运动生物力学
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。
运动生物力学
运动生物力学选择判断共45分简答55分第一章.运动生物力学学科概述1·运动生物力学中的生物通常是指有生命活动的人体2·运动生物力学研究应以体育动作为核心第二章.人体生物力学参数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·质心是物质的质量中心,重心是物体各组成部分所受重力的合力作用点。
5·人体环节质心(重心)在各环节中几乎都有一个固定的位置。
6·运动学参数包括位移、角位移、速度、角速度、加速度、角加速度等7·内力与外力的概念是相对的。
如何确定某个力是内力或者是内力,取决于人们选取的研究对象。
8·从力的独立性原理可以推出物体在空间运动时,在各个方向上也同时独立保持自己运动的性质。
第三章.骨、关节、肌肉的生物力学9.骨对外力作用的反应类型并举例:(1)拉伸(单杠悬垂)(2)压缩(举重举起后上肢和下肢骨的受力)(3)弯曲(负重弯举)(4)剪切(小腿制动)10·从生物力学的观点来看,一个合理的力学环境将有利于骨折的愈合和重建,有利于生理功能的恢复。
因此,在骨折的治疗的每一个阶段,都应该充分考虑其所处的力学环境及其对骨重建的影响。
11.疲劳骨折的产生不仅与载荷的大小和循环次数有关,而且还与载荷的频率有关。
12·关节的润滑机制主要与关节软骨和关节液有关。
13·测量结果表明,当外力作用的时间在0·01s左右时,关节液是同时具有流动性和弹性的粘弹性体,像橡皮垫一样,缓冲关节面之间的碰撞。
当作用时间大于0·01s时,关节液像润滑液一样,使关节灵活活动。
如果外力的作用时间很短,关节液不再表现为液体或弹性体,而是呈现出“固体”的特点,对碰撞时的冲力不再起缓冲的作用。
如打球时的手指挫伤。
第四章.运动生物力学原理14.惯性力的方向与非惯性系的加速度方向相反15·(判断)惯性力和相互作用力的区别是:(1)惯性力不是物体间的相互作用,不存在惯性力的反作用力。
运动生物力学
运动生物力学运动生物力学名解：●运动生物力学的定义：运动生物力学是研究人体运动力学规律的科学●静载荷：静载荷是逐渐加于物体上的，其特点是在这种载荷作用下，物体各部分不产生加速度或产生可以忽略的很小的加速度。
●动载荷：动载荷所引起的加速度显著。
动载荷又分冲击载荷和交变载荷。
●载荷的表现形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷。
●应变：是量度物体形变程度的量，分为线应变和剪应变。
●应力：物体在受到外力作用而变形时，其内部各质点间的相互作用力发生变化。
这种由于外力作用而引起的固体内各质点之间相互作用力的改变量，简称为内力。
单位面积上的内力称为平均应力，当面积趋近于0时平均应力的极限称为应力。
单位面积上的内力称为平均应力，当面积趋近于0时平均应力的极限称为应力。
●强度：结构破坏前所能承受的变形；结构破坏前所能承受的载荷；结构在破坏前所能贮存的能量；●刚度：弹性范围内曲线的斜率表示结构的刚度。
考虑力量和速度的组合效应。
●生物运动偶两个相邻骨环节之间的可动连接叫做生物运动偶。
●生物运动链：生物运动偶的串联式连接叫做生物运动链。
●运动的自由度：一个物体在空间运动，描述物体运动状态的独立变量的个数，叫做这个物体运动的自由度。
●约束：运动受到限制，称为约束。
每增加一个约束就减少一个自由度。
●生物运动偶：两个相邻骨环节之间的可动连接叫做生物运动偶。
●生物运动链取决于生物运动偶，生物运动偶的运动能力又取决于关节的构造和肌肉的控制作用。
●动作结构概念：每个完整的特定动作，都有固有的特点，各个动作成分之间都有着固定的联系，这是一个动作区别于另一个动作的特征，动作的这种固有特点和固定内在联系叫做动作结构。
动作结构包括运动学特征和动力学特征。
●空间特征是指位置坐标，运动轨迹，关节角度等。
●运动轨迹：动点随着时间在空间连续占有的几何位置。
●时间特征：是指运动开始时刻，结束时刻，运动持续的时间，动作的频率和节律。
●节律：动作中各个动作成分所占的时间比例。
运动生物力学
运动生物力学
1. 引言
运动生物力学是研究生物体在运动过程中所受到的力学影响的学科，它结合了
生物学和力学学科的知识，旨在探讨生物体运动的原理、规律和机制。
通过研究运动生物力学，我们可以深入了解生物体在运动中的各种表现和现象，为优化运动表现、预防运动损伤等提供科学依据。
2. 运动生物力学的基本概念
2.1 生物体的运动学
生物体的运动学涉及到位置、速度、加速度等动力学参数的研究，通过测量生
物体在运动过程中的位置和速度变化，可以分析其运动状态和运动路径。
2.2 生物体的动力学
生物体的动力学研究探讨生物体在运动中所受到的各种力的作用及其相互关系，包括重力、惯性力、摩擦力等力的影响。
3. 运动生物力学的应用
3.1 运动损伤预防
通过运动生物力学的研究，可以分析生物体在不同运动过程中受到的力学影响，帮助人们设计合理的训练计划和器械，预防运动损伤的发生。
3.2 运动表现优化
运动生物力学可以帮助运动员和教练员分析和改善运动技术，优化运动表现，
提高运动成绩。
4. 运动生物力学的研究进展
近年来，随着技术的发展和研究手段的不断完善，运动生物力学领域取得了许
多重要的研究成果，包括生物体运动模拟、运动生物力学仿真等方面的创新研究。
5. 结论
运动生物力学作为一门跨学科的学科，不仅有助于深化我们对生物体运动机制
的理解，还为优化运动表现、预防运动损伤等提供了重要的理论支持。
相信随着研究的不断深入，运动生物力学将为人类运动健康和运动科学的发展做出更大的贡献。
运动生物力学11
运动生物力学
生物力学是研究生物体在运动过程中受力、运动学和运动动力学等方面的科学。
运动生物力学是在生物力学的基础上研究生物体运动的一门学科。
运动生物力学结合了生物学、物理学和数学等多学科知识，旨在深入了解生物体的运动规律和优化运动表现。
运动生物力学的基本概念
运动生物力学研究范围广泛，涉及到骨骼、肌肉、关节和神经等系统在运动中
的作用机制。
通过运动生物力学的研究，可以揭示生物体在运动时受到的作用力，理解肌肉和关节在运动中的协调配合以及运动过程中所消耗的能量等重要信息。
运动生物力学在运动训练中的应用
运动生物力学在运动训练中有着重要的应用价值。
通过运动生物力学分析运动
员的运动技术，可以找出技术中存在的问题，并为运动员提供改进建议，帮助其提高运动表现。
此外，运动生物力学也可用于设计运动装备，优化运动装备的性能，提高运动效率和安全性。
运动生物力学的未来发展
随着科学技术的不断发展，运动生物力学领域也在不断创新和完善。
未来，人
们可以通过虚拟现实和模拟技术等手段更准确地模拟生物体在运动中的各种参数，并利用大数据和人工智能等技术分析和优化运动过程。
运动生物力学将在运动科学和运动医学等领域继续发挥重要作用，为运动员提供更科学、更准确的训练和指导。
结语
运动生物力学作为一门交叉学科，为我们深入了解生物体运动规律和提高运动
表现提供了重要的理论和实践支持。
在未来的发展中，我们可以期待运动生物力学的进一步深化和广泛应用，为促进运动健康和提高人们的生活质量做出更大的贡献。
运动生物力学
运动生物力学一．基本概念：1、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。
2、鞭打动作：人们把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成为鞭打动作。
3、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。
4、转动惯量：是衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量。
5、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。
6、运动生物力学：是研究人体运动力学规律的科学，它是体育科学学科体系的重要组成部分。
7、图像解析：对运动员的技术进行拍摄完成后，将得到的影像资料进行数字化的处理，获取原始的运动学数据，这就是图像分析。
8、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合外力矩。
9、人体重心：是人体各环节所受地球引力的合力作用点。
10、相向动作：是人体在腾空状态下动作主要表现的形式，如挺身式跳远空中动作过程、排球空中大力扣（发）球动作。
二、简答：1、试举体育实例说明影响人体转动惯量大小的因素有哪些？答：①质量大小。
质量越大转动变量越大。
如：要停住相同速度且相同体积的铅球与皮球，铅球不容易停住，是因为铅球的质量大，他的转动变量大，所以要改变他的状态就不容易。
②质量分布。
转轴一定时质量分布越远离转轴，转动惯量越大，反之则越小。
如：直体空翻比团身空翻难度大，是因为直体时，身体的质量分布离转轴较远，转动惯量较大。
③转轴的位置。
转轴离质心越远转轴惯性量越大，反之则越小。
如：同一运动员做单杠大回环和腹回环相比较，单杠大回环的转动惯量较大，是因为转轴位置的不同。
2、爆发式用力的体育项目中，为什么肌肉力量训练和速度训练等重要？答：爆发式用力的体育项目指的是在短时间内输出强大肌肉功率的体育项目而爆发力是指肌肉在工作时快速地将生物学能转化为机械能对外输出强大机械功率的能力。
即：P=F*V，有肌肉收缩力-----速曲线可知，当载荷为零时，即：F=0时，则肌肉收缩速度V最大，但此时功率很小；同样，当阻力增大到肌肉不能缩短时，则V=0，肌肉不做功，所以功率为零，根据希尔方程推论，只有当处于1/3。
9运动生物力学
4. 剪切
标准的剪切载荷是一对大小相等，方向相 反，作用线相距很近的力的作用，有使骨发生 错动（剪切）的趋势，在骨骼内部的剪切面产 生剪应力。
5. 扭转
载荷加于骨上使其沿轴线产生扭曲时， 即形成扭转。
6. 复合载荷
由于骨的几何结构不规则，且始终受到 多种不定的载荷，因此，在体骨的载荷是复杂 的。
四、骨的受力形式与表现
力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。 阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。 力矩：力和力臂的乘积。 阻力矩：阻力和阻力臂的乘积。
二、杠杆的分类
1. 第一类杠杆（平衡杠杆）
特征：支点在力点与阻力点中间，主要作用是传递动力和 保持平衡，支点靠近力点时有增大速度和幅度的作用，支 点靠近阻力点时有省力的作用。
F 2L L
L
2F
F
L
F
L
F L
F
三、肌肉结构力学模型的性质
（一）肌肉张力——长度特性 1. 收缩元张力——长度曲线
10 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 1 .0 1 .5 2 .0 2 3 3 .5 .0 .5 4 .0 A B c
等 收 过 中 张 — 度 线 长 缩 程 的 力 长 曲
F P S
这里称为S上的平均应力。
（三）应变
要研究内力在截面上的分布规律，首先必须研究 物体中各点处的变形程度。假设把物体分为无数很小 的正六面体，沿X轴方向的AB边原长X，变形后长度 改变了 X ， X 称为线段AB的线变形。伸长时 X 为 正值，缩短时为负值。若AB上各点的变形程度相同， 则比值为： X X 表示单位长度的伸长或缩短，称为线应变。若沿 AB线段各点变形程度不同，则线应变定义为：
运动生物力学
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。
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运动生物力学
运动生物力学
biomechanics
应用力学原理和方法研究生物体的外在机械运动的生物力学分支。
狭义的运动生物力学研究体育运动中人体的运动规律。
按照力学观点，人体或一般生物体的运动是神经系统、肌肉系统和骨骼系统协同工作的结果。
神经系统控制肌肉系统，产生对骨骼系统的作用力以完成各种机械动作。
运动生物力学的任务是研究人体或一般生物体在外界力和内部受控的肌力作用下的机械运动规律，它不讨论神经、肌肉和骨骼系统的内部机制，后者属于神经生理学、软组织力学和骨力学的研究范畴（生物固体力学）。
在运动生物力学中，神经系统的控制和反馈过程以简明的控制规律代替，肌肉活动简化为受控的力矩发生器，作为研究对象的人体模型可忽略肌肉变形对质量分布的影响，简化为由多个刚性环节组成的多刚体系统。
相邻环节之间以关节相连接，在受控的肌力作用下产生围绕关节的相对转动，并影响系统的整体运动。
对于人体运动的研究最早可追溯到15世纪达·芬奇在力学和解剖学基础上对人体运动器官的形态和机能的解释。
18世纪已出现对猫在空中转体现象的实验和理论研究。
运动生物力学作为一门学科是20世纪60
年代在体育运动、计算技术和实验技术蓬勃发展的推动下形成的。
70年代中H.哈兹将人体的神经-肌肉-骨骼大系统作为研究对象，利用复杂的数学模型进行数值计算，以解释最基本的实验现象。
T.R.凯恩将描述人体运动的坐标区分为内变量和外变量，前者描述肢体的相对运动，为可控变量；后者描述人体的整体运动，由动力学方程确定。
这种简化的研究方法有可能将力学原理直接用于人体实际运动的仿真和理论分析。
由于生物体存在个体之间的差异性，实验研究在运动生物力学中占有特殊重要地位。
实验运动生物力学利用高速摄影和计算机解析、光电计时器、加速度计、关节角变化、肌电仪和测力台等工具量测人体运动过程中各环节的运动学参数以及外力和内力的变化规律。
在实践中，运动生物力学主要用于确定各专项体育运动的技术原理，作为运动员的技术诊断和改进训练方法的理论依据。
此外，运动生物力学在运动创伤的防治，运动和康复器械的改进，仿生机械如步行机器人的设计等方面也有重要作用。
同时还为运动员选材提供了依据。