运动生物力学原理一PPT课件

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. 运动生物力学

运动生物力学：是生物力学的一个重要分支，是研究体育运动中人体机械规律的科学。

运动生物力学的主要任务：提高运动能力，预防运动损伤

运动生物力学的研究方法分为测量方法和分析方法，其中测量方法可以分为运动学测量、动力学测量、人体测量、肌电图测量

运动学测量的参数：（角）位移、（角）速度、（角）加速度

动力学测量的参数：主要界定在力的测量方面。

人体测量是用来测量人体环节的长度、围度及,（质量、转动惯量等）

肌电图测量是用来测量肌肉收缩时的神经支配特性。

动作结构：运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的方法或顺序

动作结构的特征主要表现在运动学和动力学，运动学特征指完成动作时的时间、空间和时空方面表现出来的形式或外貌上的特征；动力学的特征指决定动作形式的各种力（力矩）相互作用的形式和特点，包括力、惯性和能量特征。

运动学特征：时间特征、空间特征和时空特征

时间特征反映的是人体运动动作和时间的关系：半蹲起立和深蹲起立

空间特征是指人体完成运动动作时人体各环节随时间变化所产生的空间位置改变状况：下肢和躯干等空间移动轨迹

时空特征指人体完成运动动作时人体位置变化的快慢情况。

动力学特征包括，力的特征、能量特征和惯性特征

能量特征：人体运动时完成的功、能和功率方面的表现形式。

惯性特征：人体运动中人的整体、环节以及运动器械的质量、转动惯量对运动动作所具有的影响。

动作系统：大量单一动作按一定规律组成为成套的动作技术，这些成套的动作技术叫做动作系统。

人体基本运动动作形式可主要归纳为推与拉动作、鞭打动作、缓冲和蹬伸动作及扭转、摆动和相向运动等动作形式

上肢基本运动动作形式——推（铅球）、拉（单双杠）、鞭打（标枪）

★人体基本运动 下肢基本运动动作形式——缓冲、蹬伸、鞭打

W相向动作的生物力学原理:

(1)相向动作:人体腾空状态,由于肌群的收缩使身体两部分同时向相反的方向转动.

(2)对于跑的 ,运动训练重视肩带肌群与髋部肌群力量的平衡发展.

(3)跳水运动员,在空中的折叠与展开都是自然地补偿动作. W.正常行走时,足跟着地时压应力,支撑阶段为拉应力,足跟离地时为压应力.在步态周期的后部呈现较高的剪应力,表示存在显著的扭转载荷,在支撑时相和足趾离地时相胫骨外旋慢跑时的应力方式完全不同.在足趾着地时先是压应力,继而在离地时转为高拉应力,而剪应力在整个支撑期间一直较小,表明扭转载荷很小. W影响人体平衡的因素？

(1)影响人体平衡的力学因素:支撑面 重心高度 体重

(2)影响人体平衡的生物力学因素:

1人体不能绝对静止

2人体有效支撑面小于支撑面

3人体具有一定的自身平衡调节能力

4人体平衡受心理因素的影响

5人体平衡动作消耗肌肉的生理能 W运动生物力学的学科任务？

(1) 研究人体结构与运动功能的关系

(2) 研究人体运动技术的规律

(3) 研究人体运动技术的最佳化

(4) 设计与改进运动器械

(5) 研究运动损伤的力学原因

动力学参数的特征

(1) 独立性:力与加速度一一对应,物体受到某一方向上的作用力 ,受力方向上产生加速度 ；作用了消失,加速度消失.

(2) 瞬时性:有时需要整体研究,描述运动的整体性；有时需要对人体某时间点研究,研究人体某一时刻的情况.

(3) 隐含性:如吊环十字支撑

(4) 生物性:不能单用牛顿力学计算,包含有生物学.

W运动生物力学的学科概述

(1)运动生物力学学科的萌芽时期:

(2)运动生物力学学科的形成时期:1运动生物力学学科形成标志----1967年 国际体育和教育理事会 召开的的第一届国际生物力学讨论会.2 1973年 成立国际力学学会

(3)运功生物力学学科发展时期:05年8月22日至27日23届国际生物力学学术年会在北京召开.

生物学：是研究生命现象及其运动规律的学科。

力学：研究物体机械运动规律的学科。

运动生物力学：是一门新兴的交叉学科，以生物力学为主，以机能解剖学、运动生理学和力学的理论与方法，研究人体运动器系的生物力学特征、人体运动动作的力学规律以及运动器械机械力学规律的学科。

人体惯性参数：是指人体整体及环节的质量、质心（重心）位置、转动惯量及转动半径。

质量：物体含有物质的多少，是衡量物体平动惯性大小的物理量，用以描述物体保持原有运动状态的能力。

重量：报括人体总重量和人体环节重量；即重力的大小

质心：物质的质量中心，重心值物质个组成部分所受重力的合力作用点。

环节质心位置在各环节中几乎都有一个固定的位置。

转动变量是衡量物体转动惯性大小的物理量。

时刻：人体位置的时间量度，是时间坐标轴上的一点。

时间：运动结束时刻与运动开始时刻时间的间隔。

频率：是动作重复性的次数，就是单位时间内重复进行的动作次数。

路程：人体从一个位置移到另个位置时，人体运动的实际路线的长度，也是质点运动轨迹的全长

位移：人体在真个移动过程中位置总的变化，既有大小又有方向，是对运动的直线量度

角位移：描述人体转动的空间物理量，人体整体或环节绕某轴转动时转过的角度。

速度：人体所经过的位移与通过这段位移的所用时间的比值，是描述运动快慢和方向的物理量。

速率：人体运动所经过的路程与通过这段路程所用的时间之比，是描述人体运动快慢程度的物理量，著有大小没有方向。

角速度：人体在单位时间内转过的角度

加速度：单位时间呢人体运动速度的变化量，是描述人体运动速度变化快慢的物理量。

角加速度：在圆周运动中，由于转轴和曲率半径固定用角加速度表示人体转动时角速度变化的快慢。

力：物体间的相互作用力

力矩：使物体转动状态发生变化的原因用M表示

动量：用以描述物体在一定运动状态下具有的“运动量”

动量矩：转动惯量J和角速度w的成绩，用L表示是矢量。

冲量：物体运动状态的改变是力的结果，力在时间上的积累I

运动生物力学题库

授课教师：孟林盛

本题库共包含7种题型，其中判断题90道；选择题59道；填空题50道；名词解释77道；简答题30道；论述题22道；计算题35道。

一、判断题

1、运动生物力学研究的核心是技术动作（ × ）

2、运动生物力学的研究对象是生物体（ × ）

3、运动生物力学研究的核心是人体内部结构。（ × ）

4、一般δ>5%称为塑性材料，δ<5%称为脆性材料。（ √ ）

5、物固体材料如骨、软骨、肌肉、血管壁、皮肤等都具有粘弹性。（ √ ）

6、应力的大小与至骨干中性轴的距离成反比，距中性轴越远，应力越小。（× ）

7、剪应力的量值与其距中性轴的距离成正比，距中轴越远，剪应力越大。（ √ ）

8、压缩负荷能够刺激新生骨的生长，促进骨折的愈合。（ √ ）

9、骨在压力情况下易损坏，在张力情况下不易损坏。（× ）

10、关节的作用一是保证人体的的运动，二是起到支点的作用。（× ）

11、两关节面弧度差越大，关节的运动幅度就越大。（ √ ）

12、从希尔方程可知骨骼肌收缩时，负荷P增加，速度V减小；反之，P减小，V增加。（ √ ）

13、肘关节有3个自由度。（× ）

14、（自由刚体有6个自由度。（ √ ）

15、动作结构是借以区别不同动作，是正确动作的依据。（× ）

16、人体质心和重心一般被认为是共点。（ √ ）

17、物体质量越小，保持原有运动状态的能力也越小。（ √ ）

18、物体转动惯量越大，保持原有运动状态的能力也越大。（ √ ）

19、质量他是度量转动物体惯性大小的物理量。（ × ）

20、转动惯量他是度量转动物体惯性大小的物理量。（ √ ）

21、自由体是可任意方向移动的物体。（ √ ）

22、力偶是一对大小相等方向相反的力。（ × ）

23、某运动员站立在操场上不动，有人说他是绝对地静止。（× ）

24、直线运动又称线运动，是指人体或器械始终在一条直线上运动，即近地点运动轨迹是一条直线。（× ）