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关于动作速度和控制的本质

(2015-01-13 21:18:47)
标签:

杂谈

文:piggie520
在力量和肌肉训练中,重量和控制一直是争议的焦点,在健美专项技术训练体系内,完全不借助惯性、匀速、缓慢抬举重物被认为是正确的,爆发力、惯性、甩起重物被认为是错误的。但我们了解了事实的全部后,会发现这种说法是不全对的。为了完全了解其中的原理,有必要了解肌肉的发力方式。

1、运动单位
http://ww3/large/6f5c0888gw1eo87epcsm9j20g406mmxk.jpg

一束神经和它所控制的若干条(几条到几千条)肌纤维组成一个运动单位(就像1个官带N个兵),运动单位是肌肉收缩的基本单位。每一条肌纤维不能自己收缩(每个兵不能自己行动),只能一次收缩至少一个运动单位(只能一个官带着他手下的兵一起行动)。

一个神经控制的纤维越多,这个运动单位就越大,收缩时,力量也越大。反之亦然。眼、面部、舌等一个神经只控制5-25条肌纤维,而大腿最多一个神经控制8000条以上肌纤维。

一般认为,每条肌纤维的力量是一定的,那么一个小单位(几十条肌纤维)收缩产生的力量就远小于大单位(几千甚至上万条肌纤维)的力量。之所以上肢比下肢灵巧,就因为上肢的单位小,所发出的最小力量比下肢小。

总体说,越大的运动单位,耗能越高,收缩产生的力越大,耐力也越差(他们的力量和体积潜力也越大)。募集到他们的门槛也越高。最大的单位,只能持续收缩8-10秒左右。这也符合ATP系统供能的时间。因此,使用1RM90%的重量,一般只能做3-4次。

反过来越小的单位募集门槛越低,耗能就越少,收缩产生的力越小,耐力就越好(他们的力量和体积潜力也越小)他们可以持续收缩很长时间。因此,使用很小的重量,可以做很高的次数。

2、大小法则

大小法则是上个世纪最重要的神经学领域发现之一。(Henneman's size principle)http://en.wikipedia.org/wiki/Henneman's_size_principle

作为进化的结果,人体会尽可能节约能源保证生存,尽量用最少的能量、动员尽可能小的运动单位,刚好保证完成动作即可。因此神经系统募集运动单位的顺序总是由小到大的。不管拿起一支铅笔还是硬拉起200KG的杠铃,最小的单位总是最先被募集到,最大的单位是最后被募集到的。

举例在某人在极限硬拉起200KG的杠铃时,最初的0.000X秒内只募集了最小的单位,随着发力的继续,更大的单位逐渐、继续被募集到,在0.X秒的时候,所有的单位都被募集到。 下图就表达了这样的意思:随深蹲重量的提升,募集的运动单位越来越大。
http://ww3/large/6f5c0888gw1eo87ewnutrj207u06caa5.jpg


3、控制和动作速度的真相
根据F=MA这个简单的公式,我们知道,对于同一个重量(M一定),我们举起的速度越慢(A越小),所用的力就越小(F越小),反之亦然。

而前面说了,肌肉收缩的最基本单位是运动单位,运动单位在募集上有大小和数量的程度之分,因此,我们所用的力越少,募集的运动单位就越小,同时数量也越少。

为了便于说明问题,我们举一个理想环境做例子。假设某人的肱二头肌全部力量是100牛,他的二头肌运动单位构成如下表格(简化后的理想模型):大型运动单位1个(力量30牛),中型单位3个(每个力量10牛),小型单位8个(每个力量5牛),一共12个。并且他喜欢控制,做弯举时可以只用二头肌发力。
http://ww3/large/6f5c0888gw1eo87f07bdzj20a1023dfr.jpg


当他控制、缓慢、匀速的举起40牛重量的哑铃,他募集的单位是红色部分:
http://ww3/large/6f5c0888gw1eo87f4csj3j20a1023t8n.jpg


当他费力的举起70牛重量的哑铃,他募集的单位是红色部分:
http://ww3/large/6f5c0888gw1eo87f7qg53j20a1023a9z.jpg



当他艰难但坚决不借力的举起100牛重量的哑铃,他募集的单位是红色部分:
http://ww2/large/6f5c0888gw1eo87fcp24hj20a1023glj.jpg


以上三个图就是大小法则的实际应用,

因此,控制的本质就是只募集中、小的运动单位,发出刚好与重物相等的力(F=M),让重物匀速、缓慢的运动(A=0)。

假设过了一段时间,这个家伙看了涡轮的视频,改变了训练方式,采用爆发力做弯举,他用最大的的力量(100牛)来举起60牛的哑铃,由于F大于M,A大于0,所以哑铃移动速度很快,就成了我们说的借助惯性甩起重物。

又过了一段时间,这个家伙想知道自己力量进步没有,他用大的的力量(100牛)来举起100牛的哑铃,哑铃移动速度很慢但还是举起来了。此时F基本=M(其实刚开始移动的时候F略大于M),所以A=0,哑铃仍然是缓慢移动,没有加速度。

以上三种情况的共同规律:
募集 部分运动单位 对抗 中等重量 =力量耐力(控制)
募集 全部运动单位 对抗 中等重量 =爆发力(惯性、甩)
募集 全部运动单位 对抗 极限重量 =极限力量

因此,在力量的三要素(极限力量、力量耐力、速度力量)中,爆发力和极限力量在某种程度上是一码事,而力量耐力离这两者相对远一些。

既然如此,为什么练肌肉要匀速、缓慢、采用中等重量呢?有聪明的和蠢的两个原因。

第一个,聪明的原因:肌肉的破坏仰赖于代谢废物的堆积(具体的下次说)。而这些玩意的堆积需要25-45秒左右,而大型运动单位耐力没有那么好,只能收缩8-10秒左右,所以8-15次是破坏肌肉的次数,因为按照每次动作2-3秒计算,8-15次差不多就会带来25-45秒的持续抽缩。

第二个,蠢的原因,他们要使用足够轻的重量才能“感受到肌肉收缩”。但是肌肉收缩的感受是怎么回事呢?没有感受肌肉就不做工吗?一个人走路的时候,会明显感觉到股四头肌收缩、拉伸吗?不是的。那他的 股四头肌不发力吗?更不是。

所谓肌肉感受一方面是肌肉堆积到一定程度,能够产生自我挤压。比如你的胸肌较大,你空手做个夹胸动作也能感受到胸肌;另一方面是肌肉神经控制能力提高的结果,但不论是肌肉体积增加、还是神经控制能力提高,都是一个作为训练成果的既成事实。

如果完全采用控制、缓慢的方法,那么代价呢,狗蛋?就是错过了哪些力量和体积潜力最大的运动单位(也称高门槛运动单位),这就是健美者的力量不如举重和力量举等运动员的原因----后者由于训练方式,长期训练和动员高门槛运动单位,所以他们的肌肉构成中,高门槛运动单位的数量远多于健美者。有科研表明,进行短短几周的爆发力和极限力量训练,训练者的肌肉中的IIb型单位(快纤维)比例提升了14-15%。

4、控制和“甩”的微观训练结果差别 
http://ww1/large/6f5c0888gw1eo87fhx60qj20aj08tmxq.jpg

一条肌纤维就是一个肌细胞,在细胞内除了有线粒体,还有肌原纤维和肌浆网等。(在肌肉收缩过程中,鸡浆网的钙离子内流,鸡丝滑动,Z节缩短,肌纤维变短),肌原纤维参与收缩,被称为收缩性蛋白质,而鸡浆网则被称为非收缩性蛋白质。

采用控制、匀速训练的结果是堆积大量代谢废物,和充血,引起所谓营养性肥大:肌原纤维和鸡浆网同时增大。采用大重量、爆发力训练,缺少乳酸等代谢废物的堆积,缺乏充血和营养,只有肌原纤维肥大,鸡浆网增大不明显。因此,这样的肌纤维,体积不大,不是很粗,但是力量却很足,耐力比较一般。



5、强迫次数的原理。
回到原话题,运动单位从大到小,耐力也从弱到强排列。 用上面的图表示,假如这位训练者用全力(100牛的力量)举70磅的哑铃,情况会如何呢?

在前几次(3-4次)动作,他的速度非常快,因为F远大于M。在这8-10秒过去后,大型单位(30那个)疲劳,退出收缩的行列,他的力量衰减,动作速度稍微放慢。

在5-10次动作之后,中型单位(10那个)也退出收缩,动作进一步放慢;最后,只剩下小型单位(5那几个)耐力足够,仍在工作。此时,他面临选择,已经无法标准完成动作,是继续做,借助其他部位力量,还是停下?当然他还可以等,等中型单位经历短暂的充能,重新投入收缩。

因此,我们可以看出,随动作的一次次完成,先从最大的单位开始(如果他募集到了的话),运动单位由大到小逐步退出收缩,把负荷落在小型单位上。进一步我们可以得出结论,强迫次数并不能很好的发展高门槛运动单位,而是给予了低门槛单位额外的、过大的负荷,导致他们由于无法承受过大的机械张力而出现细胞结构损坏,所以,中等重量高次数、强迫次数能带来强烈的疼痛和炎症,但是对力量的贡献不大。有一个朋友能用130KG完成10*10深蹲,按理说他的极限深蹲应该在200KG以上,但是实际是170KG左右,这从侧面应征了上面的推测。
问题有点多,不过我感觉这些问题的出现是你没完全理解我说的,或者也可能我表达的不好,没说清楚。现在就你提出的段落,我新开个楼层具体再解释下

1、【就慢速快速动作的肌肉受力问题】
文章的核心是不同的动作速度和重量,人体所募集的运动单位的多少问题,换句话说,是讨论肌肉的力,而不是受力。
发力和受力是不同的两码事。发力是肌肉收缩产生的力,受力是重物经过一系列杠杆之后,施加在肌肉上的机械张力。


2、【f=ma在此并不适用,因为肌肉发力方向与物体运动方向不同,且加速度是变化的】
如果我们只探讨肌肉发力和重量、速度的关系,刚好F=MA就是适用的,因为其他因素我们已经设置了简化模型忽略了。
肌肉发力方向和物体运动方向的不同,这个可以忽略,因为我们只考虑力:重力和肌肉收缩力。
加速度是变化的,我们同样忽略,因为我们讨论的几种代表性的典型情形中,只有慢速动作和快速动作两种,为了便于理解,我们又把慢速动作默认为传统的健美法,匀速;把快速动作默认为典型的爆发力训练。我们只需要考虑加速度=0 或者>0 就行了。


3、【运动做功看上去只是举起重物,实际上还有一大块是身体发热R。】
1)先不说用做工多少衡量肌肉训练效果是否正确,我们看看做工的公式W=FS,功只与力和力的方向上的距离有关,慢速举起和快速举起做工不一样,肯定是个严重的物理错误。
2)R,公式Q=IRt是焦耳定律,是电流,内容是电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。一个是电流公式,一个是做功公式,他们应该说风马牛不相及。

4、【那么肌肉发力的f肯定是慢速大于快速】
同等阻力下,用力越多,重物移动越快。扔一块石头,用力越多,石头速度越快,飞得越远。
如果你的说法成立,F=MA的公式就被你推翻了。你再仔细想想?

5、【所以我认为慢速动作会让肌肉承受更大的压力,从而更好地破坏肌纤维。】
同等的5KG重量,当你快速举起,你在用10条肌纤维承受这5KG的负荷(先排除杠杆等其他因素,只考虑简化模型),而你慢速举起的时候,你只有5条肌纤维在承受这5KG负荷。
也就是说,慢速动作对肌肉的刺激更好,是在减少了肌纤维参与度的前提下。


6、【身体发热R】
功的单位是焦耳,MGH一定,功就一样多。对于同等的功,身体消耗的能量相同。
从医学上,没有证据表明慢速动作身体产热更多。

7、是否做功多,对肌肉破坏就更多?不见得。
前平举1KG的哑铃1分钟不动,前平举举起1KG的哑铃1次,用时2秒。哪个对肌肉刺激大?前者做功是0(让别人帮我举到水平高度我再拿住)。

为什么慢速动作对肌肉破坏更好?主要以为代谢废物的堆积需要较长时间(相对于1,2秒完成的快速动作)

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