115年:神經物治(2)
根據肌肉負荷與收縮速度(force-velocity)之規律,下列敘述何者正確?
A向心收縮時負荷愈大其收縮的速度會愈快
B等長收縮時產生的力量一定大於離心收縮
C離心收縮時其產生的力矩平均大於向心收縮
D最大收縮速度通常發生在肌肉承受重負荷時
詳細解析
本題觀念
肌肉力—速度關係(force–velocity relationship)描述外在負荷與肌肉收縮速度的關係。向心收縮時,肌肉必須克服負荷而縮短;負荷愈大,縮短速度通常愈慢,接近零負荷時才有最快的縮短速度。離心收縮則是在肌肉持續活化時被外力拉長,肌肉能承受並產生的力量通常高於向心收縮,這是本題判斷的核心。
選項分析
- A 不正確。 向心收縮的負荷增加時,肌肉需要產生更大的力量來克服阻力,縮短速度反而下降。最大縮短速度通常出現在外在負荷接近零時,不是負荷最大時。
- B 不正確。 等長收縮時肌肉長度不變、速度為零;它產生的最大力量並不會在所有條件下「一定」大於離心收縮。活化肌肉被外力拉長時,離心收縮通常能產生高於等長與向心收縮的力量。
- C 正確。 離心收縮時,肌肉在維持張力的同時被拉長。依力—速度曲線,離心段的力量平台通常高於向心段;若關節力臂和外在條件相近,肌肉產生的關節力矩平均也會高於向心收縮。
- D 不正確。 最大縮短速度通常發生在接近零負荷的狀態。承受重負荷會限制向心縮短速度,雖然可以提高肌肉所需的力量,卻不會讓最大縮短速度出現。
答案解析
做這題可以先分清三種收縮。向心是肌肉縮短,負荷愈大、速度愈慢;等長是長度不變,速度為零;離心是肌肉在受力下變長,力量通常可高於向心與等長。題目問的是離心收縮與向心收縮的平均力矩,離心收縮在相同比較條件下具有較高的力量輸出,所以選 C。
核心知識點
- 向心力—速度曲線呈反比:負荷增加,縮短速度下降;負荷接近零,縮短速度最快。
- 等長收縮的收縮速度為零,肌肉長度維持不變,沒有外部位移所造成的機械功。
- 離心收縮是肌肉被拉長但仍維持張力,通常可產生高於向心收縮的力量,適合控制減速與吸收外力。
- 力量轉成關節力矩還會受到肌肉力臂影響;本題在相同關節條件下比較收縮型態,因此離心收縮的平均力矩較大。
參考資料
- Physiology, Skeletal Muscle Contraction — NCBI Bookshelf
- Muscle contraction — Wikipedia
- Conserved mammalian muscle mechanics during eccentric contractions — PubMed(PMID: 38400808)
- Contraction speed and type influences rapid utilisation of available muscle force: neural and contractile mechanisms — PubMed(PMID: 30348648)