（运动人体科学专业论文）热身活动对肌肉力量与伸展的影响.pdf

太原理工大学硕士研究生学位论文 热身活动对肌肉力量与伸展的影响 摘要 热身活动，具体是指运动员为训练或比赛所进行的前奏活动，是运动 训练和比赛中一个极其重要的基础环节。积极的热身活动可以提高训练水 平，为比赛取得好成绩创造条件，同时，还可以积极预防运动损伤的发生。 国内外对热身活动的研究表明，热身活动能使运动员充分调动人体各系统 的活力，能打破运动员的各种生理惰性。另外，良好的热身活动能使运动 员的中枢神经系统兴奋起来，从而能更大限度地调动运动系统的积极性， 为取得优异成绩提供保证。 近年来，国内对热身活动进行了很多积极的研究，从生理学、解剖学、 运动生物化学、神经生物学等角度探讨了热身活动的方法及意义，但从运 动生物力学角度的研究相对较少。本研究通过对热身活动的运动生物力学 效应的描述，揭示热身活动在运动生物力学上的积极意义，为广大运动员 和教练员进行正常的训练和比赛活动提供运动生物力学依据。 本研究采用文献资料法、实验法、数理统计法等研究方法，在热身活 动对肌肉力量与伸展的影响方面进行了研究。其研究结果表明： 1 ) 在进行了制定的不充分热身活动，即仅进行一定强度的慢跑( 约1 0 分钟左右) 的热身活动后，对关节被动牵拉的最大活动角度及下肢运动到初始 极限角( 未进行任何热身活动时髋关节被动牵拉的最大关节活动角) 时的力值， 都有较为良好的影响，说明不充分热身活动也具有一定的热身效果。 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 ) 在进行了制定的充分热身活动，即在进行一定强度慢跑的基础上，加 以p n f 法进行牵拉运动的热身活动后，关节被动牵拉的最大活动角度明显增 大，下肢运动到初始极限角( 未进行任何热身活动时髋关节被动牵拉的最大关 节活动角) 时的力值明显减小，说明充分的热身活动对提高运动能力，调动身 体积极性，从而为训练和竞赛做好准备有着十分重要的作用。 3 ) 本研究中对比充分热身活动和不充分热身活动后，发现在关节被动牵 拉的最大活动角度及下肢运动到初始极限角时的力值的运动生物力学指标上， 充分的热身活动都具有更积极的影响，说明了充分热身活动的重要性，也说明 了牵拉运动( 本实验中为p n f 牵拉) 对热身活动充分与否具有十分重要的作 用。 建议 1 ) 在训练和竞赛前要进行充分而良好的热身活动，可使肌肉的温度及 肌腱韧带的温度升高，降低肌肉的粘滞性，增加肌肉伸展性及弹性，使其 柔韧性延展性加强，扩大其活动范围的效果，为取得好的运动成绩及预防运 动损伤提供积极的可能性。 2 ) 在进行热身活动时，牵拉运动是不可缺少的重要组成部分，应该引 起足够的重视，使热身活动的效果更合理，更充分。 关键词：热身活动，肌肉力量，伸展，牵拉运动 太原理工大学硕士研究生学位论文 t h ei n f l u e n c eo f 鹚l 刚m u pe x e r c i s eo nt h e m u s c l es t r e n g t ha n di t ss t r e t c h a b s t r a c t w a r m u pe x e r c i s e ，a t h l e t et r a i no rg a m ec a r r yo no ft h ep r e l u d ea c t i v i t yb e s p o r tt r a i na n dg a m em e d i u mav e r yi m p o r t a n c eo ff o u n d a t i o nl i n k a g g r e s s i v e o fw a r m u pe x e r c i s ec a ne x a l t a t i o nt r a i nl e v e l ，f o rg a m eo b t a i ng o o dt h er e s u l t c r e a t eac o n d i t i o n ，i nt h em e a n t i m e ，r e t u mc a na g g r e s s i v ep r e v e n t i o ns p o r th u r t o fo c c u r r e n c e d o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lt ot h er e s e a r c hw h i c hw a r m u p e x e r c i s ee n u n c i a t i o n ，w a r m u pe x e r c i s ea b i l i t ym a k ea t h l e t ef u l lt r a n s f e re a c h s y s t e mo fh u m a nb o d yo fv i t a l i t y ，a b i l i t yb r e a kv a r i o u sp h y s i o l o g ys l o t ho f a t h l e t ea p p e a r a n c e m o r e o v e ra n dg o o d l yw a r mu pt h ea c t i v i t ya b i l i t ym a k e a t h l e t eo fc e n t r a ln e r v o u ss y s t e me x c i t e m e n t ，t h u sa b i l i t yl a r g e rl i m i tg r o u n d t r a n s f e rs p o r t s y s t e mo fa g g r e s s i v e ，f o ro b t a i ne x c e l l e n tr e s u l tt op r o v i d e a s s u r a n c e i nr e c e n ty e a r s ，t h ed o m e s t i cw a r m u pm e t h o da n dm e a n i n gt oc a r r yo na l o to f a g g r e s s i v e l y o f s t u d y ，f r o mt h ep h y s i o l o g y ，a n a t o m y ，e x e r c i s e ： b i o c h e m i s t r y ，n e r v eb i o l o g ya n g l ei n q u i r yi n t o ，b u tf r o ms p o r tb i o m e c h a n i c s a n g l eo fr e s e a r c ho p p o s i t el e s s t h i sr e s e a r c hp a s st ot h es p o r tb i o m e c h a n i c s e f f e c tw h i c hw a r m u pa c t i v i t yo fd e s c r i p t i o n ，a n n o u n c et op u b l i ct ow a r m - u p i i i 太原理工大学硕士研究生学位论文 a c t i v i t y a ts p o r tb i o m e c h a n i c so fa g g r e s s i v em e a n i n g ，f o ra t h l e t ea n dc o a c h m e m b e rc a r r yo nn o r m a lo ft r a i na n dg a m et h e a c t i v i t yp r o v i d es p o r t b i o m e c h a n i c sb a s i s t h i sr e s e a r c ha d o p t e dc u l t u r a lh e r i t a g ed a t am e t h o d ，e x p e r i m e n tm e t h o d ， m a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c sm e t h o de t c r e s e a r c hm e t h o d ，c a r d e do nr e s e a r c hi nt h e a s p e c t so fw a r m - u pe x e r c i s et ot h em u s c l es t r e n g t ha n di t ss t r e t c ho fi n f l u e n c e t h er e s u l te n u n c i a t i o n ： 1 ) t h ei n s u f f i c i e n c y i s c a r r y i n g o ne s t a b l i s h m e n tw a r m - u pe x e r c i s e ， n a m e l yo n l yc a r r yo nc e r t a i ns t r e n g t ho fj o g g i n g ( a b o u ta r o u n d1 0m i n u t e s ) o f a f t e rw a r m i n g u pe x e r c i s e ，p a s s i v et oj o i n tl e a dl o n gt op u l lo ft h eb i g g e s t m o v a b l ea n g l ea n dl e g ss p o r ta r r i v eb e g i n n i n gs t a r te x t r e m el i m i tc a p e ( c a r r yo n a n yw a r m - u p e x e r c i s et h eh i pj o i n ti sp a s s i v et ol e a dl o n gt op u l lo ft h eb i g g e s t j o i n tm o v a b l ec a p e ) o f d i n tv a l u e ，a nh a v eb e t t e rg o o di n f l u e n c e ，e l u c i d a t i o nt h e i n s u f f i c i e n c yt ow a r m - u p e x e r c i s ea l s oh a v ec e r t a i no fw a r mu pe f f e c t 2 ) b ec a r r y i n go ne s t a b l i s h m e n to ff u l lw a r m u pe x e r c i s e ，t a k ei n t oap n f m e t h o dt oc a r r yo nt ol e a dl o n gt op u l ls p o r ti nc a r r yo nc e r t a i n l ys t r e n g t hj o go f f o u n d a t i o no fa f t e rw a r m i n g - u pe x e r c i s e ，p a s s i v et oj o i n tt h eb i g g e s tm o v a b l e a n g l ea n dl e g sl e dl o n gt op u l ls p o r t a r r i v eb e g i n n i n gs t a r te x t r e m el i m i t c a p e ( c a r r yo na n yw a r m - u p e x e r c i s et h eh i pj o i n ti sp a s s i v et ol e a dl o n gt op u l l o ft h eb i g g e s tj o i n tm o v a b l ec a p e ) o fd i n tv a l u e ，a l lh a v ev e r ya g g r e s s i v eo f i n f l u e n c e ，e l u c i d a t i o nf u l lo fw a r m - u pe x e r c i s et oe x a l t a t i o ns p o r ta b i l i t y ， t r a n s f e rt h eb o d ya g g r e s s i v e ，t h u si st r a i na n dc o n t e s tw o r kw e l lt op r e p a r et o i v 太原理工大学硕士研究生学位论文 h a v ev e r yi m p o r t a n c eo ff u n c t i o n 3 ) t h ec o n t r a s t i nt h i sr e s e a r c ha f t e rf u l l w a r m i n gu pe x e r c i s e a n d i n s u f f i c i e n c yt ow a r m u pe x e r c i s e ，d e t e c t i o na tj o i n tp a s s i v el e a dl o n gt op u l lo f t h eb i g g e s tm o v a b l ea n g l ea n dl e g ss p o r ta r r i v eb e g i n n i n gs t a r te x t r e m el i m i t c a p eo fd i n tv a l u eo fs p o r tb i o m e c h a n i c si n d e xs i g n ，f u l lo fw a r m - u pe x e r c i s e t oa l lh a v em o r ea g g r e s s i v eo fi n f l u e n c e ，e l u c i d a t e df u l lw a r mu pt h ei m p o r t a n c e o fa c t i v i t y ，a l s oe l u c i d a t e dl e a dl o n gt op u l ls p o r t ( t h i se x p e r i m e n ti nl e a dl o n gt o p u l lf o rt h ep n f ) t ow a r mu pa na c t i v i t yf u l lo rn o th a v ev e r yi m p o r t a n c eo f “f u n c t i o n s u g g e s t i o n ： 1 ) b e f o r et r a i na n dc o n t e s tc a r r yo nf u l la n dg o o dw a r m - u pe x e r c i s e ，c a n m a k et h ep l i a n ta n dt o u g hs t r e n g t h e na n de x t e n s i o nt h ej o i n tm o v a b l es c o p e ，f o r o b t a i ng o o ds p o r tr e s u l ta n dp r e v e n ts p o r tf r o mh u r tp r o v i d ea g g r e s s i v eo f p o s s i b i l i t y 2 ) w h i l ec a r r y i n go nw a r m i n gu pe x e r c i s el e a dl o n gt op u l ls p o r ti sa n i n d i s p e n s a b i l i t yo fi m p o r t a n c ec o n s t i t u t ep a r t ，s h o u l dc a u s ee n o u g ho fv a l u e ， m a k ee f f e c to fw a r m - u pt h ea c t i v i t ym o r er e a s o n a b l e ，m o r ef u l l k e y w o r d ：w a r m - u pe x e r c i s e ，m u s c l es t r e n g t h ，s t r e t c h ，l e a dl o n gt op u l ls p o r t v 声明尸明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的 法律责任由本人承担。 、厶- 论文作者签名： 王迅叠日期：q 堑垒占宜翊 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其 中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印 件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文； ； 学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的， 复制赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容( 保密学位论文在解密后遵守此规定) 。 签名：二d 卑一日期j 哞雌 导l i 币签名：日期： 旦& 垒查巨i 塑耄 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 1 运动生物力学概述 1 1 1 运动生物力学概念 第一章绪论 自然界是由物质组成的，自然界的各种现象都是物质运动的形式。“就最一般的意 义来说，运动是物质的存在形式、物质的固有属性，它包括宇宙中所发生的一切变化和 过程，从简单的位置变动起到思维止刀。 运动分广义和狭义两种。广义的运动是指自然界各种物质存在的形式，物质固有的 属性。狭义的运动是指物体的机械运动。运动生物力学中所指的运动是运动动作或体育 动作嘲。 生物学是研究物体生命现象规律的科学，它研究生物体形态、结构、功能及其统一； 生物体内部之间的相互作用，局部和整体的统一；生物体与外界环境之间的相互作用中 生物体与环境的统一。运动生物力学中指的生物是活的人体。人体既从属于自然科学中 生物科学规律的生物人，又从属于社会科学规律的社会人。 力学是研究物体机械运动规律的科学。它所研究的客体是物体的空间位置随时间 变化的规律以及变化的原因，几乎在物质的一切运动形式中都包含有这种最基本、最简 单的运动形式。 生物力学作为生物物理学的一个分支，是力学与生物学交叉、渗透、融合而形成 的一门边缘性学科。它研究的内容极为广泛，涉及生物体与力学有关的所有问题，它是 从力学的原理出发来研究复杂的生物体口。由于研究的对象和领域不同，生物力学又分 为人类工程生物力学、劳动生物力学、整形生物力学、康复生物力学、医用生物力学等。 生物力学本身已超越了传统的学科界线，它已是数学、力学等学科与生物学相互渗透的 新兴学科。 运动生物力学并非体育学、生物学和力学的简单总和，而是几大学科之间的交叉学 科。运动生物力学是生物力学的一个分支学科，过去学者们对这门学科的命名并不统一。 有把这门学科定名为“运动学 ( k i n e s i o l o g y ) 或称“人体运动学( t h ek i n e s i o l o g yo f 太原理工大学硕士研究生学位论文 h u m a nb o d y ) ，意思是研究人体运动的科学；日本使用“身体运动学 ，还有称“人体运 动力学 ( t h em e c h a n i c so fh u m a nm o v e m e n t ) ；也有称为“运动技术生物力学 ( t h e b i o m e c a h a n i c so fs p o r t st e c h n i q u e s ) ，指研究运动技术的生物力学，有些国家称此 学科为“动作分析 。目前国际上比较统一的学科名称是运动生物力学( s p o r t b i o m e c h a n i c s ) 嘲。 s p o r tb i o m e c h a n i c s 中的s p o r t 可以译为“运动或“体育运动，人们理解s p o r t 指的是竞技运动，这样就误解了运动生物力学学科，认为是仅与竞技体育有关的学科。 运动生物力学，就字面而言是身体练习的生物力学。不同学者对运动生物力学学科的定 义有不同的看法，较具代表性的观点认为运动生物力学是研究人体机械运动规律的科 学；也有认为运动生物力学是研究人体运动力学规律的科学。问题的关键是机械运动规 律不足以表征人体运动的力学规律，因为人不是机器。人的运动可以有条件地简化为机 械运动来处理，但这种简化是有严格约定的。以体育中手臂的鞭打动作为例，一般机械 运动可解释为角动量由近侧端环节依次制动而传递至远侧端，直至末端环节手，然 而手臂鞭打过程中肌肉参与工作的方式，肌肉协作与肌肉对抗，关节结构特点和关节内 摩擦以及骨杠杆活动都对手臂鞭打、制动起着重要的作用嘲。 运动生物力学是研究人体运动力学规律的科学，它是体育科学的重要组成部分。运 动生物力学研究体育运动中人体所进行的各种体育动作，以及在各种不同条件下，人体 产生运动和运动状态改变的力学和生物学原因。因此，运动生物力学研究应以体育动 作为核心，运用人体解剖学、人体生理学、力学的理论与方法，研究人体运动器系的生 物力学特性和人体运动动作规律，并根据影响人体运动的内部和外部条件寻求人体运动 技术的合理性和更佳化，以及训练手段的有效性，为发展运动能力提供理论依据。由此 可知，运动生物力学是体育科学中的- - f 交叉的新兴边缘学科嘲。运动生物力学是以人 体解剖学、人体生理学、力学的理论与方法，研究人体运动器系的生物力学特性和人体 运动动作的力学规律以及器械机械运动力学规律的科学。 1 1 2 运动形式 自然界物质的运动，在其发展过程中可经历多种运动形式，极为复杂，但归纳起来 不外乎两种：一种是简单的、低级的运动形式。例如，物理运动、化学运动、机械运动 等。另一种是复杂的、高级的运动形式。例如，生物运动，人还有更高级的运动及其产 物，即思维。 太原理工大学硕士研究生学位论文 简单的、低级的运动形式中，物理运动、物态的改变，热、电、声、光等的分子运 动，化学运动、化合物分解与合成的原子运动形式，以及一个物体相对于另一个物体的 位置改变均属于机械运动。 复杂的、高级的运动形式是生物运动。生物运动包括新陈代谢、生长发育等，其基 本特征是新陈代谢，这是生物体包括人体所固有的属性。新陈代谢包含有物质代谢和能 量代谢，对人体而言，还包含一种更为复杂的运动，即思维和意识。 运动生物力学的研究对象是活的人体，是对人体运动力学规律性的研究，因为人体 所进行的简单的、低级的运动形式必然受到人体高级的、复杂的运动形式所支配、控制， 受到思维意识的调节，而人体进行的复杂的、高级的运动形式中也必然包含有简单的、 低级的运动形式的存在。因此，人体运动的一切运动技术动作都是后天形成的，是有意 识的运动行为泓。人体高级的运动形式最终的外部表现一定是肌肉活动导致人体局部和 整体在空间和时间的位移。 1 1 3 人体运动的复杂性嘲 人体运动是自然界最复杂的现象之一，活的人体就其本质是一个开放的、复杂的 巨系统。“开放 是指人体与环境而言，人体与环境有交流，有物质和信息的交流。复 杂是指组成成员数目极多，达数十亿，种类多，各不相同，而成员之间的相互作用又多 种多样，异常复杂，人体是一个不连续的多界面、多细胞结构、多功能的复杂神经反馈 作用的，具有情感意识的复杂生物材料系统。人体运动是在内外动因作用，由神经系统 协调全身各器系，通过运动器系活动直接完成运动动作。人的意识又参与人体运动的控 制，使人体运动动作成为自觉的、有目的的、有意识的行为活动，通过人体神经的不断 正、负反馈使动作达到准确精细的程度。 1 1 4 人体的机械运动 1 ) 人体机械运动的表现方式 人体机械运动的表现方式有：人体某一部分相对身体另一部分的空间、时间位移； 人体整体相对外界环境的空间、时间位移；由人体局部位移而造成器械的空间位移。 2 ) 人体机械运动的特点 a )人体机械运动有很大的主动性和可变性，而不决定于外部条件。人体系统本身具 有能量储备，可不随外界影响而随时释放，并可转化为对外界做功。 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 b )人体长时间连续工作或运动后，易出现疲劳，但经过休整可以完全恢复；物体( 机 械) 虽能较长时间连续工作，一旦发生“疲劳 就不可完全恢复。 c )人体的大部分机械运动形式，尤其是体育技术动作都是后天、自发或自觉地形成 的。语言文字在人体机械运动特别是在体育技术动作的形成、重建、巩固和自动化过程 中起着极为重要的作用。 d )人体机械运动受大脑皮质的控制、调节并有意识参与。 1 2 肌肉的力学特性 人体肌肉有骨骼肌、心肌和平滑肌三种，它们的组织要素相同，收缩的生物化学机 理也大致一样，但结构、功能以及力学性质有很大差别。研究的最早、最多，并且到目 前为止成果最丰富的是骨骼肌。心肌的研究比较困难，平滑肌了解的更少。在很多情况 下，心肌和平滑肌可以借鉴骨骼肌的研究成果，并根据心肌和平滑肌的特性进行适当的 修正。因此，肌肉生物力学主要涉及对象是骨骼肌：为阐述方便，在无特殊说明的情况 下，所说“肌肉 均指骨骼肌。 肌肉是由可兴奋的细胞，即肌纤维组成。肌纤维的直径为1 0 - 6 0i lm ，它又由直径 为1um 左右的许多肌原纤维组成。肌原纤维又是由直径为0 1 1 0 q 2 姗的许多蛋白微丝 组成。从肌原纤维的电子显微镜图中可以看到肌动蛋白微丝和肌球蛋白微丝相互作用的 基本力学结构。在图l l 的示意图中，黑而宽的肌球蛋白微丝及交叉在一起的亮而小 的肌动蛋白微丝，在它们之间有横桥结构，它是产生张力，使肌肉发生收缩或伸长的基 础。z 带之间的距离为肌节长度。这个长度是变化的，充分缩短时其长约1 5i im ，放松 时为2 o 2 5 | lm ，而完全伸长时为l m m 左右。肌肉的功能是将化学能转变为机械能， 化学能由磷酸肌酸水解而来，而这一转变过程则通过肌肉的收缩力做功实现。 4 太原理工大学硕士研究生学位论文 图1 1 骨骼肌的构成示意图3 4 1 f i g 1 1c o n s t i t u t eo fs k e l e t o nm u s c l es k e t c hm a p 1 2 1 肌肉的工作原理 滑行理论指出，肌肉的收缩是由于肌原纤维中穿插排列的两种肌维丝( 粗维丝和细 维丝) ，在横桥的推动下，彼此相互滑行的结果嘲。粗纤维丝是由肌凝蛋白分子组成，每个 分子由一条杆形的主杆和一个垂直的翘起的头部构成。而细纤维丝由肌纤蛋白，原肌凝 蛋白和原宁蛋白组成。肌纤蛋白上有与横桥进行结合的结合点。横桥与肌纤蛋白的结合 与分离，就形成了肌微丝的滑动，进而形成了肌肉的收缩。 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 a c l i n 存组m n f 细维丝 m y o 咖m a m e n t 粗维丝 兰霎；芎蔫蚕咖n酣(分离)my o s i 1 i i a m e n t 心j、”1 7 兰一l ：宝，! ! ! = ! ! ! ! ! 毫= = = = 亭i 裂笺蓦蓦蔫递土( 结合) 涮i 2 纛a 麓n 0 每u i i s ， 圈密蜀嚣嫁蹬萄鼓白日酲遽 p i 阶 一 l 主慕蓠点c 鼢蘧霞菠互；留露唆怒国龟未洳 d m w 馅硐明 图i - - 2 滑行理论示意图1 鲫 1 2 2 单关节肌与多关节肌 直接穿过一个关节的肌肉叫单关节肌。如股四头肌中的股中肌，股外侧肌及股内侧 肌等都只穿过膝关节，故均为单关节肌。股中肌的收缩直接使膝关节伸展。 穿过两个关节的肌肉叫双关节肌。如股四头肌中的股直肌，穿过髋关节及膝关节， 为双关节肌。而大多数足肌由于穿过多个关节，称为多关节肌。 在人体下肢肌群中，有许多绕过髋关节和膝关节的双关节肌。双关节肌的作用要看 关节中心到肌肉的垂直距离。垂直距离长而力臂长，作用的力矩大。如股直肌，膝关节 的力矩比髋关节大，所以它主要作用于膝关节，属于膝关节肌群，而大腿后群肌由于髋 关节的力臂大于膝关节，故多为髋关节肌，而不是膝关节肌。双关节肌的作用效率要看 关节的角度位置而定。如当髋关节伸展时( 跑步中的后蹬阶段) ，股直肌对膝关节的伸膝 效率加大；但当髋关节屈时，该肌对伸膝效果就下降。 在人体运动过程中，双关节肌有储存和释放弹性能的功能。下肢肌群中的双关节肌， 6 太原理工大学硕士研究生学位论文 其主要作用是减少单关节的做功量。当一个关节做正功，而另一个相邻的关节做负功时， 双关节肌就储存了能量。例如当作用在踝关节的肌群向心收缩并做正功时，膝关节的肌 肉就做离心收缩的负功而储存了弹性能。丽当膝关节做正功时，这些弹性就能释放，增 加了膝关节的力量。 1 2 3 肌肉所处的地位 1 ) 主动肌与辅助肌 在某个运动中其主要作用的肌肉叫做主动肌。若运动需要更大的能量，其他肌肉就 作为辅助肌工作。例如在跑步的前摆阶段，髂腰肌和阔筋膜张肌为主动肌，而缝匠肌， 大腿内收肌为辅助肌。但在后蹬阶段，臀大肌，大腿后群肌及股四头肌为主动肌，而臀 中肌，臀小肌均为辅助肌。 2 ) 协同肌与对抗肌 在手臂外展运动中，能使手臂外展的肌肉为协同肌；反之阻止手臂外展的肌肉为对 抗肌。在外展过程中，对抗肌必须放松，而在控制运动过程中，对抗肌又必须收缩，以 阻止运动。对抗肌肌纤维本身及其肌肉末梢较易拉伤，其原因是对抗肌要收缩以控制其 关节运动，而此时肌肉在被动拉长。 3 ) 稳定肌与中和肌 在一个关节运动过程中，有的肌肉作用在一个环节上，使该关节得以稳定，以便使 相邻的关节得以做某一特殊运动，这种肌肉叫稳定肌。稳定肌在肩带肌群中起着十分重 要的支持作用，使得手臂能完成各种专门的活动。同样，在髋关节的骨盆带肌群中，臀 中肌作为稳定肌收缩，防止骨盆下坠，在人体的跑动及行走过程中起到十分重要的作用。 肌肉的另一个作用是中和作用。起中和作用的肌肉叫中和肌。中和肌的作用使消除 肌肉不需要的关节活动。例如臀大肌的作用是使大腿伸展，但臀大肌同时使大腿外展。 假如大腿不要外展，那么，臀小肌和阔筋膜张肌作为中和肌收缩，以中和因臀大肌收缩 而产生的大腿外展，以产生所需的大腿伸展运动。 1 2 4 向心收缩，等长收缩和离心收缩的比较 ， 在三种收缩形式中，离心收缩的力量最大，其次是等长收缩。向心收缩力量最小。 而在做同样大小的功的情况下，离心收缩比向心收缩所需的吸氧量小，也即离心收缩可 在较小吸氧量的情况下工作。相比之下，向心收缩所需的吸氧量较大。在肌电方面，在 太原理工大学硕士研究生学位论文 相同力量下，向心收缩能产生较大的肌电值，而离心收缩产生的肌点值要小得多n 钔。 1 2 5 影响肌肉力量的几个因素 1 ) 肌肉的附着角 肱二头肌收缩力量f 可分解为垂直于前臂的力量r 及平行于前臂的力量p 。力量p 只使肘关节加固( 或分离) ，不能对前臂产生有效的力矩。r 为有效分力。很显然，附着角 越大，有效分力r 就越大，反之，附着角越小，有效力量就越小n 们。 f p 图1 3 附着角棚 f ig 1 3a d h o r et oc a p e 2 ) 作用时间 在关节某一角度作等长收缩时，韧带上被动的弹性元及肌肉与带连接组织的伸长会 吸收一些力量，但随着时间的延长，消除了上述影响因素，肌肉力量会非线性地增加。弹 性元拉长后，肌肉力量会线性地增加，直到产生最大力量。 到达最大力量的时间及力量大小是因关节角度而变化的。某一角度位置，最大力量 产生得快，而另一角度位置产生得慢。这反映了韧带惰性的变化。假如韧带的惰性大，则 最大力量产生得迟：反之就快。 3 ) 力量与长度的关系 肌肉力量与肌肉的长度有关。最大力量往往发生在安静长度的8 0 1 2 0 之间，全身 大多数肌肉都适用。在缩短状态下，横桥重迭数量增多，力量变小。而在过度拉伸状态下， 横桥数量减少，肌肉力量同样变小。最大力量位置一般比平衡长度要长，此时横桥力量最 8 太原理工大学硕士研究生学位论文 大，肌纤维并联弹性元储存了能量增大了总张力。在运动前做准备活动或做热身，能让肌 肉产生一个预拉长，让并联弹性元储存一定的能量，以利于运动中产生更大的力量。 4 ) 拉伸一收缩周期 a ) 弹性元 假如肌肉在向心收缩前有一预拉伸或离心收缩，那肌肉的向心收缩能产生较大的力 量。这是因为肌肉的拉伸改变了肌肉的特性，增加了弹性势能的储存。当肌肉拉伸时，肌 肉及韧带的长度有一个微小的变化，引起了较大的能量储存。因此，离心收缩后紧接着向 心收缩，对肌肉力量的输出会有一个增强作用。 预拉伸结束时开始向心收缩同样会对肌纤维周围的弹性元组织引起弹性能的储存。 由于这些组织返回到它们的正常长度，因此在向心收缩的开始阶段肌肉会产生较大的力 量。但当肌肉继续收缩，并行弹性元的作用就下降n 鲫。假如肌肉的收缩发生在拉伸后有。 限的时间范围内( o 便9 s ) ，那么储存的能量会恢复并被利用。若超过了0 9 s ，则储存的能# 量会通过转化为热量而耗散。 b ) 神经系统 在向心收缩前的预拉伸同样会通过神经系统的牵张反射而引起肌肉群的刺激。这个 刺激约占向心收缩力量增加的3 0 ，而增加的7 0 来自能量的储存。 c ) 预拉伸的使用 为了通过弹性能的返还及增加肌肉活性而明显地增加向心收缩时力量的输出，最佳 的预拉伸技术应时短时间，小幅度的拉伸。为了达到对离心收缩时储存能量的最大限度 的返还，要快速地拉伸，并且不要拉伸得太长。同时，拉伸后不要停顿，应立即进入向心收 缩活动。例如在标准解剖位的一个快速反向运动( c o u n t e rm o v e m e n t ) 起跳或一个下降值 仅为2 0 3 0 c m 的“下降一停止一起跳 的运动会比深蹲或半蹲位起跳更有利。 在走步时，当身体由于重心的作用，拉伸一收缩周期同样非常明显。在着地阶段， 小腿后群肌离心伸长，此时伸长速度很大，在离心收缩结束时肌肉力量很大，那么，在 后蹬阶段，肌肉储存的弹性能释放，产生较大的后蹬力量。 d ) 肌纤维的种类与预拉长 慢肌与快肌预拉长的方式是不一样的。快肌纤维会得益于短距离高速度的预伸长， 原因是它们能储存更多的能量。快肌纤维能进行快速伸长，因为横桥很快。慢肌则由于 9 太原理工大学硕士研究生学位论文 横桥慢而收缩速度很慢。 慢肌纤维中，由于横桥慢，能量储存不快，较小的预伸长是不利的。因此，慢肌纤维会 得益于慢速较大范围的预拉伸。有些以慢肌纤维为主的运动项目，要采用长时间大幅度 的预拉伸。但对于大多数项目而言，最好采用快速小幅度的预拉伸。 1 3 热身活动 热身活动在英语中被称为“w a r mu p ”，在我国被译作“准备活动。多年来，热身 活动作为一种传统的身体状态调节方式，因其积极的效果至今仍被众多运动训练专家和 教练员们广泛采用1 。他们都认为热身活动不仅能提高训练水平，为取得好的运动成绩 创造条件，而且也能减小运动损伤的可能性。热身活动的主要目的是提升总的身体特别 是深部肌肉的温度；拉长胶原质纤维的长度，以使具有较大的柔韧性，并且使肌肉的粘 滞性下降；提高肌肉的收缩和舒张速度，增加肌力。这就会减小肌肉拉伤和韧带扭伤的 可能性，而且有助于防止肌肉的剧痛感的出现。细胞内的新陈代谢过程的速度与温度的 高低相关，当细胞温度增加时，其新陈代谢的速度也就相应以大约1 3 的增长率递增n 羽。 在较高的体温情况之下，氧离子会加速从血红蛋白和肌红蛋白中分离，从而增加肌肉的 氧供应。心血管内的血流量增加，肌肉粘滞性减小等，这些变化都会改善运动中组织的 供氧机能。由于物质代谢水平的提高，可普遍提高神经和肌肉组织的兴奋性，使得神经 冲突的传递也会加速。在进行剧烈运动前，使特定肌群受到一定的负荷强度，会明显地 提高运动员在运动中的表现水平。一般认为，对运动肌肉单位施加一系列连续的刺激后， 这些运动肌肉单位会逐渐适应增减负荷强度，并能在实践运动中提高肌肉的运动能力。 因此，运动员的身体工作能力会得到明显的改善。 1 3 1 热身的生理机制 1 ) 运动之前先作一些准备工作，其目的就是使支配内脏器官活动的植物性神经系统和 支配肌肉的运动性神经系统预先兴奋起来，以达到适应运动项目的需要。而这一准备阶 段的成效促使机体组织的内分泌，肾上腺素活动加强，而肾上腺素的分泌恰是调节、改善 运动状态必不可少的内在要素n 1 1 。 2 ) 有效地克服人体生理惰性 人体在剧烈运动时，肺通气量可高达7 0 1 2 0 公升分，而相对安静时仅为3 公升。如 事先不热身或热身不当，心、肺功能不可能很快满足运动供氧之需求。然而运动本身需 1 0 太原理工大学硕士研究生学位论文 要之驱使，令心脏骤然大量的充血，心脏骤然膨大，心肌拉长，这样极易使心肌受损，机体 工作能力不仅不能提高，反而易造成心脏衰竭，博动无力，功能下降 姗。 加大供氧途径是人体在剧烈运动中保持热能来源的决定性环节，人体肌肉氧料来源 的途径是毛细血管，平时相对稳定状态下人体的毛细血管并非全部开放，约有十分之九 是关闭的。而剧烈运动时要求肌纤维收缩加强，强度收缩的肌纤维需要大量氧料供应以 保障运动时能量的消耗，这时毛细血管网最大限度地开放至关重要，运动时毛细血管的 开放是平时的2 0 _ 2 5 倍n 帕。如运动前不热身或热身不当，毛细血管网的开放动作在短时 间内很难达到需求。 3 ) 提高肌温 肌温即肌肉的温度，在运动中较高而适宜的肌温是人体细胞代谢高速进行的保证。 运动前适宜热身可提高肌温3 度以上，又据生理学家实验得知，肌温每增加1 度，肌细胞 的代谢速度约增加1 3 ，即是说加块了氧从血液到组织的交换速度，无疑是提高了机体的 工作能力埘。 4 ) 加温肌腱韧带 肌腱韧带的温度提高，可使其柔韧性延展性加强，扩大其活动范围，剧烈运动时不易 受伤。同时关节囊滑润液分泌的加强，又加大了关节活动范围和灵活性，这可最大限度地 避免剧烈运动时关节的损伤，进而提高动作幅度。 5 ) 稳定机体组织二氧化碳 较好的热身可使肺泡中的二氧化碳处于稳定状态，这是保持运动能力的先决条件， 热身后肺通气量加大，肺泡最大限度的开放，氧的输送得以保证，机体组织较少出现氧化， 使之新陈代谢能力加强，肌肉较高工作能力得以持续，这在持续性的中长跑活动中尤为 重要。 1 3 2 热身活动的一般性方法 适当的热身活动为接下来的训练或激烈活动和比赛做好了充分的准备。一次完整的 热身活动需要占用2 卜3 0 分钟时间，一般可分为两个阶段：一般性的热身活动和专项 性热身活动n 0 1 本题主要探讨一般性的热身活动。一般性的热身活动由慢跑或强度较小 的跑、一般性和全身性的伸展运动组成。用时约1 5 _ - 2 0 分钟时间。这些活动步骤应该 能有效地动员起身体各个组织，使其具有弹性和舒张自如。而且，这些活动必须要有充 太原理工大学硕士研究生学位论文 分的时间和强度保证，只有这样才能有效提高机体内部温度，并且应以不增加这些组织 的疲劳度为前提。通俗地讲，就是当运动员达到一个出汗的状态时，就可以说明已经使 机体内部温度升高到一个理想的程度。 1 3 3p n f 法在热身活动中的应用 p n f 法( p r o p r i o c e p t i v en e u r o m u s c u l a rf a c i l i t a t i o n ) 一般译为本体感觉神经肌 肉促进法，最早用于临床医疗康复、偏瘫一类，也译为促通疗法，作为牵伸练习、康复 方法的一部分n 1 。人体肌肉和肌腱中，有感知肌肉伸缩的器官，叫固有感受性感受器， 由它向专管全身运动的中枢神经传递信号，反复刺激该器官，它会反复传递信号，从而 使运动神经的功能得以改善，是各种神经发育促进技术中的一种，对具有神经功能障碍 肌肉的治疗有促进瘫侧肢体运动和有助于运动功能恢复的作用h 1 。p n f 法的基本原理是 所有人具有尚未被利用的潜能，其主要目标是帮助练习者达到他们功能的最高水平。p n f 技术通过对肌群的促进、抑制、增强肌力、放松来达到提高功能活动的目的嘲。 由于通过这种方法的练习能改善特定肌肉的功能和提高关节的柔韧性，已被国外体 育界所重视和采用。其既可以在练习的热身阶段采用，又可在放松恢复阶段采用，既可 以作为一般性柔韧性练习手段，又可以作为专门性柔韧性练习手段，该方法主要运用于 提高柔韧性素质的练习当中，结合了肌肉的收缩和放松，一般是在同伴的配合下进行。 p n f 在训练实践中，从练习形式上看和静力性伸展方法相似，但机理上有本质的不 同。p n f 的生理学理论依据是利用反牵张反射而达到使肌肉放松的目的，肌肉做等长收 缩，会对肌肉产生强烈的刺激，肌肉中的腱梭会将信号传入中枢神经，反射性的使肌肉 放松，导致反牵张反射的产生n 钔。也就是说，被牵拉肌肉的主动收缩能抵消所产生的牵 张反射，其收缩后放松加大，再者就是拮抗肌的收缩也可以加大主动肌的放松明。p n f 法正是以这两种机制为依据，理论上可使肌肉得到比摆动牵拉和静力拉伸更大幅度的伸 展。由于p n f 技术中包含了对抗性肌肉收缩，这是静态伸展所没有的嘲。在实践中，这 一方法的运用包括三个阶段：第一，一次静力性伸展。第二，被拉伸肌肉的最大等长收 缩。第三，同时拮抗肌收缩。例如：p n f 操作方法：采用收缩放松技术( 不旋转) 在柔 韧素质练习中要发展下肢后群肌肉( 股后肌群) 和韧带的柔韧素质，练习者仰卧，一腿 直膝抬起，同伴往练习者头部方向用力推，尽量伸展练习者的下肢后群肌肉和韧带，练 习者感到股后群肌群和韧