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一個(gè)直的或曲的剛體，在力的作用下，能繞一個(gè)固定點(diǎn)或固定軸（支點(diǎn)）作轉(zhuǎn)動(dòng)，并克服阻力而做功的，這個(gè)剛體在力學(xué)上稱為杠桿。在生物力學(xué)和解剖學(xué)中構(gòu)成杠桿的物體可能具有相當(dāng)復(fù)雜的形狀。組成人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的三個(gè)部分：骨、關(guān)節(jié)、肌肉也可以看作是杠桿系統(tǒng)，堅(jiān)硬的骨相當(dāng)于一根硬棒，它在肌肉拉力（動(dòng)力）的作用下，能繞關(guān)節(jié)軸（支點(diǎn)）作用，并克服阻力而做功，由于它的作用和杠桿相同，故稱為骨杠桿。人體的運(yùn)動(dòng)是以骨為杠桿、以關(guān)節(jié)為支點(diǎn)、以肌肉收縮為動(dòng)力完成的。

動(dòng)力在骨杠桿上的作用點(diǎn)稱為力點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)肌群在骨上的附著點(diǎn)就是力點(diǎn)。從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離為力臂。骨杠桿的力臂稱為肌力臂，是從關(guān)節(jié)中心到肌肉拉力線的垂直距離。需要注意的是，肌肉在縮短過(guò)程中肌肉的拉力的方向是在不斷變化著的，因此骨杠桿中的肌力臂的值是不固定的，是隨著運(yùn)動(dòng)而變化的。

骨杠桿的阻力常為：運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)的重力、其它物體的阻力、對(duì)抗肌的張力、韌帶和筋膜的牽張阻力等，骨杠桿的阻力點(diǎn)就是這些力在骨杠桿上的合力作用點(diǎn)。從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離為阻力臂，骨杠桿的阻力臂是從關(guān)節(jié)中心到阻力作用線的垂直距離。

肌肉拉力與肌力臂的乘積稱為肌力矩（又稱為動(dòng)力矩），它決定了肌力對(duì)骨杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)作用。阻力與阻力臂的乘積稱為阻力矩，它決定了阻力對(duì)骨杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)作用。

一般可根據(jù)杠桿上的三個(gè)點(diǎn)（支點(diǎn)、力點(diǎn)和阻力點(diǎn)）的位置關(guān)系，可將杠桿分為三種類型。

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第一類杠桿：平衡杠桿或靜止杠桿

支點(diǎn)位于力點(diǎn)和阻力點(diǎn)之間，例如天平秤，蹺蹺板等。在人體內(nèi)這類杠桿較少，例如顱骨與脊柱的連結(jié)，當(dāng)頭寰枕關(guān)節(jié)上作屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)位于寰枕關(guān)節(jié)的額狀軸上，力點(diǎn)（斜方肌和項(xiàng)肌在枕骨上的附著點(diǎn)）在支點(diǎn)的后方，阻力點(diǎn)（頭的重心）在支點(diǎn)的前方。又如肘關(guān)節(jié)伸的動(dòng)作，支點(diǎn)在關(guān)節(jié)中心。第一類杠桿的主要作用是平衡力，故又稱為平衡杠桿或靜止杠桿。由于支點(diǎn)可以靠近力點(diǎn)，也可以靠近阻力點(diǎn)，故除有平衡作用外，若支點(diǎn)靠近力點(diǎn)，具有增大速度和幅度作用，若支點(diǎn)靠近阻力點(diǎn)，則具有省力的作用。

蹺蹺板

平衡杠桿

例如在提起重物時(shí)，應(yīng)讓重物越靠近身體，使之阻力臂減少，則越省力。又如在舉重提杠鈴時(shí)，技術(shù)的關(guān)鍵是應(yīng)讓杠鈴盡可能貼近身體，這樣就使阻力臂減小而省力。如果是差的姿態(tài)，則重力作用線遠(yuǎn)離關(guān)節(jié)中心，使阻力臂變長(zhǎng)，肌肉較費(fèi)力，常易感勞累，故許多身體姿態(tài)不良的人（包括某些工作需要保持某種特定姿態(tài)的），例如駝背、脊柱側(cè)彎、打字員、描圖員等，則經(jīng)常感到身體某一部分疲勞，這樣長(zhǎng)而久之，易產(chǎn)生勞損性損傷。

02

第二類杠桿：省力杠桿

支點(diǎn)位于力點(diǎn)和阻力點(diǎn)之間，例如天平秤，蹺蹺板等。在人體內(nèi)這類杠桿較少，例如顱骨與脊柱的連結(jié)，當(dāng)頭寰枕關(guān)節(jié)上作屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)位于寰枕關(guān)節(jié)的額狀軸上，力點(diǎn)（斜方肌和項(xiàng)肌在枕骨上的附著點(diǎn)）在支點(diǎn)的后方，阻力點(diǎn)（頭的重心）在支點(diǎn)的前方。又如肘關(guān)節(jié)伸的動(dòng)作，支點(diǎn)在關(guān)節(jié)中心。第一類杠桿的主要作用是平衡力，故又稱為平衡杠桿或靜止杠桿。由于支點(diǎn)可以靠近力點(diǎn)，也可以靠近阻力點(diǎn)，故除有平衡作用外，若支點(diǎn)靠近力點(diǎn)，具有增大速度和幅度作用，若支點(diǎn)靠近阻力點(diǎn)，則具有省力的作用。

第二類杠桿的作用是省力，因?yàn)樽枇c(diǎn)在中間，阻力臂始終小于力臂，因此用較小的動(dòng)力就能克服較大的阻力，所以又稱為省力杠桿。

03

第三類杠桿：速度杠桿或費(fèi)力杠桿

力點(diǎn)位于阻力點(diǎn)和支點(diǎn)之間。這類杠桿在人體上較為普遍，例如肱二頭肌屈前臂的動(dòng)作，支點(diǎn)在肘關(guān)節(jié)中心，位于杠桿的后方，前臂的重心或手上的重物是阻力點(diǎn)，它位于杠桿的前方，而肱二頭肌在橈骨粗隆上的止點(diǎn)是力點(diǎn)，位于支點(diǎn)和阻力點(diǎn)之間。

這類杠桿因?yàn)榱c(diǎn)在中間，肌力臂始終小于阻力臂，因此一定要用較大的肌力才能克服較小的阻力，因此此類杠桿為費(fèi)力杠桿，但此類杠桿可使阻力點(diǎn)移動(dòng)的速度和幅度增大而獲得速度，所以又稱為速度杠桿。