提高专项力量和专项体能的试用教材.docx
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提高专项力量和专项体能的试用教材
排球运动员如何使用等速（等动）肌肉力量训练、测试器材
提高专项力量和专项体能的试用教材
等速（等动）肌肉力量训练、测试系列器材教材
（二）
教材编写人:
原中国体育科学学会理事
中国体育科学学会体育仪器器材分会副主任委员
全国征集体育健身方法评审委员会委员
北京体育大学科学实验中心主任
北京中天睿华科贸有限责任公司顾问
北京体育大学教授贾冰怀
2001.11.5
教材目的任务与内容:
介绍我国《ISOKINETIC专项肌肉力量训练、测试系列器材》设备硬件上如何实现排球项目专项技术动作肌肉力量训练、测试的人械友好界面。
介绍设备专用软件系统如何实时对专项力量特征指标和专项供能特征指标的采集、储存、数据处理和评价。
介绍使用本设备系统定量化的确定运动员专项力量训练和试的最佳阻力负荷和速度负荷的方法及如何对运动员的专项力量水平和专项体能水平的选材评估和阶段训练评估。
教材以排球项目的时间空间特征、专项力量训练与专项供能理论为依据，探讨如何在本设备系统支持下实现各种模式训练和测试的选择与设计，帮助教练员知识更新的同时，减少对专项力量训练安排的盲目性，以期获得整体训练效益的提高与增值。
第一篇器材篇
第一章
"等动（等速）力量训练、测试器材"的发展演变过程和
当今国际上对其功能的定位和价格的定位
1.等动（等速）力量训练器材的产生
追溯在二十世纪三十年代之初，欧美国家已出现以旋转风叶片和旋转离心阻力片做阻力源的等动（等速）力量训练器材，其特点是叶片旋转愈快阻力愈大，最适合划船、游泳项目做力量训练器材，其优点是结构简单，造价便宜，训练使用中，量力性强，不会造成肌肉伤害事故，沿袭至今欧美国家还在生产使用。
但因其阻力定量调节困难，难以做为定量负荷的训练、测试阻力源。
其功能定位只能算做等动（等速）力量训练器材，而不能成为价格定位高得多的等动（等速）力量训练、测试器材。
2.等动（等速）力量训练、测试训练器材的产生
二十世纪六十年代以来，自美国开始，以后在原东德、西德、捷克、英国、瑞典、日本和原苏联等国相继采用了不同于等长、等张测试肌肉力量的评定新方法，即等速力量测试法（英文叫isokineticstrengthtest国内早期翻译为等动力量测试法）。
有关等速力量数值的测试工作必须在特殊装置----等速测力系统上来进行，主要由两部分组成:
1）操作系统:
它可以使肢体在设定的运动速度范围下进行肌肉力量的测试。
2）电脑处理系统:
它能记录不同运动速度下、所测肢体某部位（或某单关节运动范围内）肌肉群的肌肉力量、爆发力、耐力、功率值等一系列数据和有关动力学、运动学特征参数的变化曲线。
等动（等速）力量测试系统其最显著特点是其所设定的运动速度范围，运行时相对稳定，且在整个运动过程中所产生的阻力与作用的肌力成正比，即肌肉在运动的全过程中的任何一点都可以释放最大的力量。
国内的力量训练专家也认为它可在整个活动范围内都能给肌肉最大的阻力。
速度定好后，用力愈大，阻力愈大，用力变小（如因骨杠杆处于不利地位，使不上劲，或疼痛失力时）速度降低，阻力也变小。
它作为力量训练负荷有利于提高肌肉在各种长度下的动力性力量，还可以防止拉伤。
从专项运动角度上考虑，等速（等动）肌力训练、测试系统能做到比较客观地评定各类专项运动员的主要肌群的专项力量训练水平。
另外对运动损伤的诊断和治疗都具有不同可估量的价值。
当今国际上和在国内使用最多的是美国Lumexz公司生产的Cybex等速训练、测力系统和美国Biodex公司生产的Biobex等速训练、测力训练系统。
3.我国重点体科所和体育院校购置上述设备是为了获得下列功能:
1）.帮助运动员更好地掌握运动技术例如有些项目运动员技术动作完成得不好或技术动作有错误，主要是局部肌肉力量差，或某组对抗肌群肌肉力量不平衡所致，通过等速测试发现上述情况后，便可参照同项目优秀运动员的肌肉力量情况，进行有针对性的力量训练，以弥补其有关肌肉力量的不足。
2）.帮助确定最佳运动负荷例如通过等速测试来确定如何提高运动员专项力量训练效益的速度负菏和力量负菏。
3）.用以选才及评定运动员阶段训练的效果。
4）.用以研究其它因素对肌肉力量的影响。
例如年龄、作息时间、饮食、月经来潮等因素的影响。
上述使用最多的美国设备因其价格高昂，都要配备宽敞的实验室和有较高英语水平的专业操作人员，国内两岸三地共有六十台左右。
由于其操作系统人械界面要受到笨重的关节轴心机头的制约，所获数据和报表都是以单个关节角度和力距变化参数为原始数据，使用很不方便，近年来为要能用其直接测试某个专项运动技术动作，美国厂家新设计添置了人械界面转换装置，和数据转换软件，操作步骤更加烦琐，效果并不理想。
第二章
北京中天睿华科贸有限责任公司研制生产的
《ISOKINETIC专项肌肉力量训练、测试系列器材》高新技术含量
1.操作系统:
北京中天睿华科贸有限责任公司研制的电控等速阻力源替代国外所用笨重的关节轴心阻力源机头，体现了下列优势:
1）.电控等速阻力源体积小、重量轻，成本低。
人械界面不似国外产品要受笨重的关节轴心阻力源机头的制约，用其在不同健身器械上做阻力源，附着结构简单方便，对环境无噪声污染。
2）.电控等速阻力源负菏动态范围调节量和作用距离长度适宜，锻练部位肌肉群能获得最佳力量负菏、速度负荷，训练效益高，从人体工程学角度评估，其人械界面做得十分友好。
3）.从电控等速阻力源采集到的原始数据不是关节角度和力距变化参数，是方便人们解读的专项运动技术动作速度和力量变化参数。
4）.成功地研制了一个阻力源可为多种专项力量类型提供负荷的新颖结构，例如能轮流为左、右臂提供负荷。
今年十月由国家体育总局科研所、北京体育大学、清华大学的专家教授对公司的四种器械操作系统做了严格的测试，其结论是四种器械操作系统上所使用的是同类型号电控等动（等速）阻力源，其不同附着结构及人械操作界面的技术参数，经测试核实，达到原设计要求，能满足各种专项技术动作的人械界面需求。
2.电脑处理系统:
该公司研制的电控等动（等速）训练、测试专用软件系统，在已实现计算机通用接口化（232接口）的技术条件下，能方便的在Win-98以上操作平台上运行。
其软件系统功能如下:
为应答教练员、下队科研人员确定运动员专项力量训练和测试的最佳阻力负荷和速度负荷定量化的需求，系统软件主要由配制、训练负荷类型、资料查询、力量负荷和速度负荷的校核、网络通讯几大模块组成。
1）.训练负荷类型有等张训练（isotonicexerecise）和等动训练（等isokineticexerecise）两种选择，运行中能提供多项特征数据和其曲线的显示和记录。
2）.运行中能即刻在屏幕上用两种颜色代表左右臂同步显示速度（V-t）曲线图（在上方）和力量（F-t）曲线图（在下方）。
通过选择也能在屏幕上用两种颜色代表左右臂显示力量的（F-t）直方图，冲量图，力的梯度图，运行中屏幕做功量窗口将会不断显示累计做功量,也能通过选择，即刻在屏幕上显示功率（P-t）曲线图和全过程功率递减曲线图。
屏幕上曲线的某部分可跟据观察需要放大缩小，用鼠标点击，可在曲线任何一点上获取该点的实时数据，全部数据和曲线可存档和即刻打印。
为方便对运动员系统训练进行跟踪研究，本系统提供较大的数据存储空间，可以建立上百名运动员的个人专项力量训练档案，可供随时查阅比较。
3）.为确保本系统所提供数据的精确度，用户可以通过本系统的力量负荷和速度负荷校核程序进行校核操作。
4）.当设备不连接计算机单独使用时，为确保所提供数据的精确度，设备内的单片计算机机已下载了本系统的力量负荷和速度负荷校核参数，设备面板上有下列选择、设定、数码显示功能:
a.等张训练（isotonicexerecise）和等动训练（等速isokineticexerecise），两种选择。
b.等张训练阻力大小予置，等速（等动）训练速度快慢予置。
c.运动员水平模底（训练时间和动作次数无设定）程序、训练时间设定、动作次数设定，三种选择。
d.运动动作节奏，音响提示选择（20/分-120/分）。
5）.选择和设定后，运动员只要一开始使用，设备面板数码显示下列内容:
Δ时间窗口将会不断显示:
（选择运动员水平模底程序时）训练已用去时间。
（选择动作次数设定时）训练已用去时间。
（选择时间设定时）训练剩余时间。
Δ动作次数窗口将会不断显示:
（选择运动员水平模底程序时）训练已完成数。
（选择动作次数设定时）训练剩余次数。
（选择时间设定时）训练已完成次数。
Δ做功量窗口将会不断显示:
累计做功量
Δ速度和力量矢量增益模拟量显示窗口将会用两组灯光醒目的显示每次动作的速度和力量矢量效果。
6）.为满足科研人员、硕士、博士研究生做科学实验的需求，本系统软件将提供无氧功率Wingated递减率测试程序，有氧耐力测试程序。
7）.在多台等动肌力训练、测试设备同时使用时，可以在一台计算机的监控下实现训练智能化管理，达到最大限度地训练过程科学化。
智能化管理能为不同的人群、不同的个体需求，提供不同的运动处方（运动强度及持续时间、休息间隔时间、总运动量及活动方式等），还将根据不同身体机能对不同训练安排所产生的不同反应与适应特征，进行训练效果的监控、追踪与评价。
8）.本产品在实现训练智能化管理的同时，近日又开发了计算机屏幕上模拟比赛的软件，多名运动员可同时在多台同型号电控等动肌力训练、测试器上进行较量，其目的是激励运动员增加其对参加专项力量训练的竞赛趣味性。
第二篇排球专项力量训练与排球专项供能特点篇
当我们设计排球项目专项力量训练方法和手段时，应该首先把排球专项时间特征和排球专项供能特点考虑进去，这样实践的结果将会是排球专项供能水平稳步提高的同时排球专项力量素质升级，一举两得，使训练效益有明显的进步。
上述理念很重要，是我们设计排球专项力量训练的主要依据。
这个理念使国外许多运动队专职的专项力量训练教练获得成功。
第一章
排球专项力量训练
1.专项力量训练，必须遵循的动态适应性原则
运动员的肌肉力量和肌肉收缩速度适应其运动项目的要求是取得良好成绩的重要保证，针对比赛时的肢体运动速度进行力量训练，人们称之为速度适应性（velocityspecific）原理。
运动生物力学的教科书上曾有一个典型的例子:
经测试短跑与跳高项目的两组受试者的瞬时最大输出功率相接近，但其最大瞬时肌力和速度则有差异，短跑组以发挥速度占优势，跳高组则以发挥力量占优势，当为这两项运动员设计专项力量训练的练习时，一定要依据其肌力和速度的差异。
运动员进行力量训练，如果其练习的生物力学特征同比赛动作相接近，人们称之为高效益的专项力量训练。
研究者发现专项力量训练，必须遵循所谓动态适应性原则（维尔霍山斯基提出），在下列方面必须与比赛动作适应:
1）.动作的幅度与方向;
2）.运动的有效幅度及重点区;
3）.作用力（或肌力）的大小;
4）.最大作用力的发挥速率（或叫力的梯度）
5）.肌肉工作形式。
小结<一>:
提醒教练员要按上述动态适应性原则，规范运动员在等动肌力训练、测试器上做练习时的动作形态。
必要时请帮助运动员解读计算机实时记录的速度、力量曲线。
2.排球项目的空间、时间特征参数
本人多年来从事对运动节奏的研究，认识到运动节奏是在给定的空间、时间客观条件下，时间对运动动作行为空间的编码。
1）.排球运动的活动空间范围特征参数
a.一方排球运动场地的面积:
9米长X9米宽=81平方米。
b.为救球、发球，运动员离开边、端线不会超过8米。
c.一般情况下，运动员在场内、外的每次（各方向）移动不会超过9米。
2）.排球运动的比赛时间范围特征参数
a.在最激烈的情况下，例如甲运动员在前排位置助跑起跳扣球，被对方拦回，同伴将球再传给甲，甲再助跑起跳扣球。
又例如甲运动员在后排位置鱼跃救球成功后，同伴将球再传给甲，甲在后排助跑起跳扣球，一般甲运动员其激烈运动的总共时间不会超过十秒。
毕竟是全场有12个人，只有一个球在以各种随机变化形式下移动，运动员激烈运动后总会有十秒至数十秒的间隙时间。
b.新比赛规则使比赛进行得更为紧凑，两队水平如果相差悬殊，以3:
0结束，比赛时间可在一小时内结束，两队水平如果旗鼓相当，以3:
2结束，比赛时间可在两小时内结束。
3.排球运动专项力量素质的体现特征
力量索质通常理解为人体或身体某部分肌肉在运动时克服阻力的能力，任何运动技术的掌握都要通过肌肉用力去实现，它是运动成绩提高最重要的前提，在排球运动项目中毫无例外，力量素质占有十分重要的位置。
国内外有关专家根据力量素质的表现形式及构成成分，一般把肌肉力量分为最大力量（也称为绝对力量）、相对力量（最大力量与自身体重的比值）、速度力量、耐久力量等，而排球运动项目专项力量素质的体现特征是在竞赛中让运动员在发球、救球、起跳扣球、起跳拦网过程中有"获得瞬时最大输出功率"和在一定时间间隙内"保持瞬时最大输出功率"的能力。
1）.排球运动项目竞赛中专项力量素质的体现特征之一"获得瞬时最大输出功率"的能力:
"获得瞬时最大输出功率"与"专项动作技术"有关系外，与运动员速度力量素质有关。
运动员克服自身肢体的重量是衡定的，所以速度力量的训练实质是"动作速度"的训练。
2）.排球运动项目竞赛中专项力量素质的体现特征之二"保持瞬时最大输出功率"的能力:
"保持瞬时最大输出功率"的能力。
依靠的是运动员耐久力量（速度耐力），其最终的体现是在整个比赛过程中（一至两个小时），运动员随时都能获得瞬时最大输出功率.运动生物力学提到人体活动能力的大小，取决于完成动作过程中肌肉输出功率的大小。
力量--速度曲线提示我们，肌肉在收缩时接受两种负荷，一个是力量负荷，一个是速度负荷。
这条曲线的任何一点其纵座标（速度）x横座标（力量）=功率。
实验证明当处于三分之一最大收缩力与速度位置时，功率值最大。
一般情况是把力量负荷提高了，速度负荷就会降低，速度负荷提高了，力量负荷就会降低。
[注意:
最大收缩力与速度是因人而异的。
]
小结<二>:
排球运动员在电控等动肌力训练、测试器上做练习时，运动速度（每秒多少公分CM/S）的设定，决定了练习中的速度负荷范围和力量负荷范围。
等动肌力训练、测试器的速度调节挡位，旧机型是十二个挡位，每个挡位的差度为10CM/S，新机型是二十五个挡位，每个挡位的差度为5CM/S。
运动员在竞赛时的专项动作速度是选择速度挡位的重要参照。
为获得不同训练效果，速度调节挡位可以在上、下两、三个档位选择，例如降低两挡速度挡位来加大运动员的力量负荷，以此提高运动员的动作的最大作用力的发挥速率（或叫力的梯度}。
选择高两挡速度挡位来加大运动员的速度负荷，以此提高运动员的动作速度。
等动（等速）力量训练、测试器其最显著特点是速度设定好后，能最逼真的模拟技术动作，提供给运动员相应的定量负荷（速度、力量）。
第二章
排球专项供能特点
1.用生意经做比喻解释三种供能系统的各自特点和相互关系
运动员的体能问题一直是影响我们许多项目出成绩的拦路老虎，当今足球队队员赛季前的体能测验达标，常是新闻报导的热点，我想用生意经做比喻谈谈这个问题，如果我们把现代公司、企业的资金来比喻运动中的能量供应的话，无氧代谢磷肌酸原（ATP一CP）供能系统提供的能量就像公司企业的流动资金，愈充足愈好，周转愈快愈好，也就是说肌肉中磷肌酸原（ATP一CP）总储备量愈多愈好，消耗后恢复愈快愈好。
所有公司企业的流动资金，总有不够用的时侯，生意做下去才能赚钱，为此要向银行或别人贷款，只有当公司企业有偿还能力（从本钱到利钱），有信誉，银行或别人才肯贷款给他，同样的道理，当肌肉中的磷肌酸原供能系统供能不够用又恢复不过来时，只能启动无氧代谢糖酵解供能系统供能，其代价就是乳酸的生成和积累，只有当运动员具有乳酸耐受能力和代谢能力时，才能获得其自身无氧代谢糖酵解供能系统的充分支持。
所有企业的固定资产（银行存款、生产资料、存货、工厂厂房、仓库）在经营中起重要基础保证作用，否则就是皮包公司，有了亏损，很难恢复，在商海中遇到风浪就沉没破产,固定资产的积累和消耗一般比较慢，财富要长期的积累，相比之下，运动员的有氧代谢有氧供能系统也是这样，它是重要的供能保证基础，否则很难持久保存运动能力，其供能能力的增长和消退一般也比较慢。
无氧阈速度的提高与否，是当今检验有氧训练效果的试金石。
2.排球专项供能特点要以其比赛负荷时间特征参数来定位
根据上一章确定了排球项目比赛负荷的时间特征，就能根据下列短时间极量运动时能量供应关系的相对百分数（％）表格，很方便的对号入座，确认排球项目比赛负荷供能特点，但是事实上不是这样简单，因为这张表格描述的是在确定的时间之内，极量运动整个过程中，三种供能系统供能总量的相对百分数（％），并没有描述三种供能系统在确定的时间之内，从开始到结束，提供能量的发展趋势与走向。
短时间极量运动时能量供应关系的相对百分数（％）
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运动时间无氧代谢无氧代谢有氧代谢
磷肌酸原糖酵解供能
（ATP一CP）供能
供能
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
１０秒５３ ４４ ３
３０秒 ２３ ４９ ２８
９０秒 １２ ４２ ４６
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
（引自Serres1988）
3.三种供能系统在排球项目比赛负荷中能量供应的发展趋势与走向
在确定了的排球项目比赛负荷时间特征客观条件下，我们逐一展开对三种供能系统在排球项目比赛负荷中，能量供应的发展趋势与走向，分析探讨如下:
1）.无氧代谢磷肌酸原（ATP一CP）供能系统的特点及在排球项目比赛负荷中能量供应的发展趋势与走向
a.无氧代谢磷肌酸原（ATP一CP）供能系统的特点
特点一:
在三种供能系统中磷肌酸原（ATP一CP）供能系统启动供能速度最快，瞬时功率输出最大，运动活动中它最适合支持的是"速度"和"爆发力"但其维持最大强度时间只有6至8秒。
特点二:
磷肌酸原（ATP一CP）供能系统供能储备消耗后，供能储备恢复时间的半时反应为30秒（也就是说30秒的休息后也只能恢复达到起始供能储备量的一半）。
供能储备恢复达到起始值，最短只须2分钟，最长须5分钟。
b.无氧代谢磷肌酸原（ATP一CP）供能系统在排球项目比赛负荷中能量供应的发展趋势与走向
排球项目比赛负荷一个回合最激烈运动的总共时间不会超过十秒，不论运动员激烈运动后会有十秒至数十秒的间隙时间恢复，比赛开始后其无氧代谢磷肌酸原（ATP一CP）供能储备量会减少，其供能相对百分数走向和趋势与比赛激烈程度有关，与运动员所处的的位置、担当的角色有关。
一般运动员会从50％左右向20％左右下跌。
主攻手会从50％左右向15％左右下跌。
2）.无氧代谢糖酵解供能系统的特点及在排球项目比赛负荷中能量供应的发展趋势与走向
a.无氧代谢糖酵解供能系统的特点
在无氧代谢磷肌酸原（ATP一CP）供能系统不能满足实际需求的同时，无氧代谢糖酵解供能系统开始进入角色，（糖酵解过程被激活）。
特点一:
在三种供能系统中无氧代谢糖酵解供能系统瞬时最大功率输出不如无氧代谢磷肌酸原（ATP一CP）供能系统（是其二分之一左右），表现出的力量和速度也不如前者。
糖酵解释放能量的同时，肌乳酸迅速增多和积累，运动员耐受乳酸能力将受到检验。
特点二:
无氧代谢糖酵解供能系统供能储备消耗后，供能储备恢复时间的半时反应为11分钟，（也就是说11分钟的休息后也只能恢复达到起始供能储备量的一半）。
要供能储备恢复达到起始值，[引用FOX1989年的力竭性运动后可供选择的恢复时间材料]，乳酸消除采用运动性恢复，最短须要30分钟，最长须要60分钟。
特点三:
日本学者后藤真的研究发现，赛前准备活动糖酵解过程被激活，参加供能，只要乳酸已被消除就不是坏事，比赛后血乳酸值（LA）会比比赛前准备活动不充分时低，这说明赛前准备活动对后来继进行的比赛中的血乳酸值（LA）积累程度有抑制作用。
b.无氧代谢糖酵解供能系统在排球项目比赛负荷中能量供应的发展趋势与走向
比赛开始后无氧代谢糖酵解供能参与会越来越多，其供能相对百分数走向和趋势是
一般运动员会从20％左右向40％左右上升。
主攻手会从25％左右向45％左右上升。
根据下列供能特点一览表对号入座，我们似乎可以说排球项目供能特点可以定位为以无氧代谢为主的耐乳酸训练。
不同性质运动的供能特点一览表
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
运动性质供能特点血乳酸平均值（LA）
─────────────────────────────────
无氧阈及其阈有氧为主4mmol/L
值以下训练
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最大耗氧量有氧、无氧4--8mmol/L
训练
─────────────────────────────────
耐乳酸训练无氧为主8--12mmol/L
─────────────────────────────────
最高乳酸值无氧为主12--20mmol/L
训练
─────────────────────────────────
磷肌酸原
（ATP一CP）无氧1--3mmol/L
训练
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
（引自青海体科所雷欣1993年）
3）.有氧代谢供能系统的特点及在排球项目比赛负荷中能量供应的发展趋势与走向
a.有氧代谢供能系统的特点
有氧代谢供能系统的最大供氧能力受组织供氧量和可供利用的"燃料"量两个因素的影响。
特点一:
有氧代谢供能系统瞬时最大功率输出不如无氧代谢糖酵解供能系统（是其二分之一左右），表现出的力量和速度也不如前者。
特点二:
有氧代谢供能系统是重要的供能保证基础，否则很难保持运动能力，尤其要重视有氧代谢供能能力在训练过程、训练、比赛恢复过程的作用。
b.有氧代谢供能系统在排球项目比赛负荷中能量供应的发展趋势与走向
比赛开始后有氧代谢供能参与会越来越多，其供能相对百分数走向和趋势是:
一般运动员会从2％左右向40％左右上升。
主攻手会从10％左右向35％左右上升。
鉴于在排球项目比赛负荷中，为适应当两种无氧代谢供能系统供能储备量处于恢复阶段时，要持久保持运动能力，就必须提高和发展有氧代谢供能系统供能水平。
小结<一>:
上述三种供能系统在确定的时间之内，在排球项目比赛负荷中从开始到结束，提供能量的发展趋势与走向
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