肌肉的主要生物力學特征
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肌肉的主要生物力學特征范文第1篇
摘 要 采用文獻資料法、歸納分析對目前舉重科研中使用的運動生物力學方法進行綜述，為豐富發展舉重教學和科研提供參考價值。
關鍵詞 舉重 運動學 動力學 生物學
在中國知網上以舉重、挺舉、生物力學為關鍵詞，查閱了國內外文獻資料并進行歸納總結。本研究試圖從舉重的運動學研究、舉重的動力學研究、舉重的生物學研究，三個方面對舉重中涉及到的生物力學科研進行綜述，為更好的進行舉重運動生物力學科研提供參考價值。
一、舉重的運動學研究
國外學者[1]認為在過渡階段和下蹲支撐階段女子和男子相比，屈膝幅度明顯較小，動作也慢。此外，男子在第一發力階段施加在杠鈴上的功明顯要大于第二發力階段。相反，女子在兩個動作階段表現出近似的機械功。約翰·加漢姆爾[2]提出了抓舉技術“杠心”（杠鈴橫杠中心點，即杠鈴重心所在位置）的最佳軌跡成明顯的“S”形軌跡。張躍[3]通過分析我國優秀運動員抓舉技術在不同動作階段“兩心”在矢狀面和水平面上的偏移，結合“杠心”最佳軌跡的特點，揭示動作技術的穩定性。劉宗友[4]發現優秀男子舉重運動員的杠心軌跡穿越重心軌跡，杠心幾乎貼著人體重心向上運行，表現出發力“近”的特點。單信海[5]等通過研究崔文華抓舉200.5公斤超世界記錄的技術分析，也發現杠心軌跡穿越重心軌跡的特點。而WolfgangBaumann[6]等通過研究發現運動員的杠鈴軌跡均沒有穿越垂直參考線，而是表現為杠鈴向身體的后方運動，最終導致運動員在發力后的后跳。而這被Vorobyev[7]認為是動作技術不穩定的表現。從杠鈴的軌跡及膝關節角的變化上看，抓舉動作存在兩次最大伸膝過程和一次屈膝過程[8]。Enoka，R.M指出[9]，舉重的屈膝過程在確定身體姿勢，使杠鈴的運動軌跡更靠近髖關節和背部肌有一定意義，允許在一個更加適宜的階段充分利用膝關節伸肌的力量。Garhammer，J[10]指出抓舉技術的優秀運動員在過渡階段仍能保持杠鈴垂直速度的繼續上升。Tadao Isaka[11]、楊斌勝[12]、張躍[13]、Raoul F [14]研究結果證實了上述觀點，指出：在過渡階段，膝關節回屈的同時，為了保持杠鈴垂直速度的繼續增加，應積極快速地伸髖。
二、舉重的動力學研究
國外學者[15]通過攝像和測力臺同步測試對10名男子舉重運動員的抓舉技術的60%和70%強度進行了測試，結果表明在抓舉60%和70%的強度時，受試者在第二發力階段的地面反作用力明顯大于第一發力階段和失重階段。艾康偉[16]通過應用逆向動力學的分析方法對抓舉的技術動作各關節的受力和凈矩進行計算分析，他們對抓舉動作髖關節凈力矩分析表明，對于抓舉，髖關節最大凈力矩與對應此時刻的髖關節角度呈負相關。劉平等[17]指出抓舉技術失敗動作分為杠鈴前掉和后掉，前掉主要和發力效果因子及接鈴調整因子有關，后掉主要是接鈴調整失敗。杠鈴最大速度、慣性上升高度和發力最大力量是監控發力效果的主要指標，接鈴Fy力變化、跳步距離、引膝Fy力變化是監控接鈴的主要指標。跳步是影響動作成敗的關鍵因素，它與杠鈴的橫向運動趨向、接鈴成敗高度相關，引膝Fy力、發力彈杠時杠鈴前向運動和發力杠鈴后向運動是決定跳步距離的主要因素。Yung-Hui Lee等[18]得出在抓舉過程中的兩種典型的地面反作用力曲線：兩種曲線在杠鈴離地前0.2秒到杠鈴離地瞬間這段時間都呈現穩定的增長趨勢。Carlock[19]等通過統計學分析發現運動員的縱跳能力和舉重表現呈高度相關。K.Funato[26]發現高水平運動員與一般運動員相比，在抓舉時的地面反作用力有兩個明顯特征：1.失重時間較短，能夠更好的利用肌肉收縮彈性能；2.在失重期間表現出更大的向前的水平力，說明更好的利用了伸髖肌群的力量。
三、舉重的生物學研究
陸愛云等[20]認為從肌肉的活動順序上來看，股直肌、豎直肌、脛骨前肌是較早動員的肌肉，爾后才是肱三頭肌、三角肌、前臂屈肌及肱二頭肌等，反映出舉重項目是大肌肉先活動再帶動小肌肉的特點。盧德明[21]使用八導遙測肌電儀測試了股四頭肌（內、外、直肌），臀大肌、股二頭肌、小腿三頭肌、骶棘肌和背闊肌等8塊肌肉的肌電圖。各動作階段肌電圖曲線的電壓值以校準信號的電壓值為標準進行測量、計算得到，各動作階段肌電的振動頻率由該動作階段的時間與振動次數求得。孫礪等[22]選取8塊在抓舉過程中具有代表性的淺層骨骼肌做同步肌電測量。運用相關軟件得出8名運動員在3個不同重量的抓舉全過程中8塊骨骼肌活動的先后順序（時序）。龐軍等[23]研究使用Motionanalysis三維分析系統及Norexon 16道肌電儀，對一般水平的運動員在不同重量下進行挺舉的動作進行了生物力學方面的瀏試。通過運動學和肌電圖分析，得出一般運動員在捉舉不同重蚤杠鈴時具有不同的生物力學特征。
四、小結與展望
綜上所述，我們發現：目前對于舉重項目的研究，以抓舉為主，挺舉相對較少。特別對于挺舉的運動學研究文獻相對匱乏，其中還以女子挺舉為主，對于優秀男子舉重運動員的挺舉研究不多。同時運動學、動力學及肌電學敏感數據之間相關性研究尚未發現，未來以期為突破口，這將豐富和發展運動生物力學在舉重科研中的理論。
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肌肉的主要生物力學特征范文第2篇
關鍵詞 運動生物力學 易損傷部位 體操
中圖分類號：G832 文獻標識碼：A
0前言
體操是我國傳統優勢運動項目，舉國體制使得競技體操得到快速發展。從歷次奧運會中國獲得獎牌來看，競技體操獲得的獎牌所占總獎牌的比重在四分之一波動。然而榮耀的背后有鮮為人知的痛苦，由于體操項目具有難、新、力、美、穩的特征，運動損傷現象日趨嚴重，導致現在運動員過早退役，使運動員的運動生涯提前結束。訓練的非科學性造成我國體操運動員嚴重的運動損傷，影響其進入優秀體操運動員的行列，這不僅給國家帶來極大的人才浪費，而且影響我國競技體操整體水平的提高。因此，分析體操運動過程中容易損傷部位損傷機制，為預防和減少運動損傷、設計專項訓練方法等有指導意義。
1運動損傷
1.1運動損傷的概況
運動損傷可分為兩類，即慢性勞損性傷和急性一次致傷。前者主要是訓練過度、教學組織不當的結果。此類損傷主要有手腕、踝關節的各種慢性創傷性腱鞘炎等；后者最常見的是落地或失手時姿勢失常而致傷，此類損傷主要有骨折、摔傷等。研究表明，慢性損傷多于急性損傷。
體操是指練習者在地面上、持輕器械或在器械上，完成依據人體生理、解剖特征及人體運動生物力學原理設計的各種不同難度動作，在空間上展示身體技藝，表現力量、健康、美麗、智慧的一種實踐活動。J.E.Taunton提到由于競技體操競爭較激烈，過去十年競技體操的隊伍不斷壯大，由于青少年的骨骼發育不完全，沒有針對性的科學的訓練方法，足踝、腕骨關節、腰等極易受到損傷。
1.2運動損傷導致運動員過早退役
隨著競技體操動作難度的不斷發展和競爭越來越激烈，運動損傷已成為我國體操運動員退役的主要原因。何曉敏以國家隊和專業隊現役和退役的運動員為研究對象，指出歷屆奧運女子體操冠軍的最佳年齡平均為21歲左右，甚至還有高齡而我國運動員在18歲以前就退役了，潛力還未得到完全發揮，主要原因就是運動性損傷。
2易受傷部位損傷機制
2.1腕部骨關節損傷部位機制分析
體操運動員腕部骨、關節的變異和損傷較常見，學者調查了50名體操運動員，X線征象分析發現體操長期訓練導致的損傷主要表現在橈骨遠端骨骺骨折、尺骨莖突骨折和舟骨骨折。被調查對象均處于青春期或青春前期，他們的骨骺較周圍纖維軟骨脆弱，致使其可塑性較強容易損傷。支撐動作對舟、月骨、橈骨遠端骨骺關節面施加力量不平衡，則可以形成扭錯應力，當這個應力超過了骨骺所能承受的最大限度，骨骺就會破裂。
肌腱是一種索條狀沒有彈力的組織，當肌肉收縮時肌腱緊張并拉成直線。人體的活動是依靠肌肉的收縮與肌腱的牽引實現的。因此，當肌腱繞過關節或骨骼的隆起部位時，為避免緊張的肌腱滑脫深筋膜就在這些部位增厚成環狀或寬平的支持帶將肌腱固定，如手腕部位的腕背側韌帶等。
2.2腰部受力特點及損傷的力學分析
腰椎是脊柱的主要承載部分，也是運動損傷的多發部位。所以對于力量型的運動員來說，腰椎的損傷往往意味著運動生涯的結束即過早的退役。采用生物力學的方法研究腰椎運動的力學性質，了解其承載的機制，不僅可以掌握科學的發力動作，充分發揮運動潛能，還可以避免損傷并延長運動壽命。外國學者指出自由體操中空翻、下橋等甩腰動作的多次反復練習，長期的疲勞導致腰椎損傷，腰部是運動鏈中的核心部位，核心部位的損傷直接影響動作技術的提高。
3損傷的康復和預防
任何運動都要遵循人體生物學、解剖學和力學上的規律，利用所學知識指導訓練預防和避免一些損傷，還可以有助提高訓練的效果。訓練負荷不宜太大，合理安排運動量是防止運動損傷高發生率的有效措施。加強核心力量訓練。競技體操中，身體始終處于非平衡狀態的位移之中，核心部位是人體動力鏈的中間環節，如果核心力量弱則身體的平衡能力、穩定性則弱。體操運動員落地時通過兩腳踝、膝、髖關節等合理彎曲來減緩壓力負荷對人體的傷害并控制平衡。所以，體操運動員經常要控腰來維持平衡，通過腰部核心部位肌肉力量的整體協調用力保證落地穩定性避免損傷。
4小結
體操運動員運動損傷一般為疲勞積累成的慢性勞損。關于我國體操運動損傷的研究越來越廣泛，運動損傷的年輕化趨勢令人擔憂。運動損傷的預防就顯得尤為重要，結合運動生物力學更科學地組織訓練，加強核心力量訓練，有效地提高運動技術并預防運動損傷的發生。預防運動性損傷的一套科學理論體系以及國家相關部門對國家運動員因傷退役的安撫措施有待健全和完善。
參考文獻
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肌肉的主要生物力學特征范文第3篇
關鍵詞：地方病；生物力學；腰椎壓力
中圖分類號：TP39；R682.3；R135文獻標識號：A文章編號：2095-2163（2015）04-
0引言
氟中毒[1]是一種地方性疾病，輕度的體現為兒童氟斑牙，重度的體現為成人氟骨癥。氟斑牙的調查對象一般為8～12歲兒童，診斷時醫生通常需彎腰低頭進行。由于一次性調查人數較多（碘缺乏病中檢查甲狀腺的情況與之類似），所以盡管勞動強度不大，但醫生腰酸背痛在所難免，還可能引發慢性腰痛等脊椎病[2-4]。為此，若把領獎臺特征的階梯式站臺（“領獎臺”）應用到兒童氟斑牙診斷中，讓待診兒童按個頭大小分組站于“領獎臺”接受診斷，則有利于減輕醫生腰部疲勞。醫生腰椎壓力等數據通過法國達索公司的虛擬樣機軟件CATIA工效學模塊[5]進行“檢測”。
1構建CATIA模型
1.1人體生物力學
生物學中，人體處于站姿或坐姿時，身體由脊椎、髖骨、腿和腳支撐，主要靠腰椎和髖骨支撐上身體重。其中人體脊椎由7節頸椎、12節胸椎和5節腰椎構成，平時靠肌肉維持其“S”形，腰椎粗大且硬，幾乎承受著人體上身的全部重量，并實現前曲后仰、側曲、扭轉等運動，第三、第四腰椎為整個脊椎骨中受力最大的部位。腰椎的不良力學行為（如長時間壓縮等）[3]將加重腰椎負擔，產生疲勞，甚至引發腰椎間盤損傷等脊椎病[4]。CATIA軟件的工效學設計與分析模塊，應用L4～L5[6]非線性三維有限元模型，能夠對腰椎壓力等生物力學參數進行描述。
1.2人體模型
CATIAV5R20中有美、加、法、日、韓、德、中（臺）共7個國家的人體模型。兒童氟斑牙的現場調查中，站姿是醫生診斷病情的主要姿勢。本例采用中國人模型，男性醫生身高1.75m，待診兒童身高取樣1.35m、1.50m和1.65m，如圖1所示。
（a）1.35m（b）1.50m（c）1.65m
2生物力學分析及改善措施
2.1生物力學分析（BSAA）
BSAA指生物力學單一動作評價，針對給定姿態下人體的腰椎、關節等處受力（或力矩）等進行測量。以圖1（a）為例，通過“[開始][工效學設計與分析][HumanActivityAnalysis][分析][BiomechanicSingleActionAnalysis…]”即得分析結果，見圖2。其中L4-L5腰椎壓力由身體負荷壓力、軸扭曲力和彎曲力三部分組成。
可見，1.75m身高醫生診斷1.35m、1.50m和1.65m（1.80m僅為分析對照而設）身高兒童氟斑牙時醫生L4-L5腰椎壓力分別為2369N、2069N、1679N（醫生正常站姿時1165N）。隨著接受診斷兒童的身高增大，醫生工作時的L4-L5腰椎壓力驟減（彎曲力“貢獻”最大）。
2.2改善措施
設想兒童在接受診斷時分組站于“領獎臺”（見圖4），其嘴巴部位跟醫生眼睛高度基本平齊（相當于醫生自然站姿），則醫生L4-L5壓力分別比原來減少50.8%、43.7%和30.6%，如圖3所示。
“領獎臺”作為兒童接受診斷的地點，可使醫生能以正常站姿工作。該“領獎臺”可如下設計：
（1）尺寸。三個臺面的長度、寬度均分別為0.6m、0.30m，高度依次為0.30m、0.45m、0.15m；
（2）材質及使用方法。可采用三個小木匣拼接，便于攜帶（可盛裝工作用品）。
肌肉的主要生物力學特征范文第4篇
關鍵詞：競技健美操；直角支撐；運動生物力學
中圖分類號：G831.3文獻標識碼：A文章編號：1007-3612(2007)06-0863-03
Sports Biomechanics Analysis of Lsupport Double Turn in Competitive Aerobic Gymnastics
HAN Chunying1, HAN Jia2
(1. Aerobic Gymnastics Section, Physical Education College, Xinjiang Normal University, Urumqi 830053, Xinjiang, China;
2. Physical Education Department, Shanghai University of Sports, Shanghai 200438, China)
Abstract:By means of threedimensional highspeed shooting and digitization and electromyography, the experiment researched the technique of Lsupport double turn and obtained sports biomechanics parameters of Chinese elite aerobic gymnastic athletes, in order to definite the technical structure and characteristics of the movement at this difficulty level, find out athletes' unreasonable techniques, provide referential information for better training, and provide academic and practical references for gymnasts to execute this movement in high performance in international tournaments.
Key words: competitive aerobic gymnastics; Lsupport; sports biomechanics
難度動作是競技健美操一個重要組成部分，對難度動作的研究必然是健美操研究中的一項重要課題，而用運動生物力學的方法對難度動作進行研究，對于明確難度動作的技術結構、特征，發現運動員完成動作過程中不合理的動作技術，為運動員和教練員提出技術改進的參考性意見等方面都能起到重要的作用。
1 研究對象和方法
1.1 研究對象 別蓁蓁，連續3年全國健美操錦標賽、冠軍賽、精英賽女子單人操冠軍，健美操世界錦標賽女子單人操第22名，國家級運動健將。
1.2 研究方法
1.2.1 影片解析系統圖像解析法 使用兩臺JVC9800高速攝像機，主光軸正交，以100幀/秒的拍攝頻率，拍攝圖像資料，并用TJ-MOTION三維圖像解析系統進行圖像解析，獲得有關運動學的參數。
1.2.2 肌電測試 使用芬蘭產ME3000 P4肌電測試儀，以1000HZ的采樣頻率，采集各組難度動作選定分析的各塊肌肉的肌電活動信號，并用MEGAWIN2.0軟件對原始肌電信號進行處理、分析。
2 結果與分析
2.1 直角支撐轉體720°的力學結構特征 直角支撐轉體720°是一個以兩只手交替為圓心（支撐點），以腳尖到支撐點的距離為半徑的周期性圓周運動。各運動周期規律相似，研究其中一個周期的力學技術特點，就能近似的知道整個運動過程的技術規律。明確直角支撐轉體720°的力學結構特征，對于分析該動作的技術特點以及肌肉用力工作情況，有著重要的意義。
圖1所示L為轉動半徑，轉動半徑越大，轉動慣量也隨之變大，轉動就越困難。在腿長一定的時候，如果想要減小轉動半徑，唯一的方法就是臀部后撤，使折體角θ減小。其后果是含胸、弓背，導致減分，這種情況在很多運動員身上發生。高質量完成這個動作則要求運動員應保持上體正直，髖部前送，使身體和支撐手臂在一個平面內，同時折體角θ控制在90°。圖5是直角支撐從準備階段到轉動開始力的分析示意圖。我們可以將推動瞬間的力分解為與轉動方向相切的力F1，和沿著推動手臂的力F2，F2又可以被分解成指向圓心的力C1，和與地面垂直的力C。對于這個動作，關鍵參數是切向力F1和法向力C1。
根據牛頓運動定律F=ma，如果知道手在推離地面瞬間的加速度，帶入相應的環節質量，F1就能清楚的反應出來。推離手一旦離開地面以后，整個人體就可以看作是圍繞以支撐點為圓心的圓周運動，根據F=mv2/R，向心力C1也能求得出。其中F1的大小決定著轉動是否能順利完成，而C1大小決定是否有足夠的力能使身體重心移至以另外一只手為圓心的支撐面內。這兩個力對于動作的完成至關重要，知道這兩個力的大小，就可以診斷運動員不能完成這個動作是力量不夠或是其他原因，對于指導運動員的訓練有著非常重要的意義。
2.2 直角支撐轉體720°的運動學分析 從表1，運動員完成這個動作共耗時3.0 s，第一個180°轉體耗時0.76 s，轉動角速度為4.08 r/s，第二個轉體180°耗時0.72 s，轉動角速度為4.30 r/s，第三個180°轉體耗時0.69 s，轉動角速度為4.55 r/s，第四個180°轉體耗時0.81 s，轉動角速度為3.88 r/s。可見整個轉體過程是先加速、后減速的運動，在第三個180°轉體時達到最大的角速度，通過最后的一個180°轉體完成減速過程。
圖3 直角支撐轉體720°的重心位移曲線圖圖3表明：直角支撐轉體過程中，身體重心在0.27 m和0.30 m之間小范圍內變化。隨著時間推移，重心上下波動的情況加劇，有可能是因為體力下降，技術發揮不夠穩定造成的。
對于直角支撐轉體720°，判斷其完成質量優劣的最關鍵的一個因素就是折體角的大小。剛才已經分析過，完成質量好的選手，折體角應該很接近90°。而通過運動學解析得到的運動員折體角度為圖4所示：
從圖4中可以看出：運動員在完成這個難度的過程中，折體角在45.33°和79.67°之間變化，說明運動員完成動作的質量還并不高。折體角還不夠穩定，也還沒有達到90°的標準，還出現“臀部后縮”的現象，會被減分，提示我們在訓練中還要加強運動員身體姿態的控制練習，不能只求難度，不求質量。
2.3 直角支撐轉體720°的動力學分析 在整個動作的平均肌電圖中，作三個標記點：1代表動作開始，2為轉體180°時刻，3是轉體360°時刻，4為轉體540°時刻，5為動作結束（圖8）。圖5中第一道（綠色）為左腹直肌肌電信號，第二道（紅色）為左股直肌肌電信號，第三道（藍色）是右腹直肌肌電信號，第四道（紫色）為右股直肌肌電信號。
我們對四個階段分別進行肌電活動基本結果的運算，并將得到的平均肌電水平數據繪制成圖表，見圖6：
從圖6我們可以看出以下4個現象
1) 雖然各階段、各塊肌肉的平均肌電水平都有差異，但是整體的表現和大小順序還是比較固定的：左腹直肌平均肌電最小，主要集中在82～123uv之間，其次是右腹直肌，主要集中在89～136uv之間，再次是左股直肌，集中在165～246uv的范圍內，最大的是右股直肌，大都在340uv以上。
2) 股直肌的平均肌電水平高于腹直肌，尤其是右側，有時股直肌的平均肌電水平達到腹直肌的四倍以上。這與我們平常認為“做直角支撐的時候應該是腹直肌用力比較多”的觀念相悖。產生這種情況可能有以下幾個原因：
①腹部脂肪比大腿要厚一些，這會對表面肌電信號的采集造成一定的影響；
②從各塊肌肉功能來看，腹直肌主要是使軀干和大腿產生相向運動。當做直角支撐的時候，要使腿部抬離地面，腹直肌用力是必然的，但是參與這個動作的還有髂腰肌和股直肌。尤其是股直肌，除了完成這個任務以外，它還有另外一項最主要的功能就是讓膝關節伸直，不能接觸地面，而且整個過程肌肉都要保持緊張。
③也是最有可能的一點，是因為在做這個動作的時候，運動員由于腹肌力量不足，而產生了臀部后縮的動作變形，導致本來應該由腹直肌承擔的負荷轉移到了股直肌上的現象。
3) 同類型的肌肉，右側要比左側的平均肌電水平高。導致這種結果可能有以下三種情況：
①與運動員平常的訓練有關。如果在平常的訓練當中經常做右腿股直肌的練習，或者有右腿難度動作習慣的運動員，這個部位的肌纖維就相對比較粗，力量也比較強，肌電水平也高。
②與該難度動作技術特點有關。直角支撐轉體720°是一個向左轉動的動作。右手主動發力推地面，使身體重心落在左手的支撐面內，身體各環節圍繞以左手和左肩關節連線為軸的圓周運動。當右手在推進過程中，右側的相關肌群會有一個協同用力的動作，致使右側肌肉的放電水平增高。
③也是最有可能的一點是和運動員不良運動技術有關。運動員因為左側肌肉力量太差，但是為了完成這個動作，往往投機取巧，把左腳搭靠在右腳上，把左腿的重力人為地分配在右腿上。有時這樣的小動作，很難被發現，但是肌電信號很明顯的反映出右側肌電水平比較高的現象。
4) 根據圖表1中的線性趨勢線，我們發現隨著動作的進行，股直肌的肌電水平表現出下降的趨勢，而腹直肌的肌電水平卻有小幅度升高的趨勢。
從圖7我們很容易看出四塊肌肉的積分肌電值，左腹直肌最小為336uvs，右股直肌最大為1118uvs，占整個過程的46%。同時我們也看到兩塊股直肌是主要用力的肌群，他們的積分肌電在總的肌電值中，占71%。
圖8顯示左右側肌群的荷載分布情況，右側積分肌電值為1495uvs，占總體的60.9%，其貢獻率最大。
3 結論與建議
通過肌電信號的處理和分析以及運動學解析，我們發現對于直角支撐轉體720°，運動員在完成這個動作共耗時3.0 s，整個轉體過程是先加速、后減速的運動;身體重心在0.27 m和0.30 m之間小范圍內變化，隨著時間推移，重心上下波動的情況加劇，說明運動員在技術發揮和肌肉的耐久性方面還有待提高。直角支撐轉體720°要求整個過程中保持上體正直，軀干和大腿的夾角應該穩定在90°。而運動員完成動作的質量、身體姿態都距離規則上要求的標準還相差一定的距離。尤其是折體角在45.33°至79.67°之間變化，差值達34.34°，波動很大，出現了“臀部后縮”的現象，導致本來應該由腹直肌承擔的荷載轉移到右股直肌承擔，表現在肌電圖中的情況為：股直肌平均肌電值很高（平均為260uv），而腹直肌平均肌電水平較低（平均為108uv）的現象。提示我們在訓練中應該對運動員身體姿態提出較高的要求，同時加強運動員腹直肌的練習，以提高這個動作的完成質量。
同時，對于直角支撐轉體720°這個應該左右肢平衡用力的動作，應雙腿并攏，兩條腿均衡用力完成動作。但是肌電圖表現明顯的左右側不對稱的現象，說明運動員很可能已經出現了左右側肌肉力量訓練不均衡的情況，或者運動員在完成動作時，出現了例如把左腳搭在右腳上才能完成動作的不良動作習慣，這樣勢必對運動員身體素質的全面發展，和準確掌握動作技術造成不良影響，應該予以及時的糾正。
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肌肉的主要生物力學特征范文第5篇
關鍵詞：生理學基礎；解剖學基礎；生物化學基礎；生物力學基礎
力量素質是肌肉力量的綜合反應，無論是絕對力量還是相對力量，都離不開人體神經肌肉系統完全被激活時所釋放出的力量，而肌肉全部力量的總和在實踐中又稱為最大力量，最大力量的激發，是生理、解剖學、生物化學和生物力學共同作用的結果。
1.肌肉力量訓練的生理學基礎
肌肉力量是機體依靠肌肉收縮克服和對抗阻力來完成運動的能力。從生理學角度來看，肌肉力量的大小取決于肌纖維的類型、肌肉的體積、肌肉的長度和收縮速度三方面。
1.1肌纖維的類型
肌纖維通常由慢肌和快肌組成，也稱為Ⅰ型和Ⅱ型，其中快肌又分為快縮無氧糖解肌纖維即Ⅱa型和快縮有氧糖解肌纖維即Ⅱb型兩個亞型。這兩類肌纖維具有完全不同的形態、結構和機能特征，主要特征見表1。對處于自然生長發育中的青少年來說，肌纖維類型所占的百分比處于動態的發展，男性的Ⅰ型纖維從出生到35歲呈倒“U”型變化，9歲前Ⅰ型纖維的百分率顯著增加，19歲后則顯著減少；青春期男性的Ⅰ型纖維百分率比青春期女性的高，青春期女性的Ⅱ型纖維百分率比青春期男性的高，但20-29歲年齡段女性的Ⅰ型纖維百分率比男性高，Ⅱ型纖維在青春期后期達到成年人的百分率。
表1 肌纖維類型的主要特征
1.2肌肉的體積
肌肉的絕對力量與該肌肉的生理橫斷面積呈正相關，而肌肉的生理橫斷面積由肌纖維的數量和大小決定。肌纖維數量的增加是指肌纖維在運動訓練中表現出的肌纖維分裂或生成現象，增加的是肌肉中的蛋白質，主要表現為肌凝蛋白的增加，其含量的增加可以使肌肉收縮的力量和速度得到提高；肌纖維的大小表現為肌纖維的增粗，當運動時，通過肌肉不斷收縮與放松，促使毛細血管增加，結締組織變厚，能量儲備增加，橫斷面也隨之增大。
對于青少年來說，肌纖維的大小從童年早期到青春期是呈線性、連續增加的。男性的平均肌纖維面積一直增長到25歲，男女肌纖維直徑在16歲時達到峰值。青春期男性的平均肌纖維面積和增長速度比女性大，女性平均增長約3.5倍，男性平均增長約4.5倍，且男性的Ⅱ型纖維尤其是Ⅱb型纖維的大小增加更多。下肢肌纖維面積增長約20倍，而上肢肌纖維面積在同時期增加7-12倍。
1.3肌肉長度和收縮速度
肌肉在收縮時的初長度與肌纖維中每個肌節的長度有關，肌肉收縮產生的張力大小很大程度上取決于活化的橫橋數目。肌肉收縮前初長度的增加可以通過運動訓練來達到。在訓練中通過增加用力距離來改進技術動作并積極發展身體各部位關節的柔韌性來增加肌肉收縮前的初長度，使粗肌絲和細肌絲處于最佳疊加狀態，使得肌凝蛋白絲和肌纖蛋白絲發生橫橋數目最多，致使肌肉的張力最大。
肌肉收縮速度與肌肉力量存在一定的關系，當肌肉做向心收縮的速度線性增加的時，肌肉力量表現出非線性下降，而肌肉做離心收縮的速度線性增加時，肌肉力量表現出相應的增加。
2.肌肉神經系統的解剖學基礎
肌肉力量并不完全由肌肉的性質決定，神經控制能力也起著很大的關系，神經肌肉系統的抑制機能及自生抑制可以有效的阻止肌肉力量超出骨骼和關聯組織的承受范圍，力量訓練反過來又可以減低或抵消機體的自生抑制機制以保證肌肉能夠產生更大的力量。而神經肌肉系統對肌肉力量的影響主要表現在牽張反射、腱梭、中樞神經系統的機能狀態和肌肉工作的協調能力四個方面。
力量訓練可使運動中樞產生強而集中的興奮過程，發放高頻率興奮沖動，募集更多的運動單位參與工作。運動單位的招募形式分為兩類，一是由激發頻率作為歸類向度，通過增加激活頻率，把多次牽拉疊加以產生較大的力量；另一種是由運動單位被激活的數量作為歸類向度，募集的運動單位越多，則產生的力量越大。當動員的運動單位數量不變時，中樞神經系統發出的神經沖動越高，肌肉收縮力量越大。因此，肌肉收縮的最佳效果是由神經沖動的合理頻率的提高，即運動興奮性提高，而引起調動肌肉工作能力的較多腎上腺素、去甲腎上腺素、乙酰膽堿及其生理活性物質的釋放，使力量增大的。因此，中樞神經系統的功能狀態可以直接影響肌肉的力量，并對力量素質的發展和發揮起著極為重要的作用。
3.肌肉力量訓練的生物化學基礎
ATP是一種存在于細胞內（胞漿和核漿內）、由自身合成并課迅速分解被直接利用的一種自由存在的化學能形式，提供肌肉收縮的能量而產生人體動作。ATP在人體中的貯量極其有限，遠不能滿足身體活動的需要。所以，必須邊分解、邊合成，才能不斷的供應肌肉活動的需要。ATP再合成所需的能量來自三條途徑：（1）磷酸原系統； （2）糖酵解系統 （3）有氧系統。見圖1
5.小結
生理學是肌肉量訓練的微觀理論基礎，可以較深層次的認識肌肉的內部構造、類型和特點；肌肉神經系統的解剖學將應激反射性原理引入肌肉力量訓練，解釋了肌肉運動的神經機制原理；生物化學的能量學理論基礎結合能量低些的特點解釋了肌肉在不同強度下共作的機理；生物力學則將數學和物理學的知識引入肌肉力量訓練中，便于數學化、精確化、科學化的解析肌肉動作技術，探尋最合理、最有效的動作方法。
參考文獻
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