[实验目的]了解不同后负荷对肌肉收缩张力、收缩速度及输出功率的影响。
[实验原理]肌肉收缩与对抗负荷的大小有着密切关系。在一定范围内,当后负荷增大时,肌肉收缩产生的张力增大,而收缩速度减小,相反,当后负荷减小时,肌肉收缩产生的张力减小,而收缩速度增大。可见,在一定后负荷作用下,肌肉收缩产生的张力与收缩速度呈反比。肌肉输出功率等于肌肉收缩时产生的张力和收缩速度的乘积,根据肌肉收缩时张力与速度的关系,肌肉只有在适宜负荷下收缩,其输出的功率最大。
[实验器材]秒表、力量测定器和杠铃片(5-30kg)。
[实验步骤]
1.受试者取坐姿,将前臂平放于力量测定器的平板上,掌心向上,手套入置于平板上的皮圈内,并紧握拳。受试者可尝试屈肘提拉皮圈,借助绳和滑轮使连接的杠铃片上下移动。
2.测试者发出“开始”口令,受试者即以最快的速度反复做前臂弯举提拉动作。限屈肘为900角,要求肘关节始终不离开测力器平板。按10秒计算提拉次数,此时负荷重量是手臂(设重量为1.3 kg)。
3.逐级增加负重,重复上述实验。杠铃片负重依次为5、10、15、20、25 、30 kg ,每增加一次负重,测一次10秒手臂移动该重量的最快次数,并换算成每分值。
4.由公式计算每级负重时前臂角速度、手移动的速度和输出功率。
角速度:ω(rad.min)=90×n×6×π/180 n为10秒手臂移动重量的次数
线速度:V(m/min)= ω.r(m)
输出功率:P=F×V
将测试结果记录在登记表中。
表1 不同负重时实验结果登记表
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负重(F) 每10s移动次数(n) 半径(r) 角速度(ω) 手端的线速度(v) 备注
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[注意事项]
1.逐级增加负重,直至受试者本人最大负重为止。
2.实验时要确保运动手臂的肘关节固定在测力器平台上,必要时将另一手臂握压运动臂的上臂,加固肘关节。
3.每次负重,手臂移动在10秒内都要以最快的速度完成,且要注意安全,防止肌肉拉伤。
[思考题]
1.依据实验结果在直角坐标系描记肌肉收缩张力与速度关系及功率曲线,分析不同负荷对肌肉收缩产生的张力和速度的影响。
2.为什么在一定范围内肌肉收缩的张力和速度呈反比关系。