二、研究肌肉功能的方法

人体运动中相邻两个关节之间的部分称为环节，比如前臂、上臂、大腿、小腿等就是基本环节。肢体末端虽然只有一侧有关节，也称为环节。环节连结起来即形成了运动链，在完成实际体育动作过程中起到了重要作用。

（一）环节受力分析法的原理

环节受力分析法的分析基础为：牛顿第二运动定律。物体的加速度（a）与物体所受的合力（F）成正比，与物体的质量（m）成反比，加速度的方向与合力的方向相同。可数学表达为F=ma。

人体动作其实更多的表现为绕着关节进行的转动，因此上述定律可表述为：物体的角加速度（β）与物体所受的对于某定轴的合力矩（M）成正比，与物体的转动惯量（J）成反比，角加速度的方向与合力矩的方向相同。可数学表达为M=Jβ。

（二）确定原动肌

环节受力分析法实质是经典力学中牛顿第二运动定律在人体环节运动过程中的具体应用形式。根据环节运动方向、转动速度的变化和外力矩方向之间的关系可推断出肌拉力矩的方向，再结合解剖学中关于肌肉位置和功能的基本知识，就能确定出完成该动作的原动肌。应用该方法分析原动肌位置，可分为以下4种情况。

1．相反：环节运动方向与外力矩方向相反

这表明肌拉力矩大于外力矩，环节沿着肌拉力矩的方向转动，因此，位于环节运动方向同侧的肌肉是原动肌。即环节做屈运动时，原动肌是屈肌；环节做外展运动时，原动肌就是外展肌。比如，原地纵跳跳起时，下肢表现为大腿伸绕膝关节伸，环节大腿的运动方向向上，外力矩（重力）方向向下，即符合环节运动方向与外力矩方向相反，原动肌为伸膝关节的股四头肌。

2．一致减速：环节运动方向与外力矩方向一致的减速运动

此时环节虽沿着外力矩的方向运动，但运动速度较单独由外力矩作用时的速度减慢，这表明一定有肌力矩抵消了一部分外力矩，因此，位于环节运动方向对侧的肌肉是原动肌。即环节做屈的运动时，原动肌是伸肌；环节做外展运动时，原动肌是内收肌。比如持哑铃两臂侧平举慢慢放下时，肩关节做内收的运动，上臂向下运动，外力矩也向下，环节运动方向与外力矩方向一致且运动减速，原动肌在环节运动方向的对侧，即外展肩关节的肌肉是原动肌。

3．一致加速：环节运动方向与外力矩方向一致的加速运动

该情况下，环节不仅沿着外力矩方向运动，而且运动速度较单独由外力矩作用时的速度更快，表明一定有肌力矩对外力矩起到补充作用，因此，位于环节运动方向同侧的肌肉是原动肌。比如环节做屈运动时，原动肌是屈肌；环节做外展运动时，原动肌是外展肌。比如排球扣球动作中，前臂绕肘关节做伸的运动，运动方向向下，前臂所受重力的外力矩也向下，扣杀动作时速度很快，符合环节运动方向与外力矩方向一致且加速运动，原动肌在环节运动方向的同侧，即肱三头肌是原动肌。

4．静止状态：环节虽受外力矩作用但仍保持静止状态

这种情况下，环节虽然受到外力矩的作用，但其未表现出相应的运动，而保持静止状态，这表明一定有肌力矩完全抵消了外力矩的作用，此时肌力矩与外力矩大小相等、方向相反，此时，位于外力矩对环节作用趋势方向对侧的肌肉是原动肌。一方面，此种情况可以理解为“相反”：比如两臂侧平举保持不动，可以理解为上臂绕肩关节在做外展运动，只是运动速度为零，上臂有向上的运动趋势，而外力矩向下，原动肌在运动趋势的同侧，即外展肩关节的三角肌、冈上肌为原动肌。另一方面，此种情况也可以理解为“一致减速”：比如两臂侧平举保持不动，可理解为上臂绕肩关节在做内收运动，只是运动速度为零，上臂有向下的运动趋势，而外力矩向下原动肌在运动趋势的对侧，即外展肩关节的三角肌、冈下肌为原动肌。

（三）关节“特异”方向受力矩作用分析

人体各关节的运动方式不同，并非所有关节均可沿着关节的3个相互垂直的基本轴进行各方向的运动。如肘关节和膝关节无法进行外展和内收的运动，桡腕关节和踝关节无法进行旋内和旋外的运动。从人体结构上看，理论上讲在肘关节和膝关节并没有配布使这两个关节外展和内收的肌肉；同理桡腕关节和踝关节也应是如此。但在实际训练实践过程中，则可能会发生这些关节在这些原本不能运动的“特异”方向上受到外力矩作用的情况。

以满足特殊姿势要求的持哑铃两臂侧平举（保持不动）动作试做深入分析：

动作要求：持哑铃两臂侧平举，掌心、肘心朝前，保持姿势不动。

原动肌分析：保持静止状态，因此属于前述确定原动肌的第4种情况。

肩关节：上臂所受外力矩向下，这表明需要有向上的肌力矩与此抵消，该位置下肩关节周围能产生向上肌力矩的肌肉是使肩关节外展的肌群，应为原动肌，即三角肌、冈上肌。

桡腕关节：手所受外力矩向下，这表明需要有向上的肌力矩与此抵消，该姿势下使桡腕关节外展的肌群应为原动肌，即桡侧腕屈肌、桡侧腕长伸肌、桡侧腕短伸肌、食指伸肌等。

肘关节：此时的肘关节即属于“特异”方向受到了外力矩作用的情况。

此时前臂作为关节受到了向下的外力矩作用，这表明肘关节周围需要有向上的肌力矩与此相抵消，在该姿势条件下，外力矩牵拉肘关节在“内收”的方向上运动，速度为零，因此表现出静止状态。

综上要求人体要有牵拉前臂绕肘关节“外展”的肌肉产生力矩以作为原动肌平衡外力矩。在现行各大体育院校的“运动解剖学”教材中，均未明确注明此种条件下的原动肌都有哪些。按照环节受力分析法分析，跨过肘关节并位于肘关节中心点矢状轴外侧的肌肉有：肱桡肌、桡侧腕长伸肌、桡侧腕短伸肌、指伸肌、小指伸肌等。

在人体运动条件下，上述各肌肉虽然不能直接带动肘关节进行外展的动作，但在肘关节受到内收力矩条件下，这些肌肉可以产生外展的力矩以抵消外力矩，以保持肘关节的稳定。

（四）常见原动肌确认错误举例

1．两臂侧平举慢慢放下

该动作是在近固定条件下，上臂绕肩关节做内收的运动完成的，会容易误认为是内收肩关节的肌肉（胸大肌、背阔肌）为原动肌。

此时虽然上臂绕肩关节做内收的运动，即上臂在重力作用下向下运动，但此时为慢慢放下，其下落速度慢于重力加速度，表明有向上的力量阻滞了上臂的快速下落，因此人体发力的肌肉应为带上臂向上运动的三角肌，而非相反。

2．原地纵跳落地缓冲

该动作部分是在远固定条件下，大腿绕膝关节做内收的运动完成的，会容易认为内收膝关节的股二头肌、半腱肌、半膜肌、腓肠肌等为原动肌。

落地缓冲时，大腿绕膝关节做内收的运动，即大腿在重力的作用下向下运动，落地时其速度显然会小于重力加速度，否则也起不到缓冲的效果，这表明有向上的力量阻滞了这一进程，产生这个力量的肌肉能够在远固定条件下带大腿向上，膝关节处有这个功能的肌肉只有股四头肌，即此时的原动肌。

3．吊环十字支撑

该静力性动作主要发生在肩关节，远固定条件下保持了外展的姿势不动，容易误认为三角肌为此时的原动肌。

十字支持保持过程中，肩关节保持了外展的姿势不动，但如果我们假设此时肩关节周围外展/内收肌肉力量平衡，就会发现姿势无法保持，即肩关节会继续外展，那么要想保持此姿势，就要求内收肩关节的肌肉发挥更大的作用，即作为原动肌（胸大肌、背阔肌）等。

4．马步站桩

该静力性动作主要发生在髋关节、膝关节，以髋关节为例，远固定条件下保持了屈的姿势（或认为是骨盆前倾姿势）不动，容易误认为髂腰肌等使髋关节屈的肌肉为原动肌。

扎马步姿势要求骨盆绕髋关节保持前倾的姿势不动，同样如果我们假设髋关节出屈/伸肌肉力量平衡，那么髋关节就会在重力作用下继续屈（骨盆继续前倾），也就是说需要有伸髋关节的人体力量与重力对抗才能保持该姿势不动，臀大肌、股二头肌、半腱肌、半膜肌等才是髋关节处真正的原动肌。同理，膝关节处的原动肌应为伸膝肌肉（股四头肌）。