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肌肉的主要生物力學特征范文1
摘要 根據籃球球運動專項力學特點，結合運動生物力學研究的現狀、發展趨勢、以及籃球運動教學發展的實際需求，對運動生物力學在籃球運動教學中應用和發展趨勢進行分析。希望運動生物力學與籃球運動的特點緊密結合，更好地為籃球教學提供幫助。
關鍵詞 運動生物力學 籃球運動 教學 應用分析
近年來，籃球運動受NBA和CBA的影響，很受學生的歡迎，大家都愿意參與這種集體帶有趣味的運動?？稍诮虒W中可以看到一些學生由于身體的先天條件，動作做起來比較難受，不合理。怎樣幫助每個孩子都能掌握這門技術。我想通過運動生物力學的原理去分析學生的特點，通過分析給他們制定不同的水準，不能集體都按統一的標準，這樣會使學生感到籃球運動的艱難，我們降低難度就是要使不同的學生體驗到成功的樂趣，因材施教使學生在快樂中學習。如何做到這些，我們就要借助于科技的力量和手段，更加全面地、深刻地認識籃球運動的規律。更好的在教學中利用為學生服務。
一、運動生物力學在籃球運動中的應用領域分析
從運動生物力學角度來看，籃球運動要求人體上下肢的協調配合，很好的應用人的手部動作去接球，做蹬地加速的動作，如何在這個過程中做到合理就必須了解學生的生理結構，肌肉力量的相互作用。什么角度的運動適合此階段性的學習。用多大力能滿足他們的可接受的力量范圍，針對不同的學生應該采用不同的方法手段加強學生的學習，切不可讓學生做過多大于自己身體不能做的力量訓練。幫助他們在自己合理的技術動作內做到自己最適合的動作。對于動作的要求不可統一要求，要區別對待，這樣一方面可以鼓勵學生很好的練習；另一方面要使學生不斷進取不至于傷害學生的自尊心。在場地器材方面要對學生認真講解。使他們真正認識到自己的力是如何傳導的，如何在正確的用力前提下做到做好的自己。
二、運動生物力學研究方法在籃球運動中的應用分析
（一）運動生物力學研究方法分類
按研究方法劃分，運動生物力學應用在籃球運動中的研究大體可分為兩類：一是力學理論研究方法，二是實驗研究方法。兩者相輔相成，相互統一，應當緊密結合，才能使運動生物力學更好地在運動實踐中應用[1]。這就要求在實踐當中很好的將二者緊密結合共同應用到學科領域當中。
（二）運動生物力學的力學理論研究方法在籃球運動項目中的應用分析
該研究方法因為是通過模擬手段對人體運動仿真，一般包括五個步驟：1.確定運動特征，建立目標函數；2.選擇模型確定剛體的自由度；3.建立動力學模型；4.實測已知數據并求解；5.根據求解結果解釋運動規律，這一步驟是將求得的數學規律化為體育運動語言對運動技術進行合理的指導[ 2]。根據此研究方法，可以對籃球中許多問題進行研究。如對于籃球運動中學生的傷病的研究，有助于對學生在籃球運動中的損傷認識和預防?？梢岳昧W理論研究的方法對關節力和力矩進行推算。這實際上是為人體的運動給予科學化得定量，通過科學實驗找出人體運動的范圍和幅度，為更好的人類發掘自身的潛能和動作的量化提供參考依據。
（三）運動生物力學的實驗研究方法在籃球運動中的應用分析
由于動力學研究方法與運動學測試在籃球運動項目中運用的較少，所用到的生物力學儀器不多。因此運動生物力學的實驗研究方法在籃球運動項目中有極大的發展空間。
1.常用的生物力學儀器將在籃球項目中的廣泛應用
許多已經在其他專項中運用較為廣泛的生物力學儀器在籃球運動項目中尚未廣泛使用。比如，肌電儀，腳墊受力分析鞋墊。腳墊受力分析可以反映地面對人體的反作用力。運動員投球的力最終是通過人體蹬地面，同時地面給人體的反作用力而實的。通過在運動員的鞋子里放上受力分析鞋墊，可以得出在移動過程中，腳底壓力的分布圖，可以為籃球運動員鞋子的設計提供參數。通過肌電儀可對完成某動作所參與的肌肉活動的強度和時間進行描述，確定主要的參與肌群。這樣學生就可以很清楚地知道完成某動作的肌肉用力順序是什么，哪些是主動肌，哪些是被動肌，可為力量訓練提供參考。
2.多機同步測試的研究
多機同步測試研究是運動生物力學研究的發展趨勢。對于籃球這項精密的運動，以往的研究多是從一維的視角來進行的，對籃球運動的生物力學的研究應朝著多維的研究視角發展。比如，將攝像系統和測力臺系統同步的測試方法，綜合運動學和動力學的數據對籃球運動進行更加深入、全面的研究與分析。
3.開發籃球專項化、反饋快速化的運動技術測試儀器
近年來隨著其他運動項目運動學、動力學、測試儀器的質量、功能、效率不斷提高，某些運動項目專用的測試儀器不斷出現。其它專項的研究可為籃球專項化的測試儀器提供借鑒。隨著科學技術的迅速發展，加速度傳感器的體積和質量都可以做到非常小，精度可以達到很高，此儀器可以實時監控籃球鞋的速度、加速度和角速度，并可據此推算籃球鞋不同部位的受力情況，以及腳蹬地的初速度。而對籃球鞋運動情況的所做的研究較少。如果這些設想可以實現的話，將豐富這方面的研究可以防止運動者教學腳部的受傷的情況。為更好的教學服務提供保障。防止學生在運動中受傷的概率。
（四）力學理論研究方法和實驗研究方法緊密結合
理論力學理論研究方法和實驗研究的方法緊密結合對籃球運動進行運動生物力學的研究，將有助于從不同層面和角度更好的認識籃球運動規律，進而可使運動生物力學更好地為籃球實踐服務，是運動生物力學在籃球運動中應用的發展趨勢。力學理論研究方法必須輔之實驗和經驗，才能使它在實際應用方面的作用得以發揮，力學理論方法與實驗測試方法兩者應當緊密結合。前者提供了運動普遍規律，對分析有理論指導意義，后者是理論研究與實際是具體應用的橋梁，能使研究更好地為運動實際服務。實驗方法和力學理論研究共同發展、相輔相成，使運動生物力學學科漸趨深入完善。
三、結束語
籃球運動教學的動作技術診斷，力學研究，學生肌肉、骨骼力學特性的研究，將有助于籃球專項測試儀器的開發，籃球運動員損傷機理和預防的研究等領域需要利用運動生物力學在籃球專項中進行全方位的研究。這樣有助于在實際中解決一些教學中的學生容易受傷的難題，將生物力學的有關原理服務于學生的課堂，用科學的方法指導學生籃球訓練與比賽，更好的預防學生在不同情況下的運動損失與治療。
參考文獻：
[1] 王向東，劉學貞，等.運動生物力學方法學研究現狀及發展趨勢[J].中國體育科技.2003（2）：15-18.
[2] 忻鼎亮.運動生物力學的力學理論研究方法[J].體育科學.1994（4）：37-40.
肌肉的主要生物力學特征范文2
關鍵詞 正手擊球技術 網球運動 生物力學分析
正手擊球技術是網球運動中使用頻率最高，也最為基本的一項技術。在網球運動中，運動員正手擊球技術的掌握情況和應用情況，不但直接反映了網球運動員的專項技術水平，同時，作為得分的重要手段之一，還會對比賽的最終結果產生不容忽視的影響。鑒于此，本文就從生物力學的角度入手，利用生物力學的基本理論，對網球正手擊球的基本力學結構進行了分析，以期能夠借此為網球運動員正手擊球技術動作的規范提供一定的參考與借鑒。
一、正手擊球技術的基本特點
雖然在網球運動中，正手擊球技術有正手平擊、正手上旋和正手下旋等多種形式，但是，從根本上來說，上述幾種不同的正手擊球技術形式的特點卻是大同小異的。簡單來說，正手擊球動作的完成是一個連續的過程，涉及到上下肢和軀干等全身多個部位的運動，以上幾種不同的正手擊球技術，實際上都是根據人體協調鏈在充分利用自身髖關節和軀干轉動的基礎上，按照肩、肘、腕等關節的順序來完成擊球動作的過程。作為網球運動中最為常用的一項基本技術，正手擊球技術最大的特點就是發力兇猛、球速快。另外，根據正手擊球技術動作的結構，其通?？梢苑譃橐暮髷[、向前揮拍以及觸球和隨揮等四個主要的階段，以下就從這四個階段入手，針對網球正手擊球技術進行了生物力學分析
二、正手擊球技術的生物力學分析
（一）引拍后擺階段的生物力學分析
在引拍后擺階段，是運動員以手為主的軀干和上肢的轉動，當運動員引拍的幅度達到最大時，運動員髖關節的屈角大約在32.7±15.6度左右，與此同時，膝關節也轉動形成一定的屈角，屈角的角度大約為69.3±13.8度左右。另外，在完成引拍后擺動作時，運動員軀干的扭動角度大約為30度左右，這表明，在完成了引拍后擺動作之后，運動員肩軸扭轉的角度相較于運動員髖軸扭轉的角度而言更大，這對于拉長肌肉有著一定的作用，從而通過肌肉的預拉伸儲存了一定的彈性勢能。
（二）向前揮拍階段的生物力學分析
在向前揮拍階段，運動員肩、肘、腕等關節和球拍的速度都是先上升，后下降的，上臂向前的運動是最為主要的力學特征，通過上臂向前的動作能夠產生向前的速度20%-30%和向上的速度的20%。另外，在向前揮拍階段，運動員遠側環節的速度要明顯的高于運動員近側環節的速度，而且，近側的環節到達最大速度的時間要明顯的早于遠側環節到達最大速度的時間。
（三）觸球階段的生物力學分析
網球的正手擊球動作是一個連續的過程，在完成了引拍后擺、向前揮拍之后，就進入了觸球階段。在觸球階段，當拍面與球接觸時，網球運動員的腿部、髖部以及上體和頭肩等部位需要相互協調，并在此基礎之上，形成觸球時的正確動作，才能夠有效的提高擊球的效果。在這個過程中，網球運動員腿部、髖部以及上體和頭肩等部位的具體動作如下：
一是，腿部動作。在觸球階段，運動員的雙腿需要保持適度的彎曲以便于充分的蹬轉。所以，此時，運動員的兩腳之間應保持一定的距離，與此同時，膝關節則要保持一定的彎曲度。只有這樣，才能夠確保在完成擊球動作的過程中，雙腿能夠更加充分的蹬伸，并通過雙腿的充分蹬伸在克服慣性實現快速啟動的同時，充分利用來自于地面的反作用力和自身的彈性促使角動量和線動量的形成。
二是，髖部動作。在觸球階段，網球運動員的髖部和肩部應始終保持在一條直線上，以確保觸球動作完成中運動員身體的動態平衡。
三是，上體動作。根據生物力學原理可知，在正手擊球動作中，擊球時是運動員的下肢先產生爆發力，然后所產生的爆發力通過腰部、上體部位、肩部以及手腕依次傳遞到球拍上，并最終完成擊球的過程。觸球作為整個連續動作中的一個環節，發揮著“承上啟下”的重要作用。而要確保觸球“承上啟下”作用的充分發揮，其中至關重要的一點就是要能夠充分利用上體部位將由腰部傳來的力量傳遞到肩部和手腕，并最終作用到球上。為達到上述目的，運動員在觸球階段，手腕應保持適度的緊張，以防觸球的瞬間拍面失去控制；腋部適度夾緊，以充分發揮線動量；并注意保持恰當的擊球點。
四是，頭肩部動作。在觸球階段，頭肩部是一條直線，兩者相互協調保持平衡，并由肩部帶動手臂進行轉動，形成一定的擊球速度，以防出現擊球無力的情況。
（四）隨揮階段的生物力學分析
隨揮階段也就是觸球之后跟隨球進行揮拍的階段，在這個階段，隨揮的距離和隨揮的方向都是非常重要的，只有沿著球的方向再繼續向前移動一段距離，這樣才能夠將球“打實”，并取得良好的擊球效果，并保持正確的擊球方向。除此之外，在隨揮階段還要注意，確保將球“打實”之后，上肢動作要逐漸放慢下來，身體各個環節的速度也應順勢逐漸的降低，以盡快的讓身體回位為一下次擊球做好準備，并以此來預防運動損傷事故的出現。
參考文獻：
肌肉的主要生物力學特征范文3
【摘要】目的 探討項韌帶鈣化與頸椎病的關系。方法 觀察210例項韌帶鈣化的X線特征,結合文獻分析與頸椎病的關系。結果 項韌帶鈣化與頸椎病的形成密切相關。結論 項韌帶鈣化單獨存在時可作為頸椎病的早期診斷。
【關鍵詞】項韌帶鈣化;頸椎病
項韌帶鈣化是項韌帶出現的一種鈣化現象,正確認識這一病理現象對預防及治療頸椎病意義重大,本文對210例項韌帶鈣化的X光四位片綜合分析,結合臨床和文獻總結出項韌帶鈣化與頸椎病的形成密切相關,項韌帶鈣化可作為頸椎病的早期診斷,報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料本組210例,其中男121例,女89例,年齡41～79歲,平均年齡51.2歲。
1.2 臨床表現頸部僵硬105例,頸后疼痛91例,上肢麻木131例,頭痛39例,眩暈101例。
2 結 果
本組210例項韌帶鈣化者,其中193例頸椎椎體前后緣、鉤椎關節等處有不同程度的骨質增生現象,47例有生理曲度的改變,89例伴有頸部不同程度的椎間盤膨出、突出表現,僅有2例為單純的項韌帶鈣化,此2例年齡均為41歲,臨床均以頸部僵硬一月以內為主訴就診,其余208例患者均有一月以上病史,伴隨有不同程度的頸椎病。
3 討 論
3.1 項韌帶的功能及鈣化的意義項韌帶有協助頸部肌肉支持頭頸的作用,并有對抗頸椎屈曲保持頸椎挺直的作用,其主要功能為限制脊柱前屈。當項韌帶受到拉伸負荷時,韌帶變長;當拉伸解除后,膠原纖維在其周圍彈力纖維的牽拉下,恢復其原有的彎曲結構。膠原纖維本身的伸展性較差,而項韌帶內膠原纖維與彈力纖維有著微妙的比例關系,這樣既允許椎骨間有一定的活動度,又參與了脊柱的穩定作用。多數學者認為:項韌帶鈣化可理解為項韌帶超負荷的一種表現[1,2]。
3.2 項韌帶鈣化的病因及病理多數學者們認為項韌帶鈣化與創傷有關[3],外傷性的急性牽拉,頭部過度前屈、持久低頭工作或睡眠時枕頭過高均可牽拉項韌帶引起疲勞性損傷,肌輕微撕裂、出血、滲出、水腫,在不斷損傷和修復的過程中,肌與肌、肌與韌帶間發生粘連、攣縮、瘢痕、變形、硬化、局部微循環發生障礙,從而使大量的軟骨細胞增生,甲苯胺藍染色使膠原纖維及軟骨細胞呈強陽性,強異染物質系酸性粘多糖,其主要成分是硫酸軟骨素,研究表明其與鈣鹽的沉著密切相關。此外,軟骨細胞具有合成堿性磷酸酶的能力,這也是基質鈣化所必須的。項韌帶鈣化的上述病理改變表明它最終是朝著骨化的方向演變。
3.3 項韌帶鈣化與頸椎病的關系頸椎病是中老年的常見病和多發病,是由于頸椎椎體、椎間盤、鉤椎關節、關節突關節及頸部軟組織發生退行性改變而壓迫或刺激頸部血管、神經根和脊髓引起的一系列臨床癥狀。隨著年齡的增長,頸椎發生退行性變、側彎、旋轉、椎間關節紊亂、失穩等狀態下,此時頸椎的運動功能及生物力學特性發生了變化,椎體承受力量不均勻,項韌帶負荷過重,受損傷的機會也增加,進一步加劇頸椎骨骼-肌肉系統的退變。頸椎生物力學失衡是引起頸椎病的重要原因。項韌帶的代償性拉長及剝離,打破了生物力學的平衡及協調的肌群,而導致頸椎的不穩定和序列紊亂,進一步加劇頸椎病的發生。目前普遍認為頸椎生物力學失衡是引起頸椎病的外因,頸椎病的發展可視為正常頸椎生物力學平衡的破壞,而項韌帶在頸椎穩定性中起著重要的作用。以上所述均說明項韌帶損傷、鈣化與頸椎病有著密切的關系,是引起頸椎病的一個因素或是頸椎病的早期形成[1-3]。
總之,當頸椎椎間盤及頸椎關節發生退行性變化時,則出現頸椎關節節段性失穩,于是破壞了頸椎正常的生物力學平衡,并有椎體側彎或關節突關節移位、滑脫,在相當于該段水平的項韌帶可發生鈣化。人們長期前傾或低頭工作引起項韌帶肌肉痙攣、勞損,久之肌力減弱,使動力平衡破壞影響了靜力平衡,從而促使頸椎病的發生。作者認為在項韌帶鈣化單獨存在時,應視為頸椎病的早期診斷依據,此階段是治療及預防頸椎病的最有利時機。
【參考文獻】
[1] 王長峰,賈連順,魏海峰,等.項韌帶鈣化與頸椎病黃韌帶退變的相關性研究[J].中國矯形外科雜志,2006,14(3):203-205.
肌肉的主要生物力學特征范文4
關鍵詞：形意拳 崩拳 運動學 轉動力學
中圖分類號：G85
文獻標識碼：A
文章編號：1004-5643（2013）01-0043-03
前言
形意拳是我國優秀的拳種之一，與太極拳、八卦掌統稱為內家拳。此拳講究“象其形，取其意”，要求“心意誠于中，肢體形于外”內意與外形高度統一。該拳法特點講究貼身靠打，快進直取，崇尚進攻。它樸實無華，動作簡單，毫無半點花架虛招，一切從實戰出發，全都是實用的技擊技巧。其中五行拳是形意拳最基本的五個拳法，它包括劈、崩、鉆、炮、橫。而崩拳便是技擊性強大的五行拳中最樸實簡單的拳法之一。一代宗師郭云深便曾有“半步崩拳打遍天下”的美譽。現在從運動生物力學的運動學與轉動力學兩方面對進步崩拳動作進行分析，深層揭示該拳法內在的特點與規律。
1 崩拳的運動特點
崩拳是左右拳輪番向前直打的練習方法。出拳時，既要求有速度，有力量，又要求保持周身完整，與步法進退起落整齊合拍。步法則完全左腳直向前進，右腳盡力后蹬，再向前緊跟步的單一形式，落腳后重心仍在右腳。身法要求屈膝蹲身，高矮一致。
（1）預備式三體式。（見圖1）
（2）進步右崩拳為例
第一步 由三體式開始，身體方向不變，兩手變拳握緊，左拳拳眼向上，肘部微屈，右拳拳心翻轉向上，右肘緊靠右腰部，前臂貼于腹部右側，眼看左拳。（見圖2）
第二步 左腳盡力向前邁一步，右腳隨即向前跟半步，重心仍坐于右腿。在進步的同時，右拳順著左臂方向直向前旋轉打出，拳眼向上，左拳收回停于腰部左側、拳心向上，目視右拳。（見圖3，圖4）
2 生物力學的運動學分析
在分析整個動作之前先建立兩個參照系：靜參照系O和動參照系Q和一個運動點f（右拳頭），（見圖4）。
（1）當運動員由圖2動作到圖3動作的過程中，動參照系Q相對于靜參照系0產生運動，該運動稱為牽引運動，此時對應的速度為牽引速度v1表示。
（2）當運動員由圖3動作到圖4動作的過程中，動點f相對于動參考系Q產生了運動，該運動稱為相對運動，此時對應的速度為相對速度v2表示。
（3）當運動員由圖2動作到圖四動作的過程中，動點f相對于靜參考系O產生了運動，該運動稱為絕對運動，此時對應的速度為絕對速度v3表示。
綜上所述，動點的絕對速度等于牽引速度與相對速度的矢量和，即v3=v1+v2。由此可見進步崩拳的上步動作（完全左腳直向前進，右腳盡力后蹬，再向前跟步的單一形式）再結合轉腰、送髖、探肩、沖拳等一系列的動作，大大加快了出拳的速度。
若運動員單獨原地出拳我們會發現：其牽引速度為零，即絕對速度等于相對速度，這樣便大大減小了運動員出拳的速度。而且在形意拳中師父們特別注重牽引速度的練習（前腳竭力向前邁步，后腿盡力后蹬做動作的練習），在練習該拳前，首先便是該步法的練習，講究邁步如行犁，落腳如生根，要求下盤靈活且穩定。這樣在進攻中有助于快速出拳沖擊對手，在防守中迅速撤回保護自己。
3 生物力學的轉動力學分析
3.1腰部的轉動力學分析
（1）形意拳的崩拳出拳前要求：右肘緊靠右腰部，前臂貼于腹部右側；出拳時要求：從人體胸前（膻中穴附近）旋轉出拳。即，拳譜中所說的：手護胸，肘摩肋，拳從口出。（見圖5）
（2）更為重要的一點是崩拳在出拳過程中要求腰髖迅速的轉動，從圖三與圖四的比較中可以換看出：運動員的重心點Q點并沒有多大變化但以豎坐標為軸腰髖扭轉卻很明顯。為了便于分析我們將人體頸部以下和腿部以上的軀體視為一個圓柱體。如圖5所示（此時可視雙臂緊貼身體）
設該圓柱體質量為M，半徑為R，高為h，密度為p。
因為理論上對于質量為m的質點，如果它離轉軸的垂直距離為r，
那么這個質點對該轉軸的轉動慣量為I=mr2
所以圓柱體的轉動慣量
若運動員的雙臂不緊貼身體，即與身體有一定的距離時。由上面的公式可以粗略的推斷出：圓柱的半徑將增大。此時的圓柱體的轉動慣量用I2表示，則I1
3.2前臂的轉動力學分析
形意拳的崩拳在出拳過程要求右臂旋轉而出，這樣做的作用主要有兩點：
其一，右手臂旋轉而出其定向作用較強。這樣有可能沖破對手的阻擋直接攻擊到對方。這如同于有復線裝置的槍管射出去的高速旋轉的子彈，其穩定性和射程都要遠于沒有復線裝置的槍管射出的翻滾的子彈。其實在此過程左臂也有旋轉收回的動作，起作用也是增強定向性，兩臂反向旋轉，前后對拔抻拉，有利于身體的協調與穩定。
其二，手臂旋轉而出有利于增加拳向前的沖力。由運動解剖學知識可以知道：直接出拳時只調動了三角肌、岡上肌、岡下肌、小圓肌等肩帶肌群和上臂肌群，對于前臂肌群調用的很少；而當手臂隨著拳頭旋轉而出時，更多的調用了肩帶肌群、上臂肌群、前臂肌群和手肌肌群。
這樣更多的肌肉參與了活動，它們協同作用，曾進了興奮性，便于收縮與緊張，進而力量增大，沖拳的力量更足、更猛。
4 從人體結構的力學特征對進步崩拳進行分析
人體四肢由近端關節至遠端關節，各關節所配置的肌肉的強弱，即肌肉的生理橫斷面逐漸減小。在生物力學中把關節處所配置的肌肉生理橫斷面大的稱大關節，反之稱小關節。這與人體活動時各關節所遇到的阻力矩由近端至遠端依次減小的情況是完全一致的。
關節活動順序的原理告訴我們：“運動中當需要克服大阻力或需要表現出較高的動作速度時，肢體各關節的肌肉雖然都同時用力，但其中大關節總是首先產生活動，并依據關節的大小表現出一定的先后順序。因此依據關節大小表現出大關節首先發力以克服物體（或環節或肢體）的惰性，便于物體（或環節或肢體）的啟動；中等關節次發力，便于物體（或環節或肢體）進一步加速；小關節最后發力，便于控制物體（或環節或肢體）的運動方向和運動幅度?！?/p>
形意拳的進步崩拳便充分運用了上述運動的原理：在出拳前，左腳盡力向前邁一步，右腳隨即向前跟半步，即首先調動臀大肌、股二頭肌、半健肌、半膜肌等大肌肉的活動；再次旋轉腰髖，并有向前送肩的動作，該動作整體調用了腹外斜肌、下后鋸肌、背闊肌、前鋸肌、肩胛肌等相對較大肌肉群的活動；最后，在以上基礎之上手臂前沖，拳頭旋轉而出，該動作調用了三角肌、股二頭肌、股三頭肌即前臂與手部的橫截面積較小的肌肉群。由此可見，進步崩拳動作嚴格遵循這一規律。否則必然造成動作結構錯誤、動作幅度、速度、力度受限、身體穩度降低等負面結果，進而影響整體力量的發放，減小崩拳的殺傷力。
以上的原理正如同形意拳訣中所講的外三合原理一樣，在此基礎上在著重思想意識的練習，精神的高度集中，加之呼吸的配合，即拳訣中所說的內三合，這便是武術中經常提到的內勁或內勁練習方法。
整體而言，形意拳要求動作協調，肌肉發力順序連貫，心態平和，意識集中。在練習與實戰中，這樣的一拳擊打出去，其威力不言而喻。武林中所謂的一招制敵與一擊必殺之技并非是危言聳聽，也不是神秘的傳奇，是真實的存在。
5 結論
中華武術中的整勁并不像電視、電影、小說或部分文章上所說的那樣神之又神，玄之又玄的東西。它是完全可以用現代科學所證實并解釋清楚的。另外值得注意的是，形意拳之崩拳僅是形意拳眾多拳法中最為簡潔實用的一拳，另外還有劈、鉆、炮、橫基本四拳。它們都可以直接或間接用上述有關的運動生物學方面的知識加以解釋；其實不僅是形意拳，中華武術中幾乎所有拳法，它們雖形式萬千、練法各異，但都不會脫離內外三合的原理。它們都可以用運動生物力學、生物化學、生理與心理學等方面的知識進行合理的科學化的解釋。借助這些學科我們可以更好地了解武術運動對人體結構機能的影響機制，揭示強身健體、防身養生和觀賞自娛的客觀價值，闡釋武術運動對人體鍛煉的獨特作用，為武術提供科學理論依據。
肌肉的主要生物力學特征范文5
本文對中醫手法教學進行了回顧和探討，總結出教學質量沒有實質性突破的根本原因在于“就手法而學習手法”的傳統“經驗式”的教學模式。解決這個問題的關鍵是在教學中引入現代物理學中的力學概念。在手法教學過程中合理恰當地安排和設計好教學內容，這將為手法醫學的發展產生重大影響。
【關鍵詞】 手法 力學 教學
手法是推拿和骨傷治療疾病的主要手段，《推拿手法學》是針灸推拿專業和骨傷專業學生學習的主干課程和必修課程之一，學生對手法學習、理解和掌握程度的好壞，將直接對本學科的臨床治療效果產生決定性的影響，也將直接影響到學生整體專業素質的高低。因此，手法教學是推拿和骨傷人才培養的重要環節之一。長期以來，我們在手法的教學和臨床帶教過程中，深切地感到傳統手法的教學模式只是一種純粹“繼承”式的學習，所培養的學生根本無法將手法醫術發揚光大，換言之，傳統手法的教學模式所培養的學生不具有創造性和創新性能力，打不開思路，找不到“將手法醫術發揚光大”的方法，問題的根本不在于學生思維的愚笨，而是整個教學模式根本就沒有培養學生創造性思維的環節，沒有給學生必需的啟發和提示。我們經過多年來的探索，發現在手法教學過程中全面引入現代物理學中的力學概念，將把手法的教學工作提升到一個新的層次。
1 傳統手法教學存在的誤區
在我國中醫藥院校的手法課教學里，內容上都是要求學生學習掌握一指禪推、按、揉、扌袞、扳、拔伸、推等教學計劃所要求的傳統經典手法，主要是掌握手法的術式結構和臨床運用，熟悉這些基本手法所派生的其他手法，輔助學習端、提、接、劈等其他各家各派的手法，教學的方式也都是沿襲老師先講授手法的動作要領、再進行示范動作表演、同學再在課堂上進行手法練習的教學模式，老師講完、學生練完，手法也就學完了。這只是一種“就手法而學習手法”的傳統“經驗式”的手法教學模式，只是一種“動作模仿式”的學習，毫無創造性可言！如果不從根本上改變目前的這種教學狀況，流傳了幾千年的祖國傳統手法醫學將永遠停滯不前，一代復一代的繼承，不會也不可能向前發展。雖然有部分老師在教學過程中也深感這種傳統教學內容和教學模式的刻板、機械和陳腐，做出過各種努力試圖去改變目前這種現狀，比如把教學地點放在臨床上或手法實驗室里，或采用互動式的教學方法等，但其本質并未能跳出傳統的教學方式，問題的關鍵在于教學觀念沒有質的改變，我們不能夠只是教授給學生“經驗式”的知識，不能夠只是要求學生能夠像“工匠”式的操作就行了，我們必須要求學生明白和理解手法的作用原理和作用效應，才能讓學生對手法的學習提高到一個深的層次。
手法教學要突破幾千年來的教學模式，使手法教學質量有一個質的飛躍，就必須從根本上跳出“就手法而學習手法”的傳統“經驗式”的手法教學模式，運用現代的思維方式來剖析其作用原理和生物力學效應，運用現代其他學科如物理學、生物力學和解剖學等學科的原理、方法和手段對古老的中醫傳統手法進行分析和研究，才能夠讓這門古老的祖國醫術煥發出新的生命和活力，并與世界手法醫學接軌。
2 對突破傳統手法教學模式的思考
要使手法傳統醫術與現代科學完美結合，就必須在整個手法教學過程中尋找一個最佳切入點。根據近年來醫學界對手法醫學的最新研究成果，結合西方醫學對手法的認識觀念，我們認為手法的最大特點在于“手法作用于人體，以力為作用特征［1］”。因此，可以把“力”的概念作為運用現代科學思維方式研究手法醫學的橋梁和紐帶。力學，橫跨于手法醫學和現代科學之間，力學概念的全面引入，可能為我們研究手法醫學開辟了一條光明之路。
推拿界有一句至理名言，曰“其療法的獨特性在世界醫學中獨樹一幟［2］”，但多年來，我們對其“獨樹一幟”的理解好像緊緊停留在一種感覺和模糊的認識上，對其“獨特之處”并沒有十分明確和清醒的認識，幾乎所有的手法醫學工作者都明顯感覺到了其治療方式的與眾不同之處，但都不能明確指出它為什么與眾不同，其“獨特之處”到底在哪兒？綜觀整個醫學體系，不同學科治療疾病的手段各不相同，內科醫生用藥，外科醫生用刀，針灸醫生用針，心理醫生用語言，就是手法醫學是以“力”為手段來治療疾病的，手法的運用過程就是一個“力”的運用過程，手法的治療原理其實就是力學效應。當然，這種效應不應該僅僅單純地理解為現代物理學上的力學效應，它還應該包括生物力學效應。
力作用于人體可以產生各種反應或效應，這已是不爭的事實，它包括血液循環的改變、各種神經反射的出現、肌肉的運動和變形、骨關節位移、胃腸道的蠕動、內分泌的平衡以及精神心理活動的改變等各個方面。現代力學研究對象是物體，將其研究方法運用于生物體研究，在某些環節可能有不盡合理之處，但這并不妨礙力學概念在手法教學時的引入，因為這畢竟是一條手法醫學與現代科學接軌的必由之路，不足之處僅在于現代物理學的研究方法和手段不能夠完全詮釋手法醫學的精妙之處，原因和錯誤不是現代物理學的笨拙和膚淺，而是各自的研究對象不同，人與物體畢竟是不可完全劃等號的兩件事物，人有精神和心理，而物體則沒有［3］。
3 力在手法量效關系研究中的作用
手法的量效關系歷來都是手法醫學界爭論的焦點話題，至今也沒有一個統一的觀點。手法量效關系的研究在相當長的一段時間內都將是手法醫學界面臨的重要課題之一，也是基本性問題，但具有相當的復雜性，因為至今仍有許多基本理論和技術上的問題亟待解決，要了解手法的量效關系，其難度可想而知。但手法的量效關系又是手法醫學工作者不能回避的問題，手法醫學要現代化，就必須認真對其加以分析和研究。量效關系的研究是現代科學的研究方法和思維方式，長期以來對手法量效關系的研究之所以沒有取得實質性突破，其根本原因在于多年來我們沒有找到一個好的研究手段來對手法醫學進行研究。力學概念的引入，將為手法量效關系的研究提供很多有益的幫助和啟示。
手法教學歷來都十分注重和強調力、能和信息的滲透性，但多年來對其滲透性并沒有明確的衡量標準，絕大多數時候都是依靠醫生和病人的一種感覺，這不符合現代中醫醫學的發展趨勢。自古以來，中醫自外向內都有皮毛、絡脈、筋肉、經脈、骨骼和臟腑之分，手法的作用效應到了人體的什么位置層次，應有一個明確的界限劃分和衡量標準，只有如此，我們才有可能對手法的操作規程進行客觀量化，是正確運用手法和產生療效的關鍵所在。現代物理學中的力學正好可以完美地解決這些問題，不失為解決手法作用層次的突破口。
4 力學概念在教學中的運用
4.1 力學基本概念的學習 手法教學中力學概念的引入，首先應學習一些基本的物理學概念。這些概念包括剛體、力、力矩、張力、變形、平衡、位移、旋轉、自由度、笛卡爾坐標系等，還應該介紹力學的一些基本要術，比如力的大小和方向、作用點、時間、長度等，與之相關的還有向量、質量、速度、加速度、頻率和固有頻率等等。這一章節的內容應在學習具體的手法之前作為基礎知識進行學習，只有在掌握了這些基本的力學概念后，才有可能進一步學習生物力學的知識。課時數以兩節課左右為宜，可以結合其他的物理學知識進行講解，以加深學生對這些概念的理解。如果在教學計劃中有安排手法的力學分析課，則需要在這一階段增加學習力學分析圖和力學計算公式的內容，為學生掌握手法的力學作用方式、有效力和無效力打下基礎，可以使學生更好地掌握手法的動作要領和用力技巧。
生物力學是研究力或能量作用于生物體、生物材料或生物系統時力的運動和形式的一門科學。在物理學概念基礎上，結合人體的生理解剖特點，學習一些生物力學的基本概念，比如動力型位移、靜力型位移、張力型位移、生理性載荷、病理性載荷、功能性載荷、組織結構力學、剪切力、拉伸力和壓縮力等等。而剛體生物力學主要分為靜力學和動力學這兩個部分，無論哪一個方面都是一門獨立的學科，有各自獨立的研究內容和評價標準體系。在生物力學中，移位、載荷、阻力和時間這四個要素相互關聯、相互作用、相互影響，這四個概念均可以用現代物理學方法對其研究和分析，但學生要了解其中的一項內容，就必須了解其他三項內容，其關系密不可分。這一部分可以結合疾病和臨床進行分析和講解，將增加學生對這一部分知識內容的興趣。在學習這些概念和關系的時候，最好是將其與人體的生理病理現象結合起來講解，比如，可以將位移與骨關節、位移與脊柱、變形與肌肉組織等相結合，既可以增加學生學習的興趣，也為臨床課的學習打下基礎。這一章節的內容也應在學習手法之前作為基礎知識進行學習，其課時數可以考慮安排二至四節為宜。
4.2 運用力學知識對手法進行分析，促進手法教學質的飛躍 物理學概念和生物力學概念的學習，僅僅是為分析手法作用于人體所產生的生物力學效應奠定基礎。在學習手法時，應重點講解手法的生物力學效應、手法的作用原理和實質。例如，各種外力造成的骨關節脫位、半脫位和錯位（錯縫），肌肉組織形態的變形、神經傳導的主阻滯、血液動力學的改變、內分泌平衡和胃腸道蠕動加強等方面。老師在講解每一個手法時，都應該畫出手法的力學分析圖譜，對手法的有效力、無效力進行分析，通過力學分析來剖析手法的作用實質，加強有效力的運用，剔除手法中的無效力，并通過這一途徑來幫助學生從現代科學的角度來認識中醫古老的手法，認識手法的合理性和非合理性，從而更合理、更高效地運用手法來解決臨床問題。
在手法教學中引入力學概念來對手法進行分析，并不是力學概念引入手法教學的終極目的。通過運用力學知識對手法進行分析，培養學生從力學角度來對古老手法進行改革，在此基礎上培養學生手法的創新能力，創造出新的手法，結合臨床培養學生手法的再組合能力，以及運用現代思維從不同角度對古老手法進行全新的認識和思考才是我們的終極目標，這將為培養高素質的手法醫學人才打下堅實的基礎，是培養創新型人才的關鍵環節和步驟，也為古老的手法醫學走向世界并與現代醫學接軌創造了有利條件。這一部分的知識內容應穿插在每一個具體的手法中進行講解，對每一個手法都應進行生物力學效應、手法的作用原理和實質分析，這將實質性地提高學生對手法的認知和理解能力。掌握手法的操作方法是進一步學習手法的基礎和前提，故這一部分的知識內容應在學生掌握手法操作的基礎上進行學習。傳統的手法教學內容是學習手法的概念、動作要領、注意事項、分類、功效及主治和臨床運用等幾個方面，根據以上分析，可以考慮增加手法的力學特性和生物力學效應這兩方面的內容。
綜上所述，我們對傳統手法教學模式的認識是：老師是將幾千年來積累下來的豐富經驗知識原封不動的傳授給學生，而學生則只能被動地“繼承”前輩們的經驗知識，在這種模式下培養出來的學生沒有手法創新能力，很難打破常規去產生和創造出具有臨床現實意義的新的手法，也不可能根據臨床的實際情況去重新設計和組合手法。解決這個問題的關鍵在于將現代物理學的力學概念引入到手法教學中，只要合理恰當地安排和設計好教學內容，這將對手法醫學的發展產生重大的影響。
參考文獻
1 嚴雋陶.推拿學.北京:中國中醫藥出版社，2003，66.
肌肉的主要生物力學特征范文6
【關鍵詞】24式太極拳；傳統楊式太極拳；生物力學對比
A Biomechanical Comparative Study between 24-Posture and Traditional Yangs Style Tai Chi
HU Yan-bin1, HU Xiao-chen2, ZHANG Xiu-juan1, ZHANG Xiao-di1, YU Xiaoyan1
(1. Department of Physical Education, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029;
2. Department of Physical Education, Beijing Language and Culture University, Beijing 100083)
【Abstract】 The research, employing research methods of biomechanics and advanced instrument (QUALISYS-MCU500 infrared radioactive testing system), makes a biomechanical analysis into the 24-posture Tai Chi movements of three excellent Tai Chi players. It also compares the morphological date of the typical motions of 24-posture Tai Chi and traditional Yangs Style Tai Chi. We hope to provide some experimental ground for the study of the similarities and differences between the two styles of Tai Chi in their forms and their value functions.
【Keywords】 24-posture Tai Chi, Traditional Yangs Style Tai Chi, Biomechanical Comparation
1研究對象與方法
1.1研究對象
研究對象為三位亞洲武術錦標賽、全國武術錦標賽以及全國太極拳、劍錦標賽冠軍。運動員基本情況見表1。
1.2研究方法
1.2.1文獻資料法
查尋了全國中文體育期刊的13個核心期刊近十年關于太極拳在運動生物力學方面研究的文獻，以及相關論文、著作。
1.2.2專家訪談法
咨詢了北京體育大學武術系和運動生物力學教研室的老師和專家，向其請教有關論文實驗設計、數據分析等方面的問題。
1.2.3三維運動學測試與分析
應用紅外遠射測試系統對24式太極拳的主要動作進行三維生物力學分析。
1.2.3.1QUALISYS―MCU500紅外遠射測試系統簡介
應用瑞典產QUALISYS―MCU500紅外遠射測試系統（六個鏡頭）對24式太極拳的全套動作進行拍攝，拍攝頻率為20幅/秒和40幅/秒。
下面對QUALISYS系統進行簡單的介紹。QUALISYS系統即紅外光點測試系統。它有六個鏡頭對準研究對象可對其運動的全過程進行測試。與傳統的高速攝影（錄像）與解析方法相比，紅外光點測試系統省卻了人工解析的繁重工作，不但可以對測試結果進行快速反饋，而且避免了人工判讀測試點所產生的人為誤差。QUALISYS系統由MCU(Motion Capture Unit)、反射標志物、計算機及相關軟件組成。其基本工作原理為：將反射物置于紅外光環境中，鏡頭將捕捉由標志物反射的紅外光線，計算反射標志物在空間的位置。紅外光線由MCU的紅外發光二極管發射。反射標志物表面是一種特殊的反光材料，如果有一束光向標志物射去，其反射光中相當大的部分將沿著入射的方向發射回來。MCU集紅外光線發射、圖象獲取、圖象處理和數據傳輸功能為一體，是該系統的核心部分。一個MCU可以獲取圖象的2維坐標，兩個以上的MCU獲取的2維坐標經過合成就可以得到圖象的3維數據。本系統配備6臺MCU，他們依次串聯就可進行同步測量。在進行測量過程中，只要某個反射標志物反射的紅外光在某個瞬間能夠被2個以上的MCU捕捉，該標志物的三維坐標就可準確地獲得。因此，該系統能夠方便、快捷、準確地獲得復雜運動的三維運動信息。
實驗現場布置及系統工作原理如圖1所示。
圖1 實驗現場布置圖
1.2.3.2標志點的設置
共26個紅外反射標志點固定在受試運動員身體上。固定位置如表2所示。
1.2.3.3實驗過程
（1）架設測試系統
對六個鏡頭的高度、俯仰角度和焦距進行調整，使坐標框架在每個鏡頭中的位置在中間靠下，且光點大小合適。
（2）對測試空間進行標定
標定時，實驗人員在運動員技術動作可能會達到的空間內不斷晃動手中標定桿對測試空間進行標定。標定時間為10秒，共200個和400個畫面。系統自動計算六個鏡頭的標定參數，并對是否通過標定進行判定。
（3）動作技術測試
受試運動員進行一定的準備活動后在其身體測試部位貼置反射標志點。為減少系統誤差，所有項目運動員標志點的設置均由一人完成。身貼標志點的運動員在測試范圍內完成一套動作，每個被測試者演練3－4次，取測試效果最好的一次進行分析。
測試效果如圖2所示
圖2QUALISYS測試太極拳效果
（4）數據處理方法
測試完畢后，對畫面中各點進行定義，系統自動計算并給出各標志點相對于空間標定坐標系的三維坐標。
應用QUALISYS系統中的QTools軟件和Excel軟件對一些基本運動學指標進行計算，這些指標包括：各點運動速度、膝關節角度、肘關節角度、重心變化趨勢以及胸椎曲率的變化趨勢。其中膝關節角度定義為同側膝―踝連線與髖―膝連線的夾角，肘關節角度定義為同側腕―肘連線與肘―肩連線間的夾角。
2結果與分析
本文將一套24式太極拳的主要動作按定式動作進行分組研究。其中定式動作一類主要按步型分類（見表3）。將三個受試者24式太極拳的主要動作進行形態學數據統計并和傳統楊式大架太極拳的主要動作進行比較，找出異同。從而為太極拳的拳理提出一定的科學的依據和補充。
2.1定式動作的形態學數據分析
對三個受試者24式太極拳中的主要動作的測量數據進行統計，所得結果見表4、表5、表6。
三個受試者主要定式動形態學數據統計，見表7。
武冬等通過對楊澄甫所著《太極拳體用全書》中104張拳照進行照片解析，從生物力學的角度揭示了楊式大架太極拳的技術特征〔1〕，所得統計數據見表8。
2.1.1弓步、虛步、仆步
傳統楊式大架太極拳中弓步的承重腿膝角在128°左右，非承重腿為164°左右。虛步的承重腿膝角在133°左右，非承重腿為151°左右。仆步的承重腿膝角在106°左右，非承重腿為178°左右。左右肘角在148°左右（見表8）。
在24式太極拳中，三個受試者所完成的60個弓步中，有37個左弓步23個右弓步。兩側弓步的承重腿膝角平均為98°左右，非承重腿為160°左右，左右肘角為140°左右。4個虛步的承重腿膝角平均為105°左右，非承重腿為146°左右，左右肘角為134°左右。2個仆步的承重腿膝角平均為40°左右，非承重腿為172°左右，左右肘角為139°左右。
將兩者進行比較發現，無論是傳統楊式大架太極拳還是24式太極拳，弓步、虛步、仆步三種步型的非承重腿的角度在165°左右，這說明，非承重腿并沒有完全伸直，充分體現了太極拳“屈蓄有余”的特點。而就承重腿而言，24式太極拳中三種步型的承重腿膝角比傳統楊式大架太極拳的承重腿膝角小了30°，尤其是仆步小了60°。武冬等在《楊式大架太極拳主要動作的生物力學特征分析》一文中指出，傳統楊式大架太極拳弓步動作的這一特點是由其技擊性決定的，這一角度可使支撐腿發揮最佳的登地效果，有利于蓄勁發力和借勁發力之間攻守的轉換。而在24式太極拳的演練中，弓步、虛步承重腿膝角平均為100°左右，承重腿接近于水平。由運動生物力學原理可知，承重腿的膝角越?。ǔ兄赝鹊南リP節不能超過前腳的腳尖），大腿肌群的承重力越大。因此，24式太極拳的練習對提高練習者腿部肌肉尤其是股四頭肌、半鍵肌、半膜肌和股二頭肌的力量具有良好的作用。對中老年人來說，良好的下肢力量，是提高身體平衡能力減少摔跤幾率的關鍵。通過練習24式太極拳，可以增加下肢的肌力，提高平衡能力，從而具有良好的健身價值。
2.1.2獨立步類（金雞獨立）
傳統楊式大架太極拳中獨立步的支撐腿膝角在170°左右，而非支撐腿為135°左右。在24式太極拳中，支撐腿膝角在160°左右，而非支撐腿為65°左右。
將兩者進行比較，他們的支撐腿的角度在165°左右，這說明，，支撐腿并沒有完全伸直，也體現了太極拳“屈蓄有余”的特點。而非支撐腿兩者的差別很大。相差70°左右。這就說明了傳統楊式大架太極拳的非支撐腿提膝時并沒有完全收緊，將其進攻和放手的雙重含義充分的體現出來。而24式太極拳的非支撐腿提膝時膝角只有65°左右，因此動作具有很好的觀賞性。
在各類動作中左右肘關節角度都保持在140°左右。這就體現了太極拳處處帶有弧形、帶有勁的特點。
3結論與建議
通過以上對傳統楊式大架太極拳與24式太極拳主要定式動作的形態學特征的比較我們可以看出，傳統楊式大架太極拳無論是動作的高低還是動作幅度均小于24式太極拳。當然，這里也應考慮到比較對象的年紀問題，楊澄甫先生留下來的拳照都是在他年紀較大的時候所拍攝的。而24式太極拳的受試者的年齡在30歲左右。但是，就目前太極拳的發展現狀來看，傳統太極拳與競技太極拳確實存在著較大的差異。傳統的太極拳比較注重其技擊性，這也就決定了它的一切動作都要以技擊性和實用性為目的，所以動作幅度較小，有利于用力和動作的收放自如。所以說，傳統楊式大架太極拳的技術特點是以其技擊性為核心的。而在其基礎上發展而來的24式太極拳，其目的是為了更好地修身和健身，經過不斷的演變和發展，其動作的技術特點是在保留其技擊性的基礎上，朝著觀賞性和健身性的方向發展。所以其動作的幅度較大，更注重美觀和健身的效果。
參考文獻
