人体运动的生物力学原理文稿演示
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和增加肌力矩可以加大摆动的角加速度)①加大肌肉的冲量矩,以加大转动效果:由转动定律和动量矩定理可知,增大肌肉的拉力矩可以增大环节绕相应关节的摆动角加速度。
根据肌力矩的定义可知,增大肌力矩可以通过增大肌力和增大肌力臂来实现。
因此加大肌肉的爆发力和肌肉厚度是增大肌力矩的重要因素。
一般而言,肌肉隆起显著者,可获得较大肌力臂,其原因是深层肌肉为浅层肌肉提供了较大肌力臂,这也是为什么臀部显著隆起的黑人运动员特别擅长跳跃的重要原因。
由12ωωI I t d F t M -=∆⋅⋅=∆⋅∑∑可知:A 、加大∑F ,力量训练,增加肌肉收缩前的初长度。
B 、加大d (肌力臂),主要通过加大肌拉力角增加肌力臂。
例如:膑骨可以加大肌力臂,肌肉隆起者肌力臂大,屈蹬跑可以加大屈膝肌力臂。
C :延长t ∆②减少肢体的转动惯量,以加大转动效果:当肌力矩一定时,减小环节对轴的转动惯量,可以达到增大摆动角加速度的目的。
因此,在环节绕关节的摆动过程中,通常采用摆动环节尽可能靠近转轴的方法,以减小它们对转轴的转动惯量。
如短跑运动员在摆腿时通过折叠大、小腿减小下肢对髋轴的转动半径来减小转动惯量,从而达到快速前摆。
在选材时,一般选大腿、上臂较短,而小腿、前臂较长者。
足球运动员在前摆的开始阶段往往也通过折叠大、小腿来减小下肢对髋关节的转动半径来减小其转动惯量,从而达到快速前摆的目的。
由∑∆=∆⋅ωI t M 可得Jt M ∑∆⋅=∆ω , 当∑∆⋅t M 不变时,ω与J 成反比。
(三)动量矩的传递:人体内各环节的动量矩可以传递和转移,其机制是某一环节的制动,可将其动量矩传给相邻环节。
①仰卧举腿起坐动作:②双杠挂臂前摆上动作;摆动腿的突然制动,将动量矩系的加速度方向相反,即F*= - ma ,式中,F*为惯性力,m为物体的质量,a为非惯性系的加速度。
在人体运动中,肢体的摆动获得的是角加速度,角加速度和线加速度的关系为:a = rβ,则有F*= - mrβ△惯性力和相互作用力的区别:(1)惯性力不是物体间的相互作用力,也不存在惯性力的反作用力;(2)无论在惯性系还是在非惯性系,我们都可以观察到相互作用力,但是,只有在非惯性系中才能够观察到惯性力。
2、关节活动的顺序原理—大关节带动小关节活动原理
①原理内容:人体运动时,总是表现出大关节首先产生和结束活动,小关节后产生和结束活动,依据关节的大小,表现出一定的顺序性。
②机制:
A、大关节指配布有大肌群的关节,能产生很大的力,首先克服阻力而产生运动,小关节肌力较小,只有阻力减小到其能克服时,才能产生运动。
尽管人体全力运动时大小关节同时用力,但表现形式却是大关节先产生活动,小关节后产生活动。
如投掷标枪动作,身体各部分的鞭打是有顺序的,优秀运动员对标枪的用力曲线图呈双峰形(图8—5)。
在鞭打之前手向鞭打的反方向移动,右腿在左腿强有力的支撑下积极蹬伸,身体形成“满弓”动作致使做鞭打动作的肌群处于被拉长的状态储备弹性势能,紧接着髋关节及躯干屈曲鞭打,曲线图出现第一个波峰;肩关节在投掷方向上产生加速度,接着肩带及肩关节产生活动,使肘关节产生位移,躯干开始制动,使上臂急速向前上方运动,前臂跟着上臂留在后面,曲线图上出现一个小波谷,在此基础上上臂制动伸肘
动作则要求重心过支点后进行。
、蹬地时膝关节角度不同,肌肉力量及其作用不同。
°以后,屈膝肌群(股二头肌、半腱肌、半膜肌、腓肠有协同股四头肌伸膝作用,而且随着膝关节角度增加,蹬地力明显增加。
复杠杆示意图。
)
2θ
分别为大、小腿长,
(二)起跳动作的生物力学分析:。