《肌肉工作的原理》ppt課件

1、第四講第四講 肌肉任務(wù)的根本實(shí)際肌肉任務(wù)的根本實(shí)際第三講第三講 肌肉任務(wù)的根本實(shí)際肌肉任務(wù)的根本實(shí)際3肌肉任務(wù)的力學(xué)原理3.1人體運(yùn)動(dòng)的杠桿原理3.2肌肉收縮過(guò)程中力的變化4肌肉的協(xié)作關(guān)系和任務(wù)分類4. 1肌肉在運(yùn)動(dòng)中的不同作用4. 2肌肉收縮的方式4. 3肌肉任務(wù)性質(zhì)的分類4. 4單關(guān)節(jié)肌和多關(guān)節(jié)肌 4.4.1單關(guān)節(jié)肌4.4.2多關(guān)節(jié)肌4.4.3多關(guān)節(jié)肌的特點(diǎn)4.4.4多關(guān)節(jié)肌和單關(guān)節(jié)肌的協(xié)作關(guān)系3肌肉任務(wù)的力學(xué)原理 3.1人體運(yùn)動(dòng)的杠桿原理 3.2肌肉收縮過(guò)程中力的變化3.1人體運(yùn)動(dòng)的杠桿原理 人體運(yùn)動(dòng)中的骨杠桿 在力學(xué)中，把在力的作用下能繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的棒叫做杠桿。在人體運(yùn)動(dòng)中，骨在肌肉拉力

2、的作用下，能繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動(dòng)并抑制阻力作功。因此，我們可將骨視為骨杠桿。骨杠桿作功的常用名詞概念如下： 1.支點(diǎn)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的支撐點(diǎn)，稱為支點(diǎn)。骨杠桿的支點(diǎn)位于關(guān)節(jié)的中心，支點(diǎn)普通用“0表示(圖2-3)。 2.力點(diǎn)動(dòng)力作用點(diǎn)叫力點(diǎn)。骨桿桿的力點(diǎn)就是原動(dòng)肌的動(dòng)點(diǎn)附著點(diǎn)，力點(diǎn)通常用“F表示。(圖2-3)3.阻力點(diǎn)一阻力作用點(diǎn)叫阻力點(diǎn)。骨杠桿上所受的阻力，包括環(huán)節(jié)本身的重力和環(huán)節(jié)負(fù)荷的阻力(重力及其他對(duì)抗力)等。這些阻力的合力作用點(diǎn)就是阻力點(diǎn)，阻力點(diǎn)通常用“R表示(圖2-3)。 4.力臂從支點(diǎn)到肌拉力線的垂直間隔，叫力臂。骨杠桿的力臂，是從關(guān)節(jié)中心到肌拉力線的垂直間隔(圖2-3中的OA)，力臂通常用“d表

3、示。 5.阻力臂從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直間隔，叫阻力臂。骨杠桿的阻力臂，是從關(guān)節(jié)中心到阻力作用線的垂直間隔(圖2-3中的OR)。阻力臂通常用“dR表示。 6.力矩力與力臂的乘積叫力矩。力矩越大，對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的作用就越大，轉(zhuǎn)動(dòng)速度就快。力矩用“M表示，F(xiàn)代表力，代表力臂。那么力矩公式如下： M=Fd 7.阻力矩阻力與阻力臂的乘積，叫阻力矩。阻力矩用“MR 表示，用R代表阻力，dR 代表阻力臂。那么阻力矩的公式如下：MR =RdR 人體骨杠桿的分類 1平衡杠桿：支點(diǎn)位于力點(diǎn)和阻力點(diǎn)之間的杠桿稱平衡杠桿。例如，頭與寰椎的連結(jié)，支點(diǎn)在寰枕關(guān)節(jié)，阻力點(diǎn)為頭的重心點(diǎn)位于支點(diǎn)前面，力點(diǎn)在枕外隆凸斜方肌上部的起

4、點(diǎn)。斜方肌上部纖維的收縮力可以平衡頭的重力，使頭處于平衡位圖4。人體骨杠桿的分類 2省力杠桿：阻力點(diǎn)位于力點(diǎn)和支點(diǎn)之間的杠桿稱省力杠桿。例如，站立提踵時(shí)，以跖趾關(guān)節(jié)為支點(diǎn)，力點(diǎn)在跟結(jié)節(jié)的小腿三頭肌止點(diǎn)，阻力點(diǎn)在重心垂線上，位于支點(diǎn)和力點(diǎn)之間圖4。人體骨杠桿的分類 3速度杠桿：力點(diǎn)在支點(diǎn)和阻力點(diǎn)之間的杠桿稱速度杠桿。例如，負(fù)重彎舉動(dòng)作，以肘關(guān)節(jié)為支點(diǎn)，重物、前臂和手的合重心為阻力點(diǎn)，肱二頭肌的止點(diǎn)橈骨粗隆是力點(diǎn)，位于支點(diǎn)和阻力點(diǎn)之間圖。杠桿原理在人體運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)用 1省力：根據(jù)杠桿平衡原理，要想到達(dá)省力的目的，有兩個(gè)途徑：即增大力臂和縮短阻力臂。 2獲得較大速度：在體育運(yùn)動(dòng)中，許多動(dòng)作不是要求省力

5、，而是要獲得更大速度。通常采用增大阻力臂的方法，來(lái)到達(dá)獲得速度的目的。 3.有時(shí)還可利用增大阻力臂的方法，來(lái)增大動(dòng)作難度，提高訓(xùn)練效果。如用仰臥起坐練習(xí)訓(xùn)練腹肌力量，可選用手抱頭的方法來(lái)提高訓(xùn)練效果(圖)。 3.2肌肉收縮過(guò)程中力的變化 肌拉力的分解與合成 肌拉力的分解：為了進(jìn)一步了解了肌拉力對(duì)骨杠桿的作用，有必要對(duì)肌拉力進(jìn)展分解研討，肌拉力線能夠在一個(gè)根本平面內(nèi)，也能夠不在一個(gè)根本平面內(nèi)。 肌拉力線在一個(gè)根本平面內(nèi)的分解： 當(dāng)肌拉力線在某一根本平面時(shí)，可以分解成兩個(gè)相互垂直的分力，其中一個(gè)分力沿著骨杠桿指向關(guān)節(jié)中心，叫做法向分力，法向分力有加固關(guān)節(jié)的作用，所以又叫加固分力。另一個(gè)分力叫做切向

6、分力，該分力使骨杠桿繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以又叫轉(zhuǎn)動(dòng)分力(圖2-9)。轉(zhuǎn)動(dòng)分力是關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。肌拉力不在一個(gè)根本平面內(nèi)的分解： 當(dāng)肌拉力線不在一個(gè)根本平面內(nèi)時(shí)，可分解成三個(gè)相互垂直的分力，這三個(gè)分力，分別位于三個(gè)根本平面內(nèi)。例如，三角肌前部肌纖維的拉力線，就不在一個(gè)根本平面內(nèi)，它可以分解成三個(gè)相互垂直的分力：一個(gè)向的分力；一個(gè)向內(nèi)的分力；一個(gè)向前的分力。向上的分力有外展作用；向前的分力有屈是臂的作用；向內(nèi)的分力有使上臂旋內(nèi)和內(nèi)收(規(guī)范姿態(tài)時(shí))的作用，此外，向上和向內(nèi)的分力還有加固肩關(guān)節(jié)的作用。 肌拉力的合成： 單頭肌的拉力方向與肌腱方向一致。多頭肌的各頭拉力向雖然不完全一致，但都集中在合并腱上，也

7、就是說(shuō)曾經(jīng)自然合成了，如股四頭的四個(gè)腱首先集中在骼骨上，構(gòu)成一條肌腱。 對(duì)不同拉力方向的肌肉之間，可采用平行四邊形法進(jìn)展合成，以求出它們的合力作用線，從合力作用線到關(guān)節(jié)中心的垂直間隔，叫做合力力臂。合力與合力力臂的乘積，叫做合力矩。但拉力方向不同，就可采用平行四邊形法進(jìn)展合成。以確定兩肌的合力作用線(圖2-10)。aC為胸大肌的拉力線，ab為背闊肌的拉力線，ad為胸大肌和背闊肌和背闊肌的合力作用線。肌拉力兩個(gè)分力比值的變化 1肌拉力角的概念：從肌肉的動(dòng)點(diǎn)(肌肉的運(yùn)動(dòng)骨上的附著點(diǎn))到關(guān)節(jié)中心(轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn))連不斷線，該直線與肌拉力線之間的夾角，叫肌拉力角(圖2-)。 肌拉力角大，力臂就大，力矩就會(huì)相

8、應(yīng)增大，骨杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效率就高。 在進(jìn)化過(guò)程中，一些大塊肌肉經(jīng)過(guò)突起的骨構(gòu)造(如結(jié)節(jié)、粗隆、嵴和籽骨等)來(lái)增大肌拉力角，以提高環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。肌拉力兩個(gè)分力比值的變化 2肌拉力角與兩個(gè)分力比值變化的關(guān)系： 肌拉力兩個(gè)分力的比值，總是隨著肌拉力角的變化而改動(dòng)。 當(dāng)肌拉力角從0向45變化時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)分力漸增大而加固分力逐漸減小，但轉(zhuǎn)動(dòng)分力總是小于加固分力，直到45時(shí)，兩個(gè)分力才正好相等。 在肌拉力角由45增至90時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)分力逐漸增大，加固分力逐漸變小，在整個(gè)變化過(guò)程中，轉(zhuǎn)動(dòng)分力一直大于加固分力，到90時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)分力到達(dá)最大值，等于肌拉力，而加固分力那么降為零。 當(dāng)肌拉力角大于90以后，轉(zhuǎn)動(dòng)分力開(kāi)場(chǎng)逐漸減小

9、，而加固分力那么成為負(fù)值(起分別關(guān)節(jié)的作用)。阻力矩的變化 當(dāng)阻力不變時(shí)，阻力矩隨著阻力臂的變化而變化。在骨杠桿繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，阻力臂就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化?，F(xiàn)以肘關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)為例闡明之。前臂繞肘關(guān)節(jié)額狀軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從0到90時(shí)，阻力臂會(huì)逐漸增大，90時(shí)達(dá)最大值，90以后阻力矩又會(huì)逐漸變小。 4肌肉的協(xié)作關(guān)系和任務(wù)分類 4. 1肌肉在運(yùn)動(dòng)中的不同作用 4. 2肌肉收縮的方式 4. 3肌肉任務(wù)性質(zhì)的分類 4. 4單關(guān)節(jié)肌和多關(guān)節(jié)肌4. 1肌肉在運(yùn)動(dòng)中的不同作用 每個(gè)體育動(dòng)作，都是在許多肌肉的參與下完成的，這些肌肉在運(yùn)動(dòng)中起著不同的作用，有的發(fā)揚(yáng)原動(dòng)肌的作用，有的成為對(duì)抗肌，有的那么起固定肌或中和肌的作用。

10、原動(dòng)肌 在完成某一動(dòng)作中，直接發(fā)揚(yáng)動(dòng)力作用，引起環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)的肌肉，稱為原動(dòng)肌，根據(jù)所起作用的主次，可分為自動(dòng)肌和副動(dòng)肌。例如，伸肘關(guān)節(jié)的原動(dòng)肌是肱三頭肌和肘肌，其中的肱三頭肌是自動(dòng)肌，而肘肌那么為副動(dòng)肌。對(duì)抗肌 與原動(dòng)肌作用相反的肌肉稱為對(duì)抗肌，它能使環(huán)節(jié)向相反的方向運(yùn)動(dòng)，也可以原動(dòng)肌起制動(dòng)作用，例如，在作負(fù)重彎舉運(yùn)動(dòng)時(shí)，肱二頭肌是原動(dòng)肌，而肱三頭肌那么為對(duì)抗肌。 但是，原動(dòng)肌和對(duì)抗肌并不是固定不變的，它們會(huì)隨著動(dòng)作的改動(dòng)而發(fā)生的變化，例如，在作俯臥撐時(shí)，肱三頭肌又成為原動(dòng)肌，而肱二頭肌那么轉(zhuǎn)化為對(duì)抗肌。固定肌 當(dāng)肌肉收縮時(shí)，其拉力可使該肌所附著的兩塊骨發(fā)生相向運(yùn)動(dòng)。為了充分發(fā)揚(yáng)原動(dòng)肌對(duì)動(dòng)點(diǎn)骨的

11、作用，就需求有其它肌肉來(lái)固定定點(diǎn)骨(支撐骨)。那些對(duì)支撐骨起固定作用的肌肉，就稱為固定肌，例如，在作負(fù)重彎舉時(shí)，用來(lái)固定上臂的胸大肌和背闊肌，就是固定肌。中和肌 假設(shè)原動(dòng)肌對(duì)運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)具有多種功能的話，為了充分發(fā)揚(yáng)其中的某種功能，就需求另外的肌肉來(lái)抵消那此必要的功能，這些用來(lái)抑制原動(dòng)肌多余功能的肌肉，就是中和肌，如用臀中肌前部的旋內(nèi)作用來(lái)抵消髂腰肌的旋外作用，使步態(tài)正常。4. 2肌肉收縮的方式 向心收縮 離心收縮 等長(zhǎng)收縮 等張收縮向心收縮 肌肉收縮時(shí)，肌肉兩端逐漸靠攏，緊張度加強(qiáng)，長(zhǎng)度變短，稱為向心收縮。離心收縮 肌肉興奮、緊張，但肌肉兩端逐漸分別，由縮短形狀逐漸被拉長(zhǎng)，這種收縮方式，稱為離心

12、收縮。等長(zhǎng)收縮 肌肉收縮時(shí)，假設(shè)長(zhǎng)度不變，稱為等長(zhǎng)收縮，這種收縮只表現(xiàn)為肌肉緊張度的加強(qiáng)而沒(méi)有工的變化。等張收縮 肌肉收縮時(shí)，長(zhǎng)度發(fā)生變化，但收縮力堅(jiān)持不變，稱為等張收縮，這種收縮方式，只在離體肌肉的實(shí)驗(yàn)中測(cè)得，在正常人體上不存在，在正常活體上，肌拉力在開(kāi)場(chǎng)階段較大，以后逐漸減小，構(gòu)成一條走下勢(shì)的曲線。 4. 3肌肉任務(wù)性質(zhì)的分類 肌肉收縮能產(chǎn)生拉力，這種力能抑制阻力引起環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)，或用來(lái)平衡阻力使力肢堅(jiān)持某種姿態(tài)，我們把這種景象稱為肌肉任務(wù)。 肌肉任務(wù)性質(zhì)分兩大類，即動(dòng)力性任務(wù)和靜力性任務(wù)。動(dòng)力性任務(wù) 動(dòng)力性任務(wù)的特點(diǎn)是：肌肉長(zhǎng)度發(fā)生變化，運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)產(chǎn)生位移，力矩和阻力矩不平衡。動(dòng)和性任務(wù)又可分

13、為抑制性任務(wù)和退讓性任務(wù)。抑制性任務(wù) 其特點(diǎn)是，肌肉的拉力矩大于阻力矩，肌肉作向心收縮，長(zhǎng)度縮短，環(huán)節(jié)沿肌拉力方向運(yùn)動(dòng)。絕大多數(shù)的體育動(dòng)作都屬于此類任務(wù)。例如，負(fù)重彎舉的上舉階段，就是肱二頭肌和肱肌等屈肘作抑制性任務(wù)的結(jié)果，再如縱跳的跳起階段，下肢臀大肌、股四頭肌和小腿三頭肌等肌群，作抑制性任務(wù)的例子。退讓性任務(wù)其特點(diǎn)是，肌肉的拉力矩小于阻力矩，作離心收縮，肌肉逐漸被拉長(zhǎng)，環(huán)節(jié)沿肌拉力的反方向運(yùn)動(dòng)，例如，負(fù)重彎舉的下降階段，正是肱二頭肌和肱肌等屈肘肌作退讓性任務(wù)的表現(xiàn)。肌肉的這種任務(wù)具有維護(hù)關(guān)節(jié)不受損傷的作用，再如縱跳的落地動(dòng)作，也是退讓性任務(wù)，臀大肌、股四頭肌和小腿三頭肌都要堅(jiān)持緊張度，以緩

14、沖落地時(shí)的震動(dòng)，維護(hù)人體不受損傷。靜力性任務(wù) 靜力性任務(wù)的特點(diǎn)是：肌肉拉力矩等于阻力矩、肌肉繼續(xù)收縮，但長(zhǎng)度不變。 靜力性任務(wù)又可分為支持任務(wù)、固定任務(wù)和加固任務(wù)三種類型。支持任務(wù) 肌肉繼續(xù)收縮，以平衡阻力矩，使人體堅(jiān)持一定的姿態(tài)，稱為支持任務(wù)，支持任務(wù)有兩種情況： 第一種：肌肉堅(jiān)持縮短形狀的支持任務(wù)，如作直角支撐時(shí)，腹直肌、髂腰肌和股直肌均作縮短形狀的支持任務(wù)(圖2-14)。 第二種：肌肉堅(jiān)持伸長(zhǎng)形狀的支持任務(wù)，如作馬步站樁時(shí)，股四頭肌作伸長(zhǎng)形狀的支持任務(wù)。固定任務(wù) 作用相反的兩群肌肉共同收縮，使環(huán)節(jié)固定不動(dòng)，稱為固定任務(wù)。例如，作直角支撐時(shí)，肱二頭肌和肱三頭肌共同收縮，將肘關(guān)節(jié)固定在伸直形

15、狀；前臂的屈腕肌和伸腕肌共同收縮，將腕關(guān)節(jié)固定在伸直形狀。加固任務(wù) 當(dāng)環(huán)節(jié)遭到外力的牽拉時(shí)，關(guān)節(jié)周?chē)募∪饩蜁?huì)繼續(xù)收縮，防止關(guān)節(jié)被拉脫位。 4.4單關(guān)節(jié)肌和多關(guān)節(jié)肌 4. 1單關(guān)節(jié)肌 4. 2多關(guān)節(jié)肌 4. 3多關(guān)節(jié)肌的特點(diǎn) 4. 4多關(guān)節(jié)肌和單關(guān)節(jié)肌的協(xié)作關(guān)系4. 1單關(guān)節(jié)肌 一塊肌肉的肌腹或肌腱，假設(shè)只跨過(guò)一個(gè)關(guān)節(jié)，就稱為單關(guān)節(jié)肌。單關(guān)節(jié)肌一向都比較粗短，作用力集中，收縮力大，成為環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)的主要原動(dòng)肌。如三角肌、胸大肌、背闊肌和臀大肌。4. 2多關(guān)節(jié)肌 跨過(guò)兩個(gè)或兩上以上關(guān)節(jié)的肌肉，稱為多關(guān)節(jié)肌。 多關(guān)節(jié)肌中的大塊肌肉普通只跨過(guò)兩個(gè)關(guān)節(jié)，如肱二頭肌、股直肌和股后肌群等，而分布在前臂和小腿的較小肌肉，普通都跨過(guò)多個(gè)關(guān)節(jié)，如指淺屈肌、指伸肌和拇長(zhǎng)屈肌等。多關(guān)節(jié)肌普通都細(xì)而長(zhǎng)，有的肌腱很長(zhǎng)。4. 3多關(guān)節(jié)肌的特點(diǎn) 1功能性“自動(dòng)缺乏：當(dāng)多關(guān)節(jié)肌收縮發(fā)力時(shí)，對(duì)其中一個(gè)關(guān)節(jié)發(fā)揚(yáng)作用后，對(duì)其