公路自行車訓(xùn)練寶典.doc

前言公路車友在日常騎乘中常常面臨計(jì)速表、踏頻表、心率表和功率計(jì)等的抉擇，以及面對(duì)如此紛繁的數(shù)據(jù)如何去更好的使用它們？動(dòng)輒成百上千的各種設(shè)備它們真的都是不可或缺么？這些測(cè)量設(shè)備對(duì)鍛煉得指導(dǎo)意義各在哪里呢？以下分為三步曲分析公路騎行中的三組不容忽視的重要數(shù)據(jù)：踏頻、心率和功率，在騎乘中三者相互影響，相輔相成。此文針對(duì)踏頻、心率與功率作簡(jiǎn)單的分析，結(jié)尾作扼要的總結(jié)，希望能夠提供參考。一、公路騎行之踏頻分析、踏頻的意義踏頻計(jì)量是描述每分鐘踩踏/提拉的圈數(shù)（RPMrotations per minute），通常情況下高于60RPM并低于80RPM為低轉(zhuǎn)速踏頻，高于100RPM至上限最高頻率（上限踏頻視心肺功能、關(guān)節(jié)肢體不同因人而異）屬于高踏頻。在公路車鍛煉中，踏頻、心率和功率三者息息相關(guān)，同樣功率強(qiáng)度下，踏頻越高心率相應(yīng)也會(huì)提高（但是并非線性關(guān)系）；在穩(wěn)定騎乘的情況下，踏頻越高肌肉相對(duì)輕松、功率相對(duì)較低，踏頻越低肌肉越疲憊、功率相對(duì)較高（同樣非線性關(guān)系）。由于踏頻和做功是主動(dòng)行為，心跳是不可控的被動(dòng)行為，因此在心跳允許的范圍內(nèi)做功與踏頻存在四種組合：A.高頻大力踩踏；B.高頻輕力量踩踏；C.低頻大力量踩踏；D.低頻輕力踩踏。關(guān)于四種組合的選擇，正常人的心肺能力無法維持A情況長時(shí)間堅(jiān)持，D情況不具有鍛煉和競(jìng)速的意義，因此先排除A與D，C情況對(duì)個(gè)人腿部肌肉要求較高，拜讀Dr蕭的大作有個(gè)關(guān)于肌肉特性十分恰當(dāng)?shù)念惐龋喝绻?0kg的啞鈴可以舉15次，那15kg的啞鈴一定遠(yuǎn)多于30次，因此在理論上，情況是比較普遍且較推薦的。環(huán)法計(jì)時(shí)賽中，各車隊(duì)選手平均時(shí)速多在50KM/H左右，平均踏頻都在100RPM.以上。由此可見無論是理論上還是實(shí)際中，對(duì)高踏頻的青睞是十分有意義的。那么，速度至上的公路車騎行中，踏頻與速度有什么關(guān)系呢？、踏頻計(jì)算帶計(jì)踏頻功能的碼表可以實(shí)時(shí)（中低頻采樣計(jì)算）計(jì)算當(dāng)前踏頻，除此之外，因?yàn)楣奋噭傂枣湕l傳動(dòng)誤差相對(duì)較小，可以通過當(dāng)前速度得到實(shí)時(shí)踏頻。公式為：V=2133 * 10-6 * C * 60 * T1/T2V當(dāng)前速度，C當(dāng)前踏頻值，T1當(dāng)前牙盤齒數(shù)，T2當(dāng)前飛輪齒數(shù)，其中2133為公路700C輪組平均輪周長（單位：毫米）。公式可以簡(jiǎn)化為： V=0.12798 * C * T1/T2 或者 C =7.8* V * T2/T1普通情況下，公路車牙盤齒數(shù)組合為正常牙盤53/39和壓縮牙盤50/34，飛輪齒片從11到27齒有多種組合，這里選取常用的齒數(shù)12、13、14、15、17、19、21、23、25進(jìn)行分析，如下表： RD Bike Cadence Reference牙盤 飛輪 齒數(shù)比 時(shí)速 10 15 20 25 30 3553 25 2.12 踏頻 36.9 55.3 73.7 92.1 110.6 129.0 53 23 2.3043478 33.9 50.9 67.8 84.8 101.7 118.7 53 21 2.5238095 31.0 46.4 61.9 77.4 92.9 108.4 53 19 2.7894737 28.0 42.0 56.0 70.0 84.0 98.0 53 17 3.1176471 25.1 37.6 50.1 62.7 75.2 87.7 53 16 3.3125 23.6 35.4 47.2 59.0 70.8 82.6 53 15 3.5333333 22.1 33.2 44.2 55.3 66.3 77.4 53 14 3.7857143 20.6 31.0 41.3 51.6 61.9 72.2 53 13 4.0769231 19.2 28.7 38.3 47.9 57.5 67.1 53 12 4.4166667 17.7 26.5 35.4 44.2 53.1 61.9 39 25 1.56 50.1 75.1 100.2 125.2 150.3 175.3 39 23 1.6956522 46.1 69.1 92.2 115.2 138.2 161.3 39 21 1.8571429 42.1 63.1 84.1 105.2 126.2 147.3 39 19 2.0526316 38.1 57.1 76.1 95.2 114.2 133.2 39 17 2.2941176 34.1 51.1 68.1 85.1 102.2 119.2 39 16 2.4375 32.1 48.1 64.1 80.1 96.2 112.2 39 15 2.6 30.1 45.1 60.1 75.1 90.2 105.2 39 14 2.7857143 28.0 42.1 56.1 70.1 84.1 98.2 39 13 3 26.0 39.1 52.1 65.1 78.1 91.2 39 12 3.25 24.0 36.1 48.1 60.1 72.1 84.1 上表整理了從10KM/H到35KM/H速度時(shí)，特定齒數(shù)比對(duì)應(yīng)的踏頻值，如此紛繁的數(shù)據(jù)對(duì)日常騎行有什么幫助呢？接下來我們一起來取其精華，尋找適合自己的數(shù)據(jù)以及訓(xùn)練目標(biāo)。、踏頻數(shù)值分析之前提到環(huán)法計(jì)時(shí)賽中，各車隊(duì)選手平均時(shí)速多在50KM/H左右，平均踏頻都在100RPM.以上。由此可以推算出環(huán)法計(jì)時(shí)賽中，齒數(shù)比平均數(shù)值范圍在3.9左右即53/13到53/14之間。首先確定齒比上限，鑒于個(gè)人腿力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如環(huán)法隊(duì)員，因此這個(gè)數(shù)值作為在平路情況下的齒比參考上限；第二步去掉不常用齒數(shù)比，基于常識(shí)，上表中很多齒數(shù)比不會(huì)使用比如53/25，39/12等，這些極限情況的參考值完全可以去掉；第三步鎖定均速范圍，在個(gè)人日常的公路騎行中平均時(shí)速受體力、地形以及風(fēng)等不定因素的影響，因此有參考價(jià)值的均速選在25KM/H到30KM/H之間；第四步根據(jù)實(shí)際地形情況選取爬坡時(shí)齒比，由于本地的坡路連續(xù)且陡峭選取穩(wěn)定的爬坡齒比為39/23和39/25；最后根據(jù)個(gè)人情況選取踏頻極限值，這里上限選為120RPM.下限選取70RPM.作為參考值。接下來，繁雜的數(shù)據(jù)就對(duì)日常公路車鍛煉有針對(duì)性，和一定的指導(dǎo)意義了。針對(duì)自己的情況，根據(jù)表中數(shù)值不難得出以下結(jié)論：只有在下坡路段或有一定初速度的情況下才能使用小于53/14的齒數(shù)比；平路騎乘時(shí)盡量使用53/14或者更大的齒數(shù)比；爬坡時(shí)時(shí)速不低于15KM/H才可以保持75RPM.以上的踏頻；在日常騎乘中訓(xùn)練和體會(huì)如何從39/15到53/19（以及反向）平滑變速、踏頻的總結(jié)公路車變速套件有比較豐富的齒比組合，其目的之一是為了讓騎乘者保持相對(duì)穩(wěn)定的踏頻和功率輸出，穩(wěn)定的踏頻值在一段時(shí)間的騎行過程中較容易保持，以便于在騎乘過程中參照當(dāng)前速度和實(shí)際踏頻值向目標(biāo)值修正。接下來用筆在表中畫取屬于自己的訓(xùn)練目標(biāo)吧！下表附CT牙盤參考：CT盤 飛輪 齒數(shù)比 時(shí)速 10 15 20 25 30 3550 25 2 踏頻 39.1 58.6 78.1 97.7 117.2 136.7 50 23 2.173913 35.9 53.9 71.9 89.9 107.8 125.8 50 21 2.3809524 32.8 49.2 65.6 82.0 98.5 114.9 50 19 2.6315789 29.7 44.5 59.4 74.2 89.1 103.9 50 17 2.9411765 26.6 39.8 53.1 66.4 79.7 93.0 50 16 3.125 25.0 37.5 50.0 62.5 75.0 87.5 50 15 3.3333333 23.4 35.2 46.9 58.6 70.3 82.0 50 14 3.5714286 21.9 32.8 43.8 54.7 65.6 76.6 50 13 3.8461538 20.3 30.5 40.6 50.8 60.9 71.1 50 12 4.1666667 18.8 28.1 37.5 46.9 56.3 65.6 34 25 1.36 57.5 86.2 114.9 143.6 172.4 201.1 34 23 1.4782609 52.9 79.3 105.7 132.1 158.6 185.0 34 21 1.6190476 48.3 72.4 96.5 120.7 144.8 168.9 34 19 1.7894737 43.7 65.5 87.3 109.2 131.0 152.8 34 17 2 39.1 58.6 78.1 97.7 117.2 136.7 34 16 2.125 36.8 55.2 73.5 91.9 110.3 128.7 34 15 2.2666667 34.5 51.7 68.9 86.2 103.4 120.7 34 14 2.4285714 32.2 48.3 64.3 80.4 96.5 112.6 34 13 2.6153846 29.9 44.8 59.8 74.7 89.6 104.6 34 12 2.8333333 27.6 41.4 55.2 68.9 82.7 96.5 二、公路騎行之心率分析0、寫在前面的Q&A關(guān)于三部曲之踏頻分析有許多提問，以下為3個(gè)典型問題1.是否需要記憶表格數(shù)據(jù)？本文重點(diǎn)在于最后結(jié)論的參考如：齒比過渡、平路齒比范圍、爬坡踏頻參考，以及用數(shù)據(jù)表涂色來設(shè)定目標(biāo)，并非主張?jiān)隍T行的過程中分心去回憶數(shù)據(jù)。2.通過計(jì)算覆蓋所有齒比，是否可以取代踏頻表？簡(jiǎn)單計(jì)算無法更理性地取代附有平均踏頻(Average Cadence)功能的踏頻表，所以選擇附有此功能的踏頻表是有必要的。3.踏頻分析的山地車部分？只需把公路齒比組合更換為山地齒比組合即可，計(jì)算與原理完全相同，視路況具體分析。1、心率的意義綠巨人2中的男主角既不騎車也很少運(yùn)動(dòng)，然而手上總帶著運(yùn)動(dòng)心率表每當(dāng)心跳加速，無論是激動(dòng)或是沖動(dòng)，心率表都會(huì)不失時(shí)機(jī)的聲音報(bào)警、搶走鏡頭、打斷情節(jié)的延續(xù)，并且按劇情的需要成功阻止了數(shù)次變身 除了防止變身成為綠巨人，心率的監(jiān)控還有何指導(dǎo)意義呢？在介紹心率概念之前，先要了解下自然賦予我們的動(dòng)力之源精密、和諧的身體發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，它主要分為以下幾個(gè)部分：燃料部分：糖原質(zhì)、脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物(葡萄糖等)動(dòng)力裝置：肌肉為運(yùn)動(dòng)提供卓越的動(dòng)力呼吸系統(tǒng)：肺和呼吸道為燃料充分燃燒提供氧氣并排出二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)：心血系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了燃料運(yùn)輸、氣體循環(huán)以及散熱液運(yùn)輸調(diào)節(jié)等一系列功能以及散熱部分、控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)以及傳動(dòng)軸系統(tǒng)等，其中散熱部分實(shí)現(xiàn)了以水分為主的汗液實(shí)現(xiàn)水蒸發(fā)冷卻功能，控制系統(tǒng)包括腦與神經(jīng)系統(tǒng)，潤滑為體液及傳動(dòng)為筋骨系統(tǒng)。(后三部分系統(tǒng)的障礙涉及運(yùn)動(dòng)傷害部分內(nèi)容，本文略) 本文重點(diǎn)討論的心率問題，隸屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作瓶頸之一循環(huán)系統(tǒng)。在人體活動(dòng)中，心臟的每一次跳動(dòng)都將呼吸系統(tǒng)輸送的大量新鮮氧氣不停地輸送到全身各個(gè)動(dòng)力裝置參與燃料氧化(轉(zhuǎn)化為所需能量)，同時(shí)把代謝廢物如二氧化碳通過呼吸系統(tǒng)排出。因此對(duì)心跳頻率的監(jiān)控，可以在一定程度上反映運(yùn)動(dòng)的生理強(qiáng)度。同時(shí)引入心率(Heart Rate)的概念，單位為每分鐘心跳次數(shù)(BPM. Beats per Minute)。一般情況下，每個(gè)人的心率存在差異且有相應(yīng)的極值，其下限為靜息心率(HR repose)大約可以等同于早上起床時(shí)的心率，其上限為最大心率可以通過以下計(jì)算得出：HR max1=220 - 年齡 (或者HR max2=208 - 0.7*年齡)。關(guān)于心率下限HR repose，醫(yī)生常常會(huì)面對(duì)病人低于靜息心率的窘境，然而這種情況在運(yùn)動(dòng)中比較少見；在日常鍛煉中關(guān)于上限HR max，心肺和身體的循環(huán)系統(tǒng)都有相應(yīng)的生理限制，因此長時(shí)間超越生理極限是不推薦的，并且稍有不慎則會(huì)陷入變身綠巨人的無盡煩惱2、心率無氧閾（乳酸閾）值上文提到心率的生理上限值HR max的理論計(jì)算，在實(shí)際的運(yùn)動(dòng)中，有一個(gè)更有意義的參考值心率無氧閾值，這個(gè)指標(biāo)的引入基于身體發(fā)動(dòng)機(jī)為運(yùn)動(dòng)提供能量模式過渡，作為背景先簡(jiǎn)單了解一下提供能量的三種工作模式：1、有氧模式燃料主要是蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物，氧氣參與氧化釋放能量。該模式所需燃料存儲(chǔ)量大，能夠長時(shí)間持續(xù)提供能量。2、無氧無乳酸模式燃料為三磷酸腺苷(ATP)和磷酸肌酸(CP. Creatine Phosphate)，無需氧氣與糖原質(zhì)(Glycogen)參與，無乳酸產(chǎn)生。該模式燃料肌肉中儲(chǔ)備較少，僅能夠短時(shí)間大量釋放能量，且恢復(fù)期需要3分鐘以上。3、無氧乳酸模式燃料為糖原質(zhì)(Glycogen)，無氧條件下分解為三磷酸腺苷(ATP)和乳酸，該模式能量釋放緩慢而且超過乳酸分解與吸收的極限后，在肌肉與血液中迅速堆積并產(chǎn)生酸痛。實(shí)際的運(yùn)動(dòng)中，在強(qiáng)度負(fù)荷遞增的情況下，循環(huán)系統(tǒng)的攜氧效率會(huì)逐漸落后能量轉(zhuǎn)化的需求，在這個(gè)過程中存在一個(gè)明顯的有氧代謝向無氧代謝轉(zhuǎn)化(有氧模式向無氧乳酸模式轉(zhuǎn)化)的臨界值，這個(gè)值稱為無氧閾(AT. Anaerobic Threshold)，通常血液中乳酸濃度在4mmol/L左右達(dá)到無氧乳酸閾值(LT. Lactate Threshold)，用心率表示的AT為心率無氧閾。不同的無氧閾值反映了不同的“發(fā)動(dòng)機(jī)”性能，無氧閾值越高其耐力與速度的素質(zhì)就越高。由此可以推論：A、心率控制在心率無氧閾值以內(nèi)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，主要工作在有氧模式下。B、心率值持續(xù)在心率無氧閾值附近區(qū)域，為有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度極限。那么我們?nèi)绾螠y(cè)定公路騎行中的心率無氧閾值呢？下面提供一種簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的粗略測(cè)定法：器材：帶有心率表、阻力調(diào)解的健身房踩踏車。首先低強(qiáng)度熱身3分鐘以上，然后從低阻力開始騎行持續(xù)3分鐘，注意保持踏頻(保持健身自行車的速度值不變)并記錄阻力值與心率值；保持踏頻依次提高阻力騎行3分鐘，并記錄阻力值與心率值。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到一定程度后，出現(xiàn)下列情況則為心率無氧閾值判定標(biāo)準(zhǔn)：阻力增加心率不變；阻力增加心率下降；阻力-心率曲線第一次非線性拐點(diǎn)出現(xiàn)。(本方法較乳酸測(cè)試法優(yōu)點(diǎn)是回避了乳酸代謝的個(gè)體差異，但是無法忽略耐力的個(gè)人差異)下面通過舉例說明，某27歲的很普通的男性自行車運(yùn)動(dòng)愛好者使用該方法，在某體育用品超市健身自行車展品上經(jīng)過多次測(cè)定，結(jié)果不均分布于138150 BPM.之間，那么其HR lt/HR at參考值為138150 BPM.對(duì)比運(yùn)動(dòng)員動(dòng)輒160BPM. 到170BPM.甚至更大的心率無氧閾值，如果忽略測(cè)定誤差與運(yùn)動(dòng)員的差異似乎并沒有想象那么巨大，真的是這樣么？3、騎行中的心率分析通過以上計(jì)算，可以得到有氧運(yùn)動(dòng)的心率參考值HR at心率值，在差值過百的HR max與HR repose的區(qū)間(心率儲(chǔ)備)中，HR lt處于什么位置？對(duì)公路騎行有何意義呢？此處，引用某心率計(jì)使用說明書示意參考(心率百分比對(duì)應(yīng)脂肪、糖消耗參考)如圖可以得出四個(gè)主要區(qū)域：50%60% HR區(qū)域(中等、緩和區(qū))運(yùn)動(dòng)在該區(qū)域的脂肪(Fat)消耗增加明顯，糖(Sugar)消耗較少。60%70% HR區(qū)域(體重控制區(qū))運(yùn)動(dòng)在該區(qū)域的脂肪消耗量最大，糖消耗按比例增加。70%80% HR區(qū)域: (有氧區(qū))該區(qū)域內(nèi)，脂肪消耗降低明顯，糖消耗持續(xù)按比例增加。80%90% HR區(qū)域: (競(jìng)賽訓(xùn)練區(qū))該區(qū)域脂肪消耗銳減，糖消耗繼續(xù)增加至最大值(以上各種情況為假定無呼吸系統(tǒng)瓶頸及其他意外情況的參考值。在公路騎行中呼吸系統(tǒng)的配合也十分重要，本文略)對(duì)以上區(qū)域選擇的計(jì)算舉例說明， 同上27歲的普通男性自行車運(yùn)動(dòng)愛好者(Average 50km per week)在正規(guī)(單位組織)體檢中測(cè)得靜息心率為56 BPM.且身體比較瘦(Not low-fat)，在不讓孱弱的身體更加單薄的前提下，為了促進(jìn)心肺功能與促進(jìn)食欲，他騎行時(shí)優(yōu)先選擇的HR區(qū)域是70%80%，計(jì)算方法如下：HR max = 220-27=193 BPM.HR repose = 56 BPM. 目標(biāo)下限為 70%( HR max- HR repose)+ HR repose=152 BPM.目標(biāo)上限為 80%( HR max- HR repose)+ HR repose=165 BPM.所以他的優(yōu)先訓(xùn)練心率范圍參考值是152165 BPM.然而從上文舉例的數(shù)值范圍比較可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的問題：同一人的心率無氧閾值HR at范圍為138150 BPM.小于優(yōu)先訓(xùn)練心率范圍參考值152165 BPM.且無交集，這說明了什么呢？在此作四點(diǎn)猜測(cè)僅供參考。1、上述HR lt/HR at或優(yōu)先HR范圍參考值計(jì)算錯(cuò)誤或誤差值過大；2、心率百分比對(duì)應(yīng)脂肪、糖消耗參考圖及計(jì)算方法的實(shí)驗(yàn)采樣人群與文中舉例某27歲中國籍普通車友所在人群存在一定的體能差異；3、舉例樣本某27歲男性普通車友由于缺乏鍛煉，所以心率無氧閾值在同年齡段平均優(yōu)先HR范圍參考值之下；4、以上皆是。4、心率總結(jié)作為一種運(yùn)動(dòng)方式，公路車的騎行比較連續(xù)、平穩(wěn)、較少的意外情況加之一定的客觀特點(diǎn)，針對(duì)公路騎行中的心率分析相對(duì)有意義。公路騎行的目的不盡相同，大家的人體素質(zhì)千差萬別，總結(jié)為如下三點(diǎn)：1、以各種心情愉悅為目的公路騎行，大約保持心率在可以承受范圍內(nèi)即可，此范圍無需心率監(jiān)控也可以自我感受出來。2、以鍛煉提高心肺功能為主的公路騎行，可以搭配心率表監(jiān)控實(shí)時(shí)心率值以便調(diào)整，這里需要注意的是：a.心率表或多或少存在一定的誤差、延時(shí)和干擾，且在騎行過程中心率非運(yùn)動(dòng)影響因素也有很多；b.結(jié)合心率無氧閾值選取合適的參考運(yùn)動(dòng)HR區(qū)域；c.為心率表設(shè)定恰當(dāng)?shù)膱?bào)警區(qū)間；d.經(jīng)常運(yùn)動(dòng)會(huì)影響靜息心率HR repose值(通常為降低)，并且會(huì)影響心率無氧閾HR at值(通常為提高)，而且乳酸代謝以及堆積的情況因人而異，注意細(xì)心觀察并相應(yīng)調(diào)整。例2.b和2.c，如文中兩次提到的車友，可以根據(jù)計(jì)算所得值將其心率表HR報(bào)警上限設(shè)置于160RPM. (138RPM. 160 165RPM.)，下限設(shè)置于60RPM.(接近于HR repose)，推薦設(shè)置為聲音提示報(bào)警為秒，否則專著于騎行時(shí)會(huì)不知不覺變綠、變巨大3、以比賽、訓(xùn)練以及減肥為目的的公路騎行，請(qǐng)大家補(bǔ)充。關(guān)于減肥為目的的心率表的選擇提出兩點(diǎn)疑問請(qǐng)大家理性思考。一是公路騎行中平均心率的實(shí)際意義；第二是以即時(shí)/平均心率(或者附加年齡、體重等)為參數(shù)得到的熱量消耗或能量計(jì)算的準(zhǔn)確性。關(guān)于公路車的騎行可以做一個(gè)直觀的圖表，踏頻、心率和功率分別是Y型軸的三條軸線，在每個(gè)軸線上都可以確定一個(gè)針對(duì)個(gè)人的點(diǎn)，三點(diǎn)連成三角形的面積一定程度上反應(yīng)了個(gè)人的騎乘能力上文公路騎行之踏頻分析可以大約確定踏頻軸上的坐標(biāo)，本文介紹了心率軸上的長度，接下來的公路騎行之功率分析將會(huì)對(duì)三角的第三軸作出分析和總結(jié)。三、公路騎行之功率分析公路鍛煉數(shù)據(jù)分析三部曲之三功率篇1、功能守恒“能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。”功 能守恒定律適用于目前已探知的整個(gè)自然界，其中當(dāng)然也包括公路騎行的整個(gè)過程。首先了解下公路騎行中的主要的功與能：在騎行中對(duì)車與人的整體做功產(chǎn)生動(dòng) 能，其間克服自行車的機(jī)械摩擦做功，克服地面摩擦力做功，爬坡時(shí)犧牲動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，無風(fēng)時(shí)克服空氣阻力做功，逆風(fēng)時(shí)克服空氣阻力和風(fēng)阻做功，順風(fēng)時(shí)克服 空氣阻力并獲得風(fēng)力的功，其中還需要考慮運(yùn)動(dòng)過程中熱量的流失 風(fēng)力發(fā)電機(jī)把風(fēng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，植物的綠葉把光能+水與二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖和氧氣，水電站把水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能 人類也在做著類似的功能轉(zhuǎn)換，食物提供了能量，在騎車的過程中的動(dòng)能或爬坡的勢(shì)能皆源自于此。以耐力與速度比拼為主的公路騎行中，功和能量轉(zhuǎn)化是描述和分析的基礎(chǔ)，而真正體現(xiàn)出個(gè)體間差異的則是另一個(gè)能描述做功效率的指標(biāo)功率輸出。2、功率的輸出 功率用來描述單位時(shí)間內(nèi)所做的功,是對(duì)做功性能的描述。公路騎乘的過程中，不同情況功率輸出上也有不同體現(xiàn)：沖刺最大功率輸出能力；爬坡抗重力負(fù)荷型平均功率輸出能力；平路風(fēng)阻負(fù)荷型平均功率輸出能力；下坡面對(duì)相對(duì)高風(fēng)阻并具有一定勢(shì)能的功率輸出為了形象的理解公路車騎乘的功率，引入一個(gè)眾所周知的對(duì)比把公路自行車與人的整合體比作汽車，將騎者比做汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)依此對(duì)比去理解各種騎行中功率的輸出情況。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出決定了其綜合性能瞬時(shí)加速性能、最高時(shí)速性能、高速巡航性能，當(dāng)然影響速度的重要因素也不容忽視比如車的風(fēng)阻，地面摩擦，車身重量，有了以上形象的概念后我們來一一還原騎行中各個(gè)影響因素。與汽車能夠獨(dú)擋空氣阻力不同的是：公路車騎行中車與人都面對(duì)了風(fēng)阻，而且人的 風(fēng)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于車的風(fēng)阻；與汽車重量較大不同的是：公路車與騎者的重量相差懸殊，所以地面摩擦及相關(guān)阻力受人與車共同重量影響。這里需要特別注意的是:較高的時(shí)速不一定代表較高的功率的輸出，比如在下坡時(shí)由勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即使騎者功率輸出為零依然可以獲得較高的速度（直至重力分量與風(fēng)阻平衡），此時(shí)由重力分量來對(duì)抗風(fēng)阻。3、騎行中的功率分析還在斤斤計(jì)較車子的重量么？讀過本文的分析后不妨去重視下騎行中的功率分析，因?yàn)榕c其相比車子的重量真的沒有想象的那么重要首先列舉騎行中的各種主要阻力對(duì)功率輸出的影響：A.風(fēng)阻是騎行中需要克服的最大的阻力，計(jì)算風(fēng)阻的參考公式如下，f風(fēng)阻=0.5*風(fēng)阻系數(shù)c*空氣密度*風(fēng)阻截面積*速度的平方。 這里通過f風(fēng)阻的計(jì)算可以看出，風(fēng)阻系數(shù)c、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)以及空氣密度都是客觀值，而導(dǎo)致個(gè)體差異化的則是迎風(fēng)面積和速度的平方值。f 風(fēng)阻的功率如何計(jì)算呢？根據(jù)經(jīng)典公式（W=FS，P=W/t）推導(dǎo)得到P=FV，風(fēng)阻的功率P風(fēng)阻=f風(fēng)阻*速度=0.5*風(fēng)阻系數(shù)*空氣密度*迎風(fēng) 面積*速度的立方。到此不難發(fā)現(xiàn)在面對(duì)風(fēng)阻時(shí)，騎者輸出功率在客觀上受迎風(fēng)截面積和速度的立方兩個(gè)參考值的影響，其中 速度的影響力已經(jīng)達(dá)到了可怕的三次冪級(jí)（實(shí)際上在風(fēng)阻力與向前牽引力平衡時(shí)速度的影響力為平方級(jí)） 由上述分析可以得出，為了克服風(fēng)阻在客觀上對(duì)騎者輸出功率的影響，風(fēng)阻面積盡可能越小越好，而作為追求的速度的騎乘者則需要權(quán)衡個(gè)人不同的功率輸出能力根 據(jù)風(fēng)力情況保持一個(gè)穩(wěn)定且合適速度值（該值的計(jì)算方法：略，稱此時(shí)的速度參考值為功率輸出的最優(yōu)速度。這里的風(fēng)阻計(jì)算考慮的是個(gè)人獨(dú)自對(duì)抗風(fēng)阻情況。B. 爬坡中需要克服的是最大阻力是重力分量，這里給這個(gè)沿斜面的重力分量取名為坡阻力以便于理解，f坡阻=坡阻系數(shù)k*重力。這里坡阻系數(shù)k（0= k1）取決于坡度等因素，重力值為人、車以及附件共同的重力值。此時(shí)的坡阻功率P坡阻=f坡阻*速度=坡阻系數(shù)k*重力*速度?？梢钥闯銎伦?功率的參考公式中，速度僅為一次線性普通影響，這里我們舉例分析重力對(duì)坡阻功率的影響。例如，某騎者體重75kg，其公路自行車毛重8kg，假設(shè)同騎者升 級(jí)單車成功減重2kg，此時(shí)該單車重為6kg，則重力與降為減重前之比為（75+6）/（75+8）=81/83=97.59%。由此可以分析得出，長時(shí) 間騎行來看少于2kg的車重減重對(duì)功率輸出影響并不顯著；從短時(shí)間來看，同力施加的情況下，較輕的車重會(huì)在瞬時(shí)加速中體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。C. 路面阻力與機(jī)械摩擦阻力。f路阻=路阻系數(shù)*重力，路阻系數(shù)主要取決于于外胎材質(zhì)、實(shí)時(shí)路況與實(shí)時(shí)胎壓值，取值范圍大多在千分位至百分位之間；機(jī)械摩擦阻 力主要是指車子整體的內(nèi)損耗。路面阻力的分析與坡阻力類似，因路阻系數(shù)僅為坡阻系數(shù)的百分之一至十分之一之間，因此對(duì)功率的影響相對(duì)坡阻較?。ㄖ亓τ绊懛?析參考上B.坡阻重力分析）。機(jī)械阻力值與騎者個(gè)體差異相關(guān)性較小，騎乘習(xí)慣為最大非客觀影響因素。接下來，分析在各種不同騎行條件下騎 者的輸出功率情況，由于騎者對(duì)牙盤的做功過程并非均勻以及變速系統(tǒng)影響，我們統(tǒng)稱其平均輸出功率為P騎把騎者的雙腿看做雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)，把自行車變速系統(tǒng) 看做變速箱與傳動(dòng)裝置把這一系列的組合看成一個(gè)功率輸出系統(tǒng)，該系統(tǒng)的輸出功率：P=P騎-P機(jī)阻，這里取P機(jī)阻=0以方便計(jì)算，此時(shí)系統(tǒng)輸出功率可 以約等于P騎（P騎不能簡(jiǎn)單的等同于蹬踏出力與速度的乘積，但是可以理解為人與車的變速系統(tǒng)組合起來形成一個(gè)虛擬的沿路面向前的牽引力F前，這個(gè)力的大小等同于來自于后輪的摩擦力）。平路路段中，假設(shè)騎者保持勻速前進(jìn)，此時(shí)的功率輸出克服了風(fēng)阻與路阻相互平衡 P騎=P風(fēng)阻+P路阻，因?yàn)镻路阻P風(fēng)阻，這里取P路阻=0以方便計(jì)算，則P騎=P風(fēng)阻=f風(fēng)阻*速度=0.5*風(fēng)阻系數(shù)*空氣密度*迎風(fēng)面積*速度的立方，此時(shí)F前=0.5*風(fēng)阻系數(shù)*空氣密度*迎風(fēng)面積*速度的平方。通過公式分析我們可以得出以下結(jié)論： 平路結(jié)論1.此時(shí)在騎者輸出功率保持不變的情況下，迎風(fēng)面積與速度的立方值成反比關(guān)系，即迎風(fēng)面積