《人类的运动极限》PPT课件.ppt

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100m跑中创造了世界纪录9 69s 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100m跑的极限在哪里 人类运动到底有无极限 田径是运动之母 而100m跑又是田径运动的王冠 从100m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100m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170mg 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100m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ActinenA的物质 这种物质可以改进与瞬间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ActinenA 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 88m 毛里斯 格林身高1 86m 鲍威尔也是1 88m 刚刚打破世界纪录的博尔特身高是1 92m 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100m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 95m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100m跑运动成绩应该至少还能再提高0 1s 提高幅度是非常有限的 微小的竞争点要想在100m跑上获得好成绩 枪响瞬间反应速度成为一个重要因素 可不要小看这一点 虽然大家知道它微乎其微 但现在的100m跑赛场你能提高0 01s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 150s 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 05s 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100m跑速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100m速度超过9 6s 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100m速度不可能超过9 6s 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100m跑的不同极限 有的认为是9 4s 有的认为是9 25s 最为大胆的预测是 人类100m跑的极限将是9 1s 但都没有突破9s 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长发育期的5 7倍 依此推论 人类完成生长发育约在20 22周岁 自然寿命应是100 150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2 4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250 270m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1 1 5分钟 就会有不适感 2 3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 当体表温度继续升至45 时 痛觉会使人几乎无法忍受 在裸体的情况下 人体能忍受的上述快速升温极限为210 而如果穿上厚实的冬季飞行服 则人体能忍受的骤然升温极限可达270 因此 象苏联土库曼这些沙漠地区的居民 凭着长袍和皮帽子能幸免于燥热的荼毒 则完全不是奇怪的事情 那么 如何解释人体对于高温的耐热性呢 首先 人体有满布全身的汗腺 其密度达每平方厘米平均为410条 当它们分泌的汗液挥发时会带走紧贴皮肤的空气中的大量热量和人体内的热量 使周围气温大幅度下降 但人体不能直接与热源接触 而且空气要尽可能地干燥 其次 低热量的素食有助于提高人的耐热性 居住在撒哈拉沙漠腹地的少数民族图布人非常耐热 经研究 原因在于图布人的饮食 浓草汁 海枣 煮熟的黍 棕榈油 粉状根做的调料计 凡是到过中亚细亚的人 都会感觉到那里30 40 的气温还是较易于忍受的 但在莫斯科或列宁格勒 即使当地气温低于中亚细亚 人的感觉却并不佳 这是因为苏联中部地区的温度 要远比中亚细亚的大多数地区高得多的缘故 同样的道理 当人体浸在热水中时 因无法用排汗蒸发的途径散热 所以在水中耐高温能力就要明显逊于在干燥的空气中耐热能力 在下热池方面创纪录的是一位土耳其人 他曾潜入70 的水中而安然无恙 美国挑选首批征服 水星 的宇航员时 要求具有超众的耐热能力 在气温高达50 的模拟小舱里待上2个小时 美国科学家所作的类似宇航试验表明 人体在与热魔作斗争时 自身体温可达40 3 全身失水可达10 而狗在耐热时的极限体温要稍高一些 为42 8 因此 人类完全可以自豪地宣布 就耐热的潜力而论 我们也是生物界的强者 但是 人究竟能耐多高的温度呢 生理学家至今未从理论和实践上作出明确的答复 一 心跳停止极限 大约4小时据上海家庭报报道 医学理论认为 一般情况下 心跳停止4分钟后 人体可能由于脑部无法得到血液 氧气而死亡 二 分辨气味极限 大约3000种一般人可以分辨出十几种不同的气味 进行反复嗅觉训练 人的气味分辨能力是可以有所提高的 经过训练的闻香师在毕业时 就已经能分辨并记忆400多种气味 以后在不断的实际操作中 还会进一步增强这种能力 至少可以熟悉2000种气味 出色者大约可以记住3000种气味 三 最低体温极限 大约14 2 正常人的腋窝温度下限通常为36 5 也有人是低于36 的 但是极为少见 人体最低体温极限大约是14 2 这是经过检测认定的结果 的搏血功能 即使参加体育锻炼 在检测和评估锻炼效果时 都不可能超越这个极限 极限运动和面对应急事件一样 如果人经常处于紧急战斗状态 此过程一结束 身体就会感到特别虚弱 长此以往会使生命透支 四 心跳极限 1分钟220次心跳极限是指心脏运动极限 指迄今为止科学发现的心脏能够工作最大极限的心跳次数 即人体最大心率的计算公式 超过这个数值 心脏就不能继续完成正常五 最高体温极限 大约46 5 正常人腋窝温度的上限通常为37 4 如果发热 最高不过达到42 但人体最高体温极限大约是46 5 六 肾脏残存极限 大约30 当残存肾单位进一步减少低于30 时 就将出现肾功能不全 当低于10 15 时 尿毒症的症状就会出现 七 环境温度极限 大约116 环境温度极限是指人体置身其间尚能呼吸的温度 有关实验发现 由于无法通过排汗蒸发散热 人在水中的耐高温能力明显低于干燥空气中耐热的能力 科学家曾对人体在干燥的空气环境中所能忍受的最高温度做过实验 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 则仅仅能坚持26分钟 但是 据有关文献记载 人体能忍受的极限温度似乎还要高一些 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 有什么方法能提高人类的极限 我们人类能否突破这一瓶颈 如果能 如何突破 有什么方法能提高人类的极限 答案是 加入你的正常极限速度为100米10s 如果在后面放一只狮子穷最不舍 还有可能10m s 曾经一位老太太一心为了救压在汽车下的孙子 啊小宇宙爆发了他奇迹般举起了汽车一端 人类的极限这个东西很微妙 真常人很难将其开发出来网络上 现实中许许多多的实例向我们证明往往在对我们生命受到威胁或者潜意识的一定要最一些事情时有可能爆发我们的潜能 当然并不是每个人都能爆发出极限 因人而异 这也跟许多方面有着必要的关联 当然你也不妨去尝试一下在各种逆境的情况下能否爆发出与种不同 超乎想象的潜能 我想没有人敢拿生命去做这项实验 当然我不完全否认潜能是无法爆发出来的 关于人类再次进化着个课题我想是比较新颖的 大家都知道我们人类祖先是森林古猿 然而为什么他们就要进化呢 平平淡淡的或者不是也可以吗 但是呢们可以试想一下 在当时那种环境下 到处是野兽 毒草 毒虫 低洼 沼泽 可以说时时刻刻威胁着他们的生命安全 起初也许只有几百只古猿当他们面临种族危机的时候他们选着了进化 进化成智商更优越 行动跟便捷 的形态 制造出各种工具对他们生命纯在威胁的物种进行反击 然后得以生存 我想在这一方面 我们这个物种还是比较优越的 为什么呢 公元前XX年恐龙们面领着灭顶之灾 结果大地到处生灵涂炭一盘狼藉 为什么恐龙不进化呢 我们如今进化到了一个舒适安定的生活环境 不需时时刻刻面临着生命甚至宗主威胁所以我们就停止了进化 若是那一天空气污染 外来物种入侵 对我们造成极大威胁就算核战争都无法解决 我想我们人类是有可能再次进化的 猿猴 人类 这是一个值得大家是考的问题 讲一个贴切生活的实例 我们平时散步吧 有上坡 下坡 左拐 右拐 走到坎坷的路 如果一辆飞驰的汽车朝向你开来 我们会毫不犹豫的改变我们原来的运动方式 人类进化 来避免这一危机 人类运动极限时有限的 无法突破其生理极限 除非人类再一次进化 总结 谢谢观赏