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运动生物力学的原理及应用前言运动生物力学是研究生物体运动的机理和规律的学科，在运动科学、医学、体育等领域具有广泛的应用。
本文将介绍运动生物力学的原理和应用，并通过列举一些典型的应用案例，帮助读者更好地了解这一领域。
1. 运动生物力学的基本原理•人体运动的基本力学原理：人体运动是通过肌肉协调收缩，产生力以推动骨骼运动。
运动生物力学研究如何利用肌肉力和关节运动来实现高效的运动，包括力的大小、方向和作用点等。
•动力学和静力学：运动生物力学研究对象可以分为动力学和静力学。
动力学研究运动过程中的力学特性，如加速度、速度和力等；静力学研究运动静止状态下的平衡和稳定性。
•生物力测量技术：运动生物力学依靠生物力测量技术获取数据，如力板、压力传感器、运动捕捉系统等。
这些技术可以帮助研究人员获得运动过程中产生的力、压力分布、身体姿势等信息。
2. 运动生物力学在运动科学中的应用•运动机能评估：通过运动生物力学技术对运动员的运动机能进行评估，如力量、速度、灵敏度等指标。
这可以帮助教练员制定个性化的训练计划，提高运动员的竞技水平。
•运动伤害预防：研究运动生物力学可以帮助了解运动员的运动过程中可能发生的伤害因素，如过度使用某个肌肉或关节，以及不恰当的运动姿势等。
这些知识可以帮助制定预防伤害的训练和康复计划。
•运动技术改进：通过运动生物力学分析运动员的动作和姿势，可以发现改进的空间和方式。
例如，用运动生物力学技术研究高跳运动员的动作可以找到跳高技术方面的问题，并提出改进建议。
•运动装备设计：运动生物力学可以帮助运动装备制造商设计更符合人体工程学原理的装备。
例如，研究鞋类的缓震性能和稳定性，可以帮助设计更适合运动员需要的运动鞋。
3. 运动生物力学在医学中的应用•运动康复：运动生物力学研究可以为医学康复领域提供支持。
通过对运动姿势和肌肉力量的分析，医生可以制定个性化的康复计划，帮助患者重建运动能力。
•步态分析：运动生物力学技术可以帮助医生进行步态分析，了解患者行走过程中存在的问题，如不平衡、不稳定等。
●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运动规律的科学。
它是将体育运动中人体（或器械）复杂的运动形式及变化规律结合力学和生物学的原理进行研究的一门科学。
●根据力学观点，人体运动可以描述为：在神经系统控制下，以肌肉收缩为动力，以关节位支点，以骨骼为杠杆的机械运动。
●运动生物力学的任务：1.改进运动技术。
根据人体的形态机能特点，研究最合理、最有效的运动技术，以求达到最好的运动成绩。
2.改善训练手段。
通过改善训练手段可增加运动训练的适应性，并能提高运动成绩。
2.预防运动损。
预防运动损伤是生物力学研究的一大基本任务，从运动损伤发生的机制，到其检测与研究方法，相关应用研究越来越普及与深入。
3.运动康复与健康促进。
运动损伤的性质和康复治疗有赖于生物学、运动手段和力学的综合知识，而运动生物力学恰恰能够很好地提供完整的视角。
3.设计与改革运动器材。
运动生物力学理论与方法的运用在改革运动器材方面起着举足轻重的作用，它通过改良各项运动器材来帮助运动员实现运动成绩的提高。
●运动生物力学的测量方法有：运动学测量、动力学测量、人体测量及肌电图测量。
运动学测量参数---肢体的（角）位移、（角）速度、（角）加速度等。
运动学参数---主要界定在力的测量。
人体测量参数----人体环节的长度、围度及惯性参数如质量、转动惯量。
肌电图参数----测量肌肉收缩时的神经支配特性。
●人体动作结构--运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的方式或顺序称为动作结构。
●人体动作结构特征1.运动学特征---时间特征、空间特征、时空特征。
2.动力学特征---力的特征、能量特征、惯性特征。
●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称为动作系统。
●动作系统的分类及特点1.周期性动作系统---是指以周期性循环的规律出现的动作组合的成套连续动作。
跑，泳特点---反复性和连贯性、节律性、交互性、惯性作用。
运动生物力学（Biomechanics of Movement）是研究人体运动过程中力学规律和生物学原理的学科。
它关注人体运动的力和能量、运动控制、运动技术以及人体结构和功能如何影响运动表现。
运动生物力学是体育科学学科体系的重要组成部分，为体育教育、运动训练、运动康复等领域提供理论支持。
运动生物力学的研究内容主要包括：
1.力学原理在人体运动中的应用：研究力和能量如何影响人体运动，
如何通过力学原理分析和解释人体运动。
2.人体动作结构的生物力学基础：研究人体骨骼、肌肉、关节等结
构如何影响运动，以及运动过程中这些结构的相互作用。
运动效能评估：计算和分析能量输出、功率、效率等参数，为提高运动员成绩提供依据。
3.人体运动的生物力学原理：研究人体运动过程中的动力学、静力
学、运动学等问题，以及这些原理如何应用于运动技术分析和改进。
4.运动伤害机制与预防：探讨运动过程中可能导致伤病的生物力学
因素，并提出改善训练方法和技术以减少受伤风险。
5.运动器械设计与改进：根据生物力学原理优化运动装备的设计，
如跑鞋、泳衣、自行车等，提升运动员使用器械时的表现。
6.运动员个性化训练：针对不同运动员的身体结构、生理特征及技
术特点，制定个性化的训练方案和恢复策略。
1. 生物力学：是研究活体系统机械运动规律的科学2. 运动生物力学：是研究体育运动中人体机械运动规律的科学3. 动作技术原理：是指完成某项动作技术的基本规律，它适用于任何人，不考虑运动员的性别、体型、运动素质的发展水平和心理素质等的个体差异，是具有共性特点的一般规律。
4. 最佳动作技术：是考虑了个人的身体形态、机能、心理素质和训练水平来应用一般技术原理，以达到最理想的运动成绩，即它既具有共性，也具有个性特征的运动技术5. 运动生物力学的任务：1. 研究运动员身体结构和机能的生物力学特征，为运动员选材提供理论依据2. 研究各项动作技术确立，动作技术原理，建立动作技术模式来指导教学和训练3．结合运动员个人的身体形态、机能和运动素质等的特点，研究适合个人的最佳动作技术方案和进行动作技术诊断4.探索预防运动创伤和康复手段的力学依据5.设计和改进运动器械6.为改进训练方法提供依据注：运动生物力学的发展简史（第6到10页）要看看6. 质点：具有质量，但可忽略其大小、形状和内部结构而视为几何点的物体7. 刚体：由相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体8. 运动的相对性：物体的运动取决于参考物体选取的性质叫做运动的相对性9. 参考系：描述物体运动时选作为参考的物体或物体群叫做参考系（或参照系）坐标系：指设置在参考系上数轴，是参考系的数学抽象，它在性质上起着参考系的作用，而在数量上又能精确描述坐标系三要素：参照原点，参照方向，参照单位10. 惯性参考系：把相对于地球静止的物体或相对于地球做匀速直线运动的物体作为参考标准的参考系叫做惯性参考系，又称为静坐标或静系11. 非惯性参考系：把相对于地球做变速运动的物体作为参考标准的参考系叫做非惯性参考系，又叫动参考系或动系12.把人体简化为质点，按质点运动的轨迹可分为直线运动和曲线运动13.直线运动分为匀速直线运动和变速直线运动曲线运动分为圆周运动和斜抛物体运动14. .按机械运动的形式可将人体运动分为平动、转动和复合运动（把人体简化为刚体）15.质点的绝对运动：运动着的质点（动点）相对于静参考系的运动相对运动：动点相对于动参考系的运动牵连运动：动参考系相对于静参考系的运动16.运动的描述方法：在运动生物力学中，对运动的描述采用运动方程、图像法和表格法17.运动学量的特征：（一）瞬时性（二）矢量性（三）相对性（四）独立性18. 独立性是指物体在空间运动时，在各个方向上独立保持自己运动的性质1.力的三要素：影响力的作用效应的因素有力的大小、方向和作用点2.人体运动的内力和外力区别：若将人体看作一个力学系统，那么人体内部各部分相互作用的力称为人体内力如果把人体看成一个力学系统，那么来自人体外界作用于人体的力称为人体外力3.牛顿运动定律及其应用4.动态支撑反作用力大于体重，称超重现象5.动态支撑反作用力小于体重，称失重现象6.动量定理在体育运动中的运用（70—72页）1.力偶：大小相等、方向相反、作用线互相平行但不重合的两个力作用在物体上，物体同样会产生转动，这一对力称为力偶2.力偶矩：力与力偶臂的乘积称为力偶矩3.力的平移原理（了解）4.平衡的力学条件：当物体保持平衡时，作用在物体上的一切外力相互平衡，也就是物体所受合外力为零，所受合外力矩为零5. 下支撑静力性动作稳定性的判定：（1）支撑面（2）重心的高低（3）稳定角（4）平衡角（5）稳定系数6. 平衡动作的定性分析：1.根据平衡物体重心于支撑点的位置关系，平衡种类可分为：（1）上支撑平衡：支撑点在重心上方的平衡（2）下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡 2.平衡物体受到外力作用偏离其平衡位置时，根据物体保持其平衡的可能性分为：\（1）稳定平衡（2）不稳定平衡（3）有限度的稳定平衡7. 人体平衡的特点：（1）人体不能处于绝对静止的状态（2）人体内力在维持平衡中的作用(3)人体的补偿动作（4）人体具有自我控制、调节和恢复平衡的能力（5）人体的平衡受心理因素的影响（6）人体的平衡动作消耗肌肉的生理能8. 体重心的位置：据测定，站立时，人体重心一般在身体正中面上第三骶椎上缘前方7厘米处9. 响重心的因素：性别、年龄、体型、生理活动、专项10．人体运动过程移动规律：做大幅度的体前屈动作或体操“桥”动作时，人体重心可以移出体外，重心移动的方向总是与环节移动方向一致，并且重心移动的幅度取决于环节移动的幅度，环节运动的幅度大，重心移动的幅度也大；并且其环节质量愈大，则重心移动幅度愈大11.转动惯量：是描述物体转动时保持原来转动状态能力的物理量。
运动生物力学经典复习资料汇总及答案解析（本科）绪论1、运动生物力学的概念：研究体育运动中人体及器械机械运动规律及应用的科学。
2、填空习题：（1）运动学测量参数主要包括肢体的角（位移）、角(速度)、角(加速度)等；动力学测量参数主要界定在（力的测量）方面；人体测量是用来测量人体环节的（长度）、（围度）以及（惯性参数），如质量、转动惯量；肌电图测量实际上是测量（肌肉收缩）时的神经支配特性。
（2）运动生物力学的测量方法可以分为：（运动学测量）、（动力学测量）、（人体测量）、以及（肌电图测量）。
（3）人体运动可以描述为：在（神经系统）控制下，以（肌肉收缩）为动力，以关节为（支点）、以骨骼为（杠杆）的机械运动。
2 主观题：（1）运动生物力学研究任务主要有什么？标准答案：一方面，利用力学原理和各种科学方法，结合运动解剖学和运动生理学等原理对运动进行综合评定，得出人体运动的内在联系及基本规律，确定不同运动项目运动行为的不同特点。
另一方面，研究体育运动对人体有关器系结构及机能的反作用。
其主要目的是为提高竞技体育成绩和增强人类体质服务的，并从中丰富和完善自身的理论和体系。
具体如下：第一，研究人体身体结构和机能的生物力学特性。
第二，研究各项动作技术，揭示动作技术原理，建立合理的动作技术模式来指导教学和训练。
第三，进行动作技术诊断，制定最佳运动技术方案。
第四，为探索预防运动创伤和康复手段提供力学依据。
第五，为设计和改进运动器械提供依据（包括鞋和服装）。
第六，为设计和创新高难度动作提供生物力学依据。
第七，为全民健身服务（扁平足、糖尿病足、脊柱生物力学）。
第一章节人体运动实用力学基础1、质点：忽略大小、形状和内部结构而被视为有质量而无尺寸的几何点。
刚体：相互间距离始终保持不变的质点系组成的连续体。
平衡：物体相对于某一惯性参考系（地面可近似地看成是惯性参考系）保持静止或作匀速直线运动的状态。
失重：动态支撑反作用力小于体重的现象。
运动生物力学复习资料一、名词解释1、运动生物力学：以人体解剖学、人体生理学、力学的理论与方法研究人体运动体系的生物力学特性和人体运动动作的力学规律以及器械机械运动力学规律的科学。
2、转动惯量：是度量转动的物体惯性的大小的物理量，用以描述物体保持原转动状态的能力。
3、动作系统：大量单一动作按一定规律组成成套的技术动作，这些成套的技术动作就称为动作系统。
4、运动叠加原理：人体或物体同时参与几个运动，则每个运动不受其他分运动的影响，人体或物体的运动是由个个彼此独立进行的运动叠加而成。
5、力偶与平衡力：同一物体上等大反向不在同一点上的力为力偶。
同一物体上，等大反向作用在同一点的力为平衡力。
6、动量守恒定理：如果系统不受外力或受外力的施量和为零，则系统的总动量保持不变。
7、刚体：理想化的力学模型，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体。
8、鞭打：手部游离或持物上肢做类似于鞭子做急速抽打摆臂动作。
如排球跳起跳大力发球9、作用力与反作用力：大小相等，方向相反，并且保持在一条直线上。
10、生物运动偶：两个相邻骨环节之间的可动连接。
11、路程：指人体从一个位置移到另一个位置时，人体运动的实际路线的长度，也是质点运动轨迹的总长。
12、位移：人体在整个运动过程中位置总的变化，既有大小也有方向，是对运动的直线量度。
13、角位移(转动角)：描述人体转动空间的物理量，人体整体或环节绕某轴转动时转过的角度。
14、相向运动：人体在腾空状态下身体某部分的转动能引起身体另一部分的向相反的方向转动二、填空1、运动学之父：亚里士多德意大利科学家：达·芬奇2、力的三要素：方向、大小、作用点3、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。
4、人体运动生物力学参数包括：人体惯性参数，运动学参数，动力学参数，生物学参数。
5、身体环节移动改变重心，身体环节质量越大，重心改变越大，举手动作使重心先向前再向上再向后。
