 8 2 1 . 0 8 6 8 . 3 7 F 0 . 7 8 4 6 . 5 4 1 . 0 7 6 4 . 0 7 G 0 . 7 3 4 3 . 5 3 1 . 0 7 6 3 . 6 9 H 0 . 7 6 4 4 . 3 0 1 . 0 5 6 3 . 6 9 平 均 數 0 . 7 7 4 5 . 1 4 1 . 0 8 6 4 . 2 0 標 準 差 0 . 0 3 1 . 3 3 0 . 0 3 1 . 8 0 註 : C M : 身 體 重 心 高 度 , hT D: 起 跳 腳 著 地 瞬 間 身 體 重 心 高 度 佔 身 高 百 分 比 , hT O: 起 跳 腳 著 地 瞬 間 身 體 重 心 高 度 佔 身 高 百 分 比第 八 節 起 跳 離 地 瞬 間 的 起 跳 速 度 、 起 跳 角 度 與
起 跳 距 離
表 4 - 1 2 為 起 跳 離 地 瞬 間 的 起 跳 速 度 、 角 度 、 高 度 與 距 離 。 如 表 顯 示 全 體 受 試 者 的 起 跳 速 度 平 均 為 4 . 2 6 ± 0 . 3 7 m / s , 其 範 圍 在 3 . 8 5 到 4 . 8 2 m / s 之 間 、 起 跳 角 度 平 均 為 4 8 . 1 4 ± 3 . 6 5 ° 以 及 起 跳 距 離 平 均 為 0 . 7 1 ± 0 . 0 5 m 。 表 4 - 1 2 起 跳 離 地 瞬 間 的 起 跳 速 度 、 起 跳 角 度 與 起 跳 距 離 受 試 者 起 跳 速 度 ( m / s ) 起 跳 角 度 ( ° ) 起 跳 距 離 ( m ) A 4 . 8 2 4 6 . 7 7 0 . 6 9 B 3 . 9 7 5 5 . 0 1 0 . 7 3 C 4 . 2 5 4 7 . 2 7 0 . 7 2 D 4 . 0 0 5 2 . 2 0 0 . 7 2 E 4 . 5 4 4 6 . 2 2 0 . 6 2 F 3 . 9 5 4 8 . 0 7 0 . 8 0 G 4 . 6 8 4 4 . 2 1 0 . 7 3 H 3 . 8 5 4 5 . 3 7 0 . 6 5 平 均 數 4 . 2 6 4 8 . 1 4 0 . 7 1 標 準 差 0 . 3 7 3 . 6 5 0 . 0 5第 伍 章 討 論
本 章 分 為 三 個 部 分 進 行 討 論 : 一 、 跳 高 的 高 度 ; 二 、 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅 、 步 頻 與 速 度 變 化 ; 三 、 起 跳 階 段 的 動 作 技 術 。第 一 節
跳 高 的 高 度
本 研 究 受 試 者 參 與 1 0 2 年 大 專 運 動 會 公 開 女 子 組 跳 高 的 比 賽 成 績 平 均 為 1 . 5 9 m, 8 名 運 動 員 身 高 平 均 在 1 . 7 0 m, 擁 有 極 佳 的 身 材 優 勢 , 但 其 中 只 有 3 名 運 動 員 ( B 、 E 與 G ) 在 比 賽 中 曾 越 過 1 . 7 0 m , 而 本 次 比 賽 中 , 卻 沒 有 超 越 自 己 的 最 佳 成 績 。 在 影 響 跳 高 的 三 個 高 度 中 的 起 跳 高 度 受 身 高 與 起 跳 姿 勢 所 影 響 , 全 體 受 試 者 在 起 跳 離 地 瞬 間 佔 身 高 百 分 比 為 6 4 . 2 0 ± 1 . 8 0 % 與 目 前 世 界 最 好 的 跳 高 女 子 運 動 員 V l a s i c 比 較 離 地 瞬 間 為 7 3 . 0 6 % ( P a n o u t s a k o p o u l o s & K o l l i a s , 2 0 1 2 ) 是 較 低 的 , 但 從 離 地 瞬 間 的 百 分 比 來 看 , 國 內 運 動 員 與 世 界 級 運 動 員 均 超 過 身 高 的 5 0 % , 表 示 在 起 跳 後 都 是 以 高 重 心 完 成 起 跳 , 這 與 文 獻 相 符 合 ( D a p e n a , 2 0 0 0 ) 。 飛 程 高 度 是 決 定 跳 高 表 現 的 重 要 條 件 , 因 為 它 受 起 跳 的 垂 直 速 度 所 影 響 , 垂 直 速 度 越 快 飛 程 高 度 就 會 越 高 。 本 研 究 結 果 以 A 運 動 員 為 最 高 ( 0 . 6 1 m ) ,在 起 跳 階 段 的 離 地 垂 直 速 度 ( 3 . 5 1 m / s ) 也 屬 全 體 受 試 者 中 最 快 的 , 因 此 她 能 獲 得 較 大 的 垂 直 距 離 。 但 是 由 於 本 研 究 全 體 受 試 者 的 垂 直 速 度 較 小 , 因 此 飛 程 高 度 相 對 較 低 。由 於 起 跳 腳 離 地 時 就 決 定 了 身 體 重 心 飛 行 軌 跡 , 加 上 背 向 式 跳 高 具 有 使 身 體 重 心 低 於 橫 竿 高 度 的 優 勢 , 使 其 過 竿 高 度 出 現 負 值 , 而 在 對 世 界 級 運 動 員 的 研 究 中 也 有 相 同 發 現 , 如 阿 江 通 良 等 ( 2 0 1 0 ) 對 2 0 0 7 年 在 大 阪 的 世 界 田 徑 錦 標 賽 的 女 子 運 動 員 其 起 跳 離 地 瞬 間 的 垂 直 速 度 平 均 為 3 . 9 7 m / s , 飛 程 高 度 平 均 為 0 . 8 0 m,過 竿 高 度 平 均 為 - 0 . 0 9 m,與 Yo u n g - S a n g 等 ( 2 0 1 1 ) 研 究 世 界 錦 標 賽 女 子 冠 軍 的 起 跳 離 地 瞬 間 垂 直 速 度 為 4 . 1 8 m / s , 飛 程 高 度 為 0 . 9 4 m , 過 竿 高 度 為 - 0 . 1 9 m , 這 顯 示 了 世 界 級 運 動 員 的 過 竿 的 優 異 。 A n t e k o l o v i ć 等 ( 2 0 0 6 ) 指 出 過 竿 高 度 的 數 值 越 小 表 示 過 竿 的 效 率 越 好 。 本 研 究 的 平 均 值 為 0 . 0 7 m ± 0 . 0 5 , 與 中 國 女 子 運 動 員 的 數 值 0 . 0 9 m ± 0 . 0 4 ( 王 琨 、 王 慧 、 劉 秀 峰 與 宋 海 四 , 2 0 0 0 ) , 還 有 世 界 級 女 子 運 動 員 的 數 值 0 . 0 6 m ± 0 . 0 7 ( R i t z d o r f & C o n r a d , 1 9 8 7 ) 是 有 待 改 善 的 。
第 二 節 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅 、 步 頻 與 速 度 變 化
一 、 助 跑 最 後 二 步 的 速 度 變 化 助 跑 速 度 是 運 動 員 有 效 完 成 起 跳 動 作 的 保 證 ( 李 磊 、 李 建 英 與 時 衛 東 , 2 0 0 9 ) , 要 在 跳 高 項 目 中 突 破 最 大 的 瓶 頸 還 是 在 速 度 上 的 限 制 , 有 速 度 上 的 優 勢 才 能 發 揮 在 成 績 表 現 上 ( 劉 金 鎗 , 2 0 0 8 ) , 而 助 跑 速 度 快 有 助 於 選 手 對 地 面 產 生 較 大 的 垂 直 作 用 力 , 在 起 跳 結 束 獲 得 較 大 的 垂 直 速 度 ( D a p e n a , 2 0 0 0 ; H u m p h r e y & N o r d q u i s t , 2 0 0 0 ) , 但 速 度 並 非 越 快 越 好 , 必 須 以 自 己 能 掌 握 且 能 克 服 膝 關 節 屈 曲 的 速 度 下 進 入 起 跳 階 段 。 在 水 平 速 度 表 現 上 , 助 跑 最 後 二 步 應 避 免 損 失 過 多的 水 平 速 度 , 使 其 在 起 跳 後 能 保 留 一 些 水 平 速 度 來 使 運 動 員 向 橫 竿 推 進 。 過 去 文 獻 發 現 到 部 分 世 界 級 的 女 子 運 動 員 助 跑 最 後 二 步 水 平 速 度 是 逐 漸 減 少 ( D a p e n a , 1 9 8 8 , 2 0 0 0 , 2 0 0 6 ) 以 利 獲 得 較 大 的 垂 直 速 度 , 而 本 研 究 受 試 者 在 助 跑 最 後 二 步 的 水 平 速 度 的 卻 是 逐 漸 增 加 , 全 體 受 試 者 透 過 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅 縮 短 與 步 頻 較 快 , 以 較 快 的 步 頻 有 利 於 快 速 的 起 跳 。 從 助 跑 最 後 二 步 的 水 平 速 度 的 變 化 上 發 現 兩 種 的 型 態 , 水 平 速 度 逐 漸 減 少 , 有 利 於 速 度 的 轉 換 , 其 速 度 較 容 易 掌 握 ; 水 平 速 度 逐 漸 增 加 有 利 於 獲 得 較 大 垂 直 速 度 , 但 速 度 轉 換 較 不 易 , 容 易 失 速 。 這 兩 種 型 態 都 各 有 優 勢 , 卻 不 一 定 適 用 於 每 位 運 動 員 。 在 垂 直 速 度 的 表 現 上 , 全 體 受 試 者 都 有 明 顯 的 減 少 , 且 在 助 跑 最 後 一 步 開 始 出 現 負 值 , 這 表 示 運 動 員 在 執 行 助 跑 最 後 二 步 的 過 程 中 積 極 的 向 前 來 減 少 向 下 速 度 。 助 跑 水 平 速 度 越 快 , 所 獲 得 的 起 跳 垂 直 速 度 也 越 快 ( D a p e n a , 2 0 0 0 ) 。 而 隨 著 跳 躍 高 度 增 加 , 助 跑 最 後 一 步 水 平 速 度 增 加 , 其 起 跳 離 地 瞬 間 垂 直 速 度 也 會 增 加 。 從 表 5 - 1 顯 示 , 在 比 較 世 界 級 女 子 運 動 員 在 各 項 比 賽 中 獲 得 的 參 數 , 當 女 子 運 動 員 要 跳 過 1 . 9 0 公 尺 的 高 度 , 其 助 跑 水 平 速 度 要 達 到 6 . 7 m / s 以 上 , 然 而 , 本 研 究 受 試 者 在 最 後 二 步 的 速 度 上 明 顯 與 世 界 級 的 運 動 員 相 差 甚 大 , 所 獲 得 的 垂 直 速 度 也 會 較 慢 , 這 是 國 內 女 子 跳 高 運 動 員 在 技 術 上 造 成 無 法 突 破 1 . 7 0 m 的 一 個 極 需 要 改 善 的 缺 點 。 在 助 跑 過 程 中 , 為 了 順 利 使 水 平 速 度 轉 換 成 垂 直 速 度 而 獲 得 起 跳 效 果 , 應 降 低 身 體 重 心 來 加 長 垂 直 距 離 ( 郭 天 榮 與 艾 菲 , 2 0 0 4 ) , 因 為 以 較 低 重 心 進 入 起 跳 , 可 以 增 加 人 體 對 地 面 產 生 垂 直 作 用 力 的 作 用 時 間 , 重 心 就 能 獲 得 較 長 的 移 動
距 離 ( D a p e n a , 1 9 8 8 ) 。 從 圖 5 - 1 與 圖 5 - 2 就 能 看 出 世 界 級 運 動 員 和 本 研 究 受 試 者 都 是 以 快 速 度 助 跑 與 較 低 姿 勢 來 進 入 起 跳 ( D a p e n a e t a l . , 2 0 0 6 ) 。 圖 5 - 1 . 世 界 級 女 子 跳 高 運 動 員 的 助 跑 水 平 速 度 與 身 體 重 心 高 度 的 關 係 圖 ( D a p e n a e t a l . , 2 0 0 6 ) 註 : hT D: 起 跳 腳 著 地 瞬 間 身 體 重 心 高 度 佔 身 高 百 分 比 , VH 1: 助 跑 最 後 一 步 的 水 平 速 度
圖 5 - 2 . 助 跑 水 平 速 度 與 身 體 重 心 高 度 的 關 係 圖 起 高 跳 度 腳 佔 著 身 地 高 瞬 百 間 分 身 比 體 ( % ) 重 心 助 跑 最 後 一 步 的 水 平 速 度 ( m / s )
表 5 - 1 女 子 跳 高 運 動 員 助 跑 最 後 二 步 水 平 與 垂 直 速 度 資 料 來 源 跳 高 成 績 ( m ) 助 跑 最 後 第 二 步 水 平 速 度 ( m / s ) 助 跑 最 後 一 步 水 平 速 度 ( m / s ) W C 1 9 8 7 a 2 . 0 9 - 1 . 9 3 6 . 6 9 ± 0 . 6 9 6 . 7 6 ± 0 . 6 6 O G 1 9 8 8 b 2 . 0 3 - 1 . 9 0 6 . 9 9 ± 0 . 3 5 6 . 8 8 ± 0 . 4 1 W C 1 9 9 1 c 2 . 0 0 - 1 . 9 0 6 . 7 3 ± 0 . 4 2 W C 2 0 0 7 d 2 . 0 5 - 1 . 9 7 6 . 8 5 ± 0 . 4 0 W C 2 0 1 1 e 2 . 0 3 - 2 . 0 0 D a p e n a f 2 . 0 5 - 1 . 9 6 7 . 0 3 ± 0 . 3 8 7 . 0 3 ± 0 . 3 2 D a p e n a g 1 . 8 6 - 1 . 7 8 6 . 5 1 ± 0 . 2 2 6 . 3 3 ± 0 . 1 4 N G 2 0 0 9 h 1 . 7 6 - 1 . 6 7 5 . 9 0 ± 0 . 2 0 4 . 6 0 ± 0 . 2 0 本 研 究 1 . 6 6 - 1 . 4 5 4 . 1 8 ± 0 . 4 1 4 . 7 7 ± 0 . 3 3 註 : W C : 世 界 錦 標 賽 , O G : 奧 運 會 , N G : 全 國 運 動 會 , 其 後 的 數 字 則 代 表 年 代 。 a: R i t z d o r f 與 C o n r a d ( 1 9 9 0 ) ; b: C o n r a d 與 R i t z d o r f ( 1 9 9 0 ) ; c : 飯 干 明 、 阿 江 通 良 、 結 城 匡 啟 、 高 松 潤 二 、 長 尺 光 雄 與 湯 海 鵬 ( 1 9 9 4 ) ; d : 阿 江 通 良 、 永 原 隆 、 大 島 雄 治 、 小 山 紅 之 、 高 本 惠 美 與 柴 山 一 仁 ( 2 0 1 0 ), e: K i m 等 ( 2 0 1 1 ) , f: D a p e n a ( 2 0 0 0 ) ; g : D a p e n a 等 ( 2 0 0 6 ) ; h : 李 春 安 ( 2 0 1 0 ) 。
二 、 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅 與 步 頻 變 化 在 助 跑 最 後 二 步 的 步 幅 與 步 頻 對 跳 高 影 響 很 大 ( 童 樹 濤 , 2 0 1 0 ) , 運 動 員 用 縮 短 步 幅 的 方 式 來 加 快 節 奏 增 加 步 頻 ( C o n r a d & R i t z d o r f , 1 9 9 0 ) 。 本 研 究 結 果 發 現 助 跑 最 後 一 步 步 幅 ( 1 . 3 4 ~ 1 . 7 1 m ) 比 第 二 步 短 ( 1 . 4 4 ~ 1 . 8 9 m ) , 本 研 究 部 分 受 試 者 的 步 幅 縮 小 步 頻 增 加 可 以 增 快 速 度 , 與 過 去 文 獻 有 相 同 的 趨 勢 ( 王 凌 飛 , 2 0 0 8; 李 春 安 , 2 0 1 0; R i t z d o r f , & C o n r a d , 1 9 8 7 , C o n r a d & R i t z d o f f , 1 9 9 0 ) 。 但 由 於 助 跑 最 後 一 步 的 步 幅 大 可 增 加 非 起 跳 腳 擺 腿 與 蹬 伸 的 幅 度 使 肌 肉 能 充 分 拉 長 , 創 造 垂 直 向 上 的 條 件 ( 韓 慧 、 邊 衛 與 王 倩 , 1 9 9 6 ) , 從 最 後 一 步 步 幅 來 看 世 界 及 運 動 員 的 步 幅 佔 身 高 幾 乎 都 接 近 甚 至 超 過 百 分 之 百 ( D a p e n a , 2 0 0 6 ) , 而 本 研 究 受 試 者 卻 只 有 佔 8 6 . 5 0 % , 由 於 國 內 大 專 運 動 員 身 高 不 及 世 界 級 運 動 員 ( D a p e n a , 2 0 0 6 ) , 因 此 本 研 究 受 試 者 的 步 幅 還 可 再 增 大 。 由 於 最 後 二 步 接 近 起 跳 階 段 , 加 上 在 這 兩 步 中 的 水 平 與 垂 直 速 度 要 準 備 做 轉 換 , 因 此 助 跑 節 奏 對 跳 高 是 相 當 重 要 的 , 尤 其 是 在 助 跑 最 後 二 步 的 速 度 , H u m p h r e y, & N o r d q u i s t ( 2 0 0 0 ) 指 出 在 助 跑 最 後 二 步 起 跳 腳 是 以 一 種 快 速 而 迅 猛 的 姿 態 進 入 起 跳 階 段 , 且 節 奏 應 與 中 文 所 用 的 詞 彙 ” 天 、 今 天 ( d a y、 t o d a y ) ” 的 節 奏 相 似 。 從 結 果 可 以 看 出 8 名 受 試 者 的 節 奏 與 這 個 原 理 相 符 , 但 在 速 度 的 數 值 上 是 小 於 世 界 級 運 動 員 ( R i t z d o r f & C o n r a d , 1 9 8 7 ) 。 由 於 較 大 的 步 幅 可 增 加 蹬 伸 幅 度 , 而 本 研 究 全 體 受 試 者 助 跑 最 後 二 步 步 幅 的 距 離 相 差 甚 小 以 致 步 頻 慢 於 世 界 級 運 動 員 ( 國 內 運 動 員 最 後 二 步 步 頻 3 . 7 2 與 4 . 7 4 s t r i d e s / s , 世 界 級 運 動 員 3 . 8 8 與 4 . 9 4 s t r i d e s / s ) 。