可變阻力訓練的原理和方法

蔣 毅,王艷玲

（1.貴州大學，貴州 貴陽 550025；2. 貴州師范學院，貴州 貴陽 550018）

傳統訓練大多以自由重量為基礎提供相對恒定的阻力進行力量、爆發力或專項力量練習，然而這些力量訓練方法卻不能很好地適應人體生物力學發力方式，從而限制了力量訓練的發展。為解決這些問題，可變抗阻訓練（VRT）應運而生，它既符合人體運動過程中的力學原理，又能有效提高力量素質。目前，國內關于可變抗阻訓練的實踐應用研究相對較少。本文從可變阻力訓練的原理和運用方法的角度出發，對其進行梳理和闡釋，為我國力量訓練的進一步發展提供支持。

1 抗阻訓練與可變阻力訓練

力量素質是身體素質中最基礎的素質,幾乎所有競技體育項目運動員都要進行力量訓練。傳統力量訓練大多以抗阻訓練進行，但隨著訓練和競技水平的提高，傳統力量訓練手段很難滿足運動員對運動能力和成績提高的需求，力量訓練進入一個多維與多方法并存發展的新階段，面臨的困境和難點也越來越多，這就需要尋找更好的力量訓練方法。可變抗阻訓練就是一個不錯的選擇。

我國對可變阻力訓練的研究較少，大部分研究都借鑒國外的訓練方法和手段。可變抗阻訓練是一種比傳統抗阻練習更有效的訓練手段，在過去20年越來越受歡迎，其采用彈力帶或鐵鏈連接到杠鈴兩端，可以根據關節活動靈活地改變運動過程中的負荷。研究表明，VRT可以提供比傳統自由重量阻力訓練更大的訓練刺激，是一種可以用于增強力量的訓練方法，并且越來越多的運動員運用此方法提高成績和康復。 VRT設備通常分為3類，包括基于橡膠的電阻（RBR）、鐵鏈和彈力帶、凸輪和杠桿系統，但訓練中通常采用凸輪系統（基于機器的阻力練習）、鐵鏈阻力、彈性帶3種。

2 可變阻力訓練原理

運動成績取決于運動員能否發揮出高水平肌肉力量的能力，傳統阻力訓練在增加肌肉力量方面得到大量運用。力量和速度是2個關鍵因素，傳統的阻力練習在向心階段后半段會出現減速，導致速度丟失，力量也隨之減小，因此有必要進行力量與速度同時保持的練習，以保證力量訓練的效果。可變阻力訓練成為一種替代方式，通過增加整個運動中向心階段的負荷來增強肌肉的功率。在VRT中，彈性帶或鐵鏈產生的阻力抵消了向心運動中的部分力量，并在運動過程中對抗肌肉活動而產生更大的阻力。在生物力學不利的位置阻力降低，意味著阻力增加后會刺激更多的肌肉纖維。所以，通過可變阻力訓練運動員能夠在變量的阻力練習中維持快速力量，這種訓練具有很好的強度功率適應能力。神經-肌肉機制研究發現，下蹲時肌肉活動程度較高，但僅在離心早期階段和向心階段末期與最大阻力相吻合。所以，在肌肉力量訓練過程中實施可變阻力訓練是一種不錯且有效的方法。

3 可變抗阻訓練與力量強度曲線的關系

為了最大限度地提高肌肉的強度和力量，訓練中會采取多種多樣的抗阻訓練方法，國外越來越多的訓練者傾向于VRT，用以改變升降過程中重量隨之變化的運動方式。在任何具有上升強度曲線的運動中，提升過程接近向心部分的末端會出現減速階段，此期間肌肉很難達到最佳收縮。可變阻力提供一定負荷的阻力，使運動員能夠克服該減速階段，并在運動過程中輸出功率接近最大水平，從而提供更大的負荷和訓練刺激，可以有效促進運動員的速度素質和力量素質。由圖1可知，強度曲線可分為上升、下降和鐘形3類，都由肌肉骨骼系統的力-角（扭矩）關系所決定。人體力量的產生會隨關節角度的改變而改變，所以訓練過程應與強度曲線相匹配。

圖1 力量強度的3種曲線——力的產生與關節角度變化[9]

從圖1可以看出，力量曲線的3種表達形式包括直線上升、直線下降和鐘形強度曲線。直線上升強度曲線是指肌肉在整個向心運動過程中產生扭矩的能力逐漸增加，下降強度曲線則恰好相反，鐘形強度曲線過程則存在上升、平臺和下降3種情況：在肢體上升過程中扭矩隨關節角度增加而增大；在平臺階段關節角度到達扭矩最大階段，通常是接近關節運動的中段；下降過程扭矩隨角度增加到終端延伸而下降。可見，VRT對增強肌肉爆發力和肌肉力量效果較好。

4 可變阻力訓練之凸輪系統

凸輪系統是一種可以隨運動者運動而逐漸產生阻力，通過引導器將作用力輸送到凸輪，并在凸輪軸上產生扭矩補償的系統，可反映不同肌肉、骨骼、杠桿系統的扭矩生產能力，并運用凸輪和杠桿系統創建一個不同的扭矩進行相應補償。也可理解為機器的電阻扭矩嘗試匹配關節運動的扭矩，如腿部伸展、腿部卷曲、肌肉的收縮和拉升等。其遵循方程式：扭矩=力×距離。根據方程式可以得出改變扭矩的方式有2種：一是通過改變力的大小來改變扭矩，二是通過改變距離來實現扭矩的改變。

凸輪系統的電阻扭矩與凸輪半徑成正比關系，也就是說半徑越大，阻力越大，半徑越小阻力越小。凸輪系統具有相對固定的電阻負載，可以通過改變運動距離或半徑長度來改變“不規則形狀凸輪”的半徑。在運動過程中肌肉力量隨關節角度的變化而變化。肌肉最理想的訓練狀態是在運動過程中時刻產生接近最大功率/扭矩值，而不是恒定的外部阻力模式。

凸輪系統廣泛運用在力量、爆發力、運動康復等領域，主要用來提供不同的訓練刺激，同時保障其是一種安全控制的阻力形式。但凸輪系統相對固定的運動形式使神經肌肉的協調發展受到一定阻礙，對抗和協同肌肉的活躍程度較低，設備成本及維護資本支出較高。綜上所述，凸輪系統對運動康復和訓練有一定效益，但在運動過程中凸輪系統不符合人體力量曲線，存在一定的設計缺陷，且成本和維護費用較高，因此運動訓練中不建議使用此方法。

5 可變阻力訓練之鐵鏈

從動力學角度來看，在杠鈴兩端添加鐵鏈，當鐵鏈從地面抬起向上移動時，重量逐漸增加，阻力隨之變大，反之當鐵鏈落下時，重量逐漸減小，阻力則降低。鐵鏈的重量通過離開地板的鐵鏈的質量×重力得出。所以，鐵鏈的重量由鐵鏈的密度、長度和直徑決定。訓練過程中采用由低到高的方式增加鐵鏈重量，從而匹配鐘形強度曲線，更好地刺激肌肉，促進肌肉力量的增長。這取決于練習者本身的高度和對重量的承受度，并且還需考慮到鐵鏈的整體長度應不短于3m。因為練習過程中每個人的高度都不一致，且訓練方式不盡相同，因此需要一定的額外長度與地面保持接觸，以保證訓練過程中的安全。由于鐵鏈通過重力來提供阻力，所以鐵鏈應在垂直平面上進行，以最大限度地提高鐵鏈阻力和保障最佳訓練效益。

實踐中運用“恒定阻力”+鐵鏈的組合，如在杠鈴兩端附加鐵鏈。國外試驗顯示，受試者下肢訓練時使用85%的1 RM，鐵鏈占總負荷的35%進行訓練，有較好的訓練效果。也有數據表明，鐵鏈占總阻力的15%～20%，杠鈴占總阻力的80%～85%，可促進最大力量的發展。這2種方式對爆發力和力量的增加都是有效的。訓練中最佳強度增益建議使用 1 RM 的 80%～100%，鐵鏈占總阻力的10%～15%，杠鈴占85%～90%，每周2～3次。

6 可變阻力訓練之彈力帶

彈力帶是利用其形變產生的張力結合“恒定阻力”的一種訓練方式，彈力帶所呈現出的長度與負荷的張力變化是曲線變化，所以，彈力帶的質量、剛度、密度、直徑和拉伸強度是其主要影響因素。彈力帶的阻力計算可以使用胡克定律，即張力=剛度系數（）×形變（），變形張力曲線的彈性區域與剛度系數成正比。研究指出，彈性帶能在關節肌肉活動期間增加負荷，從而促進肌肉力量的增加。Berg Quist等將啞鈴與彈性帶的練習結果進行比較，在肌肉的激活中也觀察到類似結果。彈力帶在訓練過程中可激活神經肌肉系統，用于提高身體機能。所以，彈力帶在可變阻力訓練中存在一定的優勢和可操作性。

實踐中常采用“恒定阻力”+彈力帶的方式，或直接使用彈力帶。彈力帶的變形和張力關系與鐘形強度曲線的力-關節角度關系相似，因此可變阻力訓練可以有效用于具有鐘形強度曲線的練習中。彈力帶允許在多個平面上進行可變抗阻練習（如在水平面、垂直面或傾斜），組合方式多樣且可以在這些平面上保持阻力不變，這有利于訓練方式的靈活多變。彈力帶與“恒定阻力”相結合，可以在一定范圍內用于改善各種運動和動能變量，也可更好地適用于各類體育運動項目的訓練中。練習時以1 RM為例，每周訓練2～3次，彈力帶提供的可變阻力占20%，另外80% 的阻力由“恒定阻力”提供。

7 小結

與傳統抗阻訓練相比，可變阻力訓練提供了一種新的訓練方式。無論使用鐵鏈還是彈性帶，可變阻力強度都有顯著增加。可變阻力訓練屬于抗阻訓練的一種，其相對于傳統的抗阻訓練發展時間較短，國內對其研究和實踐也較少。可變阻力訓練有3種方法，即凸輪系統、鏈阻力和彈性帶阻力，每種方法都各有優勢和缺陷，綜合考量下來，鐵鏈阻力和彈力帶阻力具有設備簡易、操作性強、項目契合、簡單便捷等優勢，可在訓練中大量實施。可變抗阻訓練對力量和爆發力訓練效果較好，對提高運動成績和促進身體素質發展有良好的運用前景。