人體的爆發(fā)力是如何產(chǎn)生的?

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學習網(wǎng)

舉重運動員臨場一聲大吼,舉起常人無法舉起的杠鈴;氣功師運功后,一腳踢斷鋼棍,這些都是人體突然產(chǎn)生的爆發(fā)力,是人的機體突然產(chǎn)生出來的巨大力量。那么,人體的這些爆發(fā)力是從哪里來的呢?

科學家們試著用力學的觀點來探索這一現(xiàn)象。于是,生物力學應(yīng)運而生。

生物力學是研究生命某一現(xiàn)象的科學,在生命力學中有一個重要的分支叫肌肉力學。研究人體爆發(fā)力的奧秘,就得從肌肉力學開始。

人身上有700多塊大小肌肉,由3億多根肌絲即肌纖維組成。每根肌絲都有肌張力,有人做過推算,把全身肌絲平行排列起來,當它一起收縮時可以拖動25噸重的物體。

當然,這只是一個計算值,它說明了肌肉的力量是巨大的。人的骨骼肌,單位力為3.65-4.00公斤/平方厘米。青蛙大腿上的骨骼肌單位力是3公斤/平方厘米。

眾所周知,肌力可以通過鍛煉得以提高,如舉重運動員的肌肉很發(fā)達,肌力倍增,據(jù)檢測,兩臂骨胳肌的單位力高達8公斤/平方厘米。這就是能產(chǎn)生爆發(fā)力的奧秘所在。

肌力的大小,不僅與肌絲的粗細、數(shù)量有關(guān),而且與肌絲的肌張力和收縮率有關(guān)。人身上的肌絲通常都處于一定程度的拉伸狀態(tài),因此,平時就具有一定的肌張力,就是說肌肉有彈性。肌絲回縮的速度有快有慢,稱之為收縮率。收縮率愈高,回縮愈快,彈性愈好,發(fā)出的功率就愈大。

但是,肌張力和收縮率是成反比的,當肌絲被拉伸到一定程度時,就會處于僵直狀態(tài),此時收縮率很低,甚至沒有一點彈性,就像彈簧一樣。可見肌張力和收縮率之間必有一個最佳值,只有找到最佳值,才能使肌肉輸出最大的功率。實驗證明,當肌絲拉伸到最大長度即極限長度的30%時,肌肉輸出功率最大。由此可見,運動員要在臨場中發(fā)揮得好,不是憑力氣大,關(guān)鍵在于掌握用力的奧妙,只有用力恰到好處,才能發(fā)揮出自己的最佳爆發(fā)力,獲得最好成績。

運動員通過鍛煉產(chǎn)生爆發(fā)力,還可以理解。還有一種諸如攜帶平時根本無法舉起的保險箱逃離火災(zāi)的現(xiàn)象,被科學家稱之為應(yīng)激爆發(fā)力。應(yīng)激爆發(fā)力又是怎樣產(chǎn)生的呢?

科學家曾做過實驗,用儀器連續(xù)不斷地刺激兩臂肌肉神經(jīng),致使肌肉連續(xù)收縮,然后測試其臂力,結(jié)果發(fā)現(xiàn),臂力比正常情況下增加了60%。這個實驗說明肌肉在受到連續(xù)刺激后能產(chǎn)生巨大的收縮力量。

在應(yīng)激情況下,大腦高度集中,強化指揮力量,不斷通過神經(jīng)系統(tǒng)下達肌肉收縮的指令。此時,肌肉處于連續(xù)收縮狀態(tài),除運動神經(jīng)(即肌肉神經(jīng))參與指揮外,交感神經(jīng)也密切配合分泌出大量的腎上腺素,動員全身的力量來對付應(yīng)激局面,使心跳和血液循環(huán)加快,呼吸加快加深,血管擴張,使肌肉的能量不斷得到補充,進而使肌肉收縮得更有力量。此外,腎上腺素還“反饋”到大腦,刺激大腦中樞,進一步提高大腦指揮效率。此時此刻,細胞中的能源——三磷酸腺苷迅速分解,釋放出足夠的能量,不斷提供給肌肉使用。于是,巨大的爆發(fā)力就在“全身總動員”的情況下發(fā)生了。


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