教你科学系统的进行体能训练

最常见的体能训练误区是什么？答案是一味追求大重量、大负荷、高强度。研究表明，这会降低运动员的发力率。

120kg的孙越和60kg的李小龙对抗，谁会赢？从运动科学的角度，答案是李小龙！

为什么？因为力量大不代表爆发力强，即使孙越的绝对力量比李小龙大，但是李小龙的出拳速度更快。

无论运动员还是需要平衡的老人都需要在短时间内（0-300毫秒），产生快速肌肉收缩的能力，这种快速收缩的能力就称为发力率。

常见的体能训练错误就是忽视发力率，过度重视大重量、绝对力量。发力率非常重要，它是目前世界体能康复领域的新热点：

例如为何传统大重量训练会降低爆发力？因为大重量训练会降低二型肌纤维（快肌）的比例，从而降低爆发力。而发力率是呈现爆发力的关键指标。

为了搞清楚发力率的生理意义、对于运动康复的应用和正确训练方法，今天我们要分享爆发力的关键指标：发力率是什么？

什么是发力率？

如何评价运动员的爆发力好坏？靠发力率，想象火车与自行车的区别，火车虽然力量大但不代表爆发力强、启动快。

而大多数爆发力冲刺项目强调的是启动爆发能力，而非绝对最大力量。那么我们如何评价一个运动员的爆发力水平？今天学习爆发力关键指标——发力率（Rate of Force Development，RFD）。

什么是发力率？发力率就是爆发力的变化率，大白话讲就是爆发力的加速度。

发力率的意义？

宝马M3的加速度为从零到100公里，只需要4秒钟。它的加速度就是用速度的变化量（从0到100km）除以时间的变化量（4秒）。而M3的最高时速是250km/h。加速度就是发力率，而最高时速就是最大力量。
很显然，日常99%的时间不会用到“最大力量”，但是每次启动或赛车时，加速度却非常重要。因此，发力率比力量的绝对值更重要。

不仅如此，人也像跑车一样，加速度影响日常生活功能。例如老年人椅子起身的速度越快、跌倒的风险就越低。而发力率的本质是神经肌肉控制能力，它受到了神经、肌肉系统的双重影响。因此受伤后的发力率改善程度，要看作运动康复的一项关键指标。

在过去，为了拉体能、提爆发，我们第一反应是大重量、大负荷，所以就一直做深蹲、卧推或硬拉等大重量体能训练，但是这样反而会造成爆发力、加速能力的下降；第二种错误观念，运动康复只要练习肌肉力量就好，忽略速度。但是这样并不足以让损伤患者重返运动。

今天通过本文，我想分享两个全新观念：1.对于运动康复，发力率训练很重要；2.对于运动专项，发力率很重要。

在2016年的欧洲生理应用期刊上，Nicla等人认为发力率不仅针对专业运动员，对于已经发生运动损伤、老年人群的运动康复也十分重要。因为如走路、椅子起身、上下楼梯都需要具备好的神经肌肉控制能力，而发力率可作为直接测试神经肌肉控制能力的指标。

发力率在体能训练中的应用

我在美国参加国家队集训时，也有幸听到了老虎教练的分享：上世纪90年代只有美巡赛的老虎伍兹会在比赛时练体能，千禧年代欧巡赛开始流行即使比赛过程中也要练体能，2010后的年代，几乎所有世界上打球的人都知道了练体能的重要性。

巅峰期老虎伍兹的爆发力是普通职业选手的1.3-2倍，这意味着他的高尔夫球速更快、打得距离更远。为什么？因为伍兹的体能训练包含了发力率训练！而传统体能训练（只做大重量，不做爆发力训练），比强调发力率的训练方法，爆发力差了60%以上！

发力率有多重要？下图中在180毫秒的时候，蓝色实线运动员的力量是0.78个单位、而红色运动员是0.61个单位。蓝色队员较红色队员可以多产生17%的力，这可能是一次更快地出手、弹跳或杀球。

17%什么概念？如果是冠军之争，以5%以内的差异计算，就是超过三倍的差距，当然可以算是降维打击！

什么会降低发力率？

答案是错误的训练方法，例如以大重量深蹲为代表的体能训练动作。

以下蹲跳为例，下图展现的是蓝色、红色两名运动员在下蹲离心收缩（曲线下降）、最底部等长收缩（曲线高度为0）、向心收缩（曲线上升）的整个过程。明显蓝色运动员的爆发力比红色更好，虽然他们的力量峰值接近。原因在于，蓝色队员的三相转换能力更快、发力率更大、用时更少。

过去的观念是重点关注向心收缩力量，更多队员会发展成红色线段、速度变慢！

例如教练会药球增加深蹲的重量，认为蹲得越重越好。这会导致两个问题：在底部等长收缩和向下离心收缩的锻炼时间不够（因为负荷过大，运动员想及早完成动作。

例如下图中，蓝色线优秀运动员的发力率比红色线运动员更高，他的爆发力释放就更加充分。为何二者有明显区别？重点就在于没有好的离心、等长收缩基础，就没有好的牵张反射、拮抗肌与主动肌的协同配合、神经肌肉控制能力的降低的直接表现就是发力率的下降！

而科学研究告诉我们，提升发力率最重要的是平衡向心-等长-离心收缩，三者之间的关系。大白话讲，三种收缩类型都要训练，那么就绝不能只上大重量，而要循序渐进、具有针对性地“先拆分、再整合”训练。

如何计算发力率？

下图是两个运动员做伸膝发力率测试的变化图。从曲线的纵坐标（力量）来看，并没有太明显差异，说明两者的力量相近。但是横坐标（时间）可以看到提升力量所用的速度却明显不同：

第一位运动员用0.03秒就达到力量的峰值，而第二位运动员用了0.29秒，才逐渐达到力量峰值。这说明第一位运动员的发力率更好。

如何计算发力率呢？发力率是力量与时间关系函数曲线的斜率。公式为变化的力量（N）除以变化的时间（S）。通常以50毫秒内能达到的力量峰值为标准（当然也可以分段，0-100ms、50-100ms）。发力率的计算方法，就是找到这段时间的力量时间比值的斜率。

实际案例1：

下图中，同样在200毫秒的时间点（横坐标），一个受发力率训练的运动员（红色虚线），他能产生的爆发力（例如下蹲跳）比单纯大重量训练的运动员（黑色虚线）或没有训练经验的人（蓝色实线）快得多（纵线高度）。

案例2：

测试前交叉韧带术后康复运动员的爆发力水平，对其进行大腿前侧的发力率测试。在50毫秒的时间里，力量变化了17.55N。那么发力率就是17.55除以0.05（毫秒转化为秒），他的发力率为351N/S。大多数运动损伤后的患者，发力率都会有所下降。具体改善方法，我们会在下文介绍。

当然，发力率不仅可以用在启动时，动作的整个过程中都可以进行测量。以垂直跳为例，如果每50毫秒计算一次发力率，它的情况就如下图所示：

影响发力率的因素有哪些？

普通足球运动员的十米冲刺速度约为2m/s，而经过发力率训练后，运动员速度可以达到1.81s。那么，什么影响发力率的提升呢？

发力率受到肌肉类型、硬度和神经传导速度的影响，而神经系统相较于肌肉力量或类型来说，对于发力率的影响更大，我们接下来逐一进行介绍：

最主要原因在于神经肌肉传导速度

是什么控制着我们的肌肉主动收缩，完成动作？答案是大脑，而大脑作为神经系统的最上端，需要靠神经末梢与肌肉相连传递信号，完成肌肉的收缩发力。下图是神经末梢传到肌纤维的示意图，神经与肌肉连接的部位，称作“运动单位”（motor unit）。

需要注意，速度越快的动作，能激活的运动单位越少，也就是能调动的肌肉越少，自然发力率越低。

研究发现，快速勾脚时，胫骨前肌只能发展30%左右的力量。而慢速收缩时，可以调动更多运动单位参与，例如深蹲时大腿前侧肌肉可以达到80～90%的最大力量。

这种力量与速度之间的反比关系，通过“力量与速度曲线”更容易理解清楚。力速曲线揭示了运动的本质：最少的时间里产生最多的力！

这张图的横坐标是速度，越往右速度越快，纵坐标是力量，越往上力量越大。这张图解释了当你训练的力量增加，速度就会变慢。而想提升速度，就要减少重量。越大的发力率，就说明在速度越快的情况下可以释放更多的力量，反之亦然。

那么，训练能否提升发力率呢？答案是肯定可以的，下图是12周的踝泵发力率训练后，通过肌电图观察到的胫骨前肌运动单位的激活情况：可以看到训练后的右侧运动单位放电频率和峰值都比训练前高。

具体可以提高多少呢？2003年的研究发现，爆发力训练后的运动单位放电频率可以显著高于训练前60～85%。

那么，是肌肉刺激还是神经兴奋更容易提升发力率呢？答案是神经兴奋性！

下图虚线是电刺激肌肉的发力情况，实线是主动肌肉收缩的发力情况。可以看到虚线电刺激的0-100ms发力率明显高于实线主动肌肉收缩的时候。这说明神经电信号对于发力率的影响比肌肉本身更重要。

不同人的爆发力也主要受神经系统的影响。比如下图的力量-时间关系图中，一号受试者Subject 1的最大力矩Torque实线纵值比二号受试者Subject 2实线纵值低，说明二号受试者的发力能力更好。而肌电图-时间关系图中，可以明显看到二号受试者的肌电图纵值（最大放电活动）更早、更大，说明二号受试者的神经系统更加兴奋，更容易把电信号通过运动单位传递给肌肉，创造更大的爆发力输出。

如果你想打破沙锅问到底，为何神经系统这么重要？就要理解肌肉收缩的生理过程：

当电信号传递到运动单位，神经末梢释放乙酰胆碱作为神经递质，让钙离子释放。而钙离子会使肌动蛋白与肌球蛋白产生长度缩短，让肌纤维收缩产生力量。因此，你的电信号越强，释放钙离子的能力就越好，肌肉收缩就越充分！

此外，产生力量的大小还取决于运动单位的放电频率。研究发现，没有训练经验的人，运动单位放电频率在60-120赫兹，而有训练经验的人，频率可以达到200赫兹！差了两至三倍的放电效率，也是顶尖运动员和普通人的区别之一。

而随着人的衰老，运动单位的放电频率也会下降：研究发现71-84岁的老年人与20岁的年轻人相比，发力率降低了48%、运动单位的放电频率下降了27%。因此，老年人也需要适当进行发力率的训练，以维持运动单位的激活能力。

第二个影响因素是肌肉的性质

2010年，Anderson等人发现，经过14周的大重量训练（没有爆发力动作）会导致发力率的下降，并且发力率的下降程度与二型快肌纤维的比例下降呈正比（r平方=0.37），说明大重量训练会减少快肌纤维的比例，从而降低爆发力。

这里要科普一下，肌肉分两类：一型肌纤维属于慢肌，二型肌纤维属于快肌。爆发力越高，二型肌纤维的比例就越高。这两种肌纤维是可以在训练适应后相互转化。例如，长距离耐力训练后的马拉松选手体内的一型肌纤维数量就比百米短跑运动员多很多，而短跑选手的二型肌纤维则更多。

1996年，Haridge等人发现腓肠肌（方块）、大腿前侧股四头肌（三角形）、肱三头肌（圆圈）按照快肌纤维所占比例的大小排列，应当是：腓肠肌>股四头肌>肱三头肌。研究也确实发现，肱三头肌到达最大力量（TPT）所用时间最长（纵值最高说明用的时间越长、股四头肌次之、腓肠肌最短。说明肌肉类型决定了发力率大小。