现代武学

劲的生物力学机制分析-周向前

时间:2014-3-17 11:11:59  作者:中华气功大全网  来源:www.cn-boxing.com  查看:404  评论:0
  本文将试着分析一下劲的生物力学机制。站桩练出劲后,即全身各大关节主要运动肌建立肌肉弹力条件反射后,在特定的姿势,用特定的动作用力牵拉肌腱、肌肉,可以引出弹力条件反射。弹力条件反射反应表现为肌肉内部募集大量不同运动单位的肌纤维进行强烈的交替性收缩,而广泛牵拉肌肉内部的弹性成分,产生弹性势能。再利用这弹性势能用于某些拳法、腿法,可增加出拳、出腿的速度和力量,这其实是一系列复杂的力学效应的结果,是符合运动生物力学原理的。 
劲的生物力学机制分析-周向前
  现代体育理论——运动生物力学,在分析肌肉结构力学特性时普遍用英国著名生理学家希尔(Hill)提出的Hill肌肉三元素模型,把肌肉看作是由收缩元、并联弹性元和串联弹性元三个元件构成,整块肌肉由许多这样的模型混联在一起构成。我的研究认为,分析单块肌肉的弹力条件反射反应产生的力学机制也适合用肌肉三元素模型分析。本文拿一组肱三头肌、肘关节、肱二头肌局部姿势动作的力学效应和肱三头肌收缩弹肘出拳的局部动作作力学分析。实战发力预备势中:肘关节呈100度,肘在肩、腕连线之下。在此基础上,肩、肘关节用大点的力向下夹,又用小点的力向上抬做沉肩坠肘动作,不断地晃动,引出肱三头肌和肱二头肌的弹力条件反射。肌肉弹力条件反射与肌紧张一样,其反射反应主要表现在伸肌,伸肌肱三头肌内部募集参与交替收缩的肌纤维数量比屈肌肱二头肌要多、要广泛。所以,相应的肱三头肌肌纤维交替收缩产生的收缩力比肱二头肌肌纤维交替收缩产生的收缩力要大,肱三头肌被拉长的弹性成分的体积比肱二头肌被拉长的弹性成分的体积要大。最后,导致肱三头肌产生的弹性力比肱二头肌产生的弹性力大,肱二头肌几乎无弹力。正好完成打击出拳动作是一个伸肌收缩的动作。因此,劲的力学分析可只分析伸肌,屈肌的弹力条件反射的力学效应可以忽略。 
  肱三头肌、肘关节的力学效应如图1。引出弹力条件反射后的肱三头肌内部募集大量的运动单位的肌纤维进行强烈的交替性收缩,大量的收缩元缩短而强烈、广泛地牵拉并联弹性元和串联弹性元。收缩元强烈的交替收缩就会产生收缩力,可以把这收缩力看作为弹力条件反射整个力学系统中的F1力。F1力的方向是肱三头肌动点向定点向心收缩的方向,与运动解剖学中的肱三头肌肌肉拉力线一致。F1力对弹性成分形成牵拉,而为拉力。而肱三头肌弹性元由下向上被F1力拉长发生弹性形变,而产生与肌纤维收缩施力方向相反的反作用力F2,F2力为弹性力,受力者是肱三头肌收缩元。相互作用力原理,F2弹性力等于F1拉力。在发力预备势中,用力牵拉一次肌肉、肌梭只可引起一次弹力条件反射反应,在一次弹力条件反射反应中,强烈的交替收缩只能维持几秒钟。也就是说一次牵拉刺激,肌纤维强烈的交替收缩产生F1力只能维持几秒钟。所以在实战中,为了持续保持肱三头肌的弹力条件反射反应,对抗肌肱二头肌在肘关节100度的基础上,要几乎不断地轻微收缩做坠肘小动作,以持续牵拉肱三头肌动点肌腱、肌肉,对肱三头肌持续施加牵拉刺激。而肱二头肌在收缩做坠肘动作牵拉肱三头肌肌腱时也产生了牵拉力F3。牵拉力F3只有持续对肱三头肌施加了牵拉条件刺激,才可引出并持续保持肱三头肌的弹力条件反射反应,使肱三头肌收缩元持续强烈的交替收缩,持续产生F1拉力,而持续牵拉弹性元产生弹性力F2,才可在实战中随时发力。而牵拉力F3同时也由上向下牵拉到肱三头肌的弹性元,而肱三头肌的弹性元又被由上向下拉长加大弹性形变量,而产生F3力相反方向的F4弹性力,F4弹性力由下向上作用于肘关节。根据相互作用力原理,F4力=F3力。但在实际应用中,肱二头肌随意收缩的力量要适度,要与肱三头肌肌纤维交替收缩牵拉肱三头肌弹性成分的F1拉力要基本相等、平衡,即F3力要等于F1力。因为两个相反方向的力在同一条直线上的作用效果是由二力之差决定的,肱二头肌随意收缩牵拉肱三头肌肌腱的F3力,大于或小于肱三头肌肌纤维强烈交替收缩牵拉弹性成分的F1力都会产生不同的作用效果,使肘关节100度角度改变,而不能持续保持肱三头肌的弹力条件反射反应和维持肘关节的姿势。因此姿势动作要求肱二头肌随意收缩的力度要控制,要与肱三头肌肌纤维强烈交替收缩牵拉弹性成分的F1拉力要基本相等。F3力、F1力这两个方向相反,大小相等的力作用在同一条直线上的合力为零。在这弹力条件反射的力学效应中,F1力决定F2、F3、F4力的大小,F1力越大则出拳弹力越大。因此运动员的肌肉生理横断面越粗,参与交替收缩的肌纤维数量也会越多,就能产生更大的拉力以及弹力。因此,肌肉弹力条件反射产生的弹力是以运动员本身力量素质为基础,基础力量素质越好,建立弹力条件反射以后产生的弹力就越大。再肌肉弹力条件反射肌纤维每瞬间交替收缩的肌纤维数量、节律、幅度是不变的,而导致F1拉力的大小恒久不变,因此不管多长时间的交替收缩对肱三头肌的弹性成分产生的F1拉力的大小是基本不变的。因此作用于肱三头肌肌纤维、弹性成分和肘关节的四种力时刻平衡相等,F1=F2=F3=F4。这四种力在弹力条件反射的力学系统中,可视为人体的内力。作用在同一条直线的这四种内力合力为零,而肱三头肌肌纤维、弹性成分和肘关节这个力学系统处于动态平衡状态。其它人体的重力等外力对弹力条件反射的力学系统作用很小,均可忽略不计。 
  在以上发力预备势的蓄力的状态下,开始发力出拳。肱三头肌骤然向心收缩伸肘出拳,肘关节突然伸直使肘关节对肱三头肌弹性成分的拉力F3突然消除,而由上向下被拉长发生弹性形变的肱三头肌弹性成分由下向上恢复原状,F2力和F3力合力作用于肱三头肌收缩成分和肘关节,使肱三头肌产生更快的收缩速度和更大的收缩力量。而在出拳一瞬间,收缩成分产生的向心收缩力和肱三头肌弹性成分产生的弹力,两个同方向的力合力作用于肘关节,使肘关节获得巨大的速度和力量。这就如同脱弦之箭一样,弹了出去。 
  以上为劲的整个力学系统中肱三头肌、肘关节、肱二头肌局部的姿势动作产生的力学原理。当然,实际上屈伸肘关节不止肱二头肌和肱三头肌,它们只是屈伸肘关节的主动肌,其它副动肌亦一样有弹力条件反射,一样的力学原理,但作用力要比主动肌小。而其它关节、肌肉的姿势动作与力学原理与肱三头肌、肘关节、肱二头肌的力学效应基本上相同,依次类推,根据各块骨骼肌的形态、功能和机能具体分析。 
  但肱三头肌、肘关节、肱二头肌的局部力学效应在整体发力中只是上臂一个环节的局部力学效应,而劲的出拳发力动作是一个协调的全身整体动作。而劲的整体发力并不是简单的全身各个环节的力量相加,它与其他运动技术一样,有着复杂的生物力学机制,其中鞭打动作是一个重要的技术组成部分。总之,在特定的姿势下引出全身主要肌肉的弹力条件反射后,全身就像一根被压缩的大弹簧,储存大量弹性势能,随时均能通过协调的动作整合一股整体弹力。传统乐橙国际娱乐拳谚中所说的:“内力”、“内劲”、“内动”、“暗劲”、“整劲”、“浑圆力”、“弹簧力”、“身如反弓”、“身如弓弩拳如弹”、“蓄劲如张弓,发劲似放箭”等就是形容这些现象。本文只分析劲的局部生物力学机制,而不对劲的整体发力的生物力学机制作详细分析。 
  结语 
  按现代体育理论分析,站桩和劲只是一项运动,与其它体育运动一样,是有运动规律可循的,是有固定的运动形式的,其动作也有其相应原理,也完全是科学的,它就是一个运动条件反射,就是一项简单的运动,任何人都可学得这项乐橙国际娱乐,而且“桩法换劲”完全可以自学而训练出“劲”。错误的站桩无异于“罚站”,站桩就一个秘诀,就是按照正确的方法“坚持练”。只要掌握了正确的姿势和动作,连续训练20-30小时,达到大动作重复约3000次,震颤动作重复约600次就可以初步建立弹力条件反射。连续训练80-100个小时,达到大动作重复约8000次,震颤动作重复约1600次,全身主要肌肉都可以建立这弹力条件反射,就是练出了传统乐橙国际娱乐中的“劲”。

标签:生物 物力 力学 机制 分析 
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