特定运动项目等动力学测试的差异及成因

2008年11月体育与科学第29卷第6期(总第175期Journal of Sports and ScienceVoL 29 No 6(Total No. 175)特定运动项目等动力学测试的差异及成因The Differences between Four Typical Events in Isokinetic Tests刘伟民,袁鹏,吴翠娥LIU Weimin, YUAN Peng, WU Cuie摘要:本研究通过4个特定运动项目的等动力学测试,分析不同项目在等动力学测试结果中表现出的项目差异和产生原因。发现不同项目运动员在等动测试结果中。表现出不同的数据特点。这是由于不同项目运动过程中阻力类型不同所至。本研究根搢不冏运动项目阻力来源的不同,大致分为三类:中对抗阻力、自重阻力、机械性阻力。进一步研究发现不能简单地根据等动测试某些指标的大小,评价运动萸的力量素质的优劣,而应该结合不同项目的特点,选择最能反映该项目的运动能力的等动力学指标,对其进行有效客观的评价分析和训练指导。同时也看到,由于实际运动和等动测试的内在差异,并非所有项目专项力量素质都可以通过等动力学测试来评价,比如在某些快专项速力量等方面。关键词:等动测试;运动项目:专项力量;差异中图分类号:G804文献标识码:A文章编号:1004-4590(2008)06-0011-04Abstract Four typical sports events with different manners of resistances were tested on isokinet-ic machine. The differences and characteristics of isokinetic variable tested were examined be-tween these events. Some of results were presented in this paper, such as that the athletes of Ju-do had larger Peak Torque(Pr) while the athletes of Running had larger relative PT, and theathletes of bicycle have the largest value of Torque Acceleration Energy(TEA), etc. Not all ofparameters are significant for certain event. The parameters tested from isokinetic machine shouldbe combined with characteristics of sports events to judge the strength abilities of an athlete andsome of the strength ability could not be tested or reflected by isokinetic machineKey words: isokinetic test; sports event; specific strength; difference等动力量测试作为一种主要的力量测试手段在运动员肌赛艇运动员划桨过程的阻力实际上来自水的相对运动阻肉力量评价,力量素质薄弱环节诊断,力量训练指导等方面发力,其阻力大小和相对运动速度有关,速度越大阻力越大而且挥了重要作用。多年来从不同运动项目的大量等动力量测试是非线形关系阻力随速度增长的更快。使得整个肌肉收缩过积累的丰富的数据中发现了一些项目有别的专项力量特点。程所承受的桨叶阻力较接近等动阻力过程本研究试通过四种具有代表性运动项目的等动测试力学数据自行车运动的阻力来源于自行车的机械惯性运动过程的分析了它们之间动力学数据的项目差异和特点,为这些项目的阻力特别是加速过程的阻力更接近重块力敏训练器械或者专项力量分析和训练提供科学的思路和方法说是更接近等张过程。当然高速骑行时也有等动的效果这4个运动项目分别为赛艇、自行车、柔道和短跑。选择柔道运动是人与人相抗衡的运动,阻力来源是对手的抵抗这样4个项目是考虑到它们对下肢膝关节肌肉力量都有较高力。比赛过程经常伴随短时间的静力抵抗谁的力量大,谁就的要求,而运动过程中的阻力方式却不完全一样通过对膝关赢得抗衡最终的有利状态,因此很多情况下是一个短时间的等节的等动力量的测试看看各项目运动员在等动测力机械上所长肌肉收缩过程表现出来的专项肌肉力量指标究竟有什么不同,在训练中应该短跑运动员的阻力主要来自运动员克服自重和自身惯性注重发展什么样的肌肉力量,采用什么样的训练手段,达到提而对地面施加的力,对运动员肌肉力量的弹性能利用运动过高运动成绩的目的程的“快速力量”的发挥有较高要求。由肌肉过分粗壮产生的收稿日期:2008-08-21中国煤化工作者单位:1.江苏省体育科学研究所南京210014CNMHG体育与科学第6期最大力量和静力性收缩能力对该运动能力的提高作用不大。虽然这样分析以上各个项目的阻力来源的不同,但在等动口PT(、M)力量测试器械上所表现出的力学参数究竟有什么不同呢?这■PT;B是本研究要解决的问题1研究方法测试对象:赛艇、自行车、柔道和短跑江苏省队运动员200衰1性別项目人数出生年月身高1体重自行车男子划船311984.7±2.6187.6±5.877,6±7.9自行车91984.6±2.1178.1±4.777.5±7.5图14項目峰力矩PT和相对峰力矩PI/BW的比较柔道141983.3±1.9184.3±8.794.1±25.4还是有肌肉体积大成生的力量)能在与对手的直接对抗中女子柔道1219853+1.5176.±4.364.3±87克敌制胜,本身质量大不容易被对手搬动,这也是柔道运动员自行车41984.0士2.2172.3±2.663.8士3.0柔道1019824±23176.1±7.568.3±21.1对力量大,相对力量小。这就是为什么大家都知道尽可能保持短跑121981.2±3.1170.1±3.262.±4.5体重在同一级别中的上限的原因。短跑运动员在峰力矩上表所有被测试者都是每项目的优秀运动员各项目也都是具现出来的规律正好和柔道运动员相反其绝对蜂力矩在4个项有最高专业水准的运动队,所以通过等动测试得到的力学参数日中量弱,因为大部分短跑运动运不具有柔道运动员的体重绝对力量的大小对短跑运动员没有直接的意义,相对力量大才的差异,真实地反映了不同项目在高水平情况下的差异。这些是短跑运动员获得快速身体位移的最佳力量素质,也是该项目差异反应了各项目要达到高水平运动成绩对力量素质的不同在等动测试参数中表现出的基本专项力量特征。所以,对短跑要求。同时不会因为项目之间的运动水平的差异,造对不同项运动员在训练中不应该通过增大肌肉体积的方式来增大在测目测试数据差异的错误理解。为分析产生这些差异的本质原因提供客观准确的依据力机械上表现出的克服机械阻力的慢速肌肉力量。更应该注重发展运动员的弹性能利用能力,柔韧性和快速力量。这种快2测试设备和测试方法速力量能力在现有的等动力量测试机械上是很难测到的。短跑运动员膝关节运动都是无机械负荷的自由运动。膝关节平测试设备为美国产 Cybex6000等动力量测试系统。测试均角速度能达到700°/s以上。最大角速度能达到1000/s以关节为膝关节屈、伸。人体以坐姿方式固定,按照该设备手册上,通常的等动测力设备达不到这一专项速度。即使有些设备的要求进行测试。测试速度为慢速60°/s和快速300°/s。测试声称能达到这一速度,由于有机械臂的机械惯性,运动员的关变量包括:峰力矩,相对峰力矩,加速时间,总功相对总功最节在有限的时间,有限的运动范围内带动机械臂达到该速度佳力矩角平均功率相对平均功率和力矩加速能。用SPSS统实现等动测试过程也非常困难计软件进行单因素方差分析。对数据分组进行方差齐次性检从4个项目峰力矩均值多重比较(单因素方差分析数据验,根据齐次性结果对不同项目各力学变量分别采用LSD结果(表2)中发现短跑项目的峰力矩较赛艇和柔道有显著性( Least- significant difference)或 Tamhane方法进行均值多重差异,均值差分别为5151±15.68(NM)(p<0.05),50.94±比较。根据结果进行力学原因、项目特点分析。17.69(NM)(p<0.05)。这说明绝对力量大小并不是短跑运动3结果与讨论员的主要力量素质相对力量才是其训练要求的目标。适中的身材体重是对跑步运动员基本要求3.14个项目胺关节伸肌峰值力矩和相对峰值力矩豪2607/s嶂值力矩( Peak Torque NM)的多重比较图1可以看出膝关节伸的绝对力量无疑是划船和柔道运项目I项目J项目差(1-J) Std. error动员占绝对优势。在60°/s等动测试中由大到小峰力矩顺序为划船自行车15,68赛艇、柔道,自行车,短跑。分别为278.3士40.5NM,27.7士50.9NM,267.8±44.4NM,257.4士32.0NM。然而相对体重短跑15,68的峰力矩(峰力矩和体重的比值)在这四个项目中的大小顺序自行车划船20.8515,68明显不同。其顺序为划船,自行车,短跑,柔道,分别为:357.5柔道20.2717.69±36.9,340.4士37.9,329.9士53.6,304.4±33.3(NM/短跑19.52kg%)。柔道运动员的相对峰力矩反而最低从力学角度而言。上述指标顺序提示出各项目的特点和柔道划船13规律。赛艇运动员和自行车运动员的运动过程本身就是克服自行车17.69机械阻力做功的过程所以在等动力量测试机械上理所当然更能表现出克服机械阻力做功的专项力量能力。柔道运动员的中国煤化工68.m2绝对峰力矩很强表明是克敌制胜所需要的基本力量素质;其相CNMHG52体重的峰力矩最弱说明柔道运动员平均体重大,对绝对力50.94普量要求高。在柔道比赛中绝对力量大(不管是由肌肉质量产生“表示显著性差异(<,05)。第6期在相对峰力矩比较中赛艇显著性地高于柔道项目相对较自行车运动员大。因而在总功这个指标上赛艇运动员远大峰力矩均值差57.8±12.9(NM/kg%)(p<0.05)。说明赛艇运于自行车运动员。动(包括自行车短跑)对相对力量也是有一定要求的因为这等动力量设备不但可以用来测试评价运动员的力量素质个项目要求自身高速位移,克服自身体重惯性产生加速度。这在特定情况下等动机械可以提供一种训练模式,起到特有的点和柔道项目明显不同。此外赛艇运动员过重的体重也会训练效果增加赛艇的“吃水”深度,增加运动过程中的水阻首先,等动阻力的大小完全由被测试或训练者自己决定对300°/s下的关节力矩的数据分析有着和60/s下类似因而在康复训练中能发挥重要作用。运动员可以根据自己肢的结果。虽然对于等动测试已经是高速度但对项目运动特别体康复的不同时期,主动的承受不同的阻力负荷。在特定伤痛是短跑运动相应膝关节角速度来说仍然是不足的。角度位置人为控制力量负荷的大小。达到防止肌肉力量的退表360/s峰值力矩(PT/ BW NM/ kg%)的多重比较化又不产生进一步损伤的训练效果项目I项目J项目差(l-J) Std. Error对等张训练来说如重力式训练器械,无论在哪一个肢体划船自行车28.22角度(包括关节发生疼痛的角度),运动员都必须被动承受器械重力产生的阻力这对于康复期的运动员的训练是极为不利57.80的。该练的位置不能得到有效负荷,伤痛的肢体角度承受了不26.4815.23应有的负荷刺激。形成不良的训练效果自行车划船28.22通过对体操、田径项目训练实践发现等动训练对特定项目的“最大力量”“静力性力量”有非常好的效果。而对大多数专项快速力量几乎没有效果。这里提到的专项快速力量,不是指理论上定义的快速力量而是在专项运动过程中实际发生的柔道划船“力量。投掷运动员最后发力瞬间,作用于被投器械上的力;或自行车短跑运动员每一步置踏地面的力。研究者可以想象如果这样短跑31.32的快速专项力量增加百分之一,对成绩应该是什么效果?遗憾短跑划船26.4715.23的是等动力量训练对此力量的增长基本上没有什么效果。除非该运动员的基础力量实在太差,阻碍了其专项力量的发挥自行车1.74有文献显示,在运动员训练的早期,在成绩没有达到顶尖极限水平之前最大力量和专项快速力量是有很大相关性的表示显著性差异(<,05)本课题进行等动力量训练研究的两个典型测试报告充分3.24个项目力矩加速能的比较说明了等动力量训练的利弊和特点。第一份报告和第二份是两名优秀体操运动员进行肩关节内收和外展等动力量训练和TAE (joule)测试记录。经过8周等动力量训练,其肩关节内收峰力矩和平均功率都有显著增长。峰力矩增长15%以上,平均功率平均增长10%以上。在专项比赛中,运动员的吊环的十字支撑能力得262到加强,动作更优美,并且取得了优异的成绩。另一份报告记000录的是优秀短跑运动员进行右滕等动恢复训练的记录数据。数据表明,通过等动力量训练膝关节不论屈伸肌力都得到了显著提高,这对该运动员的伤肢康复,左右肌力肌力平衡确实起到了很好的训练效果。然而其后的训练表明无论运动员在船自行车柔道短跑等动力量测试设备上表现出来的力量数据多么好,对其成绩的提高都没有太多的帮助。这就提示了等动训练的特定的项目适应性,在进行不同项目训练时要充分理解等动训练的这种特点。这就涉及专项训练问题。关于专项训练的问题本研究没图2不同项目力矩加速能TAE(焦耳)的比较有做深入研究。参考文献中看到有些研究强调专项训练的重力矩加速能是被测试者在一次等动运动过程中最初1/8要,认为专项训练要和专项动作“极其相似”另一些研究却强秒所做的功。等动测力仪器自动计算得到的是所有重复测试调要加强基础力量训练。在研究中发现,“极其相似”岂不是就包括屈伸)中最大的一次TAE值,力矩加速能反映运动员做专项算了?专项训练应该在局部动作上和专项动作项相似的启动力量的大小和启动时发力的意识。从图2的测试结果这是为了在节省体力情况下在保证非薄弱环节部位得到休息发现自行车的力矩加速能最高平均峰力矩较高的赛艇项目的情况下,最高效率地提高专项动作需要的关键部位的肌肉力力矩加速能反而较低。这表明自行车运动员的启动加速能力量进行的训练。这似乎应该是专项力量训练有别于专项训练较强。这一点有可能与运动项目的阻力特点是相互关联的划的意义所在桨开始刚入水的时候,因为桨叶和水还没有相对速度,阻力较中国煤化工小;而自行车运动在开始蹬踏时因为自行车还没有速度因而惯性阻力较大。长期的训练结果造成自行车运动员的启动能力4.1CNMHG试结果中表现出不同较强。划船则要求全程做的功较多就可以了。在测试过程和的数据特点。这是由于不同项目运动过程中的阻力类型不同测试结果中也发现,划船运动员的平均关节运动范围(ROM)也所至。根据不同运动项目阻力来源的不同大致分为三类:重对体育与科学第6期抗阻力类、自重阻力类、机械性阻力类Muscle strength assessment from functional performance4.2本研究中柔道运动员的具有很强大的绝对力量,而相对tests: role of body size. J Strength Cond Res, 2003 Nov;峰力矩(峰力矩/体重)最小。可以说明:柔道运动员力量主要17(4):664-70来自体重因而绝对力量大,相对力量小,这也是柔道运动的[10] Gerodimos v, Mandou v, Zafeiridis A, loakimidis P项目特点所要求的,大的力量可以搬动对手重体重不易被对Stavropoulos N, Kellis S. Isokinetic peak torque and手搬动。在一定级别中不放弃由体重(肌肉体积)增大而产生hamstring/quadriceps ratios in young basketball players.的力量。这是重对抗运动项目的专项特点。重对抗阻力类项Effects of age, velocity, and contraction mode.目(其中还可分轻器械阻力和重对抗阻力其中还有差异)数据[11] J Sports Med Phys Fitness.2003Dc;43(4):444-52.待点是绝对力矩大相对力矩小。[12] Gur H, Akova B. Punduk Z, Kucukoglu S. Effects of age4.3短跑项目运动员在等动力量测试中,平均峰力矩最小,和n the reciprocal peak torque ratios during knee muscle赛艇和柔道运动员有显著性差异。然而其相对力矩最大。这contractions in elite soccer players. Scand J Med Sci实际上是克服自重运动项目和上述其他项目的专项差异和专Sports.l999Apr;9(2):81-7.特点。自重阻力类项目在等动测试中表现出最大的相对力[13] Zakas A, Mandroukas K, Vamvakoudis E. Christoulas矩(力矩/体重)。K, Aggelopoulou N. Peak torque of quadriceps and ham-4.4赛艇和自行车运动本身就是机械阻力项目,因而在等动string muscles in basketball and soccer players of different测力机械上表现出比其他项目运动员的更高的力量素质。机divisions, J Sports Med Phys Fitness, 1995 Sep: 35(3)械阻力项目要求的是最大功率的输出,因为对速度的要求通过199-205机械传动得到了满足如划桨的长度,自行车的传动比等关键[14] Amato M, Lemoine f, Gonzales j, Schmidt c, Afriat P是要形成适合不同运动员发挥最大功率的速度要求。这是机Bernard PL Influence of age and physical activity on iso-械阻力项目的特点。机械阻力类项目,在等动测试数据中表现kinetic characteristics of hamstring and quadriceps mus出最大的输出功率cles of young gymnasts and soccer players. Ann Readapt4.5用等动力量测试的结果评价运动员的力量能力,指导运Med Phys.2001Dec;44(9):581-90动员力量训练要结合不同的项目特点看待测试指标,否测有[15] Duty M, Potion- Josse M, Rochcongar P. Conse可能对力量评价和训练产生错误的认识和结果。并非等动力quences and prediction of hamstring muscle injury with矩越大越好有些项目实际的快速专项力量在等动设备上是很concentric and eccentric isokinetic parameters in elite soc-难测出来的。cer players. Ann Readapt Med Phys. 2003 Dec; 46(9)4.6自行车力矩加速能(启动后1/8秒力矩所做的功)在四个项目中最大,说明自行车运动对启动力量有很高要求。这种力[16] Rahnama N, Reilly T,LesA, Graham- Smith p.Mus量素质形成的原因可能与自行车启动时静止惯性阻力大有关cle fatigue induced by exercise simulating the work rate of4.7等动力量训练对发展“绝对力量”“最大力量”效果明显competitive soccer. J Sports Sci. 2003 Nov: 21(11): 933对很多专项需要的快速力量没有太大作用,尤其对高水平运动的快速专项力量[17] Amiridis IG, Cometti G, Morlon B Effects of differenttypes of training on torque/ angular velocity relationship.参考文献Experimental study by isokinetic ergometry in high-level1]王清李汀魏星.肌肉力量测量方法.体育科学,1993basketball players, C R Seances Soc Biol Fil. 1994: 1881:18-262]徐军,黄美光等速测试程序.中国康复医学杂志,19,[18] Aagaard P, Simonsen eB,TleM, Bangsbo, KlausenK. Specificity of training velocity and training load on[3]马利华,姚颂平.等速测试在肌肉力量评定上的应用(综gains in isokinetic knee joint strength. Acta Physiol述)体育科学,1993,1:59-62Scand.1996Feb;l56(2);123-9[幻马利华不同运动速度下膝关节损伤运动员的伸屈膝最19] Kannus p. 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