人体基本运动原理—

人体单个环节活动时，可用杠杆模型说明其活动规律与原理。

骨杠杆

一个直的或曲的刚体，在力的作用下，能绕一个固定点或固定轴（支点）作转动，并克服阻力而做功的，这个刚体在力学上称为杠杆。在生物力学和解剖学中构成杠杆的物体可能具有相当复杂的形状。组成人体运动系统的三个部分：骨、关节、肌肉也可以看作是杠杆系统，坚硬的骨相当于一根硬棒，它在肌肉拉力（动力）的作用下，能绕关节轴（支点）作用，并克服阻力而做功，由于它的作用和杠杆相同，故称为骨杠杆。人体的运动是以骨为杠杆、以关节为支点、以肌肉收缩为动力完成的。

动力在骨杠杆上的作用点称为力点，运动肌群在骨上的附着点就是力点。从支点到动力作用线的垂直距离为力臂。骨杠杆的力臂称为肌力臂，是从关节中心到肌肉拉力线的垂直距离。需要注意的是，肌肉在缩短过程中肌肉的拉力的方向是在不断变化着的，因此骨杠杆中的肌力臂的值是不固定的，是随着运动而变化的。

骨杠杆的阻力常为：运动环节的重力、其它物体的阻力、对抗肌的张力、韧带和筋膜的牵张阻力等，骨杠杆的阻力点就是这些力在骨杠杆上的合力作用点。从支点到阻力作用线的垂直距离为阻力臂，骨杠杆的阻力臂是从关节中心到阻力作用线的垂直距离。

肌肉拉力与肌力臂的乘积称为肌力矩（又称为动力矩），它决定了肌力对骨杠杆的转动作用。阻力与阻力臂的乘积称为阻力矩，它决定了阻力对骨杠杆的转动作用。

骨杠杆的类型

一般可根据杠杆上的三个点（支点、力点和阻力点）的位置关系，可将杠杆分为三种类型。

第一类杠杆：平衡杠杆或静止杠杆

支点位于力点和阻力点之间，例如天平秤，跷跷板等。在人体内这类杠杆较少，例如颅骨与脊柱的连结，当头寰枕关节上作屈伸运动时，支点位于寰枕关节的额状轴上，力点（斜方肌和项肌在枕骨上的附着点）在支点的后方，阻力点（头的重心）在支点的前方。又如肘关节伸的动作，支点在关节中心。第一类杠杆的主要作用是平衡力，故又称为平衡杠杆或静止杠杆。由于支点可以靠近力点，也可以靠近阻力点，故除有平衡作用外，若支点靠近力点，具有增大速度和幅度作用，若支点靠近阻力点，则具有省力的作用。

跷跷板

平衡杠杆

例如在提起重物时，应让重物越靠近身体，使之阻力臂减少，则越省力。又如在举重提杠铃时，技术的关键是应让杠铃尽可能贴近身体，这样就使阻力臂减小而省力。如果是差的姿态，则重力作用线远离关节中心，使阻力臂变长，肌肉较费力，常易感劳累，故许多身体姿态不良的人（包括某些工作需要保持某种特定姿态的），例如驼背、脊柱侧弯、打字员、描图员等，则经常感到身体某一部分疲劳，这样长而久之，易产生劳损性损伤。

第二类杠杆：省力杠杆

第二类杠杆的作用是省力，因为阻力点在中间，阻力臂始终小于力臂，因此用较小的动力就能克服较大的阻力，所以又称为省力杠杆。

第三类杠杆：速度杠杆或费力杠杆

力点位于阻力点和支点之间。这类杠杆在人体上较为普遍，例如肱二头肌屈前臂的动作，支点在肘关节中心，位于杠杆的后方，前臂的重心或手上的重物是阻力点，它位于杠杆的前方，而肱二头肌在桡骨粗隆上的止点是力点，位于支点和阻力点之间。

这类杠杆因为力点在中间，肌力臂始终小于阻力臂，因此一定要用较大的肌力才能克服较小的阻力，因此此类杠杆为费力杠杆，但此类杠杆可使阻力点移动的速度和幅度增大而获得速度，所以又称为速度杠杆。

骨杠杆

由物理学知，凡是一根杠杆要使其对支点保持平衡，则必须使动力矩等于阻力矩，即作用在杠杆上的各力对支点之矩应等于零。这就是杠杆平衡原理，该原理应用到骨杠杆上，则为使骨杠杆平衡，必须使肌力矩等于阻力矩。

当肌力矩大于阻力矩时，相对于主动收缩的肌群来说为向心收缩（或克制性收缩）；当肌力矩等于阻力矩时，相对于主动收缩的肌群来说为等长收缩（或静力性收缩）；当肌力矩小于阻力矩时，相对于主动收缩的肌群来说为离心收缩（或退让性收缩）。

完

文末福利

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