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研究生: 陳淑英
Shu-Yin Chen
論文名稱: 大專與高中男子短距離選手起跑之生力學分析
Biomechanical Analysis of Starts by College and Senior High Male Sprinters
指導教授: 許樹淵
Hsu, Shu-Yuen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 體育學系
Department of Physical Education
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 短距離起跑3D攝影分析生物力學 
英文關鍵詞: sprint, start, 3D photography analysis, and biomechanics
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:142下載:26
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  • 本研究應用生物力學原理,探討大專與高中男子短距離選手起跑及起跑後第一步、第二步相關參數之差異,藉由研究所得提供教練及運動員作為訓練參考。本研究受試者為高中與大專男子選手各五名,平均身高為173.6±2.7及174.2±3.2公分,體重為61.4±4.4及67.6±3.2公斤、年齡為15.8±1.1及21.4±0.9歲。本實驗方法使用一台Redlake高速數位攝影機、一組單向測力計以及Kwon3D軟體, 採用獨立樣本t考驗及皮爾遜績差相關進行分析,以SPSS12.0 統計軟體計算,顯著水準訂為α= .05。本研究結論有以下三點。
    (一) 本實驗研究發現高中選手在預備姿勢之軀幹角度、起跑重心水平位移皆大於大專選手;而大專選手起跑反應時間快於高中選手,預備姿式前後髖關節、第二步重心垂直位移、第一步、第二步著地重心垂直速度、第二步著地重心高度,均大於高中選手。
    (二) 動力學部分:大專選手的前腳最大反作用力大於高中選手,高中選手之後腳總衝量(倍體重)大於大專選手,兩組前腳最大反作用力皆大於後腳之最大反作用力。
    (三) 起跑重心水平速度、起跑重心垂直速度與起跑重心合速度與前後髖關節、前後膝關節、軀幹角度、前後腳最大反作用力及前腳總衝量皆未達顯著相關。重心水水平速度與後腳總衝量之倍體重成顯著相關(r=.66)。
    關鍵詞:短距離、起跑、3D攝影分析、生物力學

    Biomechanical Analysis of Starts by College and Senior High Male Sprinters
    June 2007 Postgraduate: Shu-Yin Chen; Adviser: Shuh-Yuan Hsu
    Abstract
    Based on the principles of biomechanics, this study explores the differences among the parameters about the start and the fist and second steps following the start by the college and senior high male sprinters. The findings shall be the reference for the training methods adopted by coaches to athletes. Five senior high male athletes and five college ones are the subjects. Averagely, the senior high male athletes are 173.6±2.7 cm (height), 61.4±4.4 kg (weight), and 15.8±1.1 years old (age), while the college male athletes are 174.2±3.2 cm (height), 67.6±3.2 kg (weight), and 21.4±0.9 years old (age). The experiment is conducted with a Redlake high-speed digital camera, a set of unidirectional dynamometers, and the Kwon3D software. The analysis employs the t-test of independent samples and the Pearson product-moment correlation, the calculation adopts the statistical software, SPSS12.0, and α= .05 is the level of significance. The findings and the conclusion are in the three following points:
    (四) In the experiment, the senior high athletes have greater trunk angles at the commencing position and greater horizontal displacements of the start cg (center of gravity). At the start, college athletes re-act faster and have greater front and back hip joints at the commencing position, greater vertical displacements of cg at the second step, faster vertical speeds of the landing cg at the first and second steps, and higher heights of the landing cg at the second step.
    (五) In dynamics, the college athletes have the greater maximum counterforce of forefeet. The senior high athletes have the greater total impulse of back feet (times the weight). For the two sets of subjects, the maximum counterforce is greater at the forefoot than at the back foot.
    (六) The horizontal and vertical speeds and resultant velocity of cg at the start do not reach the level of significance. The maximum counterforce at the front and back hip joints, the front and back knee joints, the trunk angle, and the forefeet and back feet do not, either, and neither does the total impulse at the forefeet. Nevertheless, the relation between the horizontal speed of cg and the total impulse (times the weight) of back feet is quite significant (r=.66).

    大專與高中男子短距離選手起跑之生力學分析 目 次 中文摘要………………………… ……………………………………..…Ⅰ 英文摘要………………………… ………………………………………….Ⅱ 目次…………………………………………………………………….....…..Ⅲ 表次………………………………………………………………………….. Ⅵ 圖次………………………………………………………………. ……….... Ⅶ 第壹章 緒論…………………………………………………….……………1 第一節、前言…………………………………………………….…..….….1 第二節、研究背景………………………………………………………….5 第三節、研究目的……………………………………………………….…6 第四節、研究範圍與限制………………………………………… ……...8 第五節、名詞操作性定義………………………………………..……......9 第貳章 文獻探討…………………………………………..………………11 第一節、起跑運動學之相關文獻歐………………………….………..…11 第二節 起跑動力學之相關文獻…………………………..…………….15 第三節 起跑後第一步、第二步運動學之相關獻……..……….……….16 第四節 結語……………..…………………………………………….…19 第參章、研究方法與步驟………………………………………...…20 第一節、研究對象……………………………………………………......20 第二節、實驗時間地點………………………………………...…………22 第三節、實驗儀器設備………………………………………...…………23 第四節、實驗場地佈置………………………………………………...…25 第五節、研究架構…………………………………………………...……27 第六節、實驗說明……………………...……………………………...….28 第七節、資料收集………………………………………………………...29 第八節、資料處理……………………………………………………...…30 第九節、統計方法………………………………………………...………34 第肆章 結果…………….…………………………………………………..35 第一節、起跑及起跑後第一、二步之運動學參數差異性……………...35 第二節、兩組選手在起跑動作上的動力學參數差異性…………….…44 第三節、運動學與動力學參數相關性………………………………….45 第伍章、討論與結論………………………………………..……...48 第一節、運動學參數……………………………..……………………...48 第二節、動力學參數……………………………………………………..57 第三節、重心速度與運動學動力學參數相關性……………………...…58 第四節、結論………………………………………………………….......59 參考文獻……………………………………………………………………..60 中文部分……………………………………………………………...…..60 英文部分……………………………………………………..………......62 附錄一:受試者同意書…………………………………….……………..65 附錄二:受試者個別參數………………………………….……………..66 表 次 表3-1 高中組受試者選手基本資料表…………………………………..…21 表3-2 大專組受試者基本資料表………………………………………..…21 表3-3 人體肢段參數………………………………………………….…….30 表4-1 兩組選手起跑預備姿勢之運動學參數之差異性分析摘要表….… 36 表4-2 兩組選手反應時間與前、後腳推蹬時間參數之差異性分析摘 要表………………………………………………………………………….37 表4-3 起跑之關節角度、軀幹角度及身體角度差異性分析摘要表……...38 表4-4 起跑之身體重心參數之差異性分析摘要表………………………..39 表4-5 第一、二步著地時間之差異性分析摘要表…………………….…..40 表4-6 第一、二步步幅之差異性分析摘要表……………………………...41 表4-7 第一、二步著地身體角度之差異性分析摘要表……………….…..41 表4-8 第一、二步身體重心參數之差異性分析摘要表……………………43 表4-9 起跑動作動力學參數之差異性分析摘要表……………………..…44 表4-10 起跑重心水平速度與預備時身體關節、軀幹角度相關性…………45 表4-11 起跑重心水平速度與動力學參數相關性…………………………..46 圖 次 圖1-1各就各位動作……….……………………………………………….....2 圖1-2 起跑預備動作……….……………………………………………….....2 圖1-3 鳴槍出發……………………….……………………………………….3 圖1-4身體關節及軀幹角度圖………………………………….……. ……..10 圖1-4 身體角度……………………………………………….……………...10 圖3-1 實驗場地佈置圖……………………………………………………...25 圖3-2 研究架構圖……….…………………………………………………...27 圖 3-3 角度定義圖……….…………………………………………….……32 圖 3-4角度定義圖……….……………………………………………….….33 圖5-1 高中選手與大專選手重心高度變化圖……….…………………..….49 圖5-2高中選手與大專選手重心垂直位移分析圖……….………………...50 圖5-3 高中選手與大專選手重心水平位移分析圖……….……………...…51

    參考文獻
    中文部份:
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