肌肉的绝对最大力量,跟很多因素有关,最直接的关系是肌肉生理学横截面积。实际上,肌肉的最大绝对力量,跟很多因素都有关,比如肌纤维羽状的角度、肌纤维的衔接方式、长度、形状、肌纤维的激活程度等都有关系。
如果只考虑肌肉力量跟肌纤维生理学横截面积的关系,那么倒是能算出来。
计算肌肉生理学横截面积的公式是:(肌肉质量X肌纤维羽状排列与肌腱牵引线所成的夹角的余弦)/肌纤维长度X肌肉密度。
这里面,肌肉质量就是肌肉的湿重,肌肉密度是常数,等于1067克/立方厘米。
目前认为人体骨骼肌单位横截面积的力量是23-42牛/平方厘米。计算出或测量出肌肉横截面积后,跟这个数一乘就可以近似估算出肌肉最大力量了。
1千克=98牛,23-42牛大概是23-43千克。也就是,每平方厘米肌肉横截面积,大概能产生23-43千克的力。
骨骼肌肉和关节构成了人体的运动系统,尽管人体的运动相当复杂,但最基本的运动都是有骨骼绕关节转动产生的,其模型就是杠杆。杠杆分为等臂杠杆、省力杠杆、费力杠杆三种类型,这些类型在我们人体中都是存在的。
1.人的头颅——等臂杠杆
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用,杠杆的支点在脊柱顶端,支点前后各有肌肉,头颅的重力是阻力。支点前后的肌肉所用的力是动力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长形成低头仰头动作。
2.人的手臂——费力杠杆
人的手臂绕肘关节转动,可以看成是由肌肉和手臂骨骼组成的杠杆在转动。肘关节是支点,肱二头肌肉所用的力是动力,手拿的重物的重力是阻力,显然我们的前臂是一种费力杠杆,举起一个重物,肌肉要化费约6倍以上的力气。虽然费力,但是可以省距离(少移动距离),提高工作效率。
3.走路时的脚——省力杠杆
我们走路抬起脚时,脚就是一个杠杆。脚掌根是支点,人体的重力就是阻力,腿肚肌肉产生的拉力就是动力。杠杆模型如图所示。这种杠杆可以克服较大的体重。
除上述三个部位之外,在身体中还有多处杠杆。如:小腿绕膝盖的转动可看成小腿肌肉和胫骨组成的杠杆;弯腰时,腰部肌肉和脊骨之间形成杠杆;奔跑时,向前跨步,右腿的髂腰肌收缩、臀大肌松弛,使右大腿抬起;股四头肌松弛,股二头肌收缩,使右膝弯曲。仰卧起坐时,上身受到腹肌和上身重力的作用。
肌拉力线是肌肉的受力方向,也是影响肌肉平衡和运动效率的重要因素。关节运动轴是关节两个骨头之间的旋转轴线,是关节活动和骨骼运动的基础。两者有着密切的关系。
肌拉力线与关节运动轴的相对位置和方向会直接影响肌肉的力量和运动效率,以及关节的稳定性和运动范围。当肌肉的拉力朝向关节运动轴方向时,力量将更易转化为运动,而不是产生滑动或稳定作用。此时,肌肉的力量可用于促进正向运动、减轻关节负重和保持关节稳定。
相反,当肌肉的拉力与关节运动轴的方向偏离时,会产生不必要的力矩,意味着更高的能量消耗、降低的肌肉力量和运动效率,甚至损伤关节组织结构。
因此,同时考虑肌拉力线和关节运动轴的方向,对于预防运动损伤、提高运动效率和肌肉平衡至关重要。达成这一目的的方法包括科学的训练、姿势纠正和个体化治疗。
当推杆进行简谐运动时,肌肉会产生力,这个力与推杆的位移成正比。根据胡克定律,肌肉产生的力与位移的关系可以表示为:
F = -kx
其中,F表示肌肉产生的力,k表示肌肉的弹性系数,x表示推杆的位移。由于简谐运动的特点是周期性的振动,因此肌肉产生的力也是周期性的变化,其大小与推杆的位移成正比。
这要从人的能量来源和能量释放方式说起,人最主要的能量来源是糖类,糖类水解之后才能释放能量,任何多糖都要分解成单糖来吸收,这时候能量还存在糖里,吸收之后会水解释放能量,被人体细胞通过化学反应转化成人体最直接的能量物质叫ATP的,这种物质被运输到人体需要的各个部位然后水解释放能量,而产生力气的肌肉细胞就利用这些能量来收缩产生力量,也就是糖类的化学能最终转化成肌肉收缩的生物能。
人体肌肉有几种类型肌肉是运动系统的动力部分。全身肌肉分为头颈肌、躯干肌和四肢肌三部分,共有600余块,约占体重的40%。(一) 伸展性和弹性肌肉受外力作用具有被拉长的特性称肌肉的伸展性。当外力解除后,肌肉又可逐渐缩回到原来长度的特性为肌肉的弹性。肌肉的伸展程度与其外部负荷不成正比例,随着负荷增大其长度增加的数值逐渐减少;当解除外部负荷后,肌肉也不立即缩回到原来的长度。由此可见,肌肉是一种非完全弹性体。肌肉的伸展性和弹性是两个不同的概念,但二者又密切联系,即弹性好的肌肉其伸展也好。增强肌肉的伸展性,可以防止在外力骤然牵拉时可能发生的断裂;肌肉收缩前被拉长所形成的弹性紧张,使肌肉迅速而有力地收缩,投掷标枪的引枪、跳跃中的预先下蹲及球类“扣杀”动作中预先挥臂,预先拉长股份,正是为了增大肌肉的弹性紧张。(二) 粘滞性肌肉收缩和舒张时,其内部所含有胶状物质分子之间,以及肌纤维之间因摩擦产生的阴力称粘滞性。由于肌肉具有粘滞性,在肌肉快速缩短或拉长时,必须克服这种阻力而额外消耗一部分能量,工作能力下降。天气寒冷时,肌肉的粘滞性增大,做好准备活动,使肌肉内血液循环加快,温度适当提高,减少肌肉粘滞阻力,从而加快肌肉收缩和舒张的速度,提高肌肉的工作能力,还可预防肌肉拉伤五、 骨骼肌的配布规律全身骨骼肌大多配布在关节的周围,配布的方式与关节运动轴有关,在一个运动轴相对侧配布有两组作用相反的肌群。单轴关节有一对作用相反的肌群,如手指间关节的冠军状轴前方有屈肌群,在后方有伸肌群;双轴关节有两对作用相反的肌群,如桡腕关节(腕关节)冠军状轴前、后方有屈肌群和伸肌群,在矢状轴的内、外侧有内收肌群和外展肌群,在垂直轴的两个放置旋转方向上有旋内肌群和旋外肌群。骨骼肌的配布也反映了人类直立和从事生产劳动的特点。人体直立时,从侧而观,身体的重力线通过枢椎齿突、脊柱胸段前方、髋关节后方、膝关节和踝关节的前方,落在足弓上。人体的结构经过长期的进化已完全适应届这一直立姿势,人的项背部、臀部、大腿前面和小腿后面以及维持足弓的肌肉特别发达,以克服重力影响和保持直立平衡。为了适应步行时单腿负重和限制髋过分外展,内收肌强于外展肌。直立时以下肢旋外位最稳定,髋关节的旋外肌多于旋内肌。由于上、下肢的分工和劳动的影响,下肢肌比上肢肌强大,上肢的屈肌比伸肌强,手肌比足肌分化程度高。此外,由于人类有语言和思维活动,舌肌、喉肌和面部表情肌也得到高度分化六、 影响肌力的解剖学因素肌肉力是产生人体运动的主要动力。长期以来,解剖学家、生理学家和生物力学家都从不同角度对肌力的本质和我作过研究和分析。这里仅从解剖学角度加在阐述。(一) 肌肉的生理横断面一块肌肉的力量是这块肌肉内人全部肌纤维收缩的总和。国此,只能计算出一块股份中所含肌纤维数量,并能测定出每根纤维的力量,就可确定这块肌肉的力量。确定某块肌肉肌纤维数量和测定每根肌纤维的力量极为困难。目前一般彩确定一块肌肉的生理横断面,代替研究一块肌肉所含肌纤维数量,进而研究比肌力(单位面积肌肉的力量),该块肌肉力量就可确定。横切一块肌肉所有肌纤维横断面的总和,称肌肉的生理横断面(图2-17)。根据德国生理学家菲克(Fick)研究,肌力为6~10kg/cm2;美国的莫利斯(Morris)研究发现:男性比肌力92kg/cm2,女性为71kg/cm2。由此推算,一块生理横断面为9cm2的男性肌肉,其绝对肌力约为828kg。因此,肌肉生理横断面越大,肌力越大。外部形态相同和体积相等的两块肌肉,由于肌纤维排列方式不同,两肌的生理横断面不相等,羽状肌最大,梭形肌最小(图3-17),故羽状肌肌力大于梭形肌。在运动实践中,常用体围(如臂围、腿围等)的增减作为估算一个日肌肉发达程度的指标。(二) 肌肉的初长度肌肉收缩前的长度称肌肉的初长度。肌肉力量的发挥与肌肉的的初长度有关,在生理范围内使肌肉的初长度变化,除能增加肌肉收缩速度和幅度外,还能增加肌肉力量的发挥。例如,当足背屈呈60度时,预先拉长小腿三头肌,增加其初长度,它的力量能从348kg增至598kg。这是因为肌肉初长度增长,使肌肉具有更大的回缩弹性。在体育运动中,常做与某一动作运动方向相反的准备性动作,目的在于增强完成该动作的肌力。例如,原地纵跳前的下蹲,其作用之一就是预先拉长伸膝肌(股四头肌)和足跖屈肌(小腿三头肌、趾长屈肌等),以增大这些肌肉起跳时伸膝和足跖屈的力量。田径投掷项目中的“超越器械”(如掷标枪的引枪),其实质是使原动肌(胸大肌等)在收缩前拉长,有利掷出时的发力。(三)肌肉和有关关节的相对位置 七、 研究肌肉运动功能的方法研究骨骼肌运动功能的方法有以下几种:(一) 解剖学分析法1. 根据肌肉的起、止点及其所跨过的关节进行分析 首先观察肌肉标本,辨认出要分析的肌肉起、止点,确定要分析的肌肉所跨过的是何种类型的关节,是单轴关节、双轴关节,还是多轴关节。2. 根据肌肉的定、动点进行分析 确定肌肉收缩时定点是哪一端(侧),从而决定分析其近固定功能,还是远固定功能。3. 明确肌拉力线与肌拉力方向 肌拉力线一般是指肌肉起点的中心点与止点的中心点之间通过肌肉纵轴的连线。肌拉力方向一般指向定点。4.根据肌拉力线与关节运动轴关系以及肌拉力方向进行分析,在分析近固定功能时,具体步骤与方法是:(1)当肌拉力线跨过关节冠状轴,则使环节绕该关节做屈、伸运动。其中,在前方跨过,肌拉力方向向前,使其屈;反之,使其伸。但跨过膝关节、踝关节跖趾关节、足趾间关节的肌肉则相反。(2)当肌拉力线跨过某关节矢状轴,则使环节绕该关节做外展、内收运动。其中,从外侧或上方通过,则使环节绕该关节外展;反之使其内收。(3) 当肌拉力线跨过某关节垂直轴,则使环节绕该关节做回旋运动。其中,在前方跨过,肌拉力方向从外侧向内侧牵拉,则使环节旋内;在后方跨过,肌拉力方向从外侧向内侧牵拉,则使环节旋外。(二) 电刺激法在活体上用适当的感应电极刺激某块肌肉收缩,观察环节运动情况,用于确定某块肌肉的功能。(三) 扪触法 做某个动作时,对肌肉进行观察并触摸其紧张度,以确定该动作是哪些肌肉起作用.由于此种方法全凭肉眼观察和手触摸的感觉,准确程度不高。(四) 临床研究方法根据临床观察患者某块肌肉瘫痪和损伤,并与正常人(或健侧肢)作比较,观察何种功能丧失,从而推算出该肌肉的功能。(五) 肌电图法八、体育锻炼对骨骼肌形态结构的影响(一)对肌肉形态的影响(二)对肌纤维的影响:1对肌细胞共性的影响2对不同类型肌纤维的影响(三)对肌肉中毛细血管的影响
由肌腹和肌腱两部分组成。
组成运动器官的每一块肌肉都是一个复杂的器官,由肌腹和肌腱两部分组成。肌肉收缩牵引骨骼而产生关节的运动,其作用犹如杠杆装置。
骨骼肌也为横纹肌,因为在偏振光下观察或者用指示剂染色后,骨骼肌上会有明暗交错的条纹。肌肉纤维控制每个动作,从轻轻眨眼到微笑,成千上万细微的纤维集结成肌肉束,进而形成完整的肌肉系统。
扩展资料:
肌肉的相关情况:
1、肌腱位于肌腹的两端,由致密结缔组织构成。在四肢多呈索状,在躯干多呈薄板状,又称腱膜。腱纤维借肌内膜连接肌纤维的两端或贯穿于肌腹中,腱不能收缩,但有很强的韧性和张力,不易疲劳。
2、肌外膜向内伸入,把肌纤维分成大小不同的肌束,称为肌束膜肌束膜再向内伸入,包围着每一条肌纤维,称为肌内膜。肌膜是肌肉的支持组织,使肌肉具有 一定的形状。
3、当肌肉用力时,它们就像弹簧一样一张一缩。在那些最粗的缆索之内,有肌纤维、神经、血管,以及结缔组织。
-肌肉
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