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Author: 許大偉
Ta-Wei Hsu
Thesis Title: 不同的垂直跳測驗方法之生物力學分析
The analysis of vertical jump by different biomechanical approaches
Advisor: 蔡虔祿
Tsai, Chien-Lu
Degree: 碩士
Master
Department: 體育學系
Department of Physical Education
Thesis Publication Year: 2009
Academic Year: 97
Language: 中文
Number of pages: 85
Keywords (in Chinese): 垂直跳跳高測驗運動學動力學國小學童
Keywords (in English): vertical jump, high jump test, kinematics, kinetics, school children
Thesis Type: Academic thesis/ dissertation
Reference times: Clicks: 723Downloads: 49
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  • 目的:探討國小學童之「高表現組」與「一般表現組」的垂直跳高實驗中之運動學與動力學參數是否有差異,並探究影響垂直跳高表現之因素為何。方法:本研究以16名國小5年級男童為研究對象,並分為「高表現組」與「一般表現組」二組各8名,以Vicon Motion Capture System MX-13+高速數位影像擷取攝影機(250Hz)、一部Kistler 三維測力板(1250Hz)及觸摸垂直跳高測量板,擷取垂直跳高動作過程中的運動學及動力學參數。將所得結果採用無母數統計方法之曼-惠特尼U考驗(Mann - Whitney U test)來檢測兩組所得的各項參數間是否有差異,並以Pearson積差相關分析相關性及各測驗方法相關矩陣,統計顯著水準定為α=.05。結果:一、在運動學部分:「高表現組」與「一般表現組」之垂直跳高重心增加高度、騰空期重心高度變化量、起跳瞬間垂直速度、起跳前重心最大速度、膝與肩關節的最小角度、髖及肩關節角度最大變化量有顯著差異(p<.05)。二、動力學部分:「高表現組」與「一般表現組」之最大垂直反作用力與衝量皆有顯著差異(p<.05)。三、測量學部分:不同方式的垂直跳高測驗皆有顯著高度相關(p<.05)。

    Objective: The purposes of this study were to compare the biomechanical variables of vertical jump by different analysis methods between the high-performance and general- performance school children.

    Methodology: This study employed 16 of the fifth grades as research subjects. The children were divided into two groups with 8 members each in the categories of “high performance” and “general performance”. Ten Vicon Motion Capture system high speed digital cameras (250Hz), one Kistler force platform (1250Hz) and vertical high jump measurement board were used to collect the kinematics and dynamics data during the vertical jump movements. The Mann-Whitney U Test of nonparametric statistical to test was used the differences between the two groups. The Pearson's product-moment correlation method was used to analyze the correlation among the different analysis approaches. The statistical significance level was set at α=.05.

    Findings: 1. There were significant differences observed (p<.05) for items like: the increasing height for center of gravity during vertical high jump, the amount of the vertical displacement of the center of gravity in midair, the initial velocity at the start of the jump, the maximum velocity of the center of gravity at the start of jump, the minimum joint angles for both the knee and shoulder respectively, the maximum displacement for the joint angles at hip and shoulder respectively. 2. There were significant differences observed (p<.05) for the maximum vertical ground reaction force and the impulse between “high performance” and “general performance”. 3. There were significant correlations among the all different biomechanical analysis approaches when the children performed the vertical jump movement.

    目 次 頁次 口試委員與系主任簽字証書…………………………………………… I 授權書…………………………………………………………………… II 中文摘要………………………………………………………………… III 英文摘要………………………………………………………………… IV 謝誌……………………………………………………………………… V 目次……………………………………………………………………… VI 表次……………………………………………………………………… VIII 圖次……………………………………………………………………… IX 第壹章 緒論 …………………………………………………………… 1 第一節 研究動機 ……………………………………………………… 1 第二節 研究目的 ……………………………………………………… 3 第三節 研究假設 ……………………………………………………… 5 第四節 研究範圍 ……………………………………………………… 7 第五節 解釋名詞 ……………………………………………………… 8 第六節 名詞操作型定義 ……………………………………………… 9 第七節 研究的重要性 ………………………………………………… 12 第貳章 相關文獻探討 ……………………………………………… 14 第一節 垂直跳之生物力學分析 ……………………………………… 14 第二節 測力板系統介紹 ……………………………………………… 22 第三節 Vicon 動作分析系統介紹 …………………………………… 27 第四節 文獻總結 ……………………………………………………… 29 第叁章 實驗方法和步驟……………………………………………… 30 第一節 實驗參與者 …………………………………………………… 30 第二節 實驗時間與地點 ……………………………………………… 31 第三節 實驗儀器與工具 ……………………………………………… 32 第四節 實驗場地佈置 ………………………………………………… 34 第五節 實驗架構 ……………………………………………………… 36 第六節 實驗流程 ……………………………………………………… 37 第七節 運動學資料收集 ……………………………………………… 42 第八節 動力學資料收集 ……………………………………………… 42 第九節 資料處理 ……………………………………………………… 43 第十節 統計方法 ……………………………………………………… 44 第肆章 結果……………………………………………………………… 45 第一節 測量學結果 …………………………………………………… 46 第二節 不同測量方式所測得參數的比較 …………………………… 54 第伍章 討論與結論 …………………………………………………… 64 第一節 垂直跳高之測量學相關討論 ………………………………… 65 第二節 不同測量方式所測得參數的分析 …………………………… 70 第三節 結論 …………………………………………………………… 75 參考文獻 ………………………………………………………………… 77 中文部份………………………………………………………………… 77 英文部份………………………………………………………………… 80 附錄………………………………………………………………………… 84 表 次 表1-1 跳躍動作表現時間順序表 ……………………………………… 13 表3-1 參與者基本資料表……………………………………………… 30 表3-2 反光點黏貼位置表 ……………………………………………… 39 表4-1 各種高度測驗方式所得變化量相關性比較表 ………………… 47 表4-2 高表現組各種高度測驗方式所得變化量相關性比較表 ……… 48 表4-3 一般表現組各種高度測驗方式所得變化量相關性比較表 …… 49 表4-4 不同垂直跳測驗方式所測得之數值的描述性統計量 ………… 50 表4-5 不同垂直跳測驗方式所測得之數值的變異數分析摘要表 …… 50 表4-6 測力板衝量算的重心高度變化為效表與其他方式之比較表 … 52 表4-7 「高表現組」與「一般表現組」於不同測量方式的高度變化量… 53 表4-8 「高表現組」與「一般表現組」之跳躍高度 ………………… 54 表4-9 「高表現組」與「一般表現組」之各分期動作時間 ………… 56 表4-10 「高表現組」與「一般表現組」各分期之重心高度變化量…… 57 表4-11 兩組之起跳瞬間垂直速度及起跳前最大垂直速度 …………… 58 表4-12 兩組下蹲期至重心到最高點間之各關節的最大角度 ………… 59 表4-13 兩組下蹲期至重心到最高點間之各關節的最小角度 ………… 60 表4-14 兩組下蹲期至重心到最高點間之各關節的角度變化量 ……… 61 表4-15 「高表現組」與「一般表現組」蹬伸期之最大垂直反作用力… 62 表4-16 「高表現組」與「一般表現組」蹬伸期之垂直衝量 ………… 63 圖 次 圖1-1 垂直跳分期動作圖 ……………………………………………… 9 圖1-2 垂直跳作用力分期圖 …………………………………………… 10 圖2-1 測力板 …………………………………………………………… 22 圖2-2 四個換能器測得之力 …………………………………………… 23 圖2-3 作用力作用於測力板的合力示意圖 …………………………… 24 圖2-4 垂直跳的垂直分力及水平分力變化情形 ……………………… 25 圖3-1 Kistler 9287 ……………………………………………………… 32 圖3-2 電腦主機及相關器材 …………………………………………… 32 圖3-3 Vicon MX-13+ …………………………………………………… 32 圖3-4 L-frame…………………………………………………………… 32 圖3-5 T-frame…………………………………………………………… 32 圖3-6 實驗場地佈置圖 ………………………………………………… 34 圖3-7 擷取指高之光點所架設之攝影機 ……………………………… 35 圖3-8 實驗架構圖 ……………………………………………………… 36 圖3-9 實驗流程圖 ……………………………………………………… 38 圖3-10 反光求黏貼於身體正反面位置圖 ……………………………… 40 圖4-1 兩組於不同測量方式的高度變化量 …………………………… 53 圖4-2 兩組之跳躍高度 ………………………………………………… 54 圖4-3 兩組之各分期動作時間 ………………………………………… 56 圖4-4 兩組各分期之重心高度變化量 ………………………………… 57 圖4-5 兩組起跳瞬間垂直速度及起跳前最大垂直速度 ……………… 58 圖4-6 兩組於下蹲期至重心到最高點間之各關節的最大角度 ……… 59 圖4-7 兩組於下蹲期至重心到最高點間之各關節的最小角度…… 60 圖4-8 兩組於下蹲期至重心達最高點間關節角度最大變化量…… 61 圖4-9 兩組蹬伸起跳期之最大垂直反作用力……………………… 62 圖4-10 兩組蹬伸起跳期之垂直衝量……………………………… 63

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