人类的运动极限

《人类的运动极限》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人类的运动极限（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、课题前言：,我们人类制造了水中的潜水艇，路上的汽车，空中的飞机等等。为什么我们不能像潜水艇一样水下长时间工作；路上能像汽车一样奔跑；甚至在空中飞行？ 那样岂不是节省了很大的：人力，财 力，物力。,人类的运动极限,小组成员：王嘉伟 钟仁超 张涛涛 林圣晖 伍亚飞 雷昌榕 林祎晨,研究性学习大纲,1：人类运动极限与什么有着密切关联 2：人类在各方面所承受的极限 3：我们人类能否突破这一瓶颈？如果能，如何突破？,人类的运动极限,北京第29 届奥运会博尔特在代表人类最快最经 典的100 m 跑中创造了世界纪录9.69 s，再一次提出 了一个人们在每次新的世界纪录面前都要重复的话 题：人类100 m 跑

2、的极限在哪里?人类运动到底有无极 限?田径是运动之母，而100 m 跑又是田径运动的王 冠。从100 m 跑着手，可以举一反三，深刻理解人类 运动的本质和极限。本文从分析人类运动极限的理论 入手认为，决定运动成绩的因素是多方面的，这些因 素可构成一个复杂的系统，它牵动着生物的、社会的、 自然的、心理的、竞赛的等等诸多方面和诸多因素。 运动成绩极限的产生，是这些复杂的因素相互联系相 互作用的结果。,生理极限,人体生理的极限制约着100 m 成绩的提高幅度。 因为，如果运动员要超越博尔特的世界纪录，就会使 他们体内酶的含量比普通人高出3 倍，这已经达到了 人体的极限。同时，运动员股骨头所承受的压力

3、要达 到体重的6 倍，这也达到了极限。还有，血液中乳酸 含量对于运动成绩的提高也有限制，因为一个运动员 血液内的乳酸不能超过170 mg。总之，人类的生理极 限是运动极限有限论的理论基础。,先天优势有关研究表明，人类运动基因99%是相同的，只 有1%不同。而正是这1%造成不同种族在运动能力方 面的差异。近年来，牙买加运动员在田径赛场上屡屡 打破100 m 跑世界纪录，引起了科学家们的研究兴趣。 牙买加理工大学教授莫里森等人与牙买加西印度大学 和英国格拉斯哥大学的科学家联合对超过200 名牙买 加运动员进行研究，发现有70%的人体内拥有一种名 为Actinen A 的物质，这种物质可以改进与瞬间

4、速度有 关的肌肉纤维，而这些肌肉纤维可以使运动员跑得更 快。相比之下，澳大利亚田径选手中只有30%的人体 内含有Actinen A。目前，世界各体育强国都在瞄准 -辅肌动蛋白3 基因，但是它们的作用是复杂的。有 的研究还提示，-辅肌动蛋白3 只是优秀运动员的 基因之一，还有许多基因与运动天分有关，如另一种 称为血管紧张素转换酶(AcE)的基因，它产生的AcE 可以影响人体肌肉的氧利用率以及肌肉的生长速度， 从而改变运动成绩2。正是借助于特殊的运动基因，牙 买加运动员在田径赛场上一次次书写奇迹，由此也将 人类运动极限一次次改写。但是，应当看到，如今优 秀田径选手中牙买加人占很大一部分，其先天优势

5、也 被平均享有，现在的世界纪录也是在特殊的运动基因 下实现的，因此这种基因在未来突破人的运动极限方 面的作用是局限的。,运动基因,身体形态,高个子的游戏近几年来优秀百米运动员的身材，无一例外都是四肢肌肉极其发达，体型高大威猛，比如刘易斯身高1.88 m、毛里斯 格林身高1.86 m、鲍威尔也是1.88 m，刚刚打破世界纪录的博尔特身高是1.92 m，田径运动 员身材高大已经成为一种必然的趋势。在以前我们都 认为田径运动员身材矮小，但在今天，要想在短距离 项目上成为优秀运动员，身材高大是一个基础条件， 因为100 m 跑本身是一个周期性运动，也就是人靠两 条腿做一个循环周期的蹬地动作完成的，那么

6、在摆动 频率一致的情况下，很明显腿长的人要占很大的优势，因此下肢的力量和长度成为越来越重要的因素；而在今天，不光是下肢，上肢以及全身的肌肉都要参与短距离跑，这样全身肌肉如果非常发达，快肌自然要占很大的分量，全身良好的协调一致能保证短跑运动员在缺氧的情况下爆发出更大的能量，从而跑得更快。 当然，个子也不是越高越好，但参照整个所有运动项 目的运动员指标，在身高1.95 m 左右应该是未来田径 运动员的最和谐、最合理、最标准的身高，依据这个标准，现有100 m 跑运动成绩应该至少还能再提高0.1 s，提高幅度是非常有限的。,微小的竞争点 要想在100 m 跑上获得好成绩，枪响瞬间反应速 度成为一个重

7、要因素。可不要小看这一点，虽然大家 知道它微乎其微，但现在的100 m 跑赛场你能提高 0.01 s 就能打破世界记录。目前绝大部分运动员是依 据听觉来判断起跑的时机。刚刚创造世界记录的博尔 特的枪响瞬间反应速度为0.150 s。所谓枪响瞬间反应 速度是指指令枪响后运动员脚蹬起跑器的时间。但是 音速是低于光速的，也就是说，靠听觉是肯定比视觉 要慢的。因此可以毫不夸张地预言，在未来人类百米 赛跑肯定是运动员通过视觉来决定自己的起跑时机 的。因此如果运动员在反应能力上有所提高，这个速 度极限至少还可以提高0.05 s，但也是有限度的。,反应能力,骨骼肌肉承受力,极限的确定起点 人类100 m 跑速

8、度还取决于身体结构以及骨骼和 肌肉能耐受多大的压力。这种压力不仅来自外面，而 且来自内部。外部的压力诸如举重对身体的压力和跳 高需要脱离地心引力的压力。而内部压力也分两个方 面，一是承受身体的自重，二是承受肌肉收缩发力对 自身骨骼和肌肉造成的压力。其中肌肉是附着在骨骼 上的组织，它们也决定着人类运动的极限。运动员向 前跑的动力大部分是由股四头肌收缩提供的，股四头 肌又与膝盖连接。跑步时，肌肉、关节和骨头都需要 承受这种由肌肉收缩发出的强大压力。生物力学创始 人之一吉迪B阿瑞认为，若100 m 速度超过9.6 s， 肌肉收缩所产生的力量足以造成四头肌腱和膝盖连接 点撕裂2。也就是说，人类的100

9、 m 速度不可能超过 9.6 s，阿瑞从1976 年推算出这个极限以来，还没有人 打破过。此外，人体结构中骨头和关节的缓冲力也制 约着人类运动的速度。在人体中有缓减压力的3 根“弹 簧”：第1 根“弹簧”在脊柱上，是脊椎骨之间的“海 绵软垫”椎间盘；第2 根“弹簧”是腿部的肌肉 以及连接肌肉和骨骼的肌腱；第3 根“弹簧”是足弓， 它是脚底的拱形结构2。这3 根“弹簧”也制约了人类 运动的极限，同样，人类只能在此基础上作为，而不 能超越这个限制。从骨骼承受力和缓冲力出发，不同 的专家、学者计算出了人类100 m 跑的不同极限。有 的认为是9.4 s，有的认为是9.25 s，最为大胆的预测 是，人

10、类100 m 跑的极限将是9.1 s，但都没有突破9 s。 可见，这一因素对人类运动极限的发展起着重要的制 约作用，因为这一因素，才不致使人类运动没有极限， 人类运动极限必须遵循这个客观事实。,自然外力,自然外力是创造运动极限的偶然性因素 自然外力，包括风力、气候、温度等，在室外田 径赛场上对运动成绩也起着非常重要的作用。据体育 科研人员分析：在短跑、跨栏等田径项目中，顺风和 逆风的不同气象条件，运动员的成绩差别是明显的。,研究性学习大纲,1：人类运动极限与什么有着密切关联 2：人类在各方面所承受的极限 3：我们人类能否突破这一瓶颈？如果能，如何突破？,人类的寿命极限,1.哺乳动物自然寿命为生

11、长发育期的57倍，依此推论，人类完成生长发育约在2022周岁，自然寿命应是100150岁。 2.海弗里克指出：人体细胞可进行50次左右有丝分裂，每次细胞周期为24年，由此推论，人的寿命应在120岁左右。,人的寿命与以下因素有关：1.遗传：先天性，父辈主宰。父、母享有高寿，其子女往往也是高寿者。2.性别：人寿保险公司统计表明，女人高于男人，原因众说纷纭。3.环境：后天因素多样且错综复杂，生活环境、习惯、心理、社会、营养、疾病等。其中营养及体力活动较为重要。 4.职业：职业作为一种重要的的社会因素，对人类寿命有一定的影响。日本统计表明：从事管理工作的人员平均寿命最长，其余依次为国家机关工作人员、专

12、业技术人员、商业工作人员、农业工作人员、一般生产工人、体力劳动者、矿工。,力量极限,台式深顿：2.81。吨台式腿屈伸：14.61吨 。台式腿举37.15吨。台式腿弯举：11.26吨 。箭步蹲：452公斤，前蹲：385公斤 杠铃挺举：202公斤，台式硬拉：384公斤， 杠铃硬拉：341公斤。卧推：293公斤 百米成绩：12秒26，立定跳远：3.22米 卧推：293公斤， 2003年，当他在达拉斯体育场数千名观众面前台式腿举起一辆重37。15吨的重型卡车时，在场的著名壮汉，四届“世界最强壮男人”大赛冠军沃尔。码阁纳森感叹到：“刘易斯简直是从外星球来的，他的力量能轻松压倒我们每一个人”。2004年9

13、月15日，刘易斯和麦克米勒在美国拉斯维加斯共同腿举起了71。35吨的力量台！创造了重量最大的双人台式腿举世界记录。,目力极限,视力最好的能看多远? 正常人的视力，明视距离为25cm，4km以外的景物不易看到，在大于500m时，对景物存在模糊的形象，距离缩短到250270m时，能看清景物的轮廓，如要花木种类的识别则要缩短到几十米之内。一双正常的眼睛，其视距可达到无限远。晚上你能看见距地球38万千米的月亮，甚至远达亿万光年的星星，就是明证。但肉眼的分辨能力是有限的，而且差异非常大。据测试，视力正常的人，其分辨率约为二千分之一至五千分之一。举个例子，你站在北京天安门广场，距离国旗400米外的毛主席纪

14、念堂旁边，如果能看见直径20厘米的旗杆顶部，那你的眼睛分辨率为二千分之一。这样，当你乘坐飞机，在10千米高空俯瞰地面，就能清晰地看见宽度5米以上的铁路、公路以及长城。,憋气极限,水下憋气，是指水下有意识地不呼吸。业内人士介绍，普通人的憋气一般11.5分钟，就会有不适感；23分钟通常会极其难受，大脑缺氧，胸闷头晕；而6分钟不呼吸，就会大脑死亡，生命终结。当天参加宝峰湖水下憋气PK大赛的两位挑战者挑战的却是20分钟不呼吸的人类极限，不过这两位挑战者都是有备而战，来自丹麦的瑟沃林森今年38岁, 2003年至2007年，他先后四次获得世界自由潜水冠军；2010年至今，瑟沃林森成为两项吉尼斯世界纪录保持

15、者。这两项世界纪录分别是：一是只穿泳裤、戴护目镜潜水达72米；二是在丹麦格雷诺一个热带鱼水箱中憋气20分钟10秒。来自意大利的戴维默里尼，今年32岁， 他在2009年4月26日曾沉入一个容积1000升的透明立方体水箱中，创下了21分29秒的个人最高憋气纪录，然而由于他不是完全自主地完成憋气挑战，他所创造的新纪录尚未得到到吉尼斯总部的认可。,温度极限,人体所能承受的极限温度 热带地区终年酷热，那里的居民能忍受的气温要大大高于温带地区居民几乎不能忍受的温度。夏季的澳洲中部，即使阴影处的气温也有46。甚至高达55。航行在红海到波斯湾航线上的客轮船房里，室温高达50以上。地球上气温最高的地方，是在美国

16、加利福尼亚州的死谷，最高可达57。苏联中亚细亚地区也很酷热，气温可达50。 科学家们对人体在干燥空气环境中能忍受的最高温度作过试验：人体在71环境中，能坚持整整1个小时；在82时，能坚持49分钟；在93时，能坚持33分钟，在104时，则仅能坚持26分钟。此外，人置身其间尚能呼吸的极限温度约为116。 但据文献记载，似乎人体能忍受的极限温度还要高些。如1764年法国学者蒂勒特在给巴黎科学院的报告中称，曾有个妇女在132的高热炉子里呆了12分钟。1828年时，曾有个男人在温度高达17o的炉子里熬过了14分钟。英国物理学家布拉格坚和琴特里，曾自我试验在面包炉里体验了160的高温。1958年在比利时，曾有人在200的酷热环境中坚持了5分钟！物理学家约翰延达利指出，甚至在足以煮蛋和煎牛排的环境中，人都可以坚持一段时间而不伤机体。 美国航空医学界的专家指出，人体耐热的时间，受到痛觉的限制并与所穿的衣服有关。当室温在1分钟内由20骤升至55时，就会出现这样的情况：当皮肤温度达到42?44时，人体就会产生痛觉,