简述肌肉收缩的“力量—速度关系”曲线

运动人体科学 文章编号:10012747 Ⅹ(2005) 0520043204 中图分类号:G8201146 文献标识码:A 田径运动中肌肉收缩速度力量分析及其训练原理探讨 X 谭 红1 , 骆 建2 , 王绍军1 (11 西安体育学院, 西安710068 ; 21 成都体育学院, 成都610041) 摘 要: 通过对田径运动中肌肉收缩速度力量分析, 提出了提高运动员专项速度力量的训练原理。力量训练时, 必须根据各个专项运动的肌肉收缩速度与力量特性、肌肉收缩的力学规律、肌肉不同收缩速度的神经肌肉特点等 规律, 对运动员采用适度提高肌肉大力量能力, 以提高肌肉抗中等负荷速度力量能力和快速能力等力量训练, 最 终实现肌肉的最快速度收缩所产生的力量提高。 关键词: 田径; 肌肉收缩; 速度力量; 力量训练 Analysis of the Speed Force of Muscle Contraction in Track and Field and Exploring the Power Training Theory TAN Hong1 ,LUO Jian2 ,WANG Shao2jun1 (11Xi′an Institute of Physical Education ,Xi′an 710068 ,China ; 21Chengdu Institute of Physical Education , Chengdu ,610041 ,China) Abstract : According to the analysis of the sp... 运动人体科学 文章编号:10012747 Ⅹ(2005) 0520043204 中图分类号:G8201146 文献标识码:A 田径运动中肌肉收缩速度力量分析及其训练原理探讨 X 谭 红1 , 骆 建2 , 王绍军1 (11 西安体育学院, 西安710068 ; 21 成都体育学院, 成都610041) 摘 要: 通过对田径运动中肌肉收缩速度力量分析, 提出了提高运动员专项速度力量的训练原理。力量训练时, 必须根据各个专项运动的肌肉收缩速度与力量特性、肌肉收缩的力学规律、肌肉不同收缩速度的神经肌肉特点等 规律, 对运动员采用适度提高肌肉大力量能力, 以提高肌肉抗中等负荷速度力量能力和快速能力等力量训练, 最 终实现肌肉的最快速度收缩所产生的力量提高。 关键词: 田径; 肌肉收缩; 速度力量; 力量训练 Analysis of the Speed Force of Muscle Contraction in Track and Field and Exploring the Power Training Theory TAN Hong1 ,LUO Jian2 ,WANG Shao2jun1 (11Xi′an Institute of Physical Education ,Xi′an 710068 ,China ; 21Chengdu Institute of Physical Education , Chengdu ,610041 ,China) Abstract : According to the analysis of the speed force of muscle contraction in track and field , the author point out the power train2 ing theory. It is that moderate improvement of muscle force ability , muscle anti - medium - degree load ability will realize the im2 provement of the speed force produced by the muscle contraction with the largest speed , based on the speed of muscle contraction power characteristics , dynamical law of muscle contraction , nerve and muscle characteristics by different speed of muscle contrac2 tion. Key words :track and field ;muscle contraction ; speed force ; power training 田径运动是由走、跑、跳、投和全能组成的运动 项目,不仅要求运动员有很好的速度素质,而且也要 有很好的力量素质。在田径运动的各类项目训练 中,如何针对不同项目特点,增强速度力量,以有效 地提高专项运动能力,是广大教练员、运动员不断探 索的问题。速度力量是一种在尽可能短的时间内所 表现出来的力量,它是肌肉收缩力量与收缩速度综 合在一起的一种特殊力量素质的表现,它与运动员 的力量素质和表现出这部分力量的肢体的运动速度 有关。速度力量实际上是运动员在特定负荷条件下 所表现出来的最大动作速度,这种动作速度是影响 田径运动所有项目成绩的关键因素,所以田径运动 中运动员肌肉收缩的速度力量对运动成绩的提高就 显得意义重大,而提高运动员的速度力量训练原理 就更值得探讨。 1 田径运动中肌肉收缩速度力量分析 111 肌肉收缩速度力量的力学特性 从图1 可知,肌肉收缩的力学特性是:肌肉作加 速拉长时,肌肉收缩产生的肌拉力为迅速增大;肌肉 作加速缩短时,肌肉收缩产生的肌拉力为迅速减小。 原理是,肌肉作退让性收缩时,肌肉收缩的阻力臂增 大,需要肌肉的加速拉长产生由小到大的肌力,以保 证肌肉收缩产生的动力矩能克服阻力矩;肌肉作克 制性收缩时,因肌肉收缩的阻力臂减小,肌肉的加速 缩短自然产生由大到小的肌力,所产生的动力矩必 须克服阻力矩。所以,力量训练的目的是提高肌肉 作快速收缩时产生的收缩力量和力量耐力,保证肌 肉作快速收缩时所产生的收缩力量能克服负荷阻力 的增大。 112 肌肉收缩速度力量的生理学特点 肌肉承受不同负荷进行最快速度收缩时, 虽然 肌肉收缩的速度快慢存在着差异,但是,肌肉收缩时 的能量代谢性质却是基本相同的, 只是肌肉收缩的 速度不同, 肌肉收缩的供能速度和能量代谢产物的 ·43 · 第22 卷第5 期 2005 年9 月 西安体育学院学报 JOURNAL OF XI′AN INSTITUTE OF PHYSICAL EDUCATION Vol122 No15 Sep12005 X 收稿日期:2005201210 ;修回日期:2005204217 作者简介:谭 红(19602) ,男,湖南湘乡人,副教授,硕士生导师,研究方向为体育计算机应用及体育教育训练学;骆 建(19592) ,男,重 庆开县人,教授,教育学硕士,研究方向为田径教学与训练;王绍军(19792) ,男,安徽宿州人,硕士生。 清除程度不同。从控制肌肉进行不同速度收缩的神 经特点看,肌肉收缩的速度不同,控制神经肌肉冲动 的频率、神经肌肉出现的运动疲劳快慢是不相同的。 表现为:肌肉收缩速度越快,神经冲动频率越快,神 经肌肉出现运动疲劳越快;相反,则慢。所以,肌肉 在不同速度条件下收缩时其生理学特点具有同一性 和不同一性。 图1 肌肉收缩的力—速规律[2 ] 图2 田径部分项目运动员的膝关节肌肉T—V 特点[3 ] 113 田径运动中肌肉收缩速度力量特点 人体在田径运动中,当身体各个环节肌肉进行 克制性收缩完成关键技术动作时,不仅是个体在某 一训练水平阶段的肌肉收缩初长度为最长,肌肉收 缩的阻力矩为最大,而且要求肌肉收缩的初速度快 和收缩时的速度继续加快。根据文献资料关于我国 与国外优秀短跑运动员的技术比较介绍,我国短跑 运动员与美国短跑运动员不仅在运动速度存在差 距,而且在支撑时髋关节、膝关节角度增大的初始角 和变化角度都分别比美国运动员的同类情况小,说 明我国运动员的身体关键部位肌肉进行克制性收缩 时的收缩速度和肌力,较美国运动员慢和小。所以, 要提高运动员的肌肉作克制性收缩力量,主要是提 高肌肉充分拉长作快速收缩时的力量,使肌肉收缩 产生的肌拉力能克服较大阻力矩的情况下,加快肌 肉缩短的速度,不然将造成技术动作的变形乃至肌 肉的拉伤。然而,如果只通过反复的专项训练来发 展肌肉的最快收缩速度与力量,虽然肌肉的最快收 缩速度与力量可以得到提高,但是常因反复的专项 训练易于迅速造成人体的整体性运动疲劳,相对缩 短了对肌肉进行最快速度收缩的力量训练时间,限 制了肌肉的最快收缩速度与力量的发展。因此,只 有通过提高肌肉抗大负荷力量训练来提高肌肉的最 大力量能力,使肌肉克服相对较小负荷的快速收缩 速度所产生的力量得到提高,达到力量训练效果能 有助于肌肉的最快收缩速度所产生的力量提高。由 于人体在田径项目的各个专项运动中,特别是在专 项的快速运动中,当肌肉进行快速缩短时,因肌肉缩 短速度的加快,必然会引起肌肉收缩产生肌拉力的 相对减小,如果肌肉收缩所产生动肌力矩能克服肌 肉收缩的阻力矩,人体将完成合理的技术动作和实 现快速位移,反之亦然。因此,只有根据肌肉在不同 速度情况下收缩的适应特点,对肌肉进行不同负荷 的抗阻力量训练,使肌肉在不同抗阻力量练习中的 收缩速度和力量能力得到同步提高,最终提高运动 员的肌肉收缩速度力量,使肌肉在充分拉长作快速 缩短时所产生的肌拉力能克服肌肉收缩的阻力。 114 田径运动各个项目肌肉收缩速度力量特点 在田径运动各个项目运动中,由于人体运动的 特点和运动的目的以及运动负荷状况的不同,所以 各个项目之间,特别是各个项目的关键技术所需要 的肌肉收缩速度力量特性是不相同的。从图2 可 知,中跑运动与短跑运动的速度力量、短跑运动的速 度力量与跳高运动的速度力量是有区别的。其特点 为:中跑运动与短跑运动的速度力量几乎呈等距离 的差距,这是由于中跑运动员的肌肉纤维特点与短 跑运动员的肌肉纤维特点存在不同性所致;短跑运 动项目与跳高运动项目的肌肉收缩速度力量呈交叉 不同,表现为短跑运动的肌肉收缩速度成份大于跳 高项目,而肌肉收缩的力量成份又小于跳高项目,这 是因为跳高项目的关键技术所需肌肉收缩力量大于 短跑项目,而短跑项目的关键技术所需肌肉收缩的 速度大于跳高项目的缘故。对于投掷运动项目,因 肌肉收缩还要承受器械的附加负荷,加之肌肉收缩 的初始速度相对慢和投掷项目所需要的垂直支撑能 力更大,因而投掷运动的肌肉收缩力量成份必然大 于跳高和整个跳跃项目,而肌肉收缩的速度成份必 然相对小。尽管田径运动的各个项目的关键技术所 需要的肌肉收缩速度力量特性不同,但是从各个项 目的速度力量提高趋势看,任何项目的肌肉收缩速 ·44 · 第22 卷 西安体育学院学报 第5 期 度力量提高,都必须是符合各个项目的速度与力量 特性基础上的相对同步提高,使肌肉收缩产生的肌 拉力能克服肌肉负荷阻力不断增大情况下,同步提 高肌肉缩短的速度(见图3) 。 图3 田径部分项目运动员的膝关节肌肉收缩速度力量提高特点示意图 图4 重视提高肌肉最大收缩力量后的力—速关系 图5 重视提高肌肉抗中、大负荷后的力—速规律示意图 2 影响田径运动员专项速度力量训练效果 的原因分析 影响田径运动员速度力量训练效果的原因很 多,其主要原因在于力量训练时,忽视了肌肉收缩的 速度与力量的结合,即忽视了运动员的速度力量素 质训练。但是,如何提高运动员的这种速度力量素 质呢? 这就需要在力量练习时,必须根据肌肉收缩 的特性和不同速度收缩的生理学特点,结合专项运 动所需要的肌肉收缩属性,认识肌肉在不同速度情 况下收缩的适应特点,采用抗多种不同负荷的练习 方法来提高肌肉的不同速度与力量能力,使肌肉在 不同收缩速度条件下的抗负荷力量得到相对提高, 在此基础上继续提高肌肉抗自身负荷的速度与力 量,最终以肌肉抗自身负荷的速度与力量提高为基 础,对运动员进行专项速度与力量能力训练,达到同 步提高肌肉的最快速度与力量的目的,实现肌肉抗 不同负荷情况下的整体速度与力量的相对同步提 高。避免过分追求固定某一动作的大负荷力量训 练,而忽视肌肉在不同收缩速度条件下的力量训练, 所造成的专项运动成绩停滞不前或运动过程中的肌 肉伤害。从图2 可知,田径运动的各个项目运动员 在某一训练水平阶段,肌肉收缩的速度与力量变化 始终是按照专项运动所需要的肌肉收缩特点进行变 化,表现为抗大负荷的速度与力量同小负荷的速度 ·45 · 第22 卷 谭 红,等:田径运动中肌肉收缩速度力量分析及其训练原理探讨 第5 期 与力量、抗小负荷的速度与力量同专项中的速度与 力量存在着绝对值差距。如果运动员在力量训练 中,只重视大力量训练,忽视小负荷的快速力量能力 训练,其训练效果是肌肉作慢速收缩的大力量能力 强,而抗中负荷的速度与力量和小负荷的快速度与 力量是相对的停滞不前(见图4) ;如果运动员在力 量训练中,重视了抗大负荷力量训练和中负荷的快 速力量训练,但没有进行专项运动的速度与力量训 练,其训练效果是抗大负荷的慢速力量和中负荷的 快速力量能力强,而专项运动中的最快速度与力量 是相对的停滞不前(见图5) 。另外,从不同速度力 量训练时的神经肌肉特点看,虽然在不同速度力量 训练时,神经肌肉发放的冲动都是为最大,但是因肌 肉收缩速度的不同,神经肌肉的冲动频率同样不同。 所以,在田径运动训练实践中,有些运动员往往在大 力量方面得到了较大幅度的提高,但运动成绩却是 相对停滞不前或出现下降情况的主要原因,是因为 在力量训练中只提高了肌肉作慢速收缩时的力量, 没有提高肌肉作相对最快速度收缩时的力量和神经 肌肉冲动频率,造成肌肉的各种速度与力量没有得 到全面的同步提高,神经肌肉冲动频率没有得到相 应同步加快,使肌肉的最快速度收缩的力量和神经 肌肉冲动频率停留在相对同一水平上,或因最大力 量的发展提高了肌肉的质量,影响了肌肉作最快速 度收缩时的相对力量。因此,要使肌肉在各种收缩 速度情况下的力量和神经肌肉冲动频率得到相对同 步提高,必须进行各种速度条件下的力量训练,使力 量训练能对快速力量神经肌肉冲动频率提高产生有 效的促进作用。 3 提高田径运动员专项速度力量的训练原 理探讨 通过上述分析,认为:要提高田径运动员的专项 速度力量,必须根据专项运动的肌肉收缩速度与力 量特点、肌肉收缩的力学规律、肌肉不同收缩速度的 神经肌肉特点、肌肉的大力量提高是促进肌肉抗小 负荷能力基础的规律,对运动员在不同训练水平阶 段,采用适度提高肌肉的大力量能力是提高肌肉抗 中等负荷的速度与力量能力基础、提高肌肉抗中等 负荷的速度能力是提高肌肉抗自身负荷的快速与力 量能力基础、提高肌肉抗自身负荷的快速能力是提 高肌肉抗自身负荷的最快速度与力量能力基础等顺 向环节的力量训练(见表1) ,实现渐进发展肌肉的 抗不同负荷与快速收缩能力提高的过程,使肌肉在 不同收缩速度条件下的力量和力量耐力得到相对同 步提高(见图3) ,最终实现肌肉的最快速度收缩力 量和力量耐力的提高[3 ] 。 表1 不同力量训练环节的负荷、速度、神经变化特点及有效促进作用趋势表 第一训练环节第二训练环节第三训练环节第四训练环节 力量负荷 最大力量负荷 促进能力训练 中等负荷的快速 促进力量能力训练 自身负荷的次快 促进速度力量训练 自身负荷最快 速度力量训练 力量特点最大次大小最小 速度特点最慢慢次快最快 神经变化特点最慢慢次快最快 练习手段不同姿态抗不同姿态抗 多种抗自身负荷或超 自身负荷的跳跃、 专项训练或超专项速 度训练 最大负荷练习中等负荷练习自身负荷跑的练习(牵引跑) 应当指出,上述力量训练四个环节并非是指在 一次力量训练课时必须按这四个环节进行训练,而 是指这四个环节是顺向渗透在一个训练周、一个训 练阶段、一个训练周期、一个训练年度中。但是在一 次训练课中,要根据训练的任务,必须采用重点发展 的速度力量与决定该速度力量基础的速度力量练习 方法相结合,或重点发展的速度力量与基础速度力 量和促进发展的速度力量练习方法相结合,使最快 速度力量的发展,必须有基础速度力量的保证,以及 一个力量训练环节的效果能对另一个力量训练环节 产生有效促进与提高的作用。 4 小 结 1) 在田径运动的各个专项力量训练中,只有根 据各个专项肌肉收缩的速度与力量特性、肌肉在不 同速度情况下的收缩力量适应特点,对肌肉进行不 同负荷的抗阻力量训练,使肌肉在不同抗阻力量练 习中的收缩速度和力量能力得到同步提高,最终实 现运动员的专项速度力量的提高,使肌肉在充分拉 长作快速缩短时所产生的肌拉力能克服肌肉收缩的 阻力。 2) 要提高田径运动员的专项速度力量,必须采 用适度提高肌肉大力量能力来提高(下转第53 页) ·46 · 第22 卷 西安体育学院学报 第5 期 表4 中年各组心脏功能能力测试表 锻炼方式 中年男子(N 总计= 99) X ±SD 中年女子( N 总计= 135) X ±SD F1C1 (METS) 运动后3 min 恢复心率 (次/ min) F1C1 (METS) 运动后3 min 恢复心率 (次/ min) 传统体育实验前71865 ±11239 951609 ±101067 61437 ±01947 991733 ±141203 男:N = 23 实验后81770 ±11551 871000 ±131850 71160 ±71160 911267 ±101127 女:N = 30 P 0105 0105 > 0105 > 0105 有氧体操实验前71722 ±11301 931778 ±121284 61797 ±11274 971455 ±131479 男:N = 18 实验后81111 ±11574 891944 ±121895 71361 ±11267 921394 ±131295 女:N = 33 P > 0105 > 0105