文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 运动生物力学复习资料

运动生物力学复习资料

运动康复生物力学复习题

1.运动生物力学是体育科学中一门交叉的新兴的边缘学科,以人体解剖学、人体生理学、力学的理论与方法,研究人体运动器系的生物力学特性和人体运动动作的力学规律的科学

2.材料在外力的作用下不能产生位移时,它的几何尺寸和形状将发生变化,这种形变称—

应变。

线应变:单位长度的的伸长或缩短(%)

剪应变:变化的角度与原角度的比值(%)

4.稳定角是重力作用线同重心与支撑面相应边界的连线之间的夹角。

5.刚度材料在载荷的作用下抵抗弹性变形的能力

6.应力是指材料在载荷的作用下抵抗弹性变形的能力,平均正应是单位面积上所承受的与面积方向垂直的力称为。平均剪应力是单位面积上所承受的与面积方向相切的力。

7.骨骼肌的特点是刺激频率越高,产生的张力越大,当频率足够高时,张力达到最大值,且不因频率而变化,也不随时间改变,这种状态称完全强直或挛缩

内力当外力使物体发生变形,质点间产生相对位移时,质点间相互结合力也就有所改变。这种因外力作用而引起的质点结合力的改变称为附加内力,简称内力,其作用使各质点恢复其原来的位置。

9.力偶是指一对大小相等方向相反的平行力。

10.动量是用以描述物体在一定运动状态下所具有的运动量。力学上定义为物体的质量和速度的乘积为动量—物体运动量的量度

11.稳定角是重力作用线同重心与支撑面相应边界的连线之间的夹角。

12.人体或器械的运动是非常复杂的,在完成各种运动时,人体或器械上各点的运动轨迹,一般来说是不同的,通常把人体简化为质点。按质点的运动轨迹,可将人体的运动分为平动、转动、复合运动

13.靶心率是指获得最佳运动效果并确保安全时候的心率。

14.运动生物力学力是体育科学中一门交叉的新兴的边缘学科,以人体解剖学、人体生理学、力学的理论与方法,研究人体运动器系的生物力学特性和人体运动动作的力学规律的科学。

15.力矩是量度力对物体作用时产生转动效果的物理量

16.力偶是指一对大小相等、方向相反的平行力。如汽车司机两手作用于方向盘的力就是一个力偶

17.力的平移定理力可平行于自身移动到任意一点,但需增加一个力偶,其力偶矩等于原力对新作用点的力矩

稳定角是重力作用线和重心至支撑面相应边界的连线之间的夹角

18. 质量是物体含有物质的多少,是量度平动物体惯性大小的物理量,用以描述物体保持原有运动状态的能力。

19.回转半径假设绕某转动轴转动的物体全部集中在离轴某一距离的一点上,用这一点来代表整个物体的质量,这时它的转动惯量如果恰好与原物体相对此轴的转动惯量相等,则称这个距离为回转半径

20.惯性参照系指以地球或相对于地球静止不动的物体、或做匀速直线运动的物体作为参照系,

21.非惯性参照系通又称为静参照系。相对于地球都是静止不动的,均可称为惯性参照系。

指以相对于地球作变速运动物体,或者说以相对于惯性参照系做变速运动的物体作为参照系,22.运动康复生物力学是根据人体的解剖和生理特点及力学性质,用力学原理和方法探讨人体机械运动的规律,研究合理的运动动作技术,分析各种因素造成的运动功能障碍,以及运动损伤的原因、机理,为制定合理的治疗及康复方案提供依据,是研究人体在运动、运动损伤和疾病预防、治疗、康复过程中生物力学规律的科学,是生物力学的一个新的分支科学。

23.应力松弛:当物体突然发生应变时,若应变保持一定,则相应的应力会随时间的增加而下降.这种现象称为应力松弛.

24.质量是量度平动物体惯性大小的物理量,转动惯量是量度转动物体惯性大小的物理量

25.人体运动的运动学特征包括时间特征、空间特征、时空特征从这几个方面描述人体或器械的运动。

26.应变是材料在外力的作用下不能产生位移时,它的几何尺寸和形状将发生变化,这种形变称—应变

27.如果将人体看做是一个力学系统,则人体内部相互作用的力为人体的内力,肌肉的张力、韧带张力、肌肉的粘滞力均属于人体的内力,而体育运动中人体所受的主要外力有重力、弹性力、摩擦力、支撑反作用力、介质作用力等。

28.人体运动的“硬件”是以骨骼为杠杆,关节为枢纽,肌肉收缩为动力的运动系统.这个运动系统受神经中枢“软件”的控制,通过内力和外力的相互作用,完成目标动作和适应外界环境变化。

29.肌肉由蛋白质组成,通常分为为肌动蛋白和肌浆球蛋白两种,而简称ATP的三磷酸腺苷是其能量来源。

30.强度材料在外力的作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。(即承受力的能力)

31.肌肉收缩产生的总张力是由收缩成分产生的主动张力和弹性成分产生的被动张力生物叠加而成的。

32.当肌肉处于静息长度时,肌肉收缩则总张力为被动张力与主动张力之生物叠加,此时肌肉的总张力最大。

33.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,一般称爆发用力,这种极短时间内肌力的变化程度可以用力的梯度加以度量,称为肌力变化梯度,当肌肉处于平衡长度,肌肉不收缩,则总张力为零。

34. 运动生物力学根据人体的解剖和生理特点及力学性质,用力学原理和方法探讨人体机械运动的规律,研究合理的运动动作技术,分析各种因素造成的运动功能障碍,以及运动损伤的原因、机理,为制定合理的治疗及康复方案提供依据,是研究人体在运动、运动损伤和疾病预防、治疗、康复过程中的生物力学规律的科学,是生物力学的一个新的分支学科。

30.人体平衡概述

(一)人体重心的概念

物体的重心是物体所受重力的作用点,人体的重心也就是人体所受重力的作用点。评定一个体育动作完成的质量,分析其技术特征以及纠正错误动作等,都需要根据运动时人体重心的变化规律。特别是分析静力性动作,判定平衡的稳定性及分析动作的合理性时,必须从人体重心相对于支撑面的位置来确定。

一般物体的重心比较恒定,而人体重心是变化的。

人体重心变化不仅在一段时间内,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,也要受到呼吸、消化和血液循环等因素的影响,特别是在运动中,要受到人体姿势变化的影响,随着姿势的改变而改变,有时甚至能够移出体外。

(二)人体平衡的分类

1. 根据支点相对于人体重心的位置不同,将人体平衡分为以下3种:

(1)上支撑平衡:当人体处于平衡,且支点在人体重心的上方,这种平衡状态称为上支撑平衡。如体操中的各种悬垂动作。

(2)下支撑平衡:当人体处于平衡,且支点在人体重心的下方,这种平衡状态称为下支撑平衡。例如,站立、平衡木上的平衡动作及田径、游泳、举重等各类平衡动作。

(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的下方。例如,肋木侧身平衡。

根据平衡的稳定程度把人体平衡分为4种:

(1)稳定平衡:其特点是当偏离平衡位置时,重心升高,产生的重力矩使物体向平衡位置运动,回到平衡位置后,合力为零,合力矩为零。

(2)不稳定平衡:其特点是偏离平衡位置时,重心降低,产生的重力矩使物体继续倾倒。仅在下支撑平衡动作出现。

(3)有限度的稳定平衡:其特点是在一定限度内的偏离平衡位置时,人体重心升高,产生的重力矩使人体向平衡位置移动,最终恢复平衡,但超出某一定限度的偏离平衡位置时,人体重心降低,产生的重力矩使人体更加偏离平衡位置。

(4)随遇平衡:其特点是偏离原来位置时,重心高度不变,不产生使物体位置移动的重力矩。

31. 任何外力只要使肘关节过伸或外展致使肘关节内侧副韧带断裂都可能引起肘关节后脱位。

32. 当肌肉处于静息长度时,肌肉收缩总张力为被动张力与主动张力之生物叠加,此时肌肉的总张力最大。

33.牛顿第一定律及其应用注意问题

注意动作的连贯性

尽可能的避免频繁改变运动速度,以减少不必要的负荷。任何物体都具有惰性,因此物体从静止到运动是困难的,但当物体获得速度后,就要保持这个速度运动下去。因此运动中保持用力的连贯性和动作间的连续性很重要。

注意肌肉用力的顺序

任何一个动作都是连续用力克服负荷的过程,如何调动人体的肌肉使之按一定顺序工作十分重要。研究表明,大块肌肉先用力,以克服物体的惰性,便于启动;在此基础上中等肌肉紧接着发力,使物体进一步加速;小块肌肉最后发力,一方面是增加动力,另一方面是控制物体的运动方向。肌肉的用力顺序是按照大---中---小原则是科学的。

长距离竞技项目应匀速完成

在长跑、长距离游泳、划船、自行车赛等运动中,运动员应根据自己的身体素质选择合适的速度,并始终保持这一速度完成全程是科学的。这是因为运动中可充分利用人体或器械的惯性,既节省能量其运动效果也好,如果在运动过程中时快时慢经常变速,则在每次加速启动时身体各器官系统就要额外多消耗能量。

34.牛顿第二定律在体育中的应用

在体育运动中,牛顿第二定律的应用是很广泛的。这是由于人体的各种动力性的动作几乎都具有加速度,有加速就必然有力的作用。

?腾空落地动作要求屈髋、屈膝,伸踝以延长落地时间

?在弯道滑冰时要倾斜身体,防止摔倒

?跳高过程中摆动腿和双臂要加速上摆

若物体A对物体B作用一力F AB,则物体B同时以力F BA反作用物体A,两力的大小相等,方向相反,并在同一直线上。即:

F AB= -F BA

35.牛顿第三运动定律在体育运动中的应用

当人们进行各种运动时,作用力与反作用力问题是普遍存在的。弄清它们的关系,才能正确分析体育运动中各力的特点,结合牛顿第二运动定律进行深入研究。

正确理解和应用牛顿第三定律应注意的几点:

(1) 作用力和反作用力分别作用在不同的物体上,分别产生各自的效应。它们不同于一对平衡

力。如踢足球,脚对球的作用力为F,作用在球上,使球产生加速度和形变。而球对脚的作用力F,同时作用在脚上,使脚产生向后,的加速度和受到压迫。虽然二力大小相等,但作用在不同的物体上,产生不同的效果。

(2) 作用力和反作用力互为存在条件。它们总是同时产生、同时存在,同时消失。

(3) 作用力和反作用力必是同种性质的力。如果作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力;如果作

用力是弹性力,反作用力一定也是弹性力。

(4) 作用力与反作用力等值反向,沿同一直线这一规律,不受相互作用的两物体的运动状态的影

响。不管它们处于静止状态还是运动状态,相互作用力的上述规律仍然成立。

牛顿第三定律在体育中的应用

在走、跑、跳等动作中,人体所获得的动力是人蹬地过程中,地面给人体的反作用力。要获得较大的反作用力作为人体运动的动力,必须加大人的蹬地力。这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉活动是主动的。为了提高人体运动效果,最重要的是提高肌肉收缩速度和力量,以加大蹬地力从而得一个大的反作用力,使人体运动状态发生变化,这也是运动生物力学有别于普通力学的特点之一。

为了寻求更大的对人体作用的地面反作用力,实践中采用一些措施,创造某种良好的作用条件。

例如,选择坚硬的场地、在跑鞋、跳鞋上安上钉子,起跳时用跳穴或起跑器等。

牛顿定律在体育中的应用实例

向心力与离心力

物体做圆周运动时,受到跟速度方向垂直并且沿着半径指向圆心的力叫向心力。

既然做圆周运动的物体受到向心力的作用,那么,由牛顿第三定律得知,必须同时存在一个反作用力,它是作圆周运动的物体施加在向心力的施力物体上。这个力与向心力大小相等、方向相反,即沿半径背离圆心,故称为离心力。

手臂向内拉链球的力是向心力,手臂受链球向外的拉力就是离心力。向心力的作用点在链球上,而离心力的作用在手上。有人认为松手后,链球沿切线飞出是离心力作用的结果,

这是不对的!

真正原因是什么呢?

第一,离心力是沿半径指向外的,所以不可能控链球沿切线方向飞出去;第二,离心力是作用在手上,不会对链球产生作用;第三,松手后,向心力消失,离心力也同时消失,不可能再产生作用。正确地解释是,松手后被球不再受向心力的作用,因惯性的缘故沿切线方向飞出去。

36.动量定理及动量守恒定律在体育中的应用

动量是用以描述物体在一定运动状态下所具有的运动量。在力学上把作用在物体上的外力和外力作用的时间的乘积---冲量,物体在运动过程中,在某段时间内动量的改变量,等于其

所受的冲量。

足球比赛中,守门员要接住速度小的足球比较省力,相反,要接住速度大的足球则比较费力。

这说明,对同一个球,速度小的球运动量小,速度大的球运动量大。

冲量

力的冲量与动量密切相关。要使物体的动量发生一定的变化,作用于物体的力和此力作用的时间是两个同样重要的因索。牛顿第二定律只反映物体受力作用和运动状态变化的瞬时关系。力的瞬时作用,不能说明物体在受到外力作用的一般过程中运动状态变化的情况。而在实际上,无论是物体的运动,还是人体的运动,都存在连续受到外力作用的现象

动量定理

动量定理可由牛顿第二定律推导出来。假设质量为m的物体受到恒力F的作用,其加速度也是恒定不变的。在t o时刻的速度为V。,在t时刻的速度为Vt,则有

在研究具体问题时,有时人们关心的不是力的瞬时效应,而是累积效应。如推铅球的作用时间为0.4秒,通常关心的是在这段时间内,铅球的动量增加了多少,出手时的动量为多大。如果一个外力作用在物体上一段时间。由牛顿第二定律可以求出每一瞬时加速度的大小和方向,但不能求出动量的变化量。但是根据动量定理,物体动量的变化量只取决于其所受到的冲量。

动量定理在体育中的应用

动量定理在体育运动中有广泛的应用,尤其像打击、碰撞、踏跳等冲击性动作,运用动量定理有助于我们认识和掌握动作技术的一般力学原理。

强调的是力对物体的一种累积效应

例题1:质量为0.3千克的棒球,以10米/秒的速度朝向运动员飞来。被棒打击后以15米/秒的速度反向运动,设棒与球的接触时间为0.001秒,求:(a)棒给球的冲量;(b)球所受的平均冲力。

一、为了减小外界对人体的冲击力通常延长力的作用时间(如:落地的各种缓冲动作)

由动量定理可知,如果动量的变化量是一个常量,即冲量值也应是一个常量。如落地动作一般要求从前脚、掌着地,迅速过渡到全脚掌,同时屈膝屈髋伸踝,其目的就是延长与地面的作用时间,减小冲力对人体的作用

用手接高速飞行的球,在手接球的同时屈肘回收,顺势接球,可延长手与球的接触时间从而减小球对手的冲击力。

体操用的海绵垫、跳高用的海绵包、拳击用的手套、跳远用的沙坑等。都是利用器械来延长力的作用时间以减小对人体的冲击力。

康复矫形器中的各种缓冲鞋垫也是应用了动量定理,同时竞技体育中各种落地缓冲动作也是典型的例子。船靠岸时边缘上的废旧轮胎,摩托车头盔里的衬垫

二、为了使人体或器械获得较大的速度,通常需增大作用力并延长力的作用时间。

增加器械的出手速度,即增加器械的出手动量,应增加在最后用力阶段对器械的冲量。

而在运动过程中:增大作用力和延长力的作用时间常常是矛盾的,其原因是在于肌肉收缩的力量和速度呈非线性的反比关系,

即:力量的增大以速度的减小为代价。

在保证发挥肌肉最大用力的同时,通过延长力的作用距离来延长作用时间。如在投掷项目中,往往要求在最后用力前使身体尽可能超越器械。其作用:一方面可使原动肌充分拉长,以提高肌肉的收缩力;另一方面可延长最后用力的作用距离,从而延长作用时间,达到增大冲量的目的。

这在体育运动中多见,如短跑中要求后蹬充分,以增大蹬地时的工作距离来增加力的作用时间 游泳运动员屈臂?°S?±型划水代替直臂划水,其目的也是为了增加力的作用时间。

总之要加大人体所受冲量,可增加冲力或增加力的作用时间来实现,也可同时加大二者来实现。

三、运用动量定理还可以计算人体运动中的一些力学参数。

在跳跃项目中,用测力台测出踏跳力随时间的变化曲线,就可以求出人体所受的冲量,运用动量定理,则可求出人体腾空的速度。

在另一些情况下,在动作的电影图片上可以计算出人体或器械的运动速度。反过来,也可以计算出相应的平均冲力大小。

在康复平衡恢复中,动态平衡的训练常常采用抛球的练习,对于所抛球的质量,往往按照从小到大质量的原则选取。这是由于球体抛出的速度相对一定,球的质量相对增大,动量逐渐增加,所以作用于人体的冲量也逐渐增加,因此可以使患者的平衡能力逐渐提高。

动量守恒定律及其应用

动量守恒定律

如果系统不受外力或受外力的矢量和为零,则系统的总动量不变,这一结论称为动量守恒定律 但实际中,绝对不受外力作用的系统是不存在的。一般只要在涉及的时间内,外力或合外力甚微,与内力相比可以忽略时,也可以近似地认为在该时间内系统的动量守恒。而内力不管它多么复杂和多大,不能改变系统的总动量。体育运动中的一些问题,就是按上述思想处理的。

如果系统内各物体均不受外力作用,仅存在内力相互作用,系统的动量将如何变化,现以两物体的碰撞为例进行讨论。

系统内力只能使动量在系统内部各物体之间传递转移,人体是由多环节组成的生物力学系统,各个环节的动量矢量和等于人体的总动量。

人体内部在未受到外力作用时,内力只能改变各环节的相对位置,改变各环节的动量值,是某环节动量的该变量传递到其它环节。

如:上、下肢的鞭打动作,通过大环节带动小环节,借助近侧环节的制动,来加大远侧环节的速度,其力学机理就是在相邻肌群收缩力的作用下,使动量从近侧环节转移到远侧环节。

动量守恒定律的应用

推铅球时:要提高铅球出手速度,一靠提高最后用力阶段人体不断给铅球施力,二靠人体动量部分的向铅球传递

运动中的鞭打动作,通过大环节带动小环节运动,若借助近侧环节的制动,则可使近侧环节

的动量向远侧环节传递,从而增大远侧环节或运动器械的运动速度。

人体运动中的功、能及其转换

人体在运动过程中,肌肉收缩力牵引骨杠杆发生机械位移,从而对外做功。其结果是改变人体运动的速度、人体的姿势和位置,使人体的能量状态发生改变从而改变器械的运动速度或空间位置,使器械的能量状态改变。这些过程实质上是人体在中枢神经系统的支配下,体内储存的化学能转换为机械能和热能的过程。

即使人体完成静立性动作,虽然没有改变人体或器械的的机械能量状态,但也消耗了体内的化学能,以热量的形式散发掉。因此普遍地讲,人体运动过程就是能量的转换过程。掌握人体运动功能关系及能量转换的特点,对正确认识人体运动规律,分析研究技术动作,提高运动成绩是十分重要的。

机械功

在体育运动中,人体的各种运动形式:推、拉、蹬伸、缓冲、鞭打等动作,都是通过肌肉收缩力使人体及环节或器械发生一定的位移,这时肌肉收缩力就对外界作了功。因此,功是力对物体的空间累积效应

在投掷运动中各种“超越器械”的技术,就是有力于延长力的作用距离,达到增加对器械做功的目的。

功率

人体完成的机械功仅仅反映人体作功的大小,但是未能反映做功的快慢。因此引入功率概念功率是反映做功快慢的物理量,反映单位时间

内做功的大小(图2-39)

在人体运动中,要提高功率,并在短时间内完成更大的功,就要尽快提高用力的速度,即“爆发力”。

四、简答题

运动生物力学的学科特性

研究对象的复杂性、研究方法的综合性、测量技术的先进性、研究内容的实践性

运动生物力学的学科任务

研究人体结构与运动功能的关系、研究人体运动技术动作的规律

研究人体运动技术的最佳化、设计与改进运动器械

研究运动损伤的力学原因、为运动选材提供生物力学参数

骨的生物力学哪些特征是否还有其它特性并加以说明

(1)功能适应性

(2)弹性和硬度的特性

(3)骨是人体理想的结构材料

(4)各向异性

(5)耐冲击力和持续力差

摔跤、拳击、柔道这些项目中,运动员按体重分级。按体重分级的原因是什么?简述影响这一原因的因素还有哪些?

(一)影响人体平衡的力学因素

支撑面、重心高度、体重

(二)影响人体平衡的生物学因素

人体不能绝对静止

人体有效支撑面小于支撑面

人体具有一定的自身平衡调节能力

人体平衡受心理因素的影响

人体平衡动作消耗肌肉的生理能

简述什么是转动惯量?影响转动惯量的因素有哪些?在体育运动中有哪些应用?

(一)什么是转动惯量?

转动惯量是量度转动物体大小的物理量。用以描述物体保持原有转动状态的能力。

(二)影响转动惯量的因素有哪些?

物体的质量

质量的分布

转动轴的位置

(三)转动惯量在体育中有哪些应用?

单杠骑撑前回环腿要贴近单杠,减小转动惯量

评价动作的难易程度

运动选材等答

3.在马拉松等长跑比赛中,运动员根据自己的身体素质选择合适的速度并保持其速度完成全程,根据所学知识试述其应用的力学原理并举2-3例说明还有哪些体育动作应用这一原理。

应用的是牛顿第一定律的知识。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。由于惯性运动员仍然保持原有的状态。

1.长跑的匀速跑

2.举重等动作的连贯性

3.人体跑速不能立即达到最大跑速

4.在冲刺之后,人体也不能立即停下来

1. 材料: I=∑=n i i i r

m 12 问:看到此公式后,请结合本学期所学运动生物力学知识点提出与公

式相关的三个问题,并加以回答。

(一)什么是转动惯量?

转动惯量是量度转动物体大小的物理量。用以描述物体保持原有转动状态的能力。(5分)

(二)影响转动惯量的因素有哪些?

物体的质量

质量的分布

转动轴的位置

(三)转动惯量在体育中有哪些应用?

单杠骑撑前回环腿要贴近单杠,减小转动惯量

评价动作的难易程度

运动选材等

在排球比赛中,发球员通常发“上旋球”或“下旋球”,致使对方的一传运动员经常错误判断球的飞行轨迹,导致接球失误。试用运动生物力学的相关知识阐述这一现象的原因?在其它球类运动中是否有同样的应用呢?并试举1例加以说明。

(一)首先这一现象应用的是流体力学中的伯努利定律和马格努斯效应。

根据马格努斯效应,当排球运动员发上旋球时,球体既产生论了平动又有转动,球体表面附近的流体由于有粘性将随着球体一起转动,形成了绕球体的环流,环流与平动叠加后,当发上旋球时,球体上方的合速度较小,下方合速度较大,根据伯努利定律,那么上方的压强大,下方的压强小,球向下产生了偏转,使球落点靠前了,反之当球下旋时,球下方的压强大,上方的压强小,球的落点靠后了。

(二)在其他体育运动中有同样的应用

如在,足球、乒乓球、篮球等都有应用

(三)如足球运动员用外脚背踢左侧旋球时

当用外脚背踢足球时,球向左侧方旋转,这样在球体的左侧产生了合速度较小,在球体的右方产生的合速度较大,根据伯努利定律,球体左侧的压强较大,右侧的压强较小,所以球向右侧偏转。

鞭打是手部游离,上肢做类似鞭子急速抽打的摆臂动作,如排球跳起大力发球、掷标枪、羽毛球的扣杀等,同样鞭打动作在下肢运动中也存在,如大力踢球、游泳打水以及体操中的两腿鞭打动作等。试用所学知识描述鞭打动作原理?

(一)动量矩的传递

人体运动链在鞭打动作中是通过动量矩的传递而实现末端环节最大动量的获得。人体在鞭打动作中动量矩的传递是通过相邻环节相互作用力产生的冲量矩来实现的。

动量矩传递只是肢体鞭打动作快速有力的一个方面,而肢体各关节依次发力,使各环节的动量矩逐步积累,末端环节的运动速度是由其各近侧环节的运动速度的依次合成叠加而成,这是另一重要方面。

(二)肌肉活动的顺序性

运动员在作鞭打动作时,各肢体的运动必然表现出一定的配合特征,即时序性。上肢鞭打动作的时序性应是:在超越器械阶段上臂做水平内收工作,这一动作在上臂外展90°时使肘关节获得向前运动速度。之后,肘关节开始伸展,使腕关节获得向前的速度。在肘关节尚未完全伸展时上臂开始快速旋前,这一动作同样可以使腕关节获得向前的运动速度。最后,腕关节快速的屈曲动作,使手最终获得了极大的向前速度。

(三)肌肉的预先拉长

1、提高肌肉的爆发式收缩力

肌肉先进行离心收缩紧接着转为向心收缩的工作形式称为“拉长-缩短”周期或称超等长收缩。

2、延长肌力的作用距离

从冲量的角度来讲,动量定理表明了力对时间的累积效应。为了使人体末端环节或器械获得较大的速度,通常需增大肌肉作用力并延长肌力的作用时间。

(四)肢体转动惯量的可变性

如排球中的扣球,挥臂前合理的向后屈肘动作,可以缩短挥臂时以肩关节为轴的转动半径,减少转动惯量,提高挥臂的初速度。随之边挥臂边伸肘,加长转动半径,增加挥臂的线速度。在

挥臂转动的角速度不变的情况下,上臂甩得越直,挥动半径越大,线速度越快,扣球越有力。足球中的大力踢球、羽毛球的扣杀均利用了肢体转动惯量的可变性。

二、影响人体重心位置的因素有哪些?

人体重心位置保持基本立姿的人体,其质心位置大约位于第二骶椎所在水平面上,卧姿人体质心向头部移动1%

影响因素有6个:

性别:女子重心的相对高度比男子低0.5%-2%

年龄:随着年龄的增长相对重心高度会下降

运动专项:滑冰、足球和短跑等下肢肌肉肥厚运动员的相对重心位置较低,而体操、游泳、赛艇等上肢肌肉肥厚运动员的相对重心位置较高。

体型:人体肌肉和骨骼的发达程度以及脂肪积蓄程度,都影响人体整体的质量分布。

姿势:当环节向某方向运动时,身体重心随之向该方向移动,在某些情况下,特别是当前屈或后仰时,身体总重心甚至移出体外。

生理与心理:由于人体在变换姿势或心理紧张时,内脏器官及其肌肉质量的位移、血液的重新分布等原因,使得人体总重心的位置不会固定不变。但是,这种变化是很小的,一般不会超过身高的1%

运动和体育锻炼对关节肌肉好处

经常运动可以改善血液循环功能,能使机体各部获得充足的营养。

经常运动使各关节保持较大的活动范围,关节软骨受力而均匀,不至于软化。相反不坚持运动的人,关节软骨受力局限而加重破坏,易造成关节炎。

经常运动使肌肉、韧带强而有力,可以稳固关节,加强骨的坚固性。

经常运动可以使关节内不断分泌滑液,滑液对关节有营养作用,可以推迟关节老化。体育运动对骨骼肌的影响

使肌肉体积增大、重量增加、肌力提高

肌组织中结构成分变化

系统耐力训练者,肌肉中线粒体数量增多,体积增大,肌质网增多,可以适应肌肉收缩需要,肌纤维中脂滴和肌膜上脂肪减少,使肌肉收缩的粘滞阻力减小。

肌纤维周围的毛细血管增多

通过体育锻炼使肌肉中的毛细血管数量增多,可使肌肉血液供给得到改善,其中静力性负荷练习增多的数量比动力负荷多,剧烈运动时毛细血管开放的数量增多是安静时的二三十倍。

肌肉中结缔组织增厚

运动中,由于肌肉收缩的反复牵引,促使肌腱和韧带中的细胞增殖,亦使肌外膜、肌束膜和肌内膜增厚,肌肉变得结实,抗张强度提高,从而增强了肌肉的抗断裂能力。

运动终板增多、增大

运动终板数量的增多明显提高肌肉的活动能力。

肌肉的化学成分发生变化

经常进行体育锻炼可使肌肉中的肌糖原、肌球蛋白、肌动蛋白、肌红蛋白和水的含量增加。

三、影响人体平衡的因素

(一)影响人体平衡的力学因素

人体平衡的稳定性是人体处于有限稳定平衡状态时,抵抗各种破坏的作用而保持平衡的能力。当人体所受合外力为0时,合外力矩也为0时,可以获得平衡。在实际运动中,应根据动作的目的而选取不同的稳定角

1. 支撑面:支撑面是由各支撑部位的表面及它们所包围的面积。支撑面越大,物体平衡的稳定性

就越好。

如:太极拳动作的步伐、公交车上的站立

2.重心高度:重心越低,稳定性越好。上述两个因素,可以用稳定角的概念来表示支撑面和重心高度对人体的影响。稳定角是重力作用线和重心至支撑面相应边界的连线之间的夹角。稳定角越大稳定性越好,反之则越差。

重心高度的应用:体操的落地动作,落地缓冲主要依靠髋、膝、踝各关节的屈伸来调节重心相对于支撑面的高度,已达到身体的平衡。

蹲踞式起跑中,“各就各位”时形成的是支撑面长而宽相当大的姿势,但是为了尽可能快速的跑出去,在“预备”动作时,将重心抬高,并使身体前移,减小向前方向的稳定角,目的是破坏平衡。

3.体重:在摔跤、拳击、柔道等项目中运动员按体重分级的原因是体重对人体的稳定性也有影响。稳度系数为稳定力矩与翻倒力矩之比值。稳度系数K>1时,平衡没有被破坏;K=1时,处于临界状态;当K<1时,平衡被破坏,这里的稳定力矩一般是指重力矩,是人体的体重和重力臂二者的乘积。

结论:人体的重量力矩越大,稳定系数越大,破坏平衡所需的外界翻倒力矩也就越大,反之亦然。

(二)影响人体平衡的生物学因素

1.人体不能绝对静止

由于呼吸活动、血液循环以及脂肪的消退必然造成人体总重心位置在一定范围内波动,肌肉的张力在任何时候都不可能恒定,而是时时刻刻在运动,因此身体的姿势不可能绝对静止2.人体有效支撑面小于支撑面

由于人体软组织和力量不太足的肌肉无力平衡负荷,所以翻倒线永远位于支撑面边界线之内,重力作用线未超过支撑面边线时,人体就要提前翻倒。

3.人体具有一定的自身平衡调节能力

当人体有失去平衡的趋势时,通过视觉和本体感觉,人体具有一定的自身平衡调节能力。人体可通过改变体姿,来抵抗人体失去平衡的趋势,使人体的平衡不被破坏。

人体平衡受心理因素的影响

在地面上画出与平衡木同样宽窄的细道,我们能平稳地走过,但在平衡木上,就很可能失去平衡。这主要是由于视觉因素造成了心理紧张,引起收缩肌群无法协调工作,导致支撑面内的压力不均,使人体失去平衡。

5.人体平衡动作消耗肌肉的生理能

人体的平衡离不开肌肉的收缩作用,即使一般的站立动作也需要肌肉产生肌紧张来维持人体的站立姿势。这样,肌肉必然要消耗一定的生理能。如果人体在运动的过程中发生了疲劳,随着肌肉力量的耗竭会影响平衡能力。

增大关节运动幅度的方法

节运动幅度是柔韧性素质的重要标志,关节运动幅度的大小,是肌肉工作能力能否充分发挥的前提之一,适宜的关节运动幅度可保证动作的协调性,防止运动损伤,主要可以通过以下几个方面提高柔韧性。(一)增大肌肉和韧带起止点之间的距离可采用拉伸其起止点距离,所施加的外力与拉伸方向一致。(二)动力性拉伸与静力性拉伸相结合一种是通过节奏较快的动力拉伸法,一种是通过缓慢动作并较长时间固定于某一姿势的静力拉伸法。(三)要考虑强度和时间两个因素被拉伸的软组织略感“酸”、“胀”、“痛”即可。

什么是肌肉痉挛?肌肉痉挛产生的原因主要有哪些?以及常见部位发生肌肉痉挛后体育康复的处理方法主要有哪些?

肌肉痉挛是肌肉不自主的强直收缩,俗称抽筋,

在未做准备活动或准备活动不充足的情况下和低温的环境中运动

电解质的大量丢失

肌肉收缩频率过快

肌肉发生损伤等

运动中肌肉痉挛最易发生的是小腿腓肠肌,其次为足底部的屈趾肌

小腿腓肠肌痉挛时,可取坐位或仰卧位,伸直膝关节,缓慢用力地将足部背伸。牵引过程中注意用力宜缓,切忌暴力以防肌肉拉伤。可配合局部的按摩(如按压、揉、揉捏)、点穴(如承山、委中)等。

屈拇、屈趾肌痉挛时,则将足跟足趾用力背伸,可配合局部的按摩(如按压、揉、揉捏)等。运动性腹痛

运动性腹痛是由运动引起或诱发的腹部疼痛主要与以下因素有关:

准备活动不充足,内脏器官的惰性未能克服跟不上剧烈运动的需要

空腹进行锻炼或饭后立即运动,或运动前进食太多

运动中过度紧张,呼吸节奏不均匀,动作不协调,本身有肝炎、胃炎、胆囊炎疾病等运动性腹痛的表现

腹部疼痛,但是腹部疼痛的程度,部位和性质则根据产生腹部疼痛的原因,运动量的大

运动生物力学复习资料

小有关

容易发生运动性腹痛的体育项目

运动生物力学复习资料

?长跑、马拉松、自行车、篮球、排球等

运动性腹痛的处理

用手按压疼痛部位,及时减慢跑动速度,调整呼吸和运动节奏

立即休息,然后热敷腹部并引用适量的热饮料,如无效且疼痛剧烈,则要立即中止运动及时就医。

运动性腹痛的预防

做好准备活动,使机体逐步进入工作状态。

合理安排运动时间,既不可在空腹前也不可在饱餐后运动,一般在餐后两个小时运动 进餐的内容应为易消化的食物,少吃易产气和不易消化的食物

遵守科学锻炼原则,掌握好适当的运动强度,注意调整呼吸

6. 力的平移定理

(1)力矩、力偶矩

力矩是量度力对物体作用时产生转动效果的物理量

力矩为力与力臂的乘积。如力对于O点的力矩为M

力偶是指一对大小相等、方向相反的平行力。如汽车司机两手作用于方向盘的力就是一个力偶。

力偶中二力之和为0,即力偶无合力。但是,受力偶作用的物体却并非处于平衡状态,力偶可以产生力偶矩。

M=Fd, 式中d为力偶臂,是力偶两力作用线之间的垂距,如果力偶使物体作逆时针方向转动的趋势,则力矩为正,反之为负

(2)力的平移定理

力可平行于自身移动到任意一点,但需增加一个力偶,其力偶矩等于原力对新作用点的力矩。如图5-9所示。物体在点A受一个力F,若在任一点B加上一对平衡力和,并使3个力的大小相等,作用线互相平行,则和正好构成一对力偶,它对物体只起转动作用。因此,作用于点A的力可用作用于点B的力和力偶矩M来代替。

7. 研究对象的受力分析

为了清晰地表示物体的受力情况,需要把研究的物体(受力体)从周围的物体(施力体)中分离出来,单独画出简图,叫做取研究对象。然后把施力物体对研究对象的作用力(包括主动力和约束反力)全部画出来(受力图)。

(1)必须明确研究对象。

(2)正确确定研究对象受力的数目。

(3)正确画出约束反力。

(4)当几个物体相互接触时,它们之间的相互作用关系应按作用和反作用定律来分析。

ΣΜO = Fh+FfH – FNx

f – F >0时人体向前加速,f – F = 0时人体匀速前进,f – F <0时人体向前减速N – G >0

时人体向上加速,N – G = 0时人体起落速度不变,N – G <0人体向上减速;Fh+FfH –FNx>0时人体向后旋转,Fh+FfH –FNx =0人体不旋转,Fh+FfH –FNx <0人体向前旋转。

(二)力学条件

作用于人体的力系可以简化为一个合外力和一个合外力矩,当力系平衡时满足下列条件时,人体即处于平衡状态,即:

ΣF=0

ΣM=0

式中Σ F = 0为人体受到的合外力,ΣM = 0为人体受到的合外力矩。

当Σ F = 0 时,人体没有平动的加速度;当ΣM= 0时,人体没有转动的角加速度,两个条件同时满足人体即达到平衡。