从运动生理学看马拉松数据
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简述动作速度的生理学基础一、引言动作速度是指运动员完成某项运动的时间。
在不同的体育项目中,动作速度对于成绩的影响程度各不相同。
例如,在短跑比赛中,动作速度是决定胜负的关键因素之一;而在马拉松比赛中,动作速度虽然也很重要,但是对于成绩的影响相对较小。
因此,了解动作速度的生理学基础对于提高运动员的竞技水平具有重要意义。
二、肌肉收缩类型与动作速度1. 慢收缩纤维和快收缩纤维人体骨骼肌由两种不同类型的肌纤维组成:慢收缩纤维(Type I)和快收缩纤维(Type II)。
慢收缩纤维主要负责长时间持久的低强度运动,如长距离跑步;快收缩纤维则主要负责短时间高强度运动,如短跑、举重等。
2. 快收缩纤维与动作速度快收缩纤维含有更多的ATP酶和肌酸激酶等能够提供高强度肌肉收缩所需的能量储备。
因此,快收缩纤维的肌肉收缩速度更快,但是疲劳程度也更快。
这也就解释了为什么短跑运动员需要具有更多的快收缩纤维。
3. 训练对肌肉收缩类型的影响虽然人体的慢收缩纤维和快收缩纤维数量是遗传决定的,但是适当的训练可以促进慢收缩纤维和快收缩纤维之间的转化。
例如,长时间低强度训练可以促进慢收缩纤维增加;而短时间高强度训练可以促进快收缩纤维增加。
三、神经系统与动作速度1. 神经元与神经传递神经元是神经系统中最基本的单位,它们通过突触将信息传递给其他神经元或者目标器官。
神经传递过程中,电信号会沿着神经元轴突传递,并通过突触释放化学物质(如乙酰胆碱)来影响下一个神经元或者目标器官。
2. 神经系统对动作速度的影响神经系统对于动作速度的调节起着至关重要的作用。
当我们需要进行快速肌肉收缩时,神经系统会通过提高神经传递速度和频率来促进肌肉收缩。
这也就解释了为什么高水平运动员通常具有更快的反应速度和更快的动作速度。
3. 训练对神经系统的影响适当的训练可以促进神经系统的适应性改变,从而提高运动员的反应速度和动作速度。
例如,反应训练可以提高运动员对刺激信号的感知能力,从而提高反应速度;而快速肌肉收缩训练可以促进神经元之间突触传递效率的提高,从而提高动作速度。
2018年(第8卷)第35期体育大视野DOI:10.16655/ki.2095-2813.2018.35.210高校马拉松运动员赛前训练特征及生理机能监控探究①王志萱 吕振磊(吉林大学 吉林长春 130000)摘 要:高校马拉松运动员赛前训练容易忽略耐力素质锻炼,使比赛过程中的安全风险增加。
高校马拉松赛前训练多为半年或1月计划,训练内容单一,为长距离场地跑,没有认识到无氧训练重要性,训练负荷不合理。
选取11名高校马拉松运动员作为研究对象,检测指标包括赛前两个月血红蛋白含量(HB )、血清肌酸激酶(CK)。
血清睾酮(T )、血清皮质醇(C )。
经检测,发现部分运动员过于皮套,需对训练负荷进行适当调整,便于及时恢复。
关键词:高校马拉松 运动员 赛前训练 生理机能监控中图分类号:G80 文献标识码:A 文章编号:2095-2813(2018)12(b)-0210-02高校马拉松运动能够训练大学生的耐力,使其身体素质和心理素质得到全面提升。
马拉松运动及比赛在高校比较普遍。
其作为一项长距离竞技运动,负荷高,强度大,且存在风险,参赛运动员需要具备过硬的身体素质,需提前进行跑步训练,并进行健康体检,确保无高血液、高血糖、心脑血管疾病或心律不齐等情况。
近年,高校马拉松运动中曾出现昏厥、受伤、猝死情况,一定程度上阻碍了马拉松运动发展。
1 研究对象和方法1.1 研究对象某高校11名马拉松运动员。
1.2 研究方法(1)文献资料法。
在图书馆查阅与马拉松赛前训练相关的文献资料,实施分类和综述,在课题研究中对这些资料加以应用,为该项研究提供理论支持。
(2)问卷调查法。
依据课题内容,设置“高校马拉松运动员赛前训练情况”调查问卷。
问卷中包含参赛情况、运动动机、训练周期、训练时间、训练负荷等调查指标,发放给高校马拉松运动员,了解他们的训练情况[1]。
(3)血液生化指标测试方法。
赛前两个月,测试这10名运动员的血液生化指标,频率为两周一次。
男女在长跑能力上的生理差异分析长跑作为一项普遍的体育运动项目,对参与者的体能要求较高。
在长跑能力方面,男性和女性之间存在一定的生理差异。
本文将对男女在长跑能力上的生理差异进行分析。
一、身体构造男性相对于女性来说,一般具有更高的身高和肌肉质量。
这一点在长跑运动中具有一定的优势。
较高的身高使得男性在奔跑过程中能更好地占据空间,步幅相对较大。
而较高的肌肉质量使得他们在奔跑过程中更具爆发力,能够使肌肉更快地参与到运动中。
二、肺部功能男性相比女性具有较大的肺容量和更高的肺活量,这意味着他们在长跑时能够摄入更多的氧气和更有效地排出二氧化碳。
这使得男性能够更好地应对长时间的持续运动,延缓肌肉疲劳的产生,从而提高长跑能力。
三、心血管系统男性相比女性一般具有更大的心脏和更高的血液容量。
更大的心脏能够更有效地泵血,使氧气和养分更迅速地传递到全身各个组织和器官,提供所需的能量。
更高的血液容量使得氧气和养分的输送更为充足和高效。
这使得男性在长跑中具有更好的心血管适应能力,能够更长时间地保持高强度运动。
四、骨骼密度男性相对女性来说一般具有更高的骨骼密度。
这使得他们在长跑过程中更容易承受冲击和负重,减少患伤和疲劳的风险。
较高的骨骼密度也使得男性更有利于维持稳定的步伐和均衡的身体姿势,从而更好地发挥长跑能力。
综上所述,男性相对于女性在长跑能力上具有一定的生理优势。
然而,这并不代表女性就没有长跑能力,或者无法超越男性。
运动能力的发展是受到多种因素影响的,如训练、营养、心理素质等。
因此,女性通过科学训练和合理的准备同样可以提高长跑能力,并且在适当的条件下能够与男性一拼高下。
在长跑比赛中,性别的差异是一种客观存在的现象。
尊重并充分利用男女生理差异,确定公平的比赛标准,不仅能激励人们更好地参与运动,并且能充分展现不同性别的特点和魅力。
为了实现男女平等和促进体育运动的发展,我们应该从长跑能力的生理差异中寻求公平竞争的方法,提高全民长跑水平,共同享受运动的快乐。
有关于长跑的数学知识一、长跑的定义与分类长跑是一项持续时间较长的运动项目,包括马拉松、半程马拉松、10公里、5公里等不同距离的比赛。
其中,马拉松是最具挑战性的长跑项目,全程42.195公里。
二、马拉松的计时与速度马拉松比赛中,选手的成绩通常以小时、分钟和秒来表示。
为了计算选手的平均速度,我们需要将时间转换为小时为单位。
例如,一个选手完成马拉松比赛用时2小时30分钟15秒,则用分钟和秒数换算为150分+15秒=150.25分钟,再将分钟数转换为小时数,即2.504小时。
选手的平均速度等于赛程除以用时,即42.195公里/2.504小时≈16.87千米/小时。
三、马拉松的配速与配速表马拉松选手经常使用配速来衡量自己的跑步速度。
配速是指每公里所需的时间,单位为分钟。
例如,配速为4分30秒表示选手每跑1公里需要4分30秒的时间。
为了帮助选手掌握配速,配速表通常列出了不同配速下每公里所需的时间。
四、马拉松的时间预测与分段计时在马拉松比赛中,选手可以根据自己的训练水平和目标时间进行时间预测。
通过分段计时,选手可以在不同里程处检查自己的用时并调整配速。
例如,如果选手预计在某个里程处的用时为2小时,则他可以在比赛过程中根据已用时来判断是否需要提速或放慢速度。
五、马拉松的饮水策略在长时间的跑步过程中,选手需要合理安排饮水以维持体力和水分平衡。
数学知识可以帮助选手计算出每段距离后需要摄入的水分量。
一般来说,选手每小时需要摄入500毫升至1000毫升的水分,具体需求因人而异。
六、马拉松的训练计划为了在马拉松比赛中取得好成绩,选手需要制定科学合理的训练计划。
数学可以帮助选手计算每周的训练里程、跑步速度和休息时间,以达到最佳的训练效果。
七、马拉松比赛中的分组与排名在马拉松比赛中,选手通常会根据自己的水平和目标成绩被分在不同的组别中。
根据最终用时,选手将获得相应的名次。
数学知识可以帮助比赛组织者确定分组标准和计算选手的排名。
马拉松能量消耗原理一、基础代谢基础代谢是人体维持生命活动所需的最基本的能量消耗,包括维持呼吸、心跳、体温调节等基本生理功能的能量消耗。
基础代谢率的高低与个人的体重、年龄、性别、身体成分等因素有关。
在马拉松比赛中,运动员的基础代谢能量消耗也是非常重要的,因为即使在静止状态下,运动员仍需消耗大量的能量来维持基本的生理功能。
二、运动强度马拉松比赛的运动强度非常高,运动员需要长时间保持高速奔跑,同时还需要承受高强度的肌肉疲劳和心理压力。
运动强度越大,能量消耗越多。
在马拉松比赛中,运动员需要根据自己的体能状况和竞技状态合理调整运动强度,以保持最佳的竞技状态。
三、运动时间马拉松比赛的运动时间非常长,通常需要2小时以上。
随着运动时间的延长,能量消耗逐渐增加。
在比赛中,运动员需要合理分配体能,避免因过度消耗能量而导致比赛失败。
四、体重与身体成分体重与身体成分也是影响马拉松能量消耗的重要因素。
一般来说,体重较轻、身体脂肪含量较低的运动员在比赛中能量消耗相对较少。
这是因为脂肪是一种高效的能量来源,在长时间高强度的运动中,脂肪供能的比例越高,能量消耗越少。
因此,在马拉松训练中,运动员需要注重控制体重和身体成分,以提高比赛中的能量利用效率。
五、训练水平训练水平也是影响马拉松能量消耗的重要因素。
训练水平越高,运动员的有氧代谢能力和无氧代谢能力越强,能量消耗相对较少。
此外,通过合理的训练计划和饮食安排,运动员可以提高体能水平和能量储备能力,从而更好地应对马拉松比赛中的能量消耗。
六、环境因素环境因素也会影响马拉松比赛中的能量消耗。
例如,温度、湿度、海拔高度等环境因素都会对运动员的能量消耗产生影响。
在高温潮湿的环境中比赛,运动员的排汗量会增加,导致水分和电解质的流失,进一步增加能量消耗。
因此,在比赛中,运动员需要根据环境因素做出适当的调整,保持水分和电解质的平衡,以降低能量消耗。
七、跑步技巧与经济性跑步技巧与经济性也是影响马拉松能量消耗的重要因素。
马拉松运动员的血常规报告单【主题】马拉松运动员的血常规报告单【引言】马拉松作为一项长距离耐力运动,对运动员的身体素质要求较高。
在参加马拉松比赛之前,运动员通常会接受体检,其中包括血常规检查。
血常规报告单是评估运动员身体状态和健康水平的重要依据,通过分析这一报告单,我们可以了解运动员的血液状况,并为其训练和竞赛提供科学指导。
本文将从深度和广度两个方面,详细探讨马拉松运动员的血常规报告单。
【主体】1. 血常规报告单的主要指标1.1 血红蛋白(Hb):血红蛋白是血液中的重要成分,负责携带氧气到达各个组织和器官。
马拉松运动员由于长时间的高强度训练,可能会出现红细胞破坏增加、血红蛋白浓度下降的情况。
1.2 白细胞计数(WBC):白细胞是免疫系统的重要组成部分,在马拉松运动中,极端的身体负荷可能导致白细胞计数升高,存在一定的炎症反应。
1.3 血小板计数(PLT):血小板是血液凝固过程中至关重要的成分,对于保障运动员在比赛中出现外伤时出血得到迅速控制起着关键作用。
长期和高强度的跑步训练可能导致血小板计数偏低。
1.4 血液生化指标:包括血糖、肌酸激酶(CK)、肌酸酐(Cr)等,这些指标反映了运动员的能量代谢和肌肉损伤程度。
2. 血常规指标异常可能的原因2.1 缺氧性贫血:马拉松运动员长时间的高强度运动可能导致缺氧,影响红细胞生成,进而引发贫血。
2.2 免疫系统变化:长时间、高强度运动可能会引起免疫系统的变化,使白细胞计数升高,存在一定的炎症反应。
2.3 过度训练综合征:过度训练可能导致血小板计数下降,使运动员在赛事中更容易出现出血等情况。
2.4 肌肉损伤和能量消耗:长期高强度运动会导致肌肉组织受损,增加血液中肌酸激酶和肌酸酐等生化指标的浓度。
3. 对异常指标的解读与建议3.1 缺氧性贫血:运动员应增加氧气供应,增加红细胞生成,避免进行高强度训练。
3.2 免疫系统变化:运动员应注意合理安排训练计划,避免长时间过度负荷的训练,保持充足的休息和营养补充。
体育专业毕业论文运动生物化学分析中长跑时体内有机代谢变化规律体育专业毕业论文:运动生物化学分析中长跑时体内有机代谢变化规律引言:长跑是一项需要持续耐力和体能的运动项目,对参与者的有机代谢过程有着深远的影响。
本文旨在通过运动生物化学分析,探讨长跑过程中体内有机代谢的变化规律,为长跑运动员的训练和竞技提供科学依据。
1. 运动前的能量储备在长跑运动前,运动员需要通过饮食来储备足够的能量。
碳水化合物是主要的能量来源,而脂肪则是次要的能量来源。
运动员通常会选择高碳水化合物、适量蛋白质和低脂肪的饮食来满足能量需求。
此外,运动员还需要摄入足够的维生素和矿物质来保持身体的正常代谢功能。
2. 长跑过程中的能量供应长跑过程中,运动员的能量主要来自于体内储备的糖原和脂肪。
在开始跑步后的前几分钟内,肌肉组织会首先利用糖原作为能量来源。
这是因为糖原能够迅速分解为葡萄糖,供给肌肉组织进行运动所需的能量。
随着长跑时间的延长,体内的糖原储备会逐渐消耗殆尽,此时脂肪开始成为主要的能量来源。
脂肪的氧化过程比糖原要复杂,但是其能量密度更高,可以提供更长时间的持久能量。
3. 乳酸代谢与疲劳随着长跑的进行,乳酸在肌肉组织中逐渐积累。
乳酸的产生是由于糖原分解产生的葡萄糖在缺氧条件下无法完全氧化,而转化为乳酸。
乳酸的积累会导致肌肉酸化,从而引起疲劳感。
此时,运动员需要通过调整呼吸和心率来增加氧气供应,促进乳酸的代谢和排出。
长期训练可以提高乳酸的耐受性,减少疲劳感。
4. 长跑后的恢复过程长跑后,运动员的体内有机代谢会经历一系列恢复过程。
首先是糖原的再合成,即通过饮食摄入碳水化合物来恢复肌肉组织的能量储备。
其次是肌肉的修复和生长,需要摄入足够的蛋白质来促进肌肉纤维的重建。
此外,补充适量的水分和电解质也是恢复过程中的重要环节,以保持身体的正常代谢功能。
结论:通过运动生物化学分析,我们可以了解长跑过程中体内有机代谢的变化规律。
了解这些规律对于长跑运动员的训练和竞技具有重要意义。
从运动生理学看马拉松数据
跑步可以讨论的数据非常多,对不同阶段的跑者来说大家关注的数据不尽相同,理解这些数据的意义,对于指导我们的训练非常有帮助。
训练其实很单纯,数据只是告诉你当下发生的状态,不代表你明天无法克服它,只要做对的训练,数据就会如你所愿,听起来好像很容易办到,但是我们必须知道哪些数据对于我们的提升有帮助,才可以做到针对性的训练提升。
1 马拉松的历史力学数据
男与女参与马拉松的比例一直在1960-70年代才有大幅度缩短差距,甚至为人所知的『女性跑马拉松』曾经在奥运史上不被接受的。
但这似乎也代表着『女子马拉松成绩大幅度的提升是个趋势』,甚至也有运动科学研究人员以为『在耐力表现运动上,以平均趋势而言,女生不输于男生运动员的表现』(The rate of improvements in marathon performance of women has been much faster than of men cited from Burfoot, 2007)。
在2011年Olsen甚至提出假设女性马拉松成绩将会跨越男性的鸿沟,甚至超越男性。
然而,却在2015年男性马拉松纪录大幅突破到2小时02分,才又再次让男与女的纪录相差10.1%。
2 从速度数据看马拉松
从最早的纪录来看,男性马拉松纪录是1908年的2小时55分18秒到2019年2小时01分39秒,女性马拉松纪录是1926年3小时40分22秒到2003年的2小时15分25秒。
以速度记录来看,男性跑马拉松的速度进步幅度是43%,女性跑马拉松的速度进步幅度是63%<14.44 and 11.49 km/h对比20.59 and 18.70 km/h>。
3 以步频与步幅来观察马拉松成绩
Nigg(2010)指出完成马拉松的平均步数是20,000大步(一个stride等于两个step,左脚落地与右脚落地),而范围会落在11,400-20,000大步。
根据未发表的数据显示,平均步频会落在1.54 Hz,代表每秒移动1.54大步,平均步幅会落在3.71公尺,因此,算起来最完美的数据会是11,400大步。
4 影响运动表现相关运动生理因素
一)支撑占40%。
落地的瞬间会产生『身体体重』以及『身体重心』支撑在落地脚的离心力量,股四头肌(大腿前侧)进而将力量转换到上半身各部位,然而落地脚支撑过程中,踝,膝以及髋关节都是呈现弯曲的状态,另外,2001年有生物力学专家认为跑步周期的mid-Stance(支撑中期)时30-50度的膝盖是减缓反作用力的角度。
二)摆动则是占60%,代表的是脚趾头离地瞬间到下一次脚跟或脚趾落地所花的时间比例,科学家认为摆动的过程中,膝盖会『自然找到合适的角度』,利用髋屈肌群向心力气向前。
脚掌触地模式
一)前脚掌:落地时脚踝,与地面所呈现的角度小于0度。
二)中足:落地时脚踝,与地面所呈现的角度等于0度。
三)脚跟:落地时脚踝,与地面所呈现的角度大于0度。
地面反作用力
一)垂直:这个力量扮演着重要的角色,因为是三种地面反作用力中最大的,也是所谓的跑步时需要承受三倍体重的重量的关键反作用力。
在运动科学里头,垂直反作用力可以细分成高频(冲击力,大于8赫兹)跟低频(制动力,小于8赫兹),低频的部分跟跑步时的力量分布最有关系,取决于下踩时会有煞车动作,如果是习惯脚跟着地的跑者,低频制动力大约会是5-15公斤的重量,然而是习惯脚趾着地的跑者,低频制动力大约会小1-2公斤,就是4-14或3-13公斤。
这也是为什么多数科学家会认为脚趾先着地会有优势的原因。
至于为什么会有5-15公斤这么大的落差,可以解释为当落地瞬间时膝盖伸直程度越大,垂直低频制动力就越大,落地瞬间时膝盖屈曲程度越大,垂直低频制动力就越小。
二)水平:煞车是必然发生的现象,科学家认为煞车应该发生的时间点越短越好,煞车所产生的反作用力应该越小越好。
从上图可以看出来,落地后前三分之一的时间点(落地瞬间到支撑中期),力量值都属于负值,经过中期后,开始看到水平力量曲线图往上升,这可以称之为水平推进力的开始。
早期在1999年有科学家认为维持跑步经济效益的来源就是在身体质量重心的移动过程中,降低煞车作用力,同时也必须伴随着降低水平推进力。
更进一步的讨论,为了维持一定的速度,水平推进力必须能够弥补煞车效应所耗费的能量,这样才可能保持稳定的速度。
三)左右:左右方向的力量对于跑者而言就是一个剪力,同时也是上述两种力量最小的。
科学家认为左右的反作用力很容易因人而异,因此,大多数对于这个力量的讨论是很少的。
关节力矩
力矩分成内与外力的对等关系。
关节移动的过程中,藉由杠杆原理力乘以力臂获得力矩,让身体可以稳定的移动。
就以附图而言,身体自然会有外力,因为我们会有往前移动的意图,乘以脚尖到踝关节的杠杆位置(较远),那么身体就必须用肌肉所使产生的内力,甚至必须大于外力,然而因为肌肉连结处与踝关节的杠杆位置(较近),也因此肌肉相对负担就会比较大。
听起来好像很不可思议,但人体就是这样奇妙,肌肉可以不断的承受接近三倍体重,且在长时间(两小时以上的跑动)的状况下,克服外力力矩的影响。
胫度
这个大家应该比较陌生,就是把身体下肢比喻成弹簧移动的距离变化,变化越少代表胫度越强,然而科学家会把这分成三种方式讨论:
一)垂直胫度是把利用反作用力出现最大值的力量除以身体质量重心的垂直变化程度。
二)下肢胫度是利用反作用力出现最大值的力量除以下肢长度的变化程度(在落地瞬间到准备离地过程)。
三)关节胫度是利用关节移动时的力矩除以煞车阶段所产生关节角度的变化程度,通常这数据可以讨论受伤的风险来源。
关节功率与角速度
功率角速度与上面提到的关节力矩息息相关,因为当科学家乘以关节移动的角速度便会获得功率。
它同时也会有正负值存在,亦就是说在地面反作用力水平煞车的过程中,因为力量是负的,即便关节角度是变化的,乘积却是负的,但并不代表不好,这叫做吸收能量(功率),当乘积转成正的,这叫做产生能量(功率)。
然而,多数这些力量都发生在支撑过程,因此也可以从『吸收能量』到『乘积负值』到肌肉在落地瞬间是『离心收缩』来看,这似乎都是在耗能,这耗能代表着是一个重要角色,那就是肌肉与肌腱系统的关键,如果我们无法让肌腱吸收这些力量或负值,单纯透过肌肉,身体应该很快就罢工!肌腱却可以透过拉伸与吸收,得以让肌肉稳定的产生力量,持续跑动!
5 跑步经济性,即跑步效率
跑步经济效益代表的是在非最大努力跑步时身体消耗最少的氧气与能量的。
然而跑步经济效益也是最复杂的,因为影响因素太多,步频与步幅,地面接触时间,地面反作用力,肌肉活动,身体质量重心的垂直震幅,甚至是身体弹性组织在吸收与释放能量的过程都会影响跑步经济效益,近几年,有科学家认为肌肉力量的产生(速度与力量曲线)是真正会影响跑步经济效益的关键。
这些运动生理学的概念理解起来有些还是比较晦涩的,怎么用这些理论来指导我们的训练呢?小编来总结一下:
第一:既然我们认识到支撑的重要性,那么腿部力量的训练是必要的,单脚站姿哑铃划船或者单脚跳箱(可以分成往上或往下功用不同,往上专注产生力量跟平衡机制,往下专注吸收力量跟肌肉肌腱系统煞车效应学习)
第二:既然我们认识到水平推进力的重要性,那么弓箭步(Lunge)训练是必要的,像是弓箭步加上往前跨步动作,可以强化移动脚的同侧骨盆与髋关节的共同移动效应,同时产生支撑脚的水平推进力。
第三:既然我们认识到关节角速度与功率的重要性,那么关节移动的协调机制是必要的,分腿四分之一站姿哑铃上拉动作,可以强化参与的关节在力矩产生过程中的配合与朝向『动作连贯性』机制训练。
第四:既然胫度有不同的解释空间,尽管熟知的都是『下肢胫度』,我们可以透过不同身体重心高低位置落差去强化身体对于胫度改变的机制,例如:半蹲跳,可以从不同角度着手,在高低变化过程中,都非常有机会产生垂直变化与不同位置下关节承受张力的训练。