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人体运动的生物力学原理PPT课件

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运动生物力学原理一PPT课件

运动生物力学原理一PPT课件
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摆动的主要目的是： 一是增加全身活动协调性，保持人体平衡； 二是增加动作效果。 例如：在走或者跑时，当左腿向前迈出时，两臂不做相应的 摆动，其结果不但增加了向前伸出的困难，而且同时使身体 纵轴产生旋转，使人体动作失去平衡和协调，这对走或者跑 是不利的。 还如：在跳跃类的动作中，上肢的摆动不但可以保持人体平 衡，还可以通过摆动产生的惯性力，增加跳跃腿的起跳力； 改变人体重心位置。
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（二）、摆动动作的转动力学：
一般而言，上肢的摆动是以肩关节为轴转动，下肢的摆动是以髋 关节为轴转动。所以摆动的本质就是转动。 1、转动定律：
M=J 思考：要增加肢体摆动的角加速度，该如何做？ ⑴、减少转动惯量； ⑵、增加肌力矩。 前者可以通过肢体的弯曲来改变转动惯量的大小，后者可以通 过增大肌肉力量和肌力臂来增加肌力矩。
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2、动量矩定理（角动量定理）：
M=J 进行推导
动量矩定理表明：刚体动量矩的增加量等于它所受到的冲量矩。
3、动量矩守恒定律： 当合外力为零时，动量矩不变。 应用：就是人体在腾空时，可以通过改变姿态和环节的变化，实 现人体转动速度和动量矩在轴之间的转移。
4、动量矩的转移： 动量矩在身体内的转移或传递主要就是利用某些身体环节的突 然制动，从而使这些环节原已获得的动量矩向相邻环节传递或 转移。
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（三）、实例分析： 1、短跑途中跑摆腿动作的力学分析： 加大摆腿的力量和幅度，提高步长； 加快摆动的速度，提高步频：有两条途径：增加摆动腿的转动 力矩，根据转动定律，角加速度与转动力矩呈正比，与转动惯 性呈反比。转动惯性与转动半径有关。 2、跳跃项目中摆动动作的力学分析：
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三、动作特征： 1、减小摆动肢体的转动惯量和增加肌力矩可以加大摆动的角速 度。 2、摆动动作与主体动作的合理配合： 3、摆动肢体的适时制动是动量矩转移的关键。

《运动生物力学概论》课件

《运动生物力学概论》课件
球类运动中的传球、射门、控球等技术需要 运用运动生物力学原理，以提高球的准确性 和力量。
详细描述
在足球、篮球、网球等球类运动中，传球、 射门、控球等技术的准确性和力量对比赛结 果有着重要影响。通过运用运动生物力学原 理，运动员可以优化技术动作，提高球的准 确性和力量，从而提升比赛表现。
04
运动生物力学的研究方 法与技术
运动生物力学的未来发展方向
高精度测量技术的发展
随着科技的发展，未来将有更精确的测量设备和方法，以更深入地 探索运动中的生物力学机制。
多学科交叉融合
运动生物力学将与生理学、心理学、材料科学等多学科进一步交叉 融合，为运动训练和损伤预防提供更全面的理论支持。
个性化训练的重视
随着对个体差异认识的加深，运动生物力学将在个性化训练方案制 定中发挥更大的作用，提高训练效果和预防运动损伤。
人体运动的动力学与静力学
01
人体运动的动力学与静力学是 运动生物力学的重要组成部分 ，它们涉及到人体运动的力学 特性和机制。
02
动力学研究人体运动中的力、 力矩和加速度等物理量之间的 关系，以及这些关系对人体运 动的影响。
03
静力学研究人体在静止状态下 的受力情况和平衡状态，以及 这些状态对人体姿势和稳定性 的影响。
02
运动生物力学的核心概 念
运动生物力学的基本原理
运动生物力学是一门研究生物体运动规律和运 动机制的科学，它涉及到生物学、物理学、化 学等多个学科领域。
运动生物力学的基本原理包括牛顿第三定律、 动量守恒定律、能量守恒定律等物理学原理， 以及骨骼、肌肉、关节等生物学原理。
这些原理在运动生物力学中发挥着重要的作用 ，为研究人体运动提供了理论基础。
详细描述

第一章 人体运动学总论ppt课件

第一章 人体运动学总论ppt课件
位移、速度和加速度都可以合成和分解，遵循平 行四边形法则。
精选ppt课件2021
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人体转动的空间物理量
角位移：人体整体或环节 围绕某个轴转动时转过的 角度叫角位移。 它是矢量，大小为转过角 度的大小，方向由物理学 中的“右手法则”判定。 通常规定逆时针转动的角 位移为正，顺时针转动的 角位移为负值。角位移的 单位以弧度表示。
质点的运动包括直线运动和曲线运动。
直线运动又分为匀速直线运动和变速直线运动， 后者在运动中比较多见。
曲线的运动方向始终在变化，具有矢量性。曲线 运动又常分为圆周运动和斜抛物体运动：斜抛物 体作为质点，在运动中形成的轨迹是一条抛物线。
精选ppt课件2021
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2.刚体
是由相互间距离始终保持不变的许多质点 组成的连续体，它有一定形状、占据空间 一定位置，是由实际物体抽象出来的力学 简化模型。在运动生物力学中，把人体看 作是一个多刚体系统。
精选ppt课件2021
3
运动学（kinesiology）是理论力学的一个 分支学科，它是运用几何学的方法来研究 物体的运动，主要研究质点和刚体的运动 规律。
运动学为动力学、机械原理(机械学)提供理 论基础，也包含有自然科学和工程技术等 多个学科所必需的基本知识，包括物体的 运动在空间和时间等方面的差异。
精选ppt课件2021
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人体的面与轴
人体的运动有三个面: 水平面：与地面平行的面，把人体分为上下两部分； 额状面：与身体前或后面平行的面，把人体分成前后 两部分； 矢状面：与身体侧面平行的面，把人体分为左右两部 分。 人体的运动有三个轴： 横轴（与地面平行且与额状面平行的轴） 纵轴（额状面与矢状面相交叉形成的、上下贯穿人体 正中的轴） 矢状轴（与地平面平行且又与矢状面平行的轴，在水 平方向上前后贯穿人体）

《人体运动力学》幻灯片

《人体运动力学》幻灯片

2021/5/21
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(4)剪切 剪切载荷作用时，载荷施加方向与骨外表平行或垂直，
且在骨内部产生剪切应力和剪应变。骨剪切载荷时其内部 发生角变形。通过对骨进展剪切实验的结果说明，骨密质 的剪切强度要大于骨松质的剪切强度，垂直于骨纤维方向 的剪切强度要明显大于顺纤维方向的剪切强度。
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2、物理化学属性的影响
〔1〕骨具有两种最根本的物理属性。 即硬度和弹性。骨之所以能具有一定的硬度和一定的弹
性，取决于骨的化学成分。成人枯骨由含有1／3的有机物( 胶原纤维)和2／3的无机物(主要是钙和磷等)组成。
〔2〕有机物使骨具有弹性 无机物那么使骨坚硬而脆，它能提高骨的强度。骨内的
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青年和老年骨的极限强度相似，但老年骨试样仅能耐 受青年骨试样的应变的一半，说明老年骨的延展性低 于青年骨，破坏时能量贮存亦少。因此，人们常说老 年人的骨脆，也即是说老年人的骨骼变形能力差。
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三、骨疲劳 人在不断运动的过程中，骨会反复受力，当这种反复
作用的力超过某一生理限度时会使骨组织受到损伤，这种 循环载荷下造成骨的损伤为疲劳性损伤。所有物质，其载 荷和重复作用的关系都能作成一条疲劳曲线(图2—15)。 有些物质(如某些金属)， 它们的疲劳曲线是渐近的，这 说明如果载荷保持低于某一水平的话，不管重复的次数多 少，此物质将仍保持完好，对于实验中的骨，曲线不是渐 近的，因为骨在经受低载荷重复作用时，可产生疲劳性微 骨折。
有机物和无机物的比例，随着年龄和生活条件而异，年龄 越小，骨内有机物相对较多，因此小儿骨的弹性较大，较 易发生变形。老年入骨无机物相对增多而变得脆弱，较易 发生骨折。

《人体运动力学》课件

《人体运动力学》课件

虚拟现实技术在人体运动力学中的应用
01
虚拟现实技术可以模拟真实 环境中的运动场景，让人体 在安全的环境中进行训练。
02
通过虚拟现实技术，可以模 拟各种复杂和危险的运动场 景，提高运动员的训练效果
和安全性。
03
虚拟现实技术还可以用于评 估和诊断人体运动问题，为 运动员和普通人提供更好的
运动康复服务。
活质量。
人体生物力学在牙科矫正中的应用
牙科矫正是指通过各种手段改善牙齿排列不齐、畸形等问题，而人体生物力学在牙 科矫正中也有着重要的应用。
通过分析牙齿、颌骨和面部软组织的运动规律，以及咀嚼过程中产生的力量分布， 牙科医生可以制定更加科学合理的矫正方案。
例如，利用生物力学原理设计出更加符合人体工学的矫治器，提高矫正效果和患者 的舒适度。
《人体运动力学》ppt课件
目录
• 人体运动力学的概述 • 人体运动力学的基本原理 • 人体运动力学在体育中的应用
目录
• 人体运动Leabharlann 学在医学中的应用 • 人体运动力学的未来发展
01
人体运动力学的概述
人体运动力学的定义
01
02
人体运动力学是一门研究人体运动规律的科学，它涉及到人体运动过 程中的力学、生物学和医学等多个领域的知识。
通过合理的运动锻炼，可以促进身体健康 和心理健康，提高生活质量。
02
人体运动力学的基本原理
牛顿第三定律
01
总结词
02
详细描述
作用力和反作用力相等，方向相反，作用在同一条直线上。
这是牛顿第三定律的基本内容，它描述了力是如何相互作用的。在人 体运动中，例如跑步或跳跃，地面反作用力使人体前进或向上运动。

03人体运动的生物力学分析.ppt

03人体运动的生物力学分析.ppt
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（四）平衡中的受力分析
解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体， 即确定研究对象；然后考查和分析它的受力情况，这 个过程称为进行受力分析。
1.分离体——把研究对象解除约束，从周围物体中 分离出来，画出简图。
2.受力图——将分离体所受的主动力和约束反力以 力矢表示在分离体上所得到的图形。
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2
3.刚体——在任何情况下形状和大小始终不变的物 体。
刚体内任意两点的距离始终保持不变。刚体是一个 理想化的力学模型。
4.力系——作用于物体上的若干个力 ❖若两力系对同一物体作用效果相同——等效力系； ❖一个复杂力系用一个简单力系等效替换的过程——力 系的简化。 ❖若一个力系可用一个力等效替换，则该力叫合力；力 系中的各力叫分力。 ❖若作用于物体上的力系使物体保持平衡，则该力系称 为平衡力系。此时力系所满足的条件称平衡条件。
推
作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而
论
不改变该力对刚体的作用。
一
力
的
F
F
B
可
A
A
传
性 原 理
作用于刚体上的力的三要素为：大小、方向、 作用线。
作用于刚体上的力是：滑动矢量。
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公
理
作用于物体某一点的两个力的合力，亦作用于
三 同一点上，其大小和方向可由这两个力为邻边所构
3.受力分析的步骤
确定研究对象，取分离体； 先画主动力，明确研究对象所受周围的约束，进一步 明确约束类型，什么约束画什么约束反力。 必要时需用二力平衡共线、三力平衡汇交等条件确定 某些反力的指向或作用线的方位。
注意：（1）受力图只画研究对象的简图和所受的全部 力；（2）每画一力都要有依据，不多不漏；（3）不要 画错力的方向，反力要和约束性质相符，物体间的相互 约束力要符合作用与反作用公理。

人体运动力学-PPT课件

人体运动力学-PPT课件
2019/3/3 3
二、运动形式 简单的、低级的运动形式 复杂的、高级的运动形式 三、人体运动的复杂性 人体是个开放的系统 四、人体的机械运动 （一）人体机械运动的表现方式 人体某一部分相对身体另一部分的空间、时间位移；人体 整体相对外界环境的空间、时间位移；由人体局部位移而造 成器械的空间位移。
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第二节 运动生物力学的任务和内容
一、运动生物力学的任务 （一）运动生物力学学科任务 1．研究人体结构与运动功能之间的相互关系。 2．研究人体技术动作的规律。 3．研究运动技术的最佳化。 4．研究、设技和改造运动器械。 5．研究运动损伤的原因和预防措施。 6．为运动选材提供生物力学参数。
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（二）运动生物力学课程任务 1．深刻理解体育动作的生物力学原理，探索运动技术的 力学规律。 2．扩大知识视野。 3．学习从事运动技术科学研究的生物力学理论和方法。
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二、运动生物力学的课程内容
1.运动生物力学概论 2.人体运动实用力学基础 3．骨、肌肉及人体基本活动的生物力学 4.人体运动数据采集及处理 5.运动技术的生物力学分析 三、学习运动生物力学的指导思想 （一）系统分析的观点 （二）发展变化和对立统一的观点 （三）内外力相互作用和人体内力起主导作用的观点
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3．骨是人体理想的结构材料
表2-1 人胫骨与其他材料比较 物理性能 密度／g.cm-2 沿纵轴的最高张力强度／ N.cm-2 沿纵轴的最高压力强度／ N.cm-2 垂直纵轴的切变强度／ N.cm-2 平行纵轴的切变强度／ N .cm-2 钢 7.8 41571.6 41552 34398 — 骨 1.87～1.97 9114 ～ 11 760 11858 ～ 20 580 11662 4949 花岗石 洋松 2.6 0.63 490 632.1 13 230 4 155.2 1381.8 1 038.8 — —

《人体运动力学》课件

《人体运动力学》课件
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汇报人：
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帮助学生理解人体运动过程 中的力学原理
介绍人体运动力学的基本概 念和原理
提高学生分析和解决实际问 题的能力
帮助学生更好地理解和应用 人体运动力学知识
体育专业学生
健身爱好者
运动教练
运动康复师
运动医学研究 人员
引言：介绍人体运动力学的基本概念和重要性 理论基础：介绍人体运动力学的基本原理和理论 实践应用：介绍人体运动力学在实际生活中的应用 案例分析：通过具体案例分析人体运动力学的应用 总结：总结人体运动力学的核心内容和学习要点 参考文献：列出相关的参考文献和资料
运动装备：如运动鞋、运动服等，需要考虑其舒适性、透气性、弹性等力学性能 运动器材：如球拍、球杆等，需要考虑其重量、硬度、弹性等力学性能 运动场地：如跑道、球场等，需要考虑其摩擦力、弹性等力学性能 运动器械：如健身器材、康复器械等，需要考虑其稳定性、安全性等力学性能
运动员训练：通过人体运动力学分析，优化运动员的训练计划和技巧
动量守恒定律可 以用于解释各种 物理现象，如碰 撞、爆炸等。
动量守恒定律在人 体运动力学中的应 用，可以帮助我们 理解人体在运动过 程中的动量变化， 从而更好地进行运 动训练和康复治疗。
转动力学的定义和研究对象 转动力学的基本概念和原理 转动力学的应用领域和实例 转动力学的发展历史和现状
生物力学：研究人体运动过程中力学规律的科学 基本原理：牛顿力学、能量守恒、动量守恒等 应用：运动训练、康复治疗、运动装备设计等 研究方法：实验法、模拟法、数据分析等
汇报人：
力学原理在运动康复 中的应用
力学原理在运动康复 中的具体案例
力学原理在运动康复 中的实践应用

运动生物力学第三章 人体运动的动力学ppt课件

运动生物力学第三章 人体运动的动力学ppt课件
牛顿第二定律中的物体是被当作质点。在体 育运动中对人体进展研讨时，也不例外，在处置 多环节衔接体的动力学问题时，要用“隔离物体 法〞，也就是把物体分割成多个可视为质点的物 体，以便对每一质点直接运用牛顿第二定律。
牛顿第二定律反映的是加速度与力的矢量关系，指出加速度方 向永远与外力的方向一致。
假设物体同时遭到假设干个外力的作用，那么物体的加速度就 由这些外力的合力产生，其方向与合外力的方向一致。
③ 人体运动中所遭到的外力
a. 重力
大小与方向：G mg g=9.8m/s/s
，方向：指向地球心。
重力与分量的关系；分量与质量和区别。
b. 摩擦力 概念，和特性。 b1.静摩擦力和最大静摩擦力
fm mN
b2.滑动摩擦力
fk kN
c. 弹性力 概念：由物体发生形变产生的力。 弹性力的胡克定律： Fe KX
掌握物体受力的分析方法
确定受力分析对象，取出隔离体 确定场力〔重力、电磁场力等〕 确定一切外力：动力，阻力〔摩擦力、
空气阻力等〕，接触力等。 画受力分析图
c b
d a
跑 的 人 体 受 力 分 析
1. 牛顿第三运动定律及其运用 假设物体A对物体B作用一力FAB，那么物体B同时以力
FBA反作用物体A，两力的大小相等，方向相反，并在同不断 线—上。即：
② 冲量〔矢量性〕 单位：牛顿.秒〔N. s〕
I Ft
冲量的几何含义：
S=F*t
F S
t
2. 动量定理
物体在运动过程中，在某段时间内动量的 改动，等于所受所受合外力在这段时间内的冲 量。即：
KI
F tm t v v0
动量定理的矢量性。 例题：P73
3、动量定理在体育运动中的运用
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人体运动的生物力学原理
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主要内容
• 人体运动的时空特征分析 • 人体运动的平衡与稳定 • 人体运动的改变及其原因 • 人体运动的功能及其转化 • 体育运动中的流体力学
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人体运动的时空特征分析
• 什么是机械运动？
一个物体相对于另外一个物体在一定时间内容的空间位 置改变为机械运动，简称运动。
• 人体运动与非生命机械运动的区别和联系
区别：人是生命体、人体运动是自控的、人体运动源动力来 自肌肉等； 联系：都遵从牛顿运动定律
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人体运动的时空特征分析
• 运动是物体存在的属性，一切物体都是运 动的，人体也不例外。
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人体运动的时空特征分析
• 参照物（系）选取
惯性参照系 & 非惯性参照系
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人体运动的时空特征分析
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人体运动的时空特征分析
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人体运动的平衡与稳定
---体育运动中的人体平衡
• 人体平衡的类型
• 依据重心和支撑点的位置关系：上支撑平衡、下 支撑平衡和混合支撑平衡。
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人体运动的平衡与稳定
---体育运动中的人体平衡
• 人体平衡的类型
• 依据平衡的稳定程度：稳定平衡、有限稳定平衡、 不稳定平衡和随遇稳定平衡。
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人体运动的平衡与稳定
---体育运动中的人体平衡
• 影响人体稳定性的因素
（1）支撑面大小 （2）重心高度 （3）稳定角 （4）稳定系数
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人体运动的平衡与稳定
---体育运动中的人体平衡
• 人体平衡的特点
（1）人体不能绝对静止 （2）人体形状可变 （3）人体内力起重要作用 （4）心理因素的影响
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人体运动的平衡与稳定
---人体平衡的力学条件
• 平衡力系：同时作用在同一人体或器械上 的许多力称为力系，人体或器械在力系作 用下处于平衡状态，这种力系被称为平衡 力系。
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人体运动的平衡与稳定
---人体平衡的力学条件
• 共点、共线力系平衡 • 平面汇交力系平衡 • 平面平行力系平衡 • 空间一般力系平衡
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人体运动的平衡与稳定
---体育运动中的人体平衡
• 稳定性：是指人体或物体抵抗各种干扰作 用保持平衡的能力。稳定性又称稳定度或 稳定程度。
• 稳定性包含两个方面：
（1）人体静止时抵抗各种干扰的能力，即静态稳定平衡性 （2）人体重心偏移平衡为之后，干扰因素除去时，人体仍 能恢复到初始平衡范围，即动态稳定性
时刻是物体在空间某一位置的时间度量，时刻指某一瞬时； 时间是运动的时间度量，指两时刻间隔。
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人体运动的时空特征分析
---人体运动的时空特征
• 空间特征 （1）位移、轨迹和路程 （2）角位移
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人体运动的时空特征分析
---人体运动的时空特征
• 时空特征 （1）速度与速率 （2）加速度 （3）绝对速度、相对速度和牵连速度 （4）角速度和角加速度
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人体运动的时空特征分析
---人体运动的描述
• 表格法 • 图示法 • 公式法
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人体运动的平衡与稳定
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人体运动的平衡与稳定
• 人体平衡状态是指相对于惯性参照系静止 或做匀速直线运动的状态，是人体运动的 一种特殊状态。
• 人体的静止平衡状态称为静态平衡 • 人体的匀速直线运动平衡状态称为动态平衡
---人体运动的表现形式
• 质点运动：直线运动和曲线运动 • 刚体运动：平动、转动和复合运动
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人体运动的时空特征分析
---人体运动的--人体运动的时空特征
• 时间特征 • 空间特征 • 时空特征
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人体运动的时空特征分析
---人体运动的时空特征
• 时间特征 时刻 & 时间