[轉(zhuǎn)載]NSCA讀書筆記2：基礎運動生物力學（抗阻訓練）

思想年代 2016-03-16

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原文地址：NSCA讀書筆記2：基礎運動生物力學（抗阻訓練）作者：王老漢

所讀書籍：《體能訓練概論》 章節(jié)：第四章抗阻訓練的生物力學

參考書籍：《運動解剖學圖譜》

該章的知識要點總結(jié)：

1.主動肌、拮抗肌、協(xié)同肌的基本概念

2.骨杠桿：力臂，力矩，第一類杠桿、第二類杠桿、第三類杠桿，人體骨杠桿多為費力杠桿

（深蹲姿勢的動作分析）

3.人體三個解剖平面：矢狀面，額狀面（冠狀面），水平面

4.“肌力”和“爆發(fā)力”的解釋

5.影響肌力的生物力學因素：神經(jīng)控制、肌肉橫截面積、肌纖維排列（肌肉生理橫截面積）、肌肉長度、關節(jié)角度、肌肉收縮速度、關節(jié)角速度、質(zhì)力比率（相對力量）

6.抗阻訓練中的一些零碎問題：腹內(nèi)壓，呼吸問題，Valsalva呼吸方法，舉重腰帶的使用問題、護膝問題

7.如何在抗阻訓練中減少損傷

8.人體主要肢體動作圖

一、主動肌、拮抗肌、協(xié)同肌的基本概念

主動肌：直接用于完成某一動作的肌群

拮抗?。河糜谵卓鼓骋粍幼魍瓿傻募∪?/font>

協(xié)同肌：間接輔助完成某一動作的肌群

例：

在臥推動作中，主動肌為胸大肌，協(xié)同肌為三角肌、肱三頭肌，背部肌群和肱二頭是拮抗肌

在上臂彎舉動作中，主動肌為肱二頭肌，拮抗肌為肱三頭肌，協(xié)同肌為肩帶肌群

二、骨杠桿

雖然身體的很多肌肉（如表情肌、舌肌、心肌、括約肌等）并不通過杠桿系統(tǒng)起作用，但是運動訓練中大部分骨骼肌都借由杠桿系統(tǒng)發(fā)揮作用。

基本的杠桿系統(tǒng)概念

支點：杠桿的軸點

力臂：從支點到力的作用線的垂直距離。力的作用線是一條通過力的作用點，沿著力方向的虛擬線

力矩：力對物體產(chǎn)生繞某支點轉(zhuǎn)動作用的物理量，力矩等于力×力臂

動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力

阻力：阻止杠桿轉(zhuǎn)動的力

機械效率：肌力臂與阻力臂的比值，機械效率＞1為省力杠桿，機械效率＜1為費力杠桿

第一類杠桿：

支點在動力點和阻力點之間，可能省力也可能費力，取決于支點位置

第二類杠桿：

阻力點在支點和動力點之間，動力臂總是＞阻力臂，為省力杠桿，但浪費距離

第三類杠桿：

動力點在支點和阻力點之間，阻力臂總是＞動力臂，為費力杠桿，但節(jié)省距離

人體中的第一類骨杠桿舉例：

人體中的第二類骨杠桿舉例：

人體中的第三類骨杠桿舉例：

總結(jié)：大部分骨骼肌都以費力杠桿進行運動，因此肌肉肌腱施加的力遠大于外界產(chǎn)生的力。

動作分析：在杠鈴后蹲練習中加大上身前傾幅度，請分析這一動作變化所帶來的力學改變

答：該問題可以把髖關節(jié)和膝關節(jié)作為兩個支點來分析，在后蹲過程中若加大上身前傾幅度，會縮短負重與膝關節(jié)之間的距離，減少阻力矩，伸膝?。ü伤念^肌）上的負荷變輕，但上身前傾會增加髖關節(jié)與負重之間的距離，增大阻力矩，導致伸髖?。ㄍ尾俊⒛N繩肌群）上的負荷增加。

三、人體三個解剖學平面：

矢狀面：將人體劃分為左右兩個部分

額狀面（也叫冠狀面）：將人體劃分為前后兩個部分

水平面：將人體劃分為上下兩個部分

四、“肌力”與“爆發(fā)力”的解釋

關于肌力定義的一些爭議：

雖然大家都認為肌力代表運動力量的能力，但在如何測試肌力方面卻存在很大分歧。能舉起多少重量是最傳統(tǒng)的測量肌力的方法。隨著技術發(fā)展，用等長肌力測試和最近發(fā)展的等動肌力測試來測量肌力的方法也被大家認可。所有運動均產(chǎn)生加速度，包括身體的加速及使運動裝備（球拍，標準，棒球棍等）產(chǎn)生的加速。加速度與阻力有關，遵循牛頓第二定律：

力=質(zhì)量×加速度（F=ma）

由于每個人在不同速度下運動力量的能力不同，用等長肌力測試和低速阻力測試測量的肌力不適用于估計高速運動下的肌力。這就是為什么Knuttgen和Kraemer提出了更合理的關于肌力的定義：在特定速度下，肌肉或肌肉群可以產(chǎn)生的最大力量。雖然在肌力測試中，測速需要精密的一起，但是這種方法下測得的肌力比靜態(tài)測力和用舉起的最大重量來表示肌力的方法準確的多。

由于等長肌力測試和低速阻力測試方法的局限性，我們用“爆發(fā)力”來表示高速運動時使用力量的能力。在非科學領域，爆發(fā)力被不嚴謹?shù)亩x為“肌力，能力和力量”。然而，爆發(fā)力在物理學中可以被量化為“單位時間內(nèi)的做功，也就是功率”。但將肌力與低速運動關聯(lián)，爆發(fā)力與高速運動關聯(lián)也是不準確的。肌力是任何速度下運用力量的能力，而爆發(fā)力是力量與速度的乘積。

功=力×位移（W=fs）

功率=功/時間（P=w/t）

例：一名運動員將100公斤的杠鈴舉起2米的高度，如此重復10次，40秒完成，該如何量化運動員的爆發(fā)力（功率）？

答：爆發(fā)力（功率）=（9.8 m/s2 × 100 kg × 2 m × 10次）÷ 40 s = 490W

五、影響肌力的生物力學因素

神經(jīng)控制： 神經(jīng)控制影響肌肉最大輸出力量，從以下三個方面影響

神經(jīng)募集肌纖維的數(shù)量

神經(jīng)募集肌纖維的體積（大小原則）

神經(jīng)募集頻率

在抗阻訓練開始的幾周內(nèi)產(chǎn)生的力量增長主要來自于神經(jīng)募集能力的提高。

肌肉橫截面積：力量和肌肉橫截面積呈正相關關系，而不是正比關系

肌纖維排列：主要是羽狀角的不同，即“肌肉的生理橫截面積”的不同，羽狀角越大，產(chǎn)生力量的能力越好，具體可看這篇文章：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5113c62d0101av5y.html

質(zhì)力比率：可以理解為運動員相對力量的大小

在沖刺跑和跳躍項目中，運動員的肌力和被加速的質(zhì)量之間的比率非常重要。質(zhì)力比率直接反映了運動員使身體加速的能力。如果運動員在一段時間的訓練后身體質(zhì)量增加了15%，而肌力只增加了10%，質(zhì)力比下降，也就意味著運動員是機體加速的能力減弱。短跑運動員和跳躍項目運動員應保持最好的質(zhì)力比率來獲得更好的運動表現(xiàn)。

在實施體重分級的項目中，質(zhì)力比率顯得尤為重要，假如所有運動員擁有一樣的身體質(zhì)量，諾埃爾肌力最大者占有絕對優(yōu)勢。一般來說，體型較大的運動員的質(zhì)力比率要稍遜于體型較小的運動員，因為體型較大的運動員的肌肉體積（身體質(zhì)量）的增加速度要大于肌肉橫截面積的（肌力）的增加速度。

六、抗阻訓練中應該注意的問題

腹內(nèi)壓和流體球：

橫膈膜與軀干深層肌肉收縮時，腹部內(nèi)產(chǎn)生壓力，因為腹部主要是由流質(zhì)構成并包含少量氣體，因此不宜擠壓，在抗阻訓練中腹部組織與流體是由四周肌肉（橫膈膜與軀干深層肌肉）張力形成的壓力所支撐的，被稱為“流體球”，有助于支撐脊柱，此種支撐作用可節(jié)省豎脊肌的力量并減少負荷對椎間盤的擠壓。

Valsalva現(xiàn)象（瓦爾沙瓦現(xiàn)象）：

有經(jīng)驗的，訓練良好的運動員在進行負重結(jié)構練習時常常采用Valsalva方法（短時間的憋氣），該方法可以維持脊柱的直立。Valsalva方法即呼氣時關閉聲門，同時腹肌和肋間肌收縮，形成一個“上氣、下水”（有如裝了液體的皮球）的剛性軀干。它的優(yōu)點是增加了整個軀干的剛性來支撐脊柱，減少上舉時對椎間盤的擠壓力，同時有助于達到許多練習中要求的“挺直腰背”的技術要求，但Valsalva呼吸也有缺點，腹內(nèi)壓的上升可能會引起眩暈，無方向感，高血壓和眼前發(fā)黑等，因而憋氣時間不能太長，僅僅1~2秒，即使訓練有素的個體也不能延長憋氣時間，憋氣時血壓會達到安靜時的3倍。

呼吸問題：

大部分情況下，在抗阻訓練的向心收縮階段（動作發(fā)力）要“呼氣”，在離心階段（動作還原）要吸氣，有經(jīng)驗或訓練有素的運動員在進行結(jié)構練習（主要指脊柱承重練習）時，為了保持脊柱正確姿勢和支撐作用，可以采用“Valsalva方法”，但要注意安全。

舉重腰帶的使用問題：

舉重腰帶可增加腹內(nèi)壓，可有效提升舉重的安全性，然而，有研究認為，如果所有的舉重運動中都是用舉重腰帶，那么生成腹內(nèi)壓力的腹部肌群將得不到足夠的刺激和發(fā)展，習慣使用舉重腰帶的人，如果在舉重時忽然停止使用，那么危險性將增加，因為也許腹部肌群將無法產(chǎn)生足夠的腹壓而有效節(jié)省豎脊肌的力量，然后造成椎間盤受到過分擠壓，增加背部的受傷危險性。

對于使用舉重腰帶有如下基本建議：

1、在沒有運動到下背部的訓練中不需要佩戴舉重腰帶。

2、對于直接施加于背部的低負荷運動，應有節(jié)制地使用舉重腰帶，而在最大負荷或次最大負荷運動中應使用舉重腰帶。

3、如果循循漸進且有計劃的發(fā)展背部肌群和腹部深層肌群，那么可以選擇不佩戴舉重腰帶，許多世界級舉重運動員從來不佩戴舉重腰帶。

護膝的使用問題：

大概可以分為兩類，一類為幾乎無支撐作用的護膝，一般為一體式，桶形，薄，另一類為支撐性很大的呼吸，一般為纏繞式，很厚。雖然沒有證據(jù)能夠證明護膝能夠保護膝關節(jié)，避免受傷，但纏繞式厚重型的護膝能夠提高舉重的運動表現(xiàn)。

七、如何在抗阻訓練中減少損傷