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114年:物治基礎(2)

一以右手持拍的優秀網球員上手發球的抬手後擺期（cocking phase）動作，下列敘述何者錯誤？

A許多肌肉被拉長為後續的加速期儲存身體組織的潛能（potential energy）
B身體重量往左腿移動，軀幹旋轉、伸展，並向左傾
C右肩外展，並在此時期達到最大外旋角度
D肘關節微彎，前臂保持旋前（pronation）與橈偏（radial deviation）

詳細解析

本題觀念：

網球發球的生物力學（Biomechanics of Tennis Serve），特別是「抬手後擺期」（Cocking Phase）的動力鏈機制與肢體擺位。

選項分析

  • A. 許多肌肉被拉長為後續的加速期儲存身體組織的潛能（potential energy）：正確

    • 在抬手後擺期（Cocking Phase），身體進行「拉弓」動作。腿部、軀幹（腹斜肌、豎脊肌）及肩部內轉肌群（如胸大肌、背闊肌）進行**離心收縮（Eccentric contraction）**而被拉長。這啟動了「伸展-收縮循環」（Stretch-Shortening Cycle, SSC），將彈性位能儲存在肌肉肌腱複合體中，為接下來的加速期（Acceleration Phase）釋放爆發力做準備。

  • B. 身體重量往左腿移動，軀幹旋轉、伸展，並向左傾：正確

    • 重心轉移：對於右手持拍球員，在準備擊球的過程中，重心會從後腳（右腳）轉移至前腳（左腳），並伴隨膝關節伸展蹬地，將地面反作用力向傳遞。
    • 軀幹動作：此時期軀幹會進行旋轉（Rotation，胸口轉向側面或後方）、伸展（Extension，背部反弓）以及側彎（Lateral flexion）。這裡的「向左傾」是指為了讓右肩向上延伸擊球，軀幹會向非持拍側（左側）側彎，形成所謂的「側手翻（Cartwheel）」動作軸向，有助於增加擊球高度與力量。

  • C. 右肩外展，並在此時期達到最大外旋角度：正確

    • 外展（Abduction）：發球時肩關節通常外展至約 90-100 度（即手臂抬起）。
    • 外旋（External Rotation）：Cocking Phase 的結束點定義通常為肩關節達到最大外旋（Maximal External Rotation）。此時球拍頭會指地面（Racquet Drop），是發球動作中肩膀負荷極大且儲存最多能量的瞬間。

  • D. 肘關節微彎，前臂保持旋前（pronation）與橈偏（radial deviation）：錯誤

    • 肘關節：在 Cocking Phase 的末端（即球拍後掉最低點），肘關節通常會彎曲超過 90 度（約 110-120 度），以利球拍頭下沈，而非僅是「微彎」。
    • 手腕動作（關鍵錯誤）：選項敘述「保持橈偏（Radial Deviation）」。
      • 橈偏（手腕向大拇指側偏）會使球拍頭相對於前臂「翹起」。在發球的準備動作（Trophy Pose）初期，手腕確實可能處於伸展且橈偏的位置以豎起球拍。
      • 然而，在進入 Cocking Phase 的後段（Late Cocking），為了讓球拍頭順利向後背掉落（Racquet Drop）以達到最大力距與儲能，手腕必須放鬆並順勢進入**尺偏（Ulnar Deviation）**或中立位，而非「保持橈偏」。若持續保持橈偏，球拍頭將無法有效下沈，會阻礙最大外旋與後續的鞭打動作。
      • 前臂旋前：雖然許多優秀選手在後擺過程中會保持拍面關閉（這涉及前臂旋前），但此選項的致命錯誤在於對「橈偏」的描述，這不符合球拍後掉（Drop）的生物力學機制。

答案解析

本題正確答案為 D。在抬手後擺期（Cocking Phase），為了完成球拍後掉（Racquet Drop）並達到最大肩關節外旋，手腕不能僵硬地保持在橈偏（Radial Deviation）位置，而是會隨著重力與慣性移動至尺偏（Ulnar Deviation）或中立伸展位，以便球拍頭能夠指向地面，增加揮拍的加速距離與鞭打效應。此外，肘關節在此階段通常大幅彎曲以縮短轉動慣量半徑，利於隨後的快速旋轉。

核心知識點

  1. 網球發球分期：
    • Wind-up / Preparation
    • Cocking (Early & Late)：以最大肩關節外旋 (Max ER) 為結束點。此時球拍頭指向地面（Racquet Drop）。
    • Acceleration：從 Max ER 到擊球瞬間（Contact）。包含快速的肩內旋、肘伸直與前臂旋前（Pronation）。
    • Follow-through。
  2. Cocking Phase 關鍵動作：
    • 肌群離心收縮：儲存彈性位能 (SSC)。
    • 動力鏈傳遞：下肢蹬地 -> 骨盆旋轉 -> 軀幹伸展/側彎 -> 肩膀外旋。
    • 手腕位置：由準備期的橈偏（Radial deviation）過渡到後掉期的尺偏（Ulnar deviation），以利球拍頭下墜。

參考資料

  1. Kibler WB, et al. Mechanics and pathomechanics in the overhead athlete. Clin Sports Med. 2000. (定義發球分期與動力鏈)
  2. Elliott B. Biomechanics and tennis. Br J Sports Med. 2006. (分析發球手腕與肩膀動作)
  3. Reid M, et al. The mechanics of the serving arm in tennis. ITF Coaching and Sport Science Review. (關於 Racquet Drop 與手腕尺偏的機制)
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