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I中文摘要研究目的纵跳是人体的基本动作，现代竞技体育项目中，跳跃性项目占有重要的地位。国内外专家应用动作捕捉系统对受试者进行大量的研究，一致的观点认为肢体摆动对提高纵跳的高度有着明显的影响。然而，手臂在摆动过程中究竟如何增加纵跳的高度，摆臂在不同形式纵跳中的贡献率是否一致等基础问题至今尚无明确定论。目前关于摆臂增加纵跳高度的机制主要有四种理论（1）摆臂增加地面反作用力（2）摆臂增加下肢关节蹬伸过程中的峰值力矩（3）摆臂向上带动身体运动，减少了蹬伸过程中的体重（4）摆臂增加了人体离地前的重心高度。本文运用运动学和动力学的分析，配合下肢表面肌电的分析，探讨不同形式纵跳（下蹲跳，半蹲跳，跳深）中，摆臂对上述理论及其生物力学参数的影响，并应用人体模型和数学方法对摆臂贡献率进行计算，试图说明摆臂提高纵跳高度的机制，为完善纵跳的生物力学理论和指导运动训练实践提供依据。研究方法随机选取苏州大学40名大学生受试者，无下肢损伤史。这些受试者自愿参加实验，实验过程中，受试者完成跳深、下蹲跳和半蹲跳三个纵跳动作。其中每种动作有三种形式，包括无摆臂纵跳，有摆臂纵跳，手握负重纵跳。手握负重的质量为500g2，跳深下落高度为30运动学数据用集，动力学数据由维测力台采集，肌电数据由集，用瑞士速肌力测试分析仪。实验结果以格式以数字矩阵的形式输出，实验指标的计算及其画图应用学编程软件，采用重复测量方差分析对不同摆臂条件和不同形式的纵跳的数据进行比较。研究结果研究结果表明（1）摆臂会增加纵跳高度，提高重心起跳峰值速度，增加纵跳蹬伸时间，延长纵跳蹬伸距离。（2）摆臂增加地面峰值反作用力，增加蹬伸冲量，增加下肢关节的做功。（3）摆臂使小腿在纵跳过程中积分肌电减少，手臂在纵跳过程中带动身体向上运动，减少纵跳过程中的有效质量。（4）在不同形式的摆臂纵跳中，摆臂对纵跳高度的贡献率在9间。结论（1）摆臂增加纵跳高度是因为摆臂纵跳减少身体起跳时的有效质量，增加人体离地前的重心高度，增加地面蹬伸冲量三种因素作用的结果。（2）摆臂地面反作用力峰值增加的原因。摆臂纵跳的蹬伸冲量增加，是人体在纵跳过程中的重心峰值速度增加的原因。因此重心峰值速度和地面反作用力峰值的增加不能作为摆臂增加纵跳高度的机制。关键词摆臂纵跳运动生物力学机制作者于渤洋指导老师陆阿明onisaofInanofofofbytobeweofto12of3byinof4Asofofasastoofofbyofbytooftotodoofno500g0VCinofAtoof1ofofofso2ofofasaof3ofbyofinis4Inofofisofas1toisbyofof2toofofofofofbeasuu目录1序言............................................................................................................................题依据............................................................................................................1献综述............................................................................................................1跃的一般生物力学原理纵跳的生物力学研究表面肌电在纵跳中的应用研究摆臂对纵跳影响的生物力学研究1跳过程中的摆臂生物力学计算3臂和摆动腿摆动对跳远和跳高增加的理论机制52研究对象与方法........................................................................................................究对象..........................................................................................................17究方法..........................................................................................................17献资料法7验法7臂贡献率的计算方法0矩的计算1端肢体摆动功率和做功的计算2跳蹬伸冲量的计算2据统计与处理方法......................................................................................233研究结果....................................................................................................................同条件纵跳的整体运动学参数..................................................................25臂对纵跳高度的影响5跳的整体运动学特征差异6同形式纵跳的动力学特征差异..................................................................31臂对纵跳的地面峰值反作用力的影响1同形式纵跳整体动力学特征1同形式纵跳下肢肌电的差异......................................................................34蹲与蹬伸过程中下肢肌肉积分肌电变化4蹲跳的下肢肌肉标准积分肌电变化情况6深过程中下肢肌肉标准积分肌电变化64讨论与分析................................................................................................................臂对下蹲跳，半蹲跳，跳深的运动学影响..............................................38臂对纵跳高度的影响8臂对纵跳蹬伸和缓冲时间的影响8臂对离地瞬间重心高度和下肢弯曲角度的影响9臂对离地瞬间重心高度和重心最大垂直速度的影响0臂对下肢关节峰值角速度和平均角速度的影响0臂对下蹲跳，半蹲跳，跳深动力学的影响..............................................41臂对地面蹬伸反作用力峰值、蹬伸冲量影响1臂对下肢关节垂直方向作用力、蹬伸力矩和做功变化的影响2臂在纵跳中的贡献率4臂对下肢积分肌电的影响..........................................................................445结论........................................................................................................................参考文献....................................................................................................................攻读硕士学位期间公开发表的论文........................................................................致谢........................................................................................................................11序言题依据跳跃性项目是古老的运动项目，跳跃动作是体育动作的基础环节，跳跃动作的质量会直接影响技术动作的完成质量。奥运会的格言是更快，更高，更强。随着竞技体育的发展，许多运动项目（如篮球、排球、蹦床、竞技健美操、艺术体操等）对运动员的弹跳素质的要求越来越高，因此需要运动员具备良好的弹跳能力。在追求更高的道路上，运动科学的学者进行了无数次艰苦的努力，发现跳跃高度的影响因素主要是肌肉力量和动作技术。先前的研究重点主要放在下肢肌肉力量的训练，动作技术的最优化等方面1。在现代竞技体育水平逐渐接近人类极限的时候，摆臂产生的动量成为扩大人类跳跃能力的又一突破口。在跳高和跳远等项目中，摆臂对于跳跃效果的价值已被证实和接受。因此上肢肌肉训练成为跳跃性项目的重要环节，通过对上肢肌肉力量的训练，运动员会提高自己的运动成绩。随着力学，运动生物力学的不断发展，近年来对于摆臂的研究已经进入数字化处理的水平，经过电脑计算，人体的各个部位的运动学和动力学情况都能完整的记录出来。大量实验证明，摆臂确实能增加人体的跳跃高度2。但是摆臂如何增加跳跃高度的机制尚还无明确定论，有观点认为摆臂是增加手臂向下的力量传递，增加人体跳跃时候的地面反作用力峰值，从而增加跳跃高度3有的学者认为手臂在上摆过程中减少了身体的有效质量，手臂上摆可以看做手臂脱离身体摆动，拉动身体向上运动，既减少了起跳时自身的有效质量（，同时增加了地面反作用力，所以导致身体纵跳高度增加4。有的学者认为摆臂提高了在起跳前的人体重心高度，增加了肌肉做功的距离，地面反作用力对人体做的总功增大5，等等。本文利用运动学，动力学和表面肌肉肌电测量工具对摆臂，负重摆臂与无摆臂的不同形式纵跳进行研究分析，试图探究摆臂提高纵跳高度的机制，计算摆臂贡献率。为完善纵跳生物力学理论和指导运动训练提供理论依据。献综述跳跃是人类重要的运动形式，跳跃动作是人体在中枢神经系统的控制下，依2靠身体各环节的协调配合，发挥下肢肌群的最大爆发力，通过地面反作用力使人体获得向上的冲量，以达到人体腾空的技术动作6。对所有的跳跃，包括跨步跳，和单足跳，一些力学的基本原理是通用的。体育运动项目的目标是达到最大高度或者最大远度。比如跳高的目的是使人体越过横杆，属于高优项目跳远的目的将人体水平的跳越距离加长，使人体的重心在水平方向跨越的更远同时还有对高度和远度都有要求的复合型项目，比如花样体操，鞍马等。这些动作的要求是人体获得足够的能量腾空，尽量增大人体在空中的时间和距离。跃是人体的基本运动技能之一，目的是使人体克服重力在空间产生位移，属于周期性和非周期性相结合的运动项目，体育运动项目要求达到最大高度或者最大远度，或者同时要求高度及远度。此外还要使获得的位移得到最有利的承认。比如在跳高中如何使身体越过身体重心接近的横杆，跳远中如何保持身体不后倒收腿跳进沙坑，体操中在重心腾起的距离内做出更多的技术动作。响跳跃成绩的因素术动作的影响因素以跳高，跳远为例，影响跳跃成绩的因素如图1所示图1决定跳跃成绩的基本因素这些因素是由于技术动作完成的好坏决定的，除此之外自身的条件也是跳跃跳跃成绩（距离高空气阻力助跑速度距离（高度）1距离（高度）2距离（高度）3身材跳板起跳点准确性起跳时身体姿势起跳角度起跳初速度落地动作过杆动作3的重要影响因素。身条件影响因素7动肌功率最大跳跃距离常被用来进行功率测试，功率是力与速度的结合，是决定跳跃项目的成绩的主要因素，尤其是下肢蹬伸的功率，主动肌收缩的力与速度对跳跃的腾空影响最大。体的重心高度跳跃以超越垂直障碍为目的时（跳高或跨栏），或者当到达高度为目的时，拥有较高重心的个体优势是显而易见的。重心较高个体的有力因素是因为骨杠杆较长，骨杠杆长在其末端能产生较大的线速度（假设角速度不变）。一般来说，骨杠杆长的个体若肌肉有足够的功率获得相同的角速度，这种优势较为明显。重超重，特别是因肥胖的超重对跳跃的成绩不利。强壮的肌肉也增加体重，使阻力增加，但对运动的有利面可能超过其不利面。手拿小哑铃的跳远的研究显示，增加上肢环节的质量对增加跳远成绩有显著的意义。节的运动幅度关节的运动幅度是指关节的运动范围，关节的运动幅度会影响跳跃中助跑的速度，也会影响特定跳跃动作幅度，从而影响跳跃的成绩。跑的生物力学分析助跑的目的是获得水平速度，为快速有力的起跳做准备，是跳跃性项目的重要组成部分。助跑的作用在于起跳前赋予人体适宜的运动速度，使人体获得动能。这样在起跳过程中可以缩短时间，提高肌肉的势能以及为增加起跳创造有利条件。跑速度对人体起跳腾起速度的影响各种起跳项目的起跳过程均存在制动，起跳结束时，人体运动的水平速度均减少，但是增加了垂直速度。可见人体腾起水平速度对跳远距离具有十分重要的意义。跳高高度主要依赖踏跳时将水平速度转化为垂直速度的能力，因此助跑速度对人体腾起速度有十分重要的影响。缩短起跳时间及增大起跳力创造条件起跳时间与助跑速度和跳远成绩呈负相关，助跑速度快，起跳时间短，这是因为起跳是在身体具有一定运动速度的情况下进行的。因此，助跑速度会对起跳4时间的长短有一定影响。在其他条件不变的情况下，缩短起跳时间能提高跳跃的高度或远度。起跳过程中身体运动速度的损失，是由于起跳力的制动分力冲量作用的结果。随着助跑速度的增大，制动冲量相应增加，因此助跑速度的增加，增大了起跳腿的肌肉载荷，引起肌肉收缩力的相应增肌，从而增加了起跳力。高肌肉的弹性势能助跑使人体获得了动能，通过起跳的缓冲动作，下肢肌肉做退让式收缩，把动能转化为肌肉弹性势能存储起来。而助跑速度越大，地面的制动及起跳腿的载荷也越大，因此，助跑提高了肌肉的弹力和弹性势能。跳的生物力学分析起跳时依靠起跳腿的缓冲、蹬伸动作、以及摆动腿、上肢的积极摆动，配合躯干的充分伸展完成的。起跳的目的是使人体保持一定水平速度的情况下，获得尽可能大的垂直速度。为了取得良好的比赛效果，还必须使人体获得适宜的角动量。不论是跳高还是跳远的起跳动作，其结果是使人体通过助跑获得的水平速度下降，垂直速度增加。因此，在起跳的作用下身体运动状态的变化，主要体现于身体在垂直方向上速度的增加，使身体运动方向发生变化。起跳动作的实质是使运动员获得尽可能大的垂直速度，同时应使其水平速度的损失保持在合理的范围内。在起跳过程中，设人体质心在垂直方向上做匀加速度运动，并且在蹬伸开始瞬间人体垂直速度为零。因此有H/tH1/，t为质心做竖直加速运动的时间，度。有以上分析可知，在起跳时加大质心上升的高度，或获取了最大质心上升高度后缩短起跳时间，均可增加质心向上腾起速度。体环节摆动对于跳跃运动的影响跳跃运动过程依靠手臂，摆动腿和支撑腿等各个环节的协同作用来完成一系列的腾空动作。人体环节摆动对于跳跃运动的影响因素主要有以下几个方面（1）人体环节的摆动速度（2）人体环节的质量（3）人体环节的摆动幅度。人体环节摆动速度相等的条件下，环节质量大的运动获得的动量大，起跳过程中全身获得的总动量增加，跳跃效果增强。在跳远运动中，摆动腿摆动速度越大，起跳脚5上板速度越大，髋关节送髋充分，增大着板角度，减少水平速度的损失。同时加大起跳垂直速度，增加腾空高度。鲍威尔和刘易斯的跳远摆动腿速度明显大于中国优秀运动员8。三级跳远起跳的研究结果表明环节摆动速度快,减短了起跳的缓冲过程,提早了蹬伸时机并加快了蹬伸速度,从而提高了水平速度向垂直速度的转化,有利于获得较大的腾起垂直速度和腾起角,加快起跳速度9。跳远的动作效果不仅和摆动腿的质量有关，与摆动腿的末端姿势和体位也有很强的相关性10。波波夫认为起跳蹬伸的好坏,可根据运动员起跳角和离地时大腿劈开的幅度来判断,大腿间的夹角大,说明运动员的摆动动作积极且持续时间长。摆动腿肌肉的紧张程度与摆动效果的关系是摆动腿脚尖的勾起使位于小腿前外侧的胫骨前肌及趾长伸肌、拇长伸肌、第三腓骨肌及摆动腿前侧的一部分肌群处于收缩状态,肌肉的收缩会产生内力,同时肌肉的收缩还能提拉其附着的骨骼的高度。因此,在起跳的过程中摆动腿脚尖勾起不仅能够增大摆动腿的摆动速度,还能够增加环节质心的高度,使身体重心的垂直做功距离加大,延长起跳后的腾空时间,增加跳远长度。而且,在摆动腿摆动的过程中脚尖勾起动作更有利于摆动腿的快速制动及防止人体的前旋11。跳的生物力学研究跳的概述纵跳的身体腾起，是起跳动作所发挥的力量超过自身人体重力而形成的，根据垂直跳的起跳动作形式可以分为半蹲跳（，下蹲跳（，连续纵跳（、跳深（。下蹲跳是身体直立，然后身体下蹲迅速向上跳跃的动作。半蹲跳是身体预先半蹲，膝关节约为90度，静止几秒后身体直接向上尽力跳跃的过程。跳深是身体处在一定高度直立，然后身体从高处无初速度下落至地面后迅速尽力蹬伸起跳的过程。这些基础动作要求规格容易控制，个体差异的影响较小，因而常被作为跳跃基础研究动作12。其中值得一提的是跳深运动在体育运动的应用，跳深运动是由前苏联生物力学家带的这种力学特征于1969年提出的13。因其在肌肉力量训练法中的应用价值，在运动科学领域中获得广泛应用。跳深从一定高度垂直下落然后尽力起跳的动作形式，由于人体在着地时身体惯性增加了小腿的负荷，促使下肢肌肉激活程度增大，下肢肌肉收缩做功能力增加。有研究指出这种肌肉做功与跳深下落的高度有关。超过一定高度跳深下肢肌肉做功下降，人体纵跳高度降低，这个临界高度约在404。6跳的一般生物力学研究据纵跳起跳动作的下肢肌肉工作形式分类,下蹲跳和跳深的纵跳时相可分为两个阶段（1）缓冲阶段人体重力及惯性力矩等载荷力矩大于下肢肌群的拉力矩,肌肉离心收缩完成退让性工作（2）蹬伸阶段,下肢伸肌群向心收缩完成克制性工作。该时相特征为髋关节在原先屈曲角度的基础上作4°～7°的伸展，膝关节和踝关节则在下蹲结束前屈曲的基础上再次分别作2°～5°和3°～5°的屈曲15。人体是一个复杂的关节动力整体，纵跳是依靠下肢肌肉拉动关节收缩的复合作用而完成的动作。针对纵跳过程中大腿与小腿肌肉的工作情况，李光巨和李莉把人体简化为动力学模型，下肢的收缩主要依靠四大肌群的收缩，即脚底肌群、小腿后肌群、大腿肌前肌群和臀大肌群16。在起跳之前，下肢肌肉群均被拉长，肌肉收缩在纵跳过程中均做功，另外肌肉类型对纵跳的高度有着直接的影响。根据人体解剖结构确认重心，主要是根据人体的主要解剖结构来确定人体重心。关于成年人的静态步态研究中，估计重心在人体的骨盆中心处，大约在人体身高偏上60处。将三个标志点分别贴于人体的左右髂前上棘和骶骨处，最后利用三点的位置轨迹计算出重心在整个纵跳过程中的运动轨迹17。利用地面反作用力和纵跳腾空时间计算重心，人体在腾空过程中只受到重力的作用，因此利用加速度公式得出人体的腾空时间，即可计算人体的纵跳高度。运用地面反作用力和时间的关系来计算重心位置的方法如下其中x轴y轴8。全身环节重心均值计算法，利用全身运动学计算，整个身体的重心是由每个环节的质量和重心的相对位置决定的。在坐标系中，利用环节重心的坐标可以计算人体总质心的位置。7每个环节的总量相加就得出整个身体的质量中心。本文利用过查表计算不同模型的质量中心位置，最后确定质量中心。于影响纵跳效果的各种生物力学因素,主要研究是9。其中第一层包括起跳离地瞬间人体重心位置和速度。第二层指标包括人体的峰值功率、平均功率。0。第三个层次包括环节的运动学、动力学指标，第四个层次体测量学和骨骼肌肉特性的指标21。后两个层次的最佳预测模型包含三个因素髋关节峰值功率、膝关节伸展肌力、髋关节力矩。此外足弓的高度也是影响纵跳能力的因素，足弓是足跗骨和跖骨借韧带牢固相联构成的一个具有少许活动的凸向上的弓形。跳起跳的生物力学研究纵跳的起跳是人体的下肢蹬伸，释放能量使人体获得垂直方向加速度的过程。在纵跳开始时刻，人体的躯干前倾，下肢关节收缩，拉长下肢肌肉组织获得弹性势能。此过程下肢肌肉群做退让性收缩，人体重心下降。当人体重心缓冲至最低点时，肌肉开始做向心收缩，下肢关节迅速伸展，下肢肌群释放储存的弹性势能，推动人体向上运动。在离地前夕，人体下肢基本蹬直，蹬伸过程结束。上肢的摆动和下肢各环节的制动动作积聚了起跳动力肌群的内势能,并进一步激励动力肌群使更多的肌纤维尽快地进入高强度的节律性收缩状态,可以达到缩短肌肉收缩反应时和提高肌肉收缩兴奋性的目的。纵跳开始时刻人体保持正直静止站立，地面反作用力与体重相等。（1）人体缓冲阶段人体重心向下运动，此时地面反作用力减小，呈失重时相。随即地面反作用增大，超过自身体重。当人体重心下降到最低点时，地面反作用力已经大于人体的自身体重。在蹬伸末期，人体地面反作用达到峰值，由于人体的纵跳特征，蹬伸峰值会出现单峰或者双峰的特征，这可能是由于髋关节和膝关节的先后发力顺序导致的。跳落地的生物力学研究落地缓冲是人体的末端环节与外界发生力的相互作用，肢体由伸展到屈曲以延长力的作用时间减小冲力作用或控制外接物体的动作。以双脚纵跳的特征为例，落地阶段分为两个阶段（1）缓冲阶段（2）直立阶段。在缓冲阶段人体由高处下8落，双腿伸直。在接触地面后，下肢关节依次以踝关节，膝关节，髋关节的顺序收缩，关节变化幅度因人而异。人体重心降低，直至人体重心降至最低点。直立阶段，人体直立恢复静止站立状态。人体下落缓冲主要作用是减缓人体由高处下落至地面的冲击力，缓冲阶段由于下落姿势不规范容易造成损伤，在缓冲类型上属于结束性缓冲。缓冲过程中，地面反作用力会经过超重，失重，等于体重三个过程。人体在缓冲阶段初接触地面时地面反作用力会瞬间出现峰值，人体惯性下落的冲击力减少。地面反作用力峰值持续时间很短，随即下落。人体下肢关节收缩缓冲时，地面反作用力持续下降至体重以下，造成失重。最后随着人体的直立，地面反作用力恢复至体重水平。面肌电采集及其信号处理表面肌电信号是从皮肤表面通过电极引导、放大、显示和记录下来的神经肌肉系统活动时的生物电信号。人体肌肉收缩会产生生物电，通过电极和放大器可以将这些肌肉肌电信号收集整理进行分析。研究表明，成于外周肌肉众多运动单位的生物电活动在时间和空间上的总合。电极分为针电极和表面肌电电极，由于针电极对受试者的创伤性影响，现在体育采集肌电信号主要应用表面肌电电极对肌电信号进行采集。无创性肌电信号的分析主要包括时域和频域分析，时域分析包括振幅（、积分肌电值（、均值方根（升时间等参数的分析频域分析包括平均功率频率（、中位频率（、中心频率（参数的分析。放电有效值，其大小决定于肌电幅值变化，析频域和时域参数只能反映多个运动单位电变化，近年对肌电信号的非线性分析取得了很大进展。5名健康男性肱二头肌收缩时的肌电信号，发现这种方法能够准确计算肌纤维收缩速度，在高力量水平是尤为明显22。肌电信号的处理主要采用以下几种方法平均值叠加法在体育科学研究中，如果测试的动作能够重复完成时，经常采用多次重复测试来获取某一变量的平均变化，也即平均模式。9时域分析方法时域分析是将肌电信号看作时间的函数，通过分析得到肌电信号的某些统计特征，如对肌电信号进行整形、滤波，计算信号的整形平均值、方差、幅值的直方图、过零次数、均方值、三阶原点矩或四阶原点矩23。频谱分析方法传统的谱分析方法是通过傅立叶变换将时域信号转换为频域信号，对信号进行频谱或功率谱分析，常用快速傅立叶变换。小波分析法小波分析是一种把时域和频域结合起来的分析方法，它是傅立叶变换的新发展，具有可变的时域和频域分析窗口。混沌和分形分析近年来，在文献中出现有人采用一些非常规的肌电分析方法，利用近年来数学、物理界的分形理论和混沌理论，对肌电信号进行定量分析研究。利用分形理论对肌电信号进行分析的主要指标为分形维数，利用混沌理论对肌电信号进行定量分析的主要指标为内嵌维数24。面肌电在体育科研中的应用肉收缩强度加大，肌电图的幅值增加，许多学者的研究认为积分肌电与肌力之间存在高度相关关系。有学者发现肌肉以不同张力进行等长收缩时，肌力与使肌肉疲劳后这种关系依然存在。王凌云等对北京市优秀乒乓球运动员进行替拉弧圈球训练时握拍上肢主要做功肌肉表面肌电信号进行分析，结果显示频域指标变化趋势不稳定25。蔡明明等报道，应用表面肌电图评定优秀竞走运动员20果显示较好的反映运动员肌肉的功能状况。肉疲劳时肌电的振幅增值增加。原因是当肌肉疲劳时，为了保持规定的肌力，肌肉不得不动用更多的肌纤维参加运动，这样导致肌肉放电能力增大。主要形式有运动单位的募集、运动单位放电的同步化、运动单位兴奋的传导速度减慢肌内压增大，肌肉内血流速度受阻，导致肌膜传导动作电位速度减慢。同类型的肌肉活动的肌电图呈现不同的特征。动力性肌肉收缩时间短，肌电时程小，发放的频率高，振幅较大而肌肉静力性工作时，肌肉放电时程长，肌电频率低，振幅低，肌电图变化不明显。10肌肉以不同功率做功时，表面肌电会出现不同的变化规律。王瑞元和熊开宇通过研究发现，在逐渐增加强度训练中，受试者起跳和落地的肌电振幅时间都有下降的趋势，但是股直肌内侧头变化大于外侧头。随着人体下落高度的增加，小腿肌肉离心收缩用力加强，下肢关节输出的功率和做功均增多。肌电释放振幅，频率增强26。动时和电机械延迟反应时是指人体接受信号后，开始做出反应的时间。电机械延迟是指肌肉开始出现电活动后到人体开始产生机械运动这一段时间。运动时是指肢体从运动开始到结束的时间。电机械延迟是一个比较重要的生理现象，它的大小反映一个运动员的快速动作时肌肉力量的能力，对运动员选材有一定的帮助。究某个动作参加工作的肌肉的活动情况，从生理学角度来说是肌肉之间的协调关系，从训练的角度来说是运动技术的问题。肌电图可以很好评定某个动作的肌肉激活的先后顺序和肌肉发力的顺序，以及它们之间的协调性作用关系和停止活动的先后顺序。肌电图还可以用来评定运动员的肌肉训练程度，训练程度较高的运动员在完成相同动作时，肌肉放电整齐，并且有一定的规律性。人体情绪紧张或者焦虑时，必然会伴随着人体肌肉活动异常现象，可以根据正常人的肌电活动状态，或利用肌电图来控制对紧张或者焦虑运动员进行生物回援和心理状态调整训练。面肌电在纵跳中的应用 人体纵跳是下肢肌肉的协同收缩的结果，通过表面肌电记录肌肉放电情况，可以由此判断下肢各部分肌肉在纵跳过程中的放电顺序，贡献情况。根据肌肉的贡献情况，训练时可以针对运动者运动项目的特点对下肢肌肉进行有针对性的训练，提高运动成绩。利用表面肌电的积分肌电和均方根肌电等指标的分析，探讨不同条件对于纵跳下肢肌肉放电的变化，为探讨纵跳机制提供理论依据。助于提高纵跳高度27。跳深的过程包含落地缓冲和起跳，在缓冲阶段人体的下肢肌肉被动受力，下肢肌肉受力越大下肢表面肌电越强，为下肢落地缓冲的损伤提供研究依据。性运动员下11肢肌肉的最大随意性收缩积分肌电大于男性，但是下落过程中，膝关节在15度，20度，25度之间女性的肌肉肌电活性显著低于男性，说明女性较男性容易损伤十字交叉韧带28。预激活是肌肉完成拉长缩短周期收缩活动的重要的组成部分，肌肉预激活的程度与肌肉拉长肉预激活的增强，可以增强纵跳过程中的肌肉放电，增加肌肉做功效率。纵跳动作开始之前，下肢肌肉处于预激活状态，通过表面肌电监测，可以利用均方根肌电，积分肌电计算肌肉的预激活状态，对受试者的运动状态进行评估。现大腿肌肉肌群的预激活随着下落高度的上升而增强，说明增加下落高度有助于增加下肢肌肉预激活程度，但是在起跳阶段下肢肌肉肌电并没有发生显著性变化29。连续纵跳过程中，人体下肢肌肉容易出现疲劳，通过人体自身主观感觉很难判定人体是否疲劳，通过肌电数据可以观察连续纵跳至疲劳时神经系统兴奋性变化规律30，疲劳后肌肉劳后肌肉电机械延时延长，利用肌电数据比主观感觉更有说服力，便于监测人体纵跳过程中的疲劳情况。臂对纵跳运动学的影响臂对纵跳高度的影响下肢蹬伸使人体获得垂直方向动量，通过对有摆臂和无摆臂的纵跳比较中发现，摆臂能够显著增加纵跳高度31。通过对上肢的力量训练，摆臂作用效果增强，比上肢训练之前跳跃高度增加。曲峰对运动员6周肢体负重训练前后的纵跳摸高成绩进行比较，发现上肢负重摆臂训练后，运动员的上肢力量增大，纵跳摸高成绩有显著的增加32。因此在跳远和跳高等项目中，手臂的力量训练成为提高运动成绩的重要因手段，尤其在跳高项目中，摆臂已成为现代跳高技术的核心训练环节。跳跃性项目的运动员通过对上肢的肌肉力量训练能够显著提高运动成绩。手臂摆动方向的不同，对跳跃的影响效果不同。手臂向上的加速摆动会增加纵跳高度，但是手臂的相反运动会降低纵跳高度。后摆动的下蹲跳与半蹲跳33。摆臂的方向主要影响纵跳过程中的各个下肢关节做功，输出功率，从而影响地面反作用力峰值34，12影响纵跳结果。臂对纵跳下肢运动学影响摆臂减小了纵跳下肢关节的收缩角度，导致躯干前倾，重心高度降低。减小下肢蹬伸阶段的角速度，增加下肢蹬伸峰值力矩。摆臂增加缓冲和蹬伸距离，增加人体做功，提高纵跳高度35。肢负重摆臂对于纵跳的影响在古代希腊，科学先哲们已经发现手臂负重能够增加跳远距离，在当时赋予负重跳远名字。但是局限于当时物理力学研究水平，古代学者并没有研究其原因，只是在史料中记录了下来。随着科学的不断发展，生物力学的研究技术不断提高，经过仪器观测发现上肢适当负重摆臂纵跳高度优于无负重摆臂纵跳，但是超过一定负重范围，纵跳高度降低36。在不同上肢负重的纵跳比较中，在上肢摆臂负重500g2至750g2的范围内，纵跳中纵跳成绩达到峰值，当超过此范围成绩略有下降。由于个体差异,负重量的最佳范围略有不同。普通受试者合适负重大约是500g2，上肢力量较强者合适负重大约是750g237。臂对纵跳的动力学影响早在1968年，8。之后所有的纵跳研究结果发现摆臂能显著增加地面峰值反作用力。因此摆臂增加了下肢在纵跳过程中的蹬伸作用力，使人体受到垂直方向的作用力增加。下蹲跳在缓冲期和蹬伸初期地面反作用力无显著性差异，蹬伸末期地面反作用力峰值增加。研究发现在下蹲跳的后半段时相里，有摆臂比无摆臂的地面反作用力显著增加，地面反作用力的
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