运动生物力学分享资料
运动生物力学原理一PPT课件
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
上肢以精细活动为主，灵活性好而稳定性相对较差
关节的稳定性和灵活性
运动力学基础
关节的稳定性和灵活性影响因素 构成关节的两个关节面的大小
两个关节面一样大小稳定性好
两个关节面相差大灵活性好 关节囊的厚薄与松紧度 关节韧带的强弱与数量 关节周围的肌肉强弱
运动力学基础
运动力学基础
肌肉的力学特性 肌肉的理化特性 兴奋性和收缩性-肌肉收缩产生肌力 伸展性和弹性-肌肉及腱组织的拉长与缩短 决定肌力大小的因素： 运动单位的募集程度 肌肉的横截面 肌肉收缩前的初长度 肌肉作功时的力臂长度 （杠杆效应） 肌纤维走向与肌腱长轴的关系
纤维组织的力学Βιβλιοθήκη 性粘弹性 非线性应力-应变关系： 蠕变creep：维持恒定的载荷下，纤维组织缓慢持续延长 应力松弛stress relaxation：维持长度不变，纤维组织内因牵伸而提高的张力逐渐下降； 弹性延伸：在去除应力后纤维组织回缩。 塑性延伸：在去除应力后纤维组织持久性延长。
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二、运动生理学基础
慢 低 低 低 高 低 慢 氧化磷酸化
快 高 高 中等 低 高 快 氧化磷酸化
快 高 高 高 低 高 快 糖哮解
代谢特征
线粒体 线粒体的有氧能力 糖原储备 肌球蛋白ATP酶 线粒体的无氧代谢能力
多 高 多 少 低
多 中等 多 多 中等
少 低 少 多 高
肌肉收缩的基本形式 等长收缩 等张收缩：
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等张缩短
02
等张延伸 等速收缩
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运动与骨骼肌
肌肉收缩的力量：
耐力：指肌肉收缩时所能维持的时间和重复收缩的能力（即肌力所能维持的时间）。
肌力：指肌肉受神经兴奋后收缩时产生的力量和张力。例：一次性举重
运动生物力学的原理及应用
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。
运动生物力学复习资料
●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 pdf
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。
《运动生物力学概论》课件
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。
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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
运动生物力学总复习资料
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)
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(第三版)精品PPT课件
第三节 动力学(kinetics)参数
一、动力学参数 （一）力 * 力的三要素：大小、方向、作用点
α
1. 人体内力与外力 内力：人体内部各部分相互作用的力 例如：肌肉力，关节约束反作用力 外力：来自外界作用于人体的力
内力和外力是相对的（可以相互转化） 2. 人体受力特点
集中力（集中在一点上） 正心力（穿过质心） 分布力（分布在一个面上） 偏心力(离质心有一段距离)
1396408574086186762xhshanjnyahoocomcnxhshansdnueducn绪论一运动生物力学概念运动广义自然界各种物质存在的形式固有属性狭义物质的机械运动运动生物力学中的运动运动动作或体育动作第一章第一节生物学研究物体生命现象规律的科学1生物体形态结构功能及其统一2生物体内部之间的相互作用局部和整体的统一3生物体与外界环境之间的相互作用本课程中的生物一般指活的人体也有动物第一章第一节力学物体机械运动规律的科学时空生物力学力学与生物学交叉渗透融合而形成的一门边缘学科运动生物力学研究人体运动力学规律的科学它是体育科学的重要组成部分第一章第一节特点1应用性力学原理应用于生物体2交叉性人体解剖生理学等交叉3新兴性历史短但快速发展分类1人类工程学人枪
1）惯性参照系：相对于地球静止或匀速直线运 动
2）非惯性参照系：相对于地球做变速运动
2 坐标系：设置在参照系上的数轴
1）一维——百米；50米游泳
2）二维——跳远
0
3）三维——跳高；铁饼等
y
P(x,y)
z
P(x) x
P(x,y,z)
0
0
x
y
x
(三）运动学参数的瞬时性特征
1. 瞬时速度与平均速度 （1） 平均速度 V=s/ t，例如100米跑12秒 （2）瞬时速度 V=lim (s/ t)
运动生物力学复习资料
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。
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弹性模量
• 材料的刚度以弹性区内的曲线斜率来表示， 刚度值可以由弹性区内任何一点的应力除 以此点的应变取得，亦即载荷变形曲线上 弹性范围内任意一点的应力对应变的比值， 此值称为弹性模量(modulus of elasticity) （也称杨氏模量，Young's modulus）。能 量储存显示的强度用整个曲线下面积表示。
• 如胃肠蠕动与腹膜、肠系膜、大血管间的阻 力，食管蠕动与纵膈间的阻力等。
– 血液淋巴液在管道内流动时产生的流体阻力， 在分流时产生的湍流等。
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内力
• 各种内力总是相互适应，以维持最佳活动， 同时也不断和外力相抗衡以适应人体生活 的需要。例如为克服重力对血液流动的影 响，有时需要肌肉收缩来帮助血流循环。
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应力应变
• 应力是结构内某一平面上响应外部施加的 载荷而产生的单位面积的负荷（即力在截 面上各点的分布情况和密集程度），以单 位面积所受的力来表示。表示骨试样应力 测量的最常用单位是每平方米牛顿。
• 应变是结构在载荷下某一点上发生的变形。
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外力
• 摩擦力
– 是指人体或肢体在 地面或器械上滑动 时所受到的摩擦阻 力。其大小因人体 或肢体重量及地面 或器械表面质地而 异，其方向与运动 方向相反。
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外力
• 流体作用力
– 人体在流体中运动时所承受的流体阻力， 称流体作用力。其大小与运动速度、流 体密度成正比，故在水中运动所受到的 阻力较空气中大。但因流体的浮力抵消 了大部分重力，故人体在水中运动比较 省力。
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骨组织的生物力学
• 骨骼系统的作用是保
护内脏器官并为肌肉
提供坚强的动力联系
和附着点，以利于肌
肉收缩和身体运动。
骨具有实现该目的所
需的力学性能。除此
之外，骨具有自我修
复的能力，并能根据
力学的需要改变其性
能和外形 。
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骨对其承受的力具有适应能力
• 持久运动后，承 受最大应力的骨 骼可产生相应的 改变——骨皮质 增厚，骨密度增 加，骨粗隆增大 等
康复治疗学精品课程系列之
运动生物力学 Sport Biomechanics
南京医科大学康复治疗学系
Dept of Rehab Therapeutics of Nanjing Medical University
基本概念
• 力（force）：是一种作用，它能改变受力 物体的静止或运动状态。
• 力学（Mechanics）：对力进行广泛综合研 究的学科。
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作用于人体的力
• 内力 主要有：
– 肌肉收缩时产生的力 • 这种力通过骨的附 着点，根据力偶 （force couple）、 力矩（forgue）、 分力、合力等力学 规律和杠杆原理产 生相应的运动和/ 或维持人体姿势。
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内力
– 各组织器官间的被动阻力 – 各内脏器官间的摩擦力 – 内脏器官和固定装置间的阻力
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决定结构强度的三个参数
• ① 结构断裂前所能承受的载荷； • ② 断裂前所能承受的变形； • ③ 断裂前所储存的能量。
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骨的力学性能
• 图示出某一塑性材料假定的加载
荷的变形曲线。当在材料的弹性
区内加载，并随之卸负时，结构
恢复原来形状，即不产生永久变
形；若继续加载，材料的最外层
纤维就开始在某些点“屈服”。
若继续加载，超过此屈服点(yield
point) ， 则 进 入 该 曲 线 的 非 弹 性
区，将出现永久变形。若在非弹
性区再继续加载，则可以达到结
构的极限断裂点。在曲线上，由
载荷和变形显示的强度，用极限
断裂点表示；由能量储存显示的
强度，用整个曲线下面积大小来
• 生物力学（Biomechanics）：当力作用于 人体和其他生物体上并加以研究的学科。
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作用于人体的力
• 外力 主要有： – 重力（gravitational force）
• 是地球对其附近物体吸引的力，是人体保 持直立姿势及活动时必须克服的负荷。
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3%
• 作用于人 体运动器 官各节段 重力占体 重的百分 比为
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应力应变
• 应变有两种类型： • 线应变，它是长度的改变，是与以结构原
长相除后的变形量（伸长或缩短），以百 分比表示，如cm/cm。
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242020ຫໍສະໝຸດ 12/825• 剪应变是某一结构在承受载荷下所发生的 角 改 变 ， 以 弧 度 (rad) 表 示 （ 1 弧 度 约 等 于 57.3°）。
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• 而肢体在废用后 则可发现——骨 皮质变薄、骨密
度减少，骨粗隆 减小。
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骨的力学性能
• 强度和刚度是骨的重要的力学性能，在做载荷 试验时能够很好的了解这些性能。
• 强度：是一个生物材料（如骨骼）抵抗破坏的 能力。
• 刚度：是一个生物材料（如骨骼）抵抗变形的 能力。
表示；结构的刚度用弹性区的曲
线斜率来表示。
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应力应变曲线
• 在标准情况下进行 试验，可以确定单 位面积所加载荷大 小和以原长来表示 的变形量，从而可 以绘出一条曲线， 称为应力应变曲线。
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• 把一个骨组织的标 准试样装在试验卡 具上，加载直至断 裂，可以获得骨的 应力和应变值，应 力应变曲线可说明 变形结果。应力应 变曲线的分区与载 荷变形曲线相似。
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外力
• 器械的其他阻力
– 肢体推动运动器械进 行锻炼时，除要克服 器械重力外，还需要 克服器械的惯性力、 摩擦力或弹力所产生 的阻力，其大小与肢 体推力相等，方向相 反。
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外力
• 各种外力经常被用来作为运动训练的负荷， 这种负荷要求肢体运动的方向和力量与之 相适应，从而选择投入工作的肌群及其收 缩强度，这是肌力训练的方法学基础。
3% 1%
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5%
43% 2%
12% 2%
4
外力
• 支撑反作用力
– 静力支撑反作用 力 ：在静止状态
下，地面或器械
通过支撑点作用 于人体的对重力
G
的反作用力，其
N
大小与重力相同， 方向相反 。
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外力
– 动力支撑反作用力 ：人体做加速度运动时 所受的支撑反作用力，除上述力外还要加上 与加速度运动力大小和方向相反的反作用 力。