运动生物力学教学实验
运动生物力学教学实验
Experiment of Sports Biomechanics
第一节实验须知（Notice of Experiment）
一、实验课目的（Purpose）
运动生物力学教学实验的目的在于通过实验使学生掌握运动生物力学教学实验的基本操作技术，以及反映人体运动技术动作运动生物力学特征测试与评定。初步掌握获得运动生物力学知识的科学方法，验证运动生物力学的基本理论。培养学生辩证唯物主义的观点，求实的科学态度和正确的思维方法，以及对事物具有客观地观察、比较、分析和综合的能力，从而为科学地组织体育教学、指导体育锻炼与训练，以及进行体育科学研究奠定基础。
二、实验课要求（Requirement）
1、实验前认真阅读实验指导，了解实验目的、要求、原理、步骤和操作
程序。
2、严格遵守实验室有关规定。
3、按实验步骤操作。
4、仪器使用要严格按操作规程进行，如有仪器故障或损坏，及时报告实
验教师，不得自行修理和拆卸。
5、爱护实验仪器设备，注意安全。
6、分工合作，各项工作轮流担任，认真做好实验记录。
7、实验后整理仪器设备，打扫卫生，关闭电源。
8、认真整理实验记录，做出实验结论，写出实验报告。
三、实验报告的内容和要求（Content and requirement of Report）
1、实验报告（Report of experiment ）
◇实验名称、姓名、年级、班级和实验日期
◇实验目的
◇实验原理
◇实验仪器设备
◇实验方法与步骤
◇实验结果
◇讨论和结论
根据已知的理论讨论分析实验结果，并指出实验结果的省区力学意义。
实验结论是从实验结果中归纳出的一般的概括性的判断，即是某一实验所能验证的基本概念、原理或理论的简明总结。
四、说明（Introduction）
由于我院的实验条件尚不健全，部分实验暂时不能开设，有的实验采用其他更加简单的方法所取代。但是我们正在积极努力改善实验条件，争取在短时间内建立健全运动生物力学实验室和相应的实验设备和仪器，以保证运动生物力学的教学与科研的正常进行，提高教学与科研的质量，完成教学任务。
第二节实验内容（content of experiment）
实验一人体一维重心测量
实验目的（purpose）：学习用一维重心测量板测定人体重心的实验方法。分析影响人体重心位置的因素
实验原理（principle）：依据静力学的力矩平衡原理进行人体重心位置的测定。（见图9-1）
测定公式：∑ M A = 0
W·AD－（M－M0）·AB = 0
AD = M－M0·AB
W
AD为被试标准站立姿势时的总重心的绝对高度，为了便于比较可计算人体重心的相对高度计算公式为：重心相对高度= 重心绝对高度/ 身高×100%
图9-1
实验仪器与材料（instrument and material）：体重秤、一维重心测量板、身高仪。
方法与步骤（method and step）：
1、学生两人一组。
2、赤足测量每人的身高、体重。
3、被试者以标准解剖姿势平躺在测量板上，另一学生读出体重秤读数并记录诶
表中，然后被试者两臂平举和两臂上举，记录体重秤的读数。
4、依据上述原理和测量数据结果，分别计算出不同姿势的重心高度和标准解剖
位的相对高度。
5、根据测量结果写出实验报告。
实验二分析法、图解法测定人体重心
第三章
实验目的（purpose）：学习运用分析法和图解法在运动图片上计算人体重心的方法和原理，深入了解影片解析仪上计算人体重心的基本原理和方法。
实验原理（principle）：分析法测定人体重心是以合力矩原理为依据，选定的人体模型，依据所确定的模型提供的参数，分别计算出各环节重心，然后相对确定的直角坐标系的坐标轴进行力矩合成。公式如下：n n
∑ PiXci ∑ PiYci
Xc = i=1 Yc=i=1
P P
式中Xc、Yc是人体总重心在坐标系OXY中的相应坐标值，Xci、Yci人体各环节在同一参考坐标系中的相应坐标值，Pi是各环节的重量，n是计算总重心坐标
时所取的环节总数，P是人体总重量，若把P看成1，则Pi为相对重量，那么，公式可以简化为：n n
Xc = ∑ PiXci Yc= ∑ PiYci
i=1 i=1
实验仪器与材料（instrument and material）：运动技术图片一张、直尺、坐标纸。
实验方法与步骤（method and step）：
1、建立直角坐标系
2、确定各关节重心点
3、连接关节点构成人体单线图
4、测量各环节的长度，填入预制表格内
5、根据选定的人体模型的环节半径系数，测定各环节的重心位置和坐标，填入
表内。
6、根据选定的人体模型的各环节相对重量及各环节重心坐标分别求出PiXi、
PiYi，填入表格内。
7、根据公式求出人体全部环节重心n n
∑ PiXi ∑ PiYi
i=1 i=1
即为人体总重心Xc、Yc
7、在图中标出Xc、Yc。（见图9-2）
图9-2
实验三不同跑速时步长与步频关系实验
第四章
实验目的（purpose）:通过实验,使学生加深理解速度概念的物理意义,初步掌握测定平均速率的方法.了解在不同跑速情况下的步长和步频的变化规律.
实验原理（principle）:跑速 = 步长×步频
步频 = 步数 / 时间
实验仪器与材料（instrument and material）:计时秒表，20M卷尺
实验方法与步骤（method and step）：
1同跑速时步长与步频关系图。
◇受试者以慢速、中速、快速和最高速度分4次跑完20M，在20M 始端加15M预跑距离，以便进入20M跑道后能以匀速跑完全程。
记录20M跑的时间和步数。4人为一个实验组，计时、发起跑信
号、计步数和受试各一人，轮流司职。上述结果填入下表。
填入上表。
◇绘制步长与步频关系图。根据记录采集的数据和计算结果，绘制不同跑速情况下的步长和步频关系图。
2、20M快跑。由站立式起跑开始，测定20M跑的最高速度，记录时间、
步数，计算出速度、步长和步频。
实验结果讨论（discussion for result）：
1、速度增加时，你的步长与步频是如何变化的？
2、比较1、2两个实验中，最高速度的差别是什么？
3、根据文献，世界优秀短跑运动员，在最高速度时，步长约等于
1.014倍的身高。计算出你的最高速度时，步长与身高之比。进
行比较评价。
4、你认为短跑运动员在速度增加时，步长与步频应该如何变化为
宜？
实验四绘制运动中人体点的轨迹
第八章
实验目的（purpose）：了解人体运动的运动学特征；掌握人体运动电影图片绘制点的轨迹的方法。
实验原理（principle）：按照运动生物力学影像测量的要求拍摄的影片，记录了人体在空间和时间中的运动，反映了人体运动的空间特征、时间特征和时空特征等信息，是分析体育运动动作的重要依据。
将人体运动动作拍摄成影片，再把各幅影片上人体特定点（各关节中心）标记在坐标系中，按时间顺序把各点连结成圆滑曲线。形成人体特定点的运动轨迹。
实验仪器和材料（instrument and material）：一组按照运动生物力学影像测量的
要求拍摄的反映运动动作的（短跑运动）影片，米尺，坐标纸。
实验方法与步骤（method and step）：
1、按时间顺序给照片编号
2、在各幅照片上建立统一坐标系，并标记人体某一点（如髋关节中心点）。
3、测量各幅照片上人体某点的坐标值，标记在坐标纸上。
4、按时间顺序将各点连成光滑曲线。
5、在选取其它关节中心点，重复步骤3、4。
6、观察曲线形状。
实验结果与讨论（discussion for result）：实验结果反映了哪些运动学特点？试描述轨迹反映的运动学特点？
实验五绘制人体运动简图
第八章
实验目的（purpose）：学习根据电影图片绘制人体运动简图的方法，根据运动简图对运动动作进行初步分析。
实验原理：电影图片记录了人体运动的连续过程，将影片上人体主要各界点标记出来，按一定顺序连结各关节点，构成人体运动简图，可以直观展示出人体各环节的相对位置和主要关节的角度，是初步分析运动学特征的重要依据。
实验仪器与材料（instrument and material）：一组按照运动生物力学影像测量的
要求拍摄的短跑或急行跳远的高速摄影放大照片，米尺坐、标纸。
实验方法与步骤（method and step）：
1、按时间顺序给照片编号。
2、建立坐标系。
3、在各幅照片上依次标记各关节点的位置，按环节将关节点以直线连结，构成
运动简图。
4、在坐标纸上建立坐标系，将前面绘制的各幅运动简图按适当比例移植在坐标
纸上。
实验结果讨论（discussion for result）：根据绘制的人体运动简图，描述人体运动的运动学特点。
实验六测定人体确定点运动速度随时间的变化
第八章
实验目的（purpose）：掌握利用电影图片测定人体运动瞬时速度的方法，了解短跑中瞬时速度假的特点。
实验原理（principle）：点的平均速度V = S / ?T，当?t→0时，lim S/?T = V，V 为瞬时速度。
?t→0
高速摄影的影片中，第k幅画面某点对应的瞬时速度为V k = X k＋1－X k－1/?t，即根据k幅画面的前一幅画面k－1幅和后一幅画面k＋1幅某点的坐标计算其位移，而时间间隔?t则由摄影频率决定，设摄影频率为n，单位：幅/S，时间间隔为：?t = 1 / n [k＋1－（k－1）] = 2 / n。当摄影频率较高时，?t→0，平均速度趋近于瞬时速度V k→V k。
实验仪器与材料（instrument and material）：一组按照运动生物力学影像测量的
要求拍摄的短跑的高速摄影放大照片一套，米尺。
实验方法与步骤（method and step）：
1、将放大照片按时间顺序编号。
2、在各幅照片上建立统一坐标系
3、在各幅照片上标记右髋关节点，并测量，记录其X坐标。
4、根据V k = X k＋1－X k－1 /?t，计算各幅照片对应时刻的瞬时速度，式中?t由摄
影频率和影片间隔数确定。即根据?t = 1 / n [k＋1－（k－1）] = 2 / n来计算。
5、求出各幅影片对应时刻的瞬时速度（从V k = X k＋1－X k－1 /?t求出的速度须换
算成实际速度，因为点的坐标值是在照片上量出的，乘以照片的比例系数才是实际尺度，比例系数根据拍摄动作同时拍摄的比例尺换算，如1米长的比
例尺，在照片上测量为10cm，则比例系数为10，根据V k= X k＋1－X k－1 /?t 得到的结果乘10），然后绘制出V-t曲线。
6、观察曲线并分析速度随时间变化规律
实验结果讨论（discussion for result）：描述短跑中人体右髋关节的速度-时间曲线特征。
实验七测定人体重心运动速度随时间的变化
第八章
实验目的（purpose）：学习高速摄影照片测量人体重心速度的方法，进一步熟悉分析法测定人体重心方法。
实验原理（principle）：测定速度的原理同实验六，当?t→0时，平均速度趋近于瞬时速度。
实验仪器与材料（instrument and material）：同实验六。
实验方法与步骤（method and step）：
1、同实验六。
2、同实验六。
3、求各幅照片上的人体重心，测量重心的X、Y坐标值。
4、测定速度同实验六。注意根据照片测定的速度要乘比例系数，当然，如果速
度已经经过换算，不乘比例系数。
5、同实验六。
6、观察曲线，分析速度随时间的变化情况。
实验结果讨论（discussion for result）：描述短跑中人体重心速度随时间变化规律。
实验八测定短跑中人体关节角随时间的变化
第八章
实验目的（purpose）：学习使用电影图片测定人体主要关节角度的方法和绘制关节角－时间曲线的方法，并掌握关节角－时间曲线分析运动学特征的方法。
实验原理（principle）：根据关节点的位置确定环节纵轴，相邻两环节的纵轴的夹角为关节角。用量角器获得。也可以通过计算3个关节点构成的三角债确定其数值。各幅画面的时间关系由摄影频率确定。在测定了关节角、时间的基础上可绘制关节角－时间曲线，该曲线对分析运动学特征具有重要价值。
实验仪器与材料（instrument and material）：一组按照运动生物力学影像测量的
要求拍摄的短跑高速摄影放大照片，米尺、量角器，坐标纸。
实验方法与步骤（method and step）：
1、按时间顺序给照片编号。
2、建立坐标系。
3、标记各关节点，并将其连成单线图。
4、用量角器测量各幅照片上的相应关节角度（根据需要选择关节），按时间顺序详细记录下来。
5、根据记录的数据绘制关节角－时间曲线。
6、分析比较曲线。
实验结果讨论（discussion for result）：描述关节角－时间曲线的特征。
实验九肌肉力学实验
实验目的（purpose）：培养学生将所学的力学、肌肉力学及人体整体动作原理，分析人体基本技术动作，提高分析解决问题的能力。
实验原理（principle）：肌肉收缩的力学原理
牛顿第二定律ΣF = ma
实验仪器与材料（instrument and material）：5米皮软尺（10把、加松紧带）
实验方法与步骤（method and step）：
1、现场实测四种不同纵跳方式的纵跳高度。
2、纵跳方式①由站立开始的加摆臂的自由纵跳②由站立开始，没有摆臂的纵跳
③站立开始，下蹲后停留若干秒，加摆臂的纵跳④由半蹲开始，没有摆臂的
纵跳。
3、每种方式各做三次（男女各三次），求平均值填表。
4、用一条松紧带将皮尺系在受试者的腰部，记录起跳前后的原始刻度H1，纵跳
结束后，记录皮尺的刻度H2，H = H2－H1为受试者的实际纵跳高度。将结果填表。
实验结果讨论（discussion for result）：根据不同方式纵跳高度，运用肌肉力学及人体整体动作的理论对测试结果作出评价，确定技术模式。写出实验分析报告。
实验十双脚原地纵跳的力学特征实验分析
第二章
实验目的（purpose）：学习测量人体运动的动力学特征的犯法，分析原地纵跳的力学特征。
实验原理（principle）：为分析运动员在踏跳时与支撑点的相互作用所采用的专门测力系统。测力系统由一维及三维测力台、放大器、记录仪或电脑组成。
测力台→放大器→记录仪
在纵跳时运动员身体重心腾起的最大高度，按竖直上抛公式计算：
H = 1 / 2 gt2
最大起跳速度用以下公式计算：V t = gt
公式中的t为人体离测力台达到最高点的时间。
实验仪器与材料（instrument and material）：实验设备包括一维或三维专用测力
系统、体重秤。
实验方法与步骤（method and step）：
1、介绍测力系统的构成及原理，接通系统，进入工作前状态。
2、测定受试者的体重
3、受试者在测力台上完成3种姿势的纵跳。①由半蹲开始，无反向运动不加摆
臂的纵跳，②由站立开始不加摆臂的纵跳，③由站立开始的加摆臂的自由纵跳。
4、取下记录实验结果的绘图纸或3种纵跳的垂直力曲线。标定横坐标单位长度
的时间和纵坐标单位长度的力值。
5、在3种动作的垂直力曲线图上划分动作阶段，并将各动作阶段的延续时间和
起跳垂直力峰值填入记录表。
t
其结果填入表内。
实验结果讨论（discussion for result）：
1、分析各种不同纵跳动作过程中垂直力曲线的变化规律，区分其差异及产生的
原因。
2、分析各种不同纵跳动作过程中肌肉工作的情况。
注：由于体育学院没有测力系统，该实验暂时不能进行。
实验十一技术图片上测定人体的稳定角
第三章
实验目的（purpose）：通过实验学习在技术图片上求解人体稳定角的方法。
实验原理（principle）：根据稳定角的概念，在技术图片上测量出人体重心的位置和支撑面的边界点，就可以确定人体在不同方位上的稳定角。
实验仪器与材料（instrument and material）：技术图片、直尺、量角尺、大头针、
坐标纸。
实验方法与步骤（method and step）：
1、根据实验二的犯法求解图片中人体重心位置。
2、确定不同方位上的支撑面边界点。
3、在坐标纸上绘出人体单线图，标出人体重心位置。
4、由人体重心垂线连结重心和支撑面边界点的连线。
5、测量人体重心垂线与重心到支撑面边界点连线之间的夹角。
实验结果与讨论（discussion for result）：分析影响人体动作稳定性的因素。
实验十二转椅实验－动量矩守恒定律的验证
第六章
实验目的（purpose）：通过实验加深理解动量矩守恒的适用条件，了解角速度和转动惯量的关系。
实验原理（principle）：动量矩守恒定律。公式：I0ω0 = I tωt
实验仪器与材料（instrument and material）：茹可夫转椅
实验方法与步骤：
1、受试者坐在转椅上，手持哑铃两臂侧平举，由其他人帮助转椅获得初始转动
速度，然后观察两臂收至胸前时角速度的变化及展开两臂时角速度的变化。
图9-3
2、受试者坐在转椅上，手持哑铃两臂同时向一侧摆动，观察人与转椅系统的运
动状态变化情况。
提示：本实验不考虑转轴摩擦力矩和空气阻力矩的作用，假定合外力矩为零。实验结果讨论（discussion for result）：描述实验现象并分析原因。
注：由于没有茹可夫转椅转椅，暂用其他方式替代。
实验十三用物理摆法测定人体转动惯量
第六章
实验目的（purpose）：通过实验学习测定人体转动惯量的实验方法，测量和分析人体在各种不同姿势下相对于通过身体质心轴的转动惯量。
实验原理（principle）：物理摆是在重力作用下绕不通过质心的水平定轴摆动的刚体。物理摆的摆动周期T同它的质量m、质心到悬轴的距离L以及相对于转动
轴的转动惯量I有关，其关系式为：T = 2πI/mgl。
利用物理摆（秋千）测定转动惯量。根据T = 2πI/mgl，可以得到秋千
的转动惯量公式：I0 = T02 m0gL0
4π2
式中m0、L0分别是秋千的质量和秋千质心到转动轴的距离，T0是秋千的自由摆动周期，π= 3.14 g = 9.81m/ s2.
当人站到秋千上，“人—秋千”系统的质心到秋千转动轴的距离为：
L’ = L0m0＋Lm
m0＋m
式中L’是系统质心到转动轴的距离。L是所测定的姿势下人体质心到秋千转动轴之间的距离。m是人体的质量。因此，“人-秋千”系统的转动惯量，可以按下列公式计算：I’ = T’2 （m0＋m）L’g
4π2
式中I’为“人-秋千”系统相对于秋千转动轴的转动惯量。T’为人-秋千”系统的摆动周期。人-秋千”系统的转动惯量撒秋千转动惯量同人体转动惯量之和：I’ = I0＋I
所以,人体相对于秋千转动轴的转动惯量为: I = I’－I0
人体相对于通过自身质心且平行于秋千转轴的转动惯量I wc可按平行轴定理计算: I wc = I－mL2
实验设备（instrument）: 实验设备是一个框架，为减少摩擦，用滚珠轴承悬于水平轴上。框架下方固定一平板，供人站立。此外，还有测量秋千转动角度的装置及秒表。秋千的下述数据m0、L0和平板到转动轴的距离H已知。
实验方法与步骤（method and step）：
1、将秋千推至偏离平衡100--150，使其自由摆动，测量10次全摆动的时间，算
出每一次全摆的平均时间为秋千的摆动周期T0。
2、按式I0 = T02 m0gL0
计算秋千的转动惯量I0
3、测定受试者的质量m和所研究的姿势下身体质心到秋千转轴间的距离L。
4、按式L’ = L0m0＋Lm
求出“人—秋千”系统质心到秋千转轴间的距离L’。
5、受试者根据所要测定姿势登上秋千平板。重复步骤1，测定“人—秋千”系统的震动周期T’
6、按式I’ = T’2 （m0＋m）L’g
计算“人—秋千”系统相对于秋千转轴的转动惯量I’
7、按式I = I’－I0求出人体相对于秋千转轴的转动惯量I，并按式I wc= I－mL2求出人体相对于通过自身质心且平行于秋千转动轴的转动惯量I wc。根据研究任务变换姿势重复上述各项测量和计算步骤。将结果填入下表：
运动生物力学
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 动作形式全身基本运动动作形式——摆动、躯干扭转、相向运动 人体的运动是由运动器系的机能特征所决定的，即以关节为支点，以骨为杠杆，在肌肉力的牵拉下绕支点转动，各肢体环节运动的不同组合使人完成千变万化的动作。 生物运动链根据其结构特点可以分为开放链和闭合链。见书P28-图2-15 生物运动链中的杠杆同机械杠杆一样也分为平衡杠杆、省力杠杆和速度杠杆 人体中的三类骨杠杆：见书P30-图2-16 ★人体惯性参数是指人体整体及环节质量、质心位置、转动惯量和转动半径 人体简化模型：质点模型、刚体和多刚体模型
运动生物力学复习资料.
名词解释 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。 超重现象：动态支撑反作用力大于体重的现象。 失重现象：动态支撑反作用力小于体重的现象。 人体运动的内力：人体内部各部分之间的相互作用力。 支撑面：支撑面积是由各部位支撑的表面及他们之间所围的面积组成的。 稳定角：所谓稳定角就是重心垂直投影线和重心至支撑面积边缘相应点的连线间的夹角。稳定系数：当倾倒力开始作用时，稳定力矩与倾倒力矩的比值。 上支撑平衡：支撑点在重心上方的平衡。 下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡。 转动惯量：物体转动时惯性大小的量度。 肌肉的主动张力：肌肉收缩元兴奋时可产生张力，称主动张力。 肌肉的被动张力：肌肉被牵拉时产生弹力，称被动弹力。 肌肉总张力： 肌肉的激活状态： 肌肉松弛：被拉长的肌肉，其张力有随着时间的延长而下降的特性，这一特性称肌肉松弛。动作技术原理：是指完成某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、体形、运动素质的发展水平和心里素质等的个体差异，是具有共同特点的一般规律。 最佳动作技术：是考虑了个人的身体形态、机能、心里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。 肢体的鞭打动作：在克服阻力或身体位移过程中，上肢诸环节依次加速和制动，使末端环节产生极大速度的动作形式。 相向运动：人体腾空时或人体两端无约束时，身体某一部分向某一方向活动，身体的另一部分会同时产生相反方向的活动，我们这种身体两部分相互接近或远离的运动形式成为相向运动。 动作技术的特征画面：不同动作阶段的临界点。 (跑的) 着地距离：支撑脚着地瞬间重心在地面上的投影点到着地点的水平距离。 (跑的) 腾空距离：跑步腾空阶段身体重心通过的水平距离。 (跑的) 后蹬距离：支撑脚离地瞬间重心在地面上的投影点到离地点的水平距离。 (跑的) 着地角：着地时刻，身体重心与着地点的连线和水平面的夹角。 动力冲量：支撑阶段地面对人体的反作用力在水平方向上的分力与运动方向相同时此力的冲量。 制动冲量：支撑阶段地面对人体的反作用力在水平方向上的分力与运动方向相反时此力的冲量。 (跳远) 起跳距离：身体腾起瞬间身体重心在地面上投影点与起跳板前沿之间的水平距离。(跳远) 腾空距离：跳远的腾空阶段身体重心通过的水平距离。 (跳远) 落地距离：足跟接触沙面瞬间身体重心与足迹最近点之间的水平距离。 (跳远) 腾起速度：踏跳脚离地瞬间身体重心的速度。 (跳远) 腾起角：腾起速度方向与水平面的夹角。 (投掷) 出手初速度：器械出手瞬间速度的大小。 (投掷) 出手角度：标枪出手瞬间初速度的方向和水平线的夹角，也称投掷角。 (投掷) 姿态角度：标枪纵轴与水平面的夹角，也称倾角。 填空题 当加速度方向与速度方向相同时称为加速运动，反之称为减速运动。
运动生物力学的概念
一．运动生物力学的概念：运动生物力学的概念是研究体育运动中人体及器械机械运动规律的科学。 二．动能与势能的正确利用(高水平运动员动作的特征）：1.高水平运动员在完成投掷动作时有效地利用了助跑速度。2.高水平运动员超越器械动作时间短，身体背弓大器械被充分引向身体后方。3.高水平运动员较好的利用了身体的动能及肌肉的弹性势能。 三．人体运动的形式：如果将人体简化为质点，人体运动可分为：直线运动和曲线运动。如果将人体简化为刚体，人体运动可分为：平动，转动和复合运动。2.斜抛物体的运动：1.定义：运动轨迹为抛物线 2.斜抛运动的构成：水平方向：匀速直线运动竖直方向：竖直上抛运动 四．牛顿第一定律（惯性定律）：1.定义：任何物体，在不受力作用时，都保持静止或匀速直线运动状态。2.应用（保持跑速，动作连贯）牛顿第二定律及其应用1.定义F=ma 2：几点注意1.a是运动学量F是动力学量，他们都是矢量力是产生运动的原因，并且加速度方向与力的方向一致。 2.牛顿第二定律中的物体是被当做质点的 3.加速度与力同时出现同时消失，反应的是瞬时关系。应用：加速跑，超重，失重，弯道跑 五．牛顿第三定律及其应用：1.定义Fab=-Fba 2.应用：加速跑，起跳，投掷链球 六．动量与冲量 1.动量：K=mv 2.冲量：I=Ft 动量定理在体育中的应用1：落地缓冲动作：要减少对人体的冲力，就得延长力的作用时间。 七．人体平衡的力学条件人体平衡的力学条件是人体所受的合外力为零和合外力矩为零。表达式为：∑F=0，∑M=0 如：燕式平衡，单杠支臂悬垂 八．人体重心的概念：1.概念：人体全部环节所重力的合力的作用点，就叫人体重心 2.研究人体重心的意义：评定一个体育动作的质量，分析其技术特征和纠正错误动作等。都需要从人体重心的变化规律去分析，无论是动力性的动作还是静力性的姿势，探索其运动规律时，都离不开人体重心。 3.特点：人体中心不想物体那样恒定在一个点上，不仅在一段时间内，要受肌肉和脂肪的增长或消退等因素的影响，即使在每一瞬间，也要受呼吸，消化，血液循环等因素的影响，特别是在体育运动中，要受人体姿势变化的制约，随姿势的改变，有时甚至移出体外。例如：体操中的“桥”，背越式跳高的过杆动作等。 九．人体平衡的分类:1:根据支点相对中心位置分类：1：上支撑平衡：当人体处于平衡，切支撑点在人体重心上方，如：体操中的各类悬垂动作。2：下支撑平衡：当人体处于平衡，切支撑点在人体重心的下方，下支撑平衡在体育动作中最为常见如：站立，自由体操和平衡木的平衡动作以及田径，武术等。3：混合支撑平衡：是一种多支撑点的平衡状态，这时有的支撑点在人体重心上方，有的支撑点在人体重心下方。如：肋木侧身平衡根据平衡的稳定度分类：稳定平衡，不稳定平衡，随遇平衡，有限度的稳定平衡。 1:稳定平衡：人体在外力作用下，偏离平衡位置后，当外力撤除时，人体自然恢复平衡位置，而不需要通过肌肉收缩恢复平衡。如果物体偏离平衡位置的结果是物体重心升高，则该平衡是稳定平衡，多数上支撑平衡属于稳定平衡。如：单杠支臂悬垂 2：人体在外力的作用下，偏离平衡位置后，当外力撤除时，人体不仅不能回到原来的平衡位置，而是更加偏离平衡位置。如果物体偏离平衡位置的结果是物体的重心降低，则该平衡是稳定平衡，多数下支撑平衡属不稳定平衡。如：单臂手倒立 3：随遇平衡：人体在外力的作用下，偏离平衡位置后，当外力撤除时，人体既回不到原来的平衡位置，也不继续偏离原位置，而是在新位置上保持平衡。在体育中很少见。如：连续完成两个前滚翻。 4：有限度的稳定平衡：人体在外力作用下，一定限度内偏离平衡位置，当外力撤除时，人体回到平衡状态，但如果偏离平衡位置超过某一限度时，人体失去平衡。如：太极拳中的推手。
立定跳远的运动生物力学分析
立定跳远的运动生物力学分析立定跳远成绩通常被作为评定学生身体素质好坏的一个重要指标，同时它也 经常作为运动员选材的一个重要依据。运动生物力学是一门理论与实践密切结合 的应用科学,?它直接为增强人民体质和提高运动技术水平服务。以运动力学原理来分析立定跳远各个阶段的动作技术,找出提高立定跳远技术的途径,寻求最佳立定跳远技术,以帮助提高立定跳远的成绩。换句话说,就是从这个角度来分析立定跳远应该怎么跳,为什么要这么做,如何提高立定跳成绩。立定跳远属于抛射点与落地点在同一水平面上的抛射运动,?根据远度公式得知,影响抛射远度的主要因素是腾起初速度,又根据动量定理,?要求练习者在预蹲后应立即摆臂,蹬地跳起,蹬地应快猛干脆利落。因此,在进行完整连贯地练习立定跳远时应注意以下一些动作技术方面的问题。 动作各阶段分析 1、预蹲预摆阶段。双腿预蹲与双臂预摆是同时进行且运动方向完全相反。当双腿下蹲时，双臂由前下方经体侧向后上方摆动，上体稍前倾。这个阶段应注意四个问题。 （1）下蹲的程度，是微蹲、半蹲或是全蹲应明确。立定跳远时下蹲程度要求是微蹲，这时，人体的肌肉初长度被拉长达到了最适宜的程度。若是半蹲或全蹲就不符合人体肌肉的工作特点，变成了有意识地放慢下蹲的速度而延长力的作用时间，这样会降低肌肉的收缩力量，不利于形成强大的肌肉收缩力即爆发力。 (2)预蹲摆后能不能停顿。立定跳远动作要求是不能停顿的，当预蹲预摆后应接着迅速完成蹲地动作的，其主要原因是：停顿是把连贯的动作变成静力性动作，而静力性动作较连贯性动作易使肌体产生疲劳。。 (3)摆臂的程度。预蹲时双臂后摆应做到自然，不能强扭使摆幅加大，蹬地时双臂前摆应尽力前上方摆起，以最大程度地提高身体重心。 (4)明确预蹲摆的次数是不是越多越有利于起跳。立定跳远要求只预蹲摆一至二次，并不需要进行多次的重复。多次的重复预蹲预摆不利于充分利用肌肉的弹性，同时由于肌肉松驰现象的存在，不利于肌肉产生最大收缩强力。 2蹬地结束后人体腾空到最高点阶段。预蹲结束应立即摆臂与蹬地跳起，蹬直双腿，上体尽量前送，人体在达到最高点时成一斜线，这时候整个人体也应该是遵循角动量守恒定律的。 3人体从最高点到安全落地阶段。人体蹬离地面后，由于上体尽量前倾，在最高点时，是成一条斜线根据角动量守恒定律，当人体在腾空后，在不改变外力矩作用时，身体某一环节若以一定大小的动力矩绕转轴向某一方向产生转动，必然导致身体其他环节以等量大小的动力矩绕转轴向相反方向发生转动。这时，若不急剧挥臂，向前屈体并做收腹举腿，必然导致人体按原来斜线状态落地。为保证安全落地，必定要使下肢向反方向发生转动，并且小腿前伸着地，保证了上肢上体与下肢转动的动量矩矢量和为零，才能顺利地落地。 为了提高立定跳远的成绩，在进行动作练习时还应注意以下一些训练方法的问题： 1从抛射原理的射程公式中我们可得知：初速度与远度是成正比的，初速度是影响远度的主要因素。因此，在训练中必须着重提高初速度以提高远度。由于
北京体育大学 运动生物力学复习题
运动生物力学复习题
第一章绪论 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。 第二章人体运动实用力学基础 一、名词解释 1.稳定角：重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点连线间的夹角。 2.支撑面：支撑面积是由各支撑部位的表面及它们之间所围的面积组成的。 3.转动惯量：物体转动时惯性大小的量度。 4.超重现象：动态支撑反作用力大于体重的现象。 5.失重现象：动态支撑反作用力小于体重的现象。 6.稳定系数：当倾倒力开始作用时，稳定力矩与倾倒力矩的比值。 7.上支撑平衡：支撑点在重心上方的平衡。 8.下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡。 9.人体运动的内力：人体内部各部分之间的相互作用力。 二、填空 1.运动是绝对的，但运动的描述是相对的。因此在描述一个点或物体的运动时，必须说明它相对于哪个物体才有明确的意义，且称此物体为参照物。 2.在运动学中有两个实物抽象化模型，即质点和刚体。 3.当加速度方向与速度方向相同时称为加速运动，反之称为减速运动。 4.运动员沿400米跑道运动一周，其位移是 0 ，所走过的路程是 400m 。 5.篮球运动中的投篮过程可看作是一个抛点低于落点的斜上抛运动，而投掷项目中，器械的运动可以看做是一个抛点高于落点的斜上抛运动。 6.人体蹬起时，动态支撑反作用力大于体重，称为超重现象，下蹲时，动态支撑反作用力小于体重，称为失重现象。 7.乒乓球弧旋球飞行的原因是运动员打球时使球旋转，由于空气流体力学的作用，产生了马格努斯效应的结果。 8.忽略空气的阻力，铅球从运动员手中抛出后只受到重力的作用，这种斜上抛运动可看作是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛的合运动。 9.身体绕某转轴的转动惯量的大小，是随身体各环节相对转轴的距离的改变而改变的。 10.游泳时，运动员受到的阻力主要有三种，它们是摩擦阻力、形状阻力和兴波和碎波阻力。 三、判断题 1.人体在做平衡动作时，需由外力及肌肉、韧带等内力矩共同维持平衡。（√） 2.人在平衡时，仍需消耗一定的生理能。（√） 3.人在自然站立时，女子和男子的平均重心高度是一样的。（×） 4.在身体姿势的变化过程中，人体中心不可以移出体外。（×） 5.人体保持平衡动作的力学条件是合外力及和外力矩为零。（×） 6.用一维重心板测量人体重心的原理是力矩平衡原理。（√） 7.单杠悬垂动作是一个不稳定平衡的例子。（×）
运动生物力学
一、名词解释 1、力学：是研究物体机械运动规律的学科。 2、生物力学：是生物物理学的一个分支，是力学与生物学的交叉、渗透、融合而形成的一门学科。 3、运动生物力学：是研究人体运动力学规律的学科，它是体育科学学科体系的重要组成部分。 4、转动惯量：是衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量。用ω表示。 5、角速度：是指人体在单位时间内转过的角度。用α表示。 6、加速度：指单位时间内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。 7、角加速度：表示人体转动时角速度变化的快慢，指转动中角速度的时间变化率。 8、三维坐标系：又称空间坐标，判断人体运动要从三个方向上看，由原点引出三条互相垂直的坐标轴，分别用Ox、Oy、Oz表示。 9、力：是物体间的相互作用。 10、力矩：使物体（人体）转动状态发生改变的原因，用M表示。 11、动量：用以描述物体在一定运动状态下具有的“运动量”。 12、动量矩：是转动惯量J和角速度ω的乘积。用L表示。 13、冲量：物体（人体）运动状态的改变时力作用的结果，力在时间上的积累可用冲量I表示 14、冲量矩：在研究转动问题时，把力矩在时间上的积累称为冲量矩，是力矩和时间的乘积。 15、均匀强度分布：在特定的加载条件下，材料的每一部分受到的最大应力相同。 16、适宜应力原则：骨骼对体育运动的生物力学适应性本质上是骨骼系统对机械力信号的应变。有利于运动负荷及强度导致的骨应变会诱导骨量增加和骨的结构改善；应变过大则造成骨组织微损伤和出现疲劳性骨折，应变过小或出现废用则导致骨质流失过快。 17、骨折：骨的完整性或连续性中断者称为骨折。是运动损伤中最常见的损伤之一 18、关节软骨：是一种多孔的粘弹性材料，其组织间隙中充满着关节液。 19、渗透性：在恒定的外力下，软骨变形，关节液和水分子溶液从软骨的小孔流出，由形变引起的压力梯度就是引起关节液渗出的驱动力。 20、界面润滑：是依靠吸附于关节面表面的关节液分子形成的界面层作为润滑。 21、压渗润滑：液体又接触面从运动方向的前缘挤出，在接触面的后缘由渗透压把压渗出的滑液再吸收回软骨内，这种机制能够有效地保存关节液及其位置，对抗外力。 22、收缩元：代表可以相对滑动的肌浆球蛋白和肌动蛋白纤维丝，其张力与它们之间的横桥数目有关。 23、串联弹性元：表示肌浆球蛋白纤维、肌动蛋白纤维、横桥、Z线以及结缔组织的固有弹性。 24、并联弹性元：表示静息状态下肌肉的力学性质。 25、肌力变化梯度：在很多体育运动中往往要求运动员在极短时间内发挥出最大力，一般称爆发力。 26、力的时间梯度：达到1/2最大力所需要的时间称为力的时间梯度。 27、力的速度梯度：力的最大值与所需时间的比值这个指标称为力的速度梯度。 28、摆动动作：指人体肢体为增加全身活动的协调性及增加动作效果而绕某一轴进行的一定幅度的转动。 29、鞭打动作：人们把这种在克服阻力或自体位移过程中，肢体依次加速与制动，使末端环节产生极大速度的动作形式称为鞭打动作。 30、相向动作：人体在腾空状态下，由于肌群的收缩使身体两部分同时向相反方向转动称为相向动作。 31、冲击动作：在体育动作中，通过扣、踢等击打方式使人体四肢动量向运动器械实现转移的动作形式。 32、缓冲动作：肢体末端环节与外界发生相互作用，肢体由伸展到屈曲以延长力的作用时减小冲击力作用或控制外界物体的动作，在运动技术中叫缓冲动作。 33、蹬伸动作：人体在有支撑的状态下，下肢各环节积极伸展，配合以正确的摆臂技术，给支撑面施加压力，已获得较大支撑反作用力的动作过程。
运动生物力学深刻复习资料(带答案解析)
运动生物力学复习资料（本科） 绪论 1名词解释： 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填空题： （1）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）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）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 简答题： （1）运动生物力学研究任务主要有哪些？ 答案要点：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）。 第一章人体运动实用力学基础 1名词解释： 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。 超重：动态支撑反作用力大于体重， 参考系：描述物体运动时作为参考的物体或物体群。 惯性参考系（静系）：相对于地球静止或作匀速直线运动的参考系。 坐标系：为了定量的描述物体的运动，需要在参考系上标定尺度，标定了尺度的参考系即为坐标系。常用的是直角坐标系，又分为一维、二维、三维坐标系。
从运动生物力学原理谈运动损伤的发生原因及防治
·运动医学· 从运动生物力学原理谈运动损伤 的发生原因及防治 戈定(同济医科大学式汉‘30030) 摘要:运动损伤的发生原因多种多样，但从根本_卜讲.上要是由于运动训练及技术动作违背r 运 动解剖学、生理学及生物力学的科学原理所致。本文欲探讨此力一面生物力学的原因及防治方法。 关键词:运动生物力学，运动损伤，原因，防治 On the Causes of Exercises Injury and Prevention，Treatment from the Perspective of Sports E3iomechanics (*e Dcn} (Tuug.lt Me
运动生物力学
知识点: 1、惯性参照系就是指相对地球静止或匀速直线运动的物体被选为参照物。 2、非惯性参照系就是指相对地球做变速运动的物体被选为参照物。 3、研究人体运动中常用的两种简化模型就是质点与刚体。 4、把人体简化为刚体时,人体运动分为平动、转动、复合运动。平动可分为直线平动与曲线平动。 5、物体加速度的方向与外力矢量与的方向相同。百米短跑过程中,起跑时加速度最大,速度最小;途中跑时速度最大,加速度最小,近似为零。 6、动点相对于静参考系的运动称为_绝对运动__;动点相对于动参考系的运动称为___相对运动__;动参考系相对于静参考系的运动称为__牵连运动__。 7、海拔越高,重力加速度g的越小;纬度越大,重力加速度越大,越靠近赤道,重力加速度越小。 8、运动员受不等于零的恒力作用时,该运动员不可能处于匀速直线运动状态。 9、链球从开始旋转一直到出手的这个阶段___既有向心加速度,又有切向加速度__。 10、力的作用可以使物体产生加速度与产生形变,这就就是力的作用效应。前者称为____外效应___后者称为__内效应___。力的合成与分解遵循__平行四边形_____法则。 人体内力只能改变身体的形状,不能引起人体整体的运动,人体外力可以引起人体整体的运动。 11、弯道跑时人体向内倾斜的目的就是为了产生足够的向心力,而不就是为了克服离心力。 12、跳高运动员飞跃横杆过程中,人体只受重力,重心的加速度为始终向下。 13、刚体平衡的力学条件就是合外力为零与合外力矩为零。 14、从轴的正面瞧去,力使物体按_逆__时针方向转动时,力矩规定为_正__;力使物体按_顺__时针方向转动时,力矩规定为_负__。 15、当物体处于不稳定平衡时,如果受到外力偏离其平衡位置时,重心将会降低。 16、当物体处于稳定平衡时,如果受到外力偏离其平衡位置时,重心将会升高。 17、按照支撑点与重心的位置关系,人体平衡可以分为上支撑平衡、下支撑平衡与混合支撑平衡。各举例一项。 18、按照平衡的稳定程度,人体平衡可分为稳定平衡、不稳定平衡、有限度的稳定平衡、随遇平衡。各举例一项。 19、稳定系数就定义为倾倒力开始作用时稳定力矩与倾倒力矩的比值。稳定系数大于1,物体保持稳定;稳定系数小于1,物体失去稳定。 20、描述物体惯性的物理量有两个,一个就是质量 ,它就是度量物体平动的惯性;另一个就是转动惯量 ,它度量物体转动的惯性。 22、力矩就是度量力对物体作用时产生转动效果的物理量。 23、力的方向与位移方向相同时,力作正功;力的方向与位移方向相反时,力作负功。 机械能有两种,动能与势能。 动能分为平动动能与转动动能。 势能有两种形式,分别就是重力势能、弹性势能。 24、改变滑动摩擦力的大小可以通过改变滑动摩擦系数与正压力来实现。 25、改变最大静摩擦力的大小可以通过改变静摩擦系数与正压力来实现。 26、摩擦系数的大小与接触面的粗糙程度、材料的属性与接触面积的大小有关。 27、转动轴可分为实体轴与非实体轴。非实体轴可分为关节轴与基本轴。人体三根基本轴为矢状轴、额状轴与垂直轴。 28、人体绕单杠转动属于有支点有实体轴的转动,人体在投掷链球或花样滑冰时在冰面上的旋转属于有支点无实体轴的转动,人体跳水或体操中的空中转体动作属于无支点无实体轴的转动。 29、乒乓球比赛中运动员以相同的速度与角度击打出上旋球与不旋转的球,上旋球的落点将会更近,速度将会更快。 30、当人体在空中转动时,转动惯量的大小与质量的大小、质量的分布、轴的位置有关;与重心位置无
散打动作技术的运动生物力学分析
散打动作技术的运动生物力学分析 散打是一项用身体特定部位作为进攻或防守武器的搏击性运动。纵观其动作技术特点，散打中任一技术动作都是在肩、躯干、腰、髋、膝、裸各关节的充分配合下完成的，要求将各关节的分力聚集一点作用于目标。散打动作技术主要有拳法、腿法、摔法。拳法主要包括直拳、摆拳、勾拳、劈拳、扣拳、鞭拳、弹拳七种，是以直、摆、勾、为主体；腿法主要有前蹬腿、侧踹退、横鞭腿、后摆腿、下劈腿、扫腿六种，是以前蹬腿、鞭腿、侧踹腿为主体；散打中的摔法主要有夹摔、抱缠摔、接腿摔、等三种[1I。拳法的特点在于进攻路线短、冲力大、速度快、发力狠、动作突然、防不慎防、躲避困难、而且易于应用身体的力量。腿法的特点进攻路线长、打击力大、是远距离进攻最有效的武器。摔法的特点是速度快、发力突然，是贴身搏击的锐利武器。 1 对散打动作技术肌群工作特征分析 肌肉是人体运动的发动机，是产生力的器官。散打动作技术的肌群力学特征主要通过参与工作的肌肉作用类型、肌肉功率、肌肉功、肌肉的发力顺序四方面表现出来。 1．1 参与工作的肌群及其特点 散打中的每一动作技术都是全身性的运动，都要求身体各部位的肌群协调、充分的配合使机体能量经济化和动作效果最优化。从体育解刨学的角度上讲，其动作设计与人体的上肢、躯干、和下肢等关节的肌肉的工作特征紧密相连。下面以散打中最常用的右手掼拳为例、对参与掼拳动作关节的运动及肌肉工作的特点进行分析：右手掼拳的动作要求右腿轻微下潜继而快速蹬地并向内扣，髋关节伸展内旋，躯干向左回旋，同时肩胛骨前伸，肩关节前屈，肘关节伸的同时伴随前臂内旋，右拳向外、向前、向里横掼，力达拳面。做掼拳动作时，右腿轻微下潜右后快速蹬地并向内扣动作是由髁关和膝关节完成，参与的肌群为小腿三头肌、胫骨后肌、股四头肌等，是肌肉在近固定时做超等长收缩完成的。髋关节伸展内旋动作主要是臀大肌、大收肌、股二头肌、半肌腱和半膜肌、臀中肌和臀小肌前部及阔筋膜张肌等肌群在近固定时做向心工作完成的。躯干左回旋动作是由左侧腹内斜肌和右侧腹外斜肌在下固定时做向心工作完成。在手臂摆动过程中，上肢带的肩胛骨做前伸运动，主要是由前锯肌和胸小肌在近固定时做离心工作完成的；肩关节前屈主要是由胸大肌、三角肌前部肌纤维做等长工作完成；肘关节伸的同时伴随前臂内旋动作，肘关节伸主要是由肱三头肌和肘肌在近固定时做向心工作完成的；前臂内旋是旋前原肌、旋前方肌在近固定时做向心工作完成。 由以上分析得知，各关节肌肉的收缩形式有离心收缩、超等长收缩、等长收缩等收缩形式。在各种收缩形式中，产生肌力的大小顺序为：超等长收缩>离心收缩>等长收缩>向心收缩日。显而易见。超等长收缩产生的肌力最大。之所以这种收缩能产生更大的力量是由于肌肉弹性体产生的张力变化和肌牵张反射。 从运动生物力学的角度说，人体肌肉包括肌腱是一种黏弹性物质，其在收到迅速牵拉伸长时，能够产生强大的弹性回缩力，黏性物质如果缓慢被拉伸，或者拉伸后在停顿一段时间就会出现松弛现象，其弹性回缩力就会大大降低。所以在散打动作中，尽可能的使肌肉做超等长收缩，使其产生更大的肌力。如在直拳、掼拳、勾拳时，在启动阶段使蹬地腿有意识的小幅度下潜或身体小幅度的转动使肌肉先做离心收缩，继而快速蹬地、转髋、送肩使肌肉做向心收缩，从而增大肌力。在做鞭腿动作时同样使进攻腿下潜，继而快速蹬地，肌肉做超等长收缩，使进攻腿产生了更大的肌力，通过发作用力于地面，从而增加了进攻腿的启动速度。但应注意腿的下潜动作及蹬地发力到动作完成整个过程是快速、连贯一致的，否则会出现肌
运动生物力学复习资料
运动器官生物力学 1、影响骨拉压力学性质的因素： a)性别和年龄：男女在骨骼弹性模量、抗拉和抗压强度极限上没有显著差 异。 b)骨的各向异性及解剖部位差异：在最常见的载荷方向上，骨骼的强度和 刚度最大。 c)加载、应变速率的影响：（加载速率是指每单位时间内载荷增长量。每单 位时间内应变的改变为应变速率。）研究结果表明，骨的压缩强度极限和 弹性模量随应变速增高而增大。 d）应力集中影响：由于截面尺寸改变而引起的应力局部增大的现象称为 应力集中。在静载荷下，塑性材料与脆性材料对应力 集中的反映是不同的。对塑性材料可不考虑应力集中 的影响；对脆性材料，应力集中将大大降低杆件强度。 2、骨骼的力学特点 1)骨骼是各向异性材料，载荷方向不同其力学性质也不同。局部解剖位置 不同其力学性质也存在差异。 2)成熟密质骨压缩强度最高，拉伸强度次之，剪切强度最差。顺着纤维方 向的剪切强度低于横着纤维方向的剪切强度。松质骨的强度远远低于密 质骨的强度。 3)应力集中会使骨骼的强度降低。 4)加载速度增加，骨的强度和刚度增加，吸收能量的能力增加。 3、骨的功能适应性（Wolff定律） 骨功能的每一改变，都有与数学法则一致的确定的内部结构和外部形态的变化。 4、骨的压电效应 长骨被弯曲时，能产生压电，在凸侧 即张应力侧（拉侧）产生正电位， 在凹侧（压侧）即压应力侧产生 负电位。
5、疲劳性骨折： 1)概念：由于重复作用的较低负载引起的骨折，又叫应力性骨折、新兵骨 折、慢性骨折等。 2)发生机制：骨具有自我修复能力，只有在骨重建不足以弥补骨疲劳损伤 时才发生疲劳骨折——也就是说频繁的载荷妨碍了骨为防止骨折所进行 的重建活动。 3)影响应力性骨折的因素 a)应力大小 b)应力重复次数及负荷频率 c)负荷形式 d)骨的力学强度 e)肌肉疲劳程度 f）局部解剖结构 6、治疗的基本原则：受伤部位制动 7、肌肉活动对骨应力分布的影响： （A）胫骨在三点弯曲状态下压应力和张应力的分布。 （B）小腿三头肌的收缩造成胫骨后侧产生压应力，抵消了胫骨后侧的张应力。（C）当臀中肌松弛时，张应力作用于股骨颈上部骨皮质，压应力作用于下部骨皮质。臀中肌收缩能够抵消张应力。 8、术后康复时：避免主动做折弯、旋扭、剪切、拉伸动作；给予应力刺激 9、生物软组织材料具有很高的非线性、各向异性和粘弹性等性质。 其中粘弹性又包括滞后，松弛，蠕变 10、骨可能承受的负荷形式：拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲、复合。 11、强度：抵抗外力破坏的能力。 刚度：抵抗外力而不产生变形的能力。 稳定性：保持平衡形态的能力。 12、外界有电刺激，骨更易愈合：电刺激骨愈合技术 13、关节软骨的功能： （1）在广泛区域内使关节负荷分散，可减少接触关节面上的应力。 （2）可在相对关节面上发生一定活动而有最小的摩擦和耗损。 （3）富有弹性，能起到缓冲震动的作用。 （4）在受到压力时，关节软骨具有渗透性。 14、软骨的生物力学性能： a)软骨的粘弹性 b)关节软骨的渗透性：渗透性和压应力关系：健康关节软骨的渗透性随其压力应变或压应力的增大而降低。 c)关节软骨的润滑性
北京体育大学 运动生物力学复习题讲课教案
北京体育大学运动生物力学复习题
运动生物力学复习题
第一章绪论 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。 第二章人体运动实用力学基础 一、名词解释 1.稳定角：重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点连线间的夹角。 2.支撑面：支撑面积是由各支撑部位的表面及它们之间所围的面积组成的。 3.转动惯量：物体转动时惯性大小的量度。 4.超重现象：动态支撑反作用力大于体重的现象。 5.失重现象：动态支撑反作用力小于体重的现象。 6.稳定系数：当倾倒力开始作用时，稳定力矩与倾倒力矩的比值。 7.上支撑平衡：支撑点在重心上方的平衡。 8.下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡。 9.人体运动的内力：人体内部各部分之间的相互作用力。 二、填空 1.运动是绝对的，但运动的描述是相对的。因此在描述一个点或物体的运动时，必须说明它相对于哪个物体才有明确的意义，且称此物体为参照物。 2.在运动学中有两个实物抽象化模型，即质点和刚体。 3.当加速度方向与速度方向相同时称为加速运动，反之称为减速运动。 4.运动员沿400米跑道运动一周，其位移是 0 ，所走过的路程是 400m 。 5.篮球运动中的投篮过程可看作是一个抛点低于落点的斜上抛运动，而投掷项目中，器械的运动可以看做是一个抛点高于落点的斜上抛运动。 6.人体蹬起时，动态支撑反作用力大于体重，称为超重现象，下蹲时，动态支撑反作用力小于体重，称为失重现象。 7.乒乓球弧旋球飞行的原因是运动员打球时使球旋转，由于空气流体力学的作用，产生了马格努斯效应的结果。 8.忽略空气的阻力，铅球从运动员手中抛出后只受到重力的作用，这种斜上抛运动可看作是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛的合运动。 9.身体绕某转轴的转动惯量的大小，是随身体各环节相对转轴的距离的改变而改变的。 10.游泳时，运动员受到的阻力主要有三种，它们是摩擦阻力、形状阻力和兴波和碎波阻力。 三、判断题 1.人体在做平衡动作时，需由外力及肌肉、韧带等内力矩共同维持平衡。（√） 2.人在平衡时，仍需消耗一定的生理能。（√） 3.人在自然站立时，女子和男子的平均重心高度是一样的。（×） 4.在身体姿势的变化过程中，人体中心不可以移出体外。（×） 5.人体保持平衡动作的力学条件是合外力及和外力矩为零。（×） 6.用一维重心板测量人体重心的原理是力矩平衡原理。（√）
运动生物力学试题题库(试题)
运动生物力学试题题库（试题） 一、选择题（共25题） 1、人体骨骼能承受的力比其在日常生活中所受到的力大倍。 a.10倍 b.12倍 c.6倍 d.20倍 2、成年人体骨组织中大约是水份。 a.25%~30% b.15%~20% c.20%~25% d.30%~25% 3、成年人体骨组织中大约有是无机物和有机物。 a.80%~85% b.75%~80% c.65%~70% d.70%~75% 4、胶原纤维在拉伸过程中，破坏变形的范围在之间。 a.6%~8% b.10%~12% c.4%~6% d.12%~15% 5、骨承受冲击能力的大小与骨的结构有密切关系，头颅骨耐冲击比长骨大约左右。 a.60% b.40% c.30% d.70% 6、人体股骨所能承受的最大压缩强度比拉伸强度大约左右。 a.36% b.50% c.120% d.80% 7、当外力的作用时间是左右时，关节液是同时具有流动性和弹性的“粘弹液”，是柔软的弹性体，起着橡皮垫的作用，能够缓冲骨与骨之间的碰撞。 a.1/500s b.1/100s c.1/200s d.1/500s 8、当外力的时间达到左右时，关节液不在表现为“液体”，而表现为更坚硬的“固体”了，对于冲撞的冲力不能起缓冲作用。 a.1/500s b.1/100s c.1/1000s d.1/200s 9、以中立位为足与小腿呈90o角，则踝关节背屈和蹠屈的活动度是。 a.25o,35o b.35o,45o c.20o,30o d.30o,40o 10、中立位为膝关节伸直，膝关节可屈曲和过伸的活动度为。 a.165o,15o b.155o,10o c.145o,15o d.145o,10o 11、中立位为髋关节伸直，膑骨向上，膝关节伸直，髋关节屈和伸的活动度为。 a.165o,55o b.145o,50o c.145o,40o d.150o,40o 12、挺身站立中立位时，躯干背伸和侧屈的活动度分别为。 a.30o,20o b.40o,30o c.35o,25o d.40o,20o 13、中立位为头颈部而向前，眼平视，下额内收，颈部前后屈伸的活动度为。 a.35o b.45o c.35o,45o d.45o,35o 14、中立位为头颈部向前，眼平视，下额内收，颈部左右侧屈的活动度为。 a.45o b.35o c.40o d.40o,45o 15、人体站立时，正面投影面积约占身体体表面积的。 a.30%-36% b.35%-40% c.24%-30% d.38%-42% 16、高速骑行时，运动员身体投影面积约占其体表面积的。 a.24% b.31% c.21% d.27% 17、在游速为zm/s时，运动员所受形状阻力（压差阻力）占总力的。 a.50% b.70% c.60% d.40% 18、项韧带和黄韧带的主要成份是弹性纤维，对二者施加低载拉伸负荷时，其伸长变形程度为原长度的。 a.2倍 b.1.5倍 c.0.5倍 d.1倍 19、风洞实验证明，决定铁饼远度的因素排列是。 a.出手速度、出手角度、自转速度、器械倾角 b.出手角度、出手速度、器械倾角、自转速度 c.出手速度、器械倾角、出手速度、自转角度
运动生物力学
1．运动生物力学：研究人体运动力学的规律的科学，；分；2．人体惯性参数：是指人体整体及环节的质量、质心；3．人体重心：是人体各个环节所受地球引力的合力的；4．转动惯量：是衡量物体转动惯性大小的物理量；5．图像解析：对运动员的动作技术进行拍摄完成后，；理，获取原始的运动学数据；6．转动定律：刚体绕定轴转动时，转动惯量与角加速；7．鞭打动作：人们把这种在克服阻力 下载:运动生物力学49.Doc 1．运动生物力学：研究人体运动力学的规律的科学，它是体育科学学科体系的重要组成部 分。 2．人体惯性参数：是指人体整体及环节的质量、质心位置、转换惯量及转换动半径。 3．人体重心：是人体各个环节所受地球引力的合力的作用点。 4．转动惯量：是衡量物体转动惯性大小的物理量。 5．图像解析：对运动员的动作技术进行拍摄完成后，将得到的影像资料进行数字转换的处 理，获取原始的运动学数据。 6．转动定律：刚体绕定轴转动时，转动惯量与角加速度的乘积等于作用于刚体的和外力矩。 7．鞭打动作：人们把这种在克服阻力或自体位移过程中，肢体依次加速与制动，使末端环 节产生极大速度的动作形式。 8．相向动作：人体在腾空状态，由于肌群的收缩是身体的两部分同时向相
反方向转动。 1．简述运动生物力学的研究任务？ (1)研究人体机械运动的规律(2)研究人体结构与机能的力学特征 (3)研究运动技术的最佳化(4)研制和改动运动器械(5)预防运动损伤(6)为选材提供理论依据 2为什么说在肌肉收缩前拉长其初长度可增大其收缩力值？ 根据肌肉的三元模式可知，肌肉的总张力F1，是由并联弹性成分的张力FP 与肌肉的主动收 缩力FC相加，级Ft=Fc+Fp，而只有当肌肉收缩长度大于平衡长度小于静息长度时，主动收 缩力随其肌肉的初长度增加而增大，，当肌肉收缩前的初长度等于静息长度时，肌肉的主动 收缩力达到最大值，并且弹性张力的成分FP也随其成分的增加而增大，所以，肌肉的总张 力增大Ftmax=Fcmax+Fp,故在肌肉收缩前拉长其初长度，可以增大其收缩力值。 3人在跑动过程中为什么屈臂摆、屈腿摆？ 人在跑动过程中肢体绕关节的轴转动，如将肢体的各组成环节的质量，尽可能靠近转轴（即 关节轴）减小肢体对轴的转动惯量，在髋和肩关节肌肉力矩一定的条件下，可加大肢体的摆 动度，例如：跑步中的摆臂摆，腿动作可加快摆动角速度，采用屈臂摆、屈腿摆，使肢体绕
运动生物力学重点
运动生物力学重点https://www.wendangku.net/doc/5f13599079.html,work Information Technology Company.2020YEAR
运动生物力学 第一章 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。 运动生物力学的任务： 1改进运动技术。 2改善训练手段。 3改革运动器材。 4预防运动损伤。 5运动康复与健康促进。 运动生物力学的研究方法：分析法测量法 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。 20世纪生物力学的发展主要体现在3个方面： 1生物力学发展成为大学的专业课程。 2生物力学研究结果逐渐用于实践，如医学工业体育等方面。 3生物力学研究人类和动物运动及运动对肌肉—骨骼系统的影响。 第二章 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-不同运动项目中的动作技术，都是由若干单一动作组成的。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 特点---反复性和连贯性、节律性、交互性、惯性作用。