下载文档原格式
第一章肌肉活动第三节肌肉收缩的形式和力学特征肌肉收缩是肌肉活动中最重要的过程之一、它指的是肌纤维在神经冲动的刺激下产生的力量，使肌肉收缩或缩短。
肌肉收缩的形式可以分为等长收缩和等张收缩，其力学特征包括肌肉产生的力量、速度和能量消耗等。
一、肌肉收缩的形式1.等长收缩：在等长收缩过程中，肌肉的长度保持不变。
这种收缩形式主要用于肌肉的抗阻力工作，如举重运动等。
这种收缩时，肌纤维的长度缩短，但所产生的力量无法克服外部阻力，因此肌肉的长度保持不变。
2.等张收缩：在等张收缩过程中，肌肉的张力保持不变，其长度会发生改变。
这种收缩形式主要用于运动和作战等需要肌肉能够产生力量的活动中。
当肌纤维在神经冲动的刺激下收缩时，所产生的力能够克服外部阻力，从而使肌肉长度发生变化。
二、肌肉收缩的力学特征1.力量：肌肉收缩产生的力量主要由两个因素决定：一是肌肉纤维的横截面积，即肌肉的肌纤维数量；二是肌肉纤维的收缩力量，即肌纤维的收缩能力。
这两个因素相互作用决定了肌肉收缩产生的总力量。
2.速度：肌肉收缩的速度与力量密切相关。
一般来说，肌肉产生的力量越大，收缩速度就越慢；反之，肌肉产生的力量越小，收缩速度就越快。
这是因为肌肉纤维收缩时产生的力量与速度之间存在一个反向关系。
3.能量消耗：肌肉收缩产生的能量消耗取决于肌肉的收缩速度和力量大小。
通常情况下，肌肉收缩的能量消耗与收缩力量成正比，与收缩速度成反比。
如果收缩速度增加，肌肉消耗的能量也会增加。
三、肌肉收缩相关的生理机制肌肉收缩的过程涉及到肌纤维的收缩蛋白质-肌动蛋白和肌球蛋白。
当神经冲动到达肌纤维的末端时，会释放出乙酰胆碱，刺激肌纤维内膜上的乙酰胆碱受体。
这会触发肌纤维中的线粒体释放大量的能量并使肌动蛋白与肌球蛋白的交互作用，进而导致肌纤维的收缩。
总结起来，肌肉收缩的形式包括等长收缩和等张收缩。
肌肉收缩的力学特征包括力量、速度和能量消耗。
肌肉收缩的生理机制涉及到肌动蛋白和肌球蛋白的交互作用。
肌肉离心收缩向心收缩力量对比文献肌肉离心收缩和向心收缩是人体运动过程中重要的力量形式。
本文将就肌肉离心收缩和向心收缩的力量特点进行比较，并基于相关文献进行综合分析。
首先，离心收缩是指肌肉在运动过程中长度向外延伸，即肌纤维在收缩时同时向两端拉伸。
离心收缩能够增加肌肉的长度、柔韧性和弹性，使肌肉能够更好地适应高强度和高速度的运动需求。
研究发现，离心收缩在重力负荷下产生的力量较大，适用于进行爆发力和力量输出的训练。
与之相反，向心收缩是指肌肉在收缩过程中逐渐向中心聚拢，即肌纤维在收缩时向内部缩短。
向心收缩能够增加肌肉的密度和紧实度，提升肌肉的耐力和固定性。
研究表明，向心收缩在稳定性和持久性的运动中能够发挥更好的作用，适用于进行长时间的持续性运动和姿势控制的训练。
不同于离心收缩，向心收缩在力量输出方面相对较弱，但能够提供更好的肌肉控制和运动协调能力。
离心收缩和向心收缩在训练中相互配合，使得肌肉能够在不同运动场景下发挥出更全面的功能。
研究显示，离心收缩和向心收缩的力量表现与肌肉纤维类型有关。
快肌纤维对离心收缩更敏感，擅长产生爆发力和高强度的运动；慢肌纤维对向心收缩更敏感，擅长进行持久性和稳定性的运动。
因此，在训练中应根据目标和需求合理安排离心收缩和向心收缩的比例和强度。
综上所述，肌肉离心收缩和向心收缩在力量方面具有不同的特点和适应能力。
离心收缩适用于爆发力和高强度运动，能够增强肌肉的柔韧性和弹性；向心收缩适用于持久性和稳定性的运动，能够提供更好的肌肉控制和运动协调能力。
合理的训练应结合离心收缩和向心收缩，以发挥肌肉功能的最大潜能。
以上是关于肌肉离心收缩和向心收缩力量对比的文献综述。
生物物理学中的肌肉收缩原理研究生物物理学是一门综合性学科，它研究的是生命体系中的物理现象。
肌肉收缩原理研究就是该学科研究的一项重要内容。
肌肉收缩是指肌肉在受到刺激后产生的收缩现象，是人体运动和维持生命所必需的生理过程。
而肌肉收缩的原理是如何发生的呢？本文将从肌肉收缩的概念、肌肉结构和肌肉收缩的原理三个方面进行探究。
一、肌肉收缩的概念肌肉是人体运动的能源，它有自主肌和横纹肌两种类型。
自主肌是构成内脏器官的肌肉，不受人体意识的控制；而横纹肌则是人体主要的肌肉类型，它们为人体提供运动和保持姿势等多种功能。
肌肉收缩是指肌肉在受到神经系统的指令后，肌纤维能够在细胞内产生收缩现象。
肌肉的收缩和松弛是在细胞内肌纤维的收缩和松弛过程中达到的。
一般来说，肌纤维收缩有两种类型，即等强收缩和等长收缩。
等强收缩是指在肌肉中心产生的力保持不变，但长度改变；等长收缩则是指肌纤维长度保持不变，但力产生改变。
肌肉收缩的本质是肌纤维产生交替的收缩和松弛作用，这是由神经系统和细胞内化学反应共同调节的。
二、肌肉结构肌肉的结构是肌肉收缩原理研究中必须要了解的一个方面。
肌肉细胞是人体中最长的细胞，其长度可以达到10厘米以上。
肌肉的结构从小到大依次有肌原纤维、肌束、肌肉。
肌原纤维是构成肌肉的最基本单位，是由许多肌纤维组成的。
肌原纤维中有许多通道，这些通道称为肌钙蛋白通道，是肌肉收缩中的重要组成部分。
肌钙蛋白通道是能够调节肌肉内细胞内钙离子水平的通道。
肌束是由多个肌原纤维组成的，是实现力量增长的主要手段。
肌束中还有多个纤维束，这些纤维束包含许多肌原纤维，并通过肌线膜连接在一起。
肌肉是肌束的重复组合。
在肌肉中，纤维排列的方向是相同的，这是为了让肌肉能够产生力量。
在肌肉中，还有许多线粒体，线粒体中的ATP是肌肉收缩中所必需的能量。
三、肌肉收缩的原理肌肉收缩的过程中，钙离子是肌肉收缩的关键。
钙离子在肌肉收缩中作用的方式如下：由神经元释放的乙酰胆碱进入肌纤维，导致肌钙蛋白通道打开，释放细胞内存储的钙离子。
离体肌向心收缩的生物力学特性分析
作者：李正宜
来源：《体育时空》2015年第04期
中图分类号：G804 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2015）04-000-01
摘要肌肉是人体运动系统最重要的组成部分之一，也是生物学研究领域中的热点话题，有不少研究表明离心收缩运动具有防止肌肉拉伤的作用，本文先简单分析肌肉工作原理，进而分析立体机向心收缩的生物力学特征。
关键词肌肉向心收缩生物力学
一、肌肉工作原理分析
人体的运动往往需要多块肌肉共同完整，肌肉工作力学原理主要是杠杆原理，人体运动中，在肌肉拉力作用下，骨围绕关节轴转动，客服阻力，与杠杆原理比较类似，骨杠杆的支点在关节的中心，力点则是原动机的动点附着点，力臂是指关节中心到饥拉力的垂直距离。
在运动中想要得到省力的作用，可以通过增大力臂实现，想要获得更大的速度可以通过增加阻力臂的方式。
每个体育运动都是在很多肌肉的参与下完成的，收缩时肌肉运动最基本的表现方式，包括向心收缩、离心收缩、等长收缩以及等张收缩等，向心收缩是指肌肉对抗阻力时肌纤维长度变短，与离心收缩相比，力量更大，离心收缩则是肌肉两端逐渐分离，若是肌肉收缩中长度未出现变化，就成为为等长收缩，肌肉收缩产生拉力，能够克服阻力引起的环节运动。
二、离体肌向心收缩生物力学特征分析
（一）结构力学模型的建立
肌肉收缩从能量转换分析，是将生物学能量转换为机械能，骨骼肌收缩最基本的特征为长度和力的关系以及力量和速度之间的关系，在分析力学性能中，为简化肌肉运动，采用肌肉力学模式，包括收缩元、串联弹性元以及并联弹性元三个元素。
骨骼肌的结构模型可以分为收缩成分和弹性成分，收缩成分包括肌动蛋白与肌球蛋白，弹性成分包括并联弹性成分和串联弹性成分。
肌肉收缩产生的力有神经控制单元接过手，这个模型的建立能够联系机头的超微结构单元，采用肌浆球蛋白和激动蛋白纤维丝代表收缩元，张力的大小与横桥的数目存在关系，横桥、激动蛋白纤维等的固有弹性采用串联弹性元表示，肌肉松弛状态下的力学性质采用并联弹性元表现。
（二）肌肉收缩张力与长度的关系
在肌肉生理学研究中，肌肉长度和肌肉收缩张力的关系一直是研究中的重点内容。
根据肌肉结构力学模型，认为肌肉力的产生是三种元素共同作用的结果，把肌纤维产生的最大张力的长度看作为最适长度，肌肉无被动张力情况下的最大长度看作为自由长度，肌肉总张力为被动张力和经收缩力的总和，肌肉工作时产生的并联弹性成分张力为被动张力，肌肉长度与张力的关系见图1所示。
在肌纤维的长度为最适长度的60%时，刺激肌纤维不会产生张力，在逐渐拉长肌纤维的过程中，随着刺激，肌肉所产生的收缩张力逐渐增加，在肌纤维被拉长到超过肌肉最适长度时，肌肉的收缩张力逐渐减小。
肌肉张力和肌纤维长度的关系可以采用肌丝滑行机制分析，肌肉收缩张力与肌动蛋白的横桥数目有关，肌肉丝产生最大张力的状况与肌纤维的静息长度存在紧密关系，在粗细肌丝位于最佳重叠程度是，能够发挥出最多的横桥数目，进而产生最大的张力。
随着肌肉长度的增加，横桥数目逐渐减小，肌肉的张力也是逐渐下降，肌肉长度若是逐渐小于最适长度，就会感染横桥重叠，导致数目减少，肌肉张力下降。
（三）收缩速度与肌肉向心收缩张力的关系
肌肉的负荷与收缩张力存在很大的关系，依照热力学定律分析，肌肉向心收缩张力与速度的关系可以描述为（a+T）（V+b）=b（F0+a），式中a、b均为独立常熟，其中a是肌纤维初始长度函数，T是指温度独立常熟，V代表机头收缩速度，F0代表肌肉痉缩产生的张力。
从方程中可以看到，在一定范围内，肌肉收缩速度与张力呈现反比关系，在张力最大时，收缩速度为0，在荷载增加到某一值时，肌肉职能做等长收缩，想要得到较大的收缩毒素，需要相应减小荷载。
通过公式得到的结果与青蛙缝匠肌张力-速度数据测量非常温和。
肌肉收缩在发生中不仅具有力量还具有速度，这些与细肌丝间横桥有关。
在收缩速度为0的情况下，肌肉的力量最大，随着收缩速度的增加，肌肉所承受的负荷能力逐渐下降，在肌肉承受负荷的能力为0时，肌肉的收缩速度得到最大。
在小于最大负荷下，肌肉的收缩运动速度小于最大速度，肌肉收缩的缩短速度与横桥周期的长短存在很大的关系，因此在快速收缩中，只要活动周期快的横桥参与到活动中，收缩速度越快，形成的横桥数量越少。
肌肉在能量转换中，克服阻力发生位移，一般所分析的肌肉作用值得是机械东，与收缩速度和荷载存在很大的关系，肌肉收缩速度最大时收缩力最小，在负载为0情况下爱，功率最小，肌肉收缩速度最大，随着荷载的增加，肌肉收缩速度逐渐下降，在肌肉不能再缩短是，速度为0，若是荷载持续刺激，肌肉将会做离心收缩。
三、结语
本文主要分析离体肌向心收缩的生物力学特征，离体肌长度在小于最适长度是会导致张力下降，肌肉收缩的缩短速度与横桥周期的长度存在很大的关系，横桥数量越大，张力就越大。
参考文献：
[1] 小普卓玛，尼玛.浅述离体肌向心收缩的生物力学特性[J].西藏大学学报（自然科学版）.2010.01：90-92.
[2] 李建设.肌肉收缩张力和收缩速度基本关系阐述[J].中国体育科技.2000.12.
[3] 潘慧炬.肌肉力学特性研究进展及其若干问题[J].体育科学.2003.03：129-134，141.。
