【问题】人民教育选修必修课1《体内平衡与调控》第27页讨论中提到“发令枪响后0.1秒内出发视为抢跑”,为什么是0.1秒?此规定的科学依据是什么?
发枪后0.1秒内出发视为抢跑的科学依据田径抢跑规则,主要是基于人的反射弧长度,以及维护比赛公平性的需要。
在田径比赛中,当运动员听到枪声并做出反应开始奔跑时,这个过程会涉及到神经系统的多个组成部分,包括受体、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。下面对这五个部分进行详细描述:
受体:
运动员耳朵里的耳蜗毛细胞充当着声音受体,接收声波并将其转换成神经信号。当发令枪发出的声波到达耳朵时,声波使耳膜振动,这种振动通过听小骨传递到耳蜗。耳蜗内的液体振动,导致里面的毛细胞弯曲。毛细胞的弯曲产生电信号,然后通过传入神经传递到大脑。
传入神经:
耳蜗神经(第八对脑神经田径抢跑规则,又称听觉神经)接收来自耳蜗的神经信号,并将这些信号传导至大脑。这些神经纤维负责将声音信号从受体传输到中枢神经系统。
神经中枢:
神经中枢包括大脑皮层和脊髓。耳蜗神经将声音信号传递到脑干的耳蜗核,然后信号继续传递到中脑和丘脑,最后到达大脑的听觉皮层,再由听觉皮层进行分析识别。然后,听觉皮层将启动指令发送给运动皮层。运动皮层将启动信号处理后,通过皮质脊髓束等神经通路传递到肌肉。
传出神经:
传出神经(运动神经)接收来自脊髓的命令并将这些命令传送到效应器,即肌肉。
效应器:
效应器是神经系统的最终执行者,主要指肌肉。在短跑起跑中,效应器主要是腿部和腰部的肌肉,它们接收到神经信号后迅速收缩,产生力量和动作,使运动员能够快速起跑。
以上过程是人类从听到声音到做出反应、开始奔跑需要经历的反射弧的各个结构,完成这个反射活动需要的时间至少为0.1秒,因此国际田联规定,发令枪响后0.1秒内出发视为抢跑。
如果运动员在枪声响起后的0.1秒内开始跑步,这可能意味着他们在等待枪声(即所谓的“扣枪”)而不是立即做出反应田径抢跑规则,这被认为是不公平的。
为保证比赛公平性,起跑器上安装有压力传感器,用于检测运动员的起跑动作,若在0.1秒内检测到设定的压力限值,则判定为抢跑。
[2024安徽报18](1)运动员听到发令枪响后开始起跑,是一种条件反射。短跑比赛规则规定,发令枪响后0.1s内起跑视为抢跑。该行为的激发传导通路为(填入结构名称并用箭头连接)。
(1)调节神经中枢→传出神经→效应器(肌肉)
【关于抢跑】从上述描述可知,抢跑并不是经过完整的反射弧,而是运动员预判的起跑动作,因此,抢跑兴奋传递的起点是大脑皮层。
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