运动生物力学重点
运动生物力学知识点

运动生物力学知识点名词解释:1、转动惯量2、时间3、频率4、惯性参考系、非惯性参考系5、动量6、应变7、应力8、塑性变形9、刚度10、疲劳骨折11、肩关节12、过肩运动13、盂肱节律14、颈干角15、前倾角16、股胫外侧角17、Q角18、运动单位19、完全性恢复20、瘢痕修复21、流体22、等效原则23、流线24、迹线填空:1、生物力学基础是什么(3个)2、人体生物力学参数(3个)3、运动学参数包括什么(3个)4、人体环节划分方法5、人体惯性参数模型(刚体模型)6、力的三要素7、载荷的形式8、应力的实质9、应力——应变曲线分段10、粘弹性材料的特点11、骨密质在拉伸、压缩载荷中断裂的机理各是什么12、影响关节稳定性的因素及最主要的因素13、喙肱韧带、盂肱韧带的作用,肩关节、髋关节外展时的启动肌各是什么14、第二肩关节的构成15、髋关节运动16、人体肌腱和大多数韧带的构成成分,弹性纤维构成的韧带是什么(2个)17、肌肉膜系统18、人体上肢、下肢肌肉类型各是什么选择:1、转动惯量、回转半径、力矩、动量、动量矩、冲量、冲量矩实例分析、公式应用2、粘弹体特点的实例分析3、骨最怕那种负荷形式4、锁骨的生物学意义5、臀中肌瘫痪的表现6、肌肉收缩力量的大小取决因素7、肌肉产生最大收缩力的大小取决因素8、肌肉产生最大收缩力时的肌肉的长度9、Hill方程的本质10、爆发力的表现11、人体生物力学参数那些是标量、矢量12、抛体运动的种类13、不同种类抛体运动的影响因素14、流管的性质简答:1、确定关节转动重心的原则2、关节转动重心位置的确定方法3、在投掷项目中,为了增加出手速度,即增加出手动量,应增加用力过程中对器械的冲量,举例4、应力——应变曲线阶段5、股骨为例分析承受载荷6、疲劳骨折理论7、什么是肩关节8、屈膝90度时可做旋内旋外的原因9、影响韧带和肌腱力学特性的因素10、骨骼肌力学模型11、抛点和落点在同一水平面上的斜抛运动公式计算12、流线和迹线的区别13、伯努利方程的应用14、增加投掷距离,需要考虑哪些相关因素。
运动生物力学复习总1

运动⽣物⼒学复习总1第⼀章⼀.名词解释1.⽣物⼒学2.运动⽣物⼒学3.动作技术原理4.最佳运动技术⼆.简答1.运动⽣物⼒学研究的任务2.运动⽣物⼒学研究的内容答案:⼀. 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或器械机械运动规律的科学。
3 .动作技术原理: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.最佳运动技术:指考虑了运动员的个体的⾝体形态、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。
⼆. 1答1)研究运动员⾝体结构(⾻骼、肌⾁)和机能的⽣物⼒学特征。
2)研究各项动作技术确⽴,动作技术原理,建⽴动作技术模式采指导教学和训练。
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)运动⽣物⼒学⽅法研究(运动⽣物⼒学是⼀门实验科学)2答1)运动⽣物⼒学概论2)⼈体运动的运动学3)⼈体运动的动⼒学4)⼈体运动的静⼒学5)⼈体转动⼒学6)肌⾁⽣物⼒学7)⼈体运动基本形式8)动作技术⽣物⼒学分析第⼆章⼈体运动的运动学1.在描述⼈体运动时,为什么要选定参考系?坐标系和参考系是什么关系?如果两个观测者,所选定的参考系不同,他们的观测结果会有什么不同,请举例说明。
2.在某⼀时刻,⼈体的运动速度很⼤,他的加速度是否也⼀定很⼤?反之,如果⼈体在某时刻的加速度很⼤,那么他在该时刻的运动速度也是否很⼤?3.⼈体的运动分类⽅法有⼏种?按照每⼀种分法⼜可以分为多少类?跑步属于哪种类型?4.运动员垂直上跳,蹬伸时间为0.2秒,起跳蹬伸距离为0.45⽶,求该运动员的腾起初速度和重⼼腾空后上升⾼度。
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科学3. 动作技术原理:是指完成某项动作技术根本规律,它适用于任何人,不考虑运发动性别、体型、运动素质开展水平与心理素质等个体差异,是具有共性特点一般规律。
4. 最正确动作技术:是考虑了个人身体形态、机能、心理素质与训练水平来应用一般技术原理,以到达最理想运动成绩,即它既具有共性,也具有个性特征运动技术5. 运动生物力学任务:1. 研究运发动身体构造与机能生物力学特征,为运发动选材提供理论依据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与训练3.结合运发动个人身体形态、机能与运动素质等特点,研究适合个人最正确动作技术方案与进展动作技术诊断注:运动生物力学开展简史〔第6到10页〕要看看6. 质点:具有质量,但可忽略其大小、形状与内部构造而视为几何点物体7. 刚体:由相互间距离始终保持不变许多质点组成连续体8. 运动相对性:物体运动取决于参考物体选取性质叫做运动相对性9. 参考系:描述物体运动时选作为参考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,是参考系数学抽象,它在性质上起着参考系作用,而在数量上又能准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:把相对于地球静止物体或相对于地球做匀速直线运动物体作为参考标准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物体作为参考标准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,按质点运动轨迹可分为直线运动与曲线运动13.直线运动分为匀速直线运动与变速直线运动曲线运动分为圆周运动与斜抛物体运动14. .按机械运动形式可将人体运动分为平动、转动与复合运动〔把人体简化为刚体〕15.质点绝对运动:运动着质点〔动点〕相对于静参考系运动相对运动:动点相对于动参考系运动牵连运动:动参考系相对于静参考系运动16.运动描述方法:在运动生物力学中,对运动描述采用运动方程、图像法与表格法17.运动学量特征:〔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性质1.力三要素:影响力作用效应因素有力大小、方向与作用点2.人体运动内力与外力区别:假设将人体看作一个力学系统,那么人体内部各局部相互作用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:力与力偶臂乘积称为力偶矩3.力平移原理〔了解〕4.平衡力学条件:当物体保持平衡时,作用在物体上一切外力相互平衡,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判定:〔1〕支撑面〔2〕重心上下〔3〕稳定角〔4〕平衡角〔5〕稳定系数6. 平衡动作定性分析:1.根据平衡物体重心于支撑点位置关系,平衡种类可分为:〔1〕上支撑平衡:支撑点在重心上方平衡〔2〕下支撑平衡:支撑点在重心下方平衡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可能性分为:\〔1〕稳定平衡〔2〕不稳定平衡〔3〕有限度稳定平衡7. 人体平衡特点:〔1〕人体不能处于绝对静止状态〔2〕人体内力在维持平衡中作用(3)人体补偿动作〔4〕人体具有自我控制、调节与恢复平衡能力〔5〕人体平衡受心理因素影响〔6〕人体平衡动作消耗肌肉生理能8. 体重心位置: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,重心移动方向总是与环节移动方向一致,并且重心移动幅度取决于环节移动幅度,环节运动幅度大,重心移动幅度也大;并且其环节质量愈大,那么重心移动幅度愈大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 期末考试重点 体育教育专业

1.人体外力:将人体看作一个生物力学系统,来自于外界作用于人体的力。
2.人体重心:人体各环节所受地球引力(重力)的合力作用点。
3.应力松弛:当物体突然发生形变时,若应力保持一定,相应的应变会随时间的增加而增大。
4.流体:没有固定形状且易于流动的物体。
5.力矩:是使物体转动状态发生改变的原因简答:1、上旋弧圈球反弹后形成强烈前冲效果的力学原因。
答:设上旋乒乓球以初速度v1,入射角α与台面发生碰撞。
因为球体的旋转,故在碰撞阶段球体受到桌面给予的水平方向冲量,从而使球获得水平速度的增量。
在竖直方向碰撞后的球速一般都减小,则由于碰撞后水平速度的增大,β正切值增大,反射角β增大。
而且上旋球转速越快,所获得的水平速度增量越大,反射角β越大。
上旋球飞行方向越平缓,即入射角α越大,反射角β也越大。
这是形成原因2、吊环十字支撑是难度较高的上支撑平衡动作,图示结合方程式说明平衡的力学条件。
答:图略∑FX=F2cosθ-F1cosθ=0∑Fy=F2sinθ-F1sinθ=0∑MA=F1(2Lsinθ)-GL=03、列举有哪些力分别是人体内力和人体外力。
答:人体内力如肌肉力、组织粘滞力、韧带张力、关节约束反作用力等。
人体外力如重力、摩擦力、支撑反作用力、弹性力介质作用力等4、简述跳高起跳动作中摆动腿及双臂的加速上摆为什么可以增加起跳力?跳高踏跳时,如果双臂和摆动腿以及身体其余部分向上的加速度均为a,则支撑反作用力为F=m(a+g)如果摆动腿和双臂加速上摆,加速度均大于身体其余部分的向上加速度设为a+△a,双臂和摆动腿的质量为m1和m2,则支撑反作用力F=m(a+g)+(m1+m2)△a。
显然支撑反作用力后者较大。
说明摆动腿和双臂的加速上摆增大踏跳力,有利于提高起跳速度。
5、下蹲跳及其在肌肉快速收缩测试中的应用?下蹲跳可测试下肢伸肌群从离心收缩快速转为向心收缩的能力。
基本方法为:受试者双手叉腰(排除上肢对结果的影响)从直立或小幅微蹲开始快速下蹲至某一位置立即向上起跳。
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运动生物力学重点一、判断题1、运动生物力学研究的核心是技术动作()×;运动生物力学研究的核心是体育动作。
4、运动生物力学研究的核心是人体内部结构。
()4、×;运动生物力学研究的核心是人体运动动作。
8、弹性材料的特点是:应力与应变成正比,材料不能保持固定形状,在外力作用下,外力功转换为动能。
()8、×;弹性材料的特点是:应力与应变成正比,材料能保持固定形状,在外力作用下,外力功转换为弹性能。
11、应力的大小与至骨干中性轴的距离成反比,距中性轴越远,应力越小。
( 11、×;应力的大小与至骨干中性轴的距离成正比,距中性轴越远,应力越大。
12、√;12、剪应力的量值与其距中性轴的距离成正比,距中轴越远,剪应力越大。
()16、压缩负荷能够刺激新生骨的生长,促进骨折的愈合。
(√;)17、恒定的压应力会引起骨生长,而间歇的压力则促使骨的萎缩。
( ×;恒定的压应力会引起骨萎缩,而间歇的压力则促使骨的生长。
)18、骨在压力情况下易损坏,在张力情况下不易损坏。
(、×;骨在压力、张力过大情况下都易损坏)20、正常成人关节软骨的抗张硬度和抗张强度,随着离关节面的距离增加而增加。
( ×,正常成人关节软骨的抗张硬度和抗张强度,随着离关节面的距离增加而减少。
)22、从希尔方程可知骨骼肌收缩时,负荷P增加,速度V减小;反之,P减小,V增加。
(√29、物体质量越小,保持原有运动状态的能力也越小。
(√)31、无论人体姿势如何改变,人体身体总质心的位置都不会移到体外( ×;人体在前倾或后仰有时人体身体总质心的位置都会移到体外)45、变速直线运动中,速度要发生变化,可能是加速也可能是减速,其速度图线是一条直线。
( ×直线(曲线)。
)47、如果忽略空气对人体的阻碍作用和其它的影响,自由落体运动和竖直上抛运动都可看作是匀变速直线运动。
(√)50、某运动员100米跑的成绩为12、5秒,则他在第10秒末这个时刻的速度一定为8 m/s。
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。
(完整word版)运动生物力学知识点

运动生物力学知识点第一章概述知识点1: 生物力学——生物力学的定义;生物力学的分类。
知识点2: 运动生物力学——运动生物力学是研究体育运动中人体、器械机械运动规律的科学。
其主要内容有:运动生物力学的定义;运动生物力学任务;运动生物力学与生物力学的关系;运动生物力学的发展史知识点3: 运动生物力学主要测试手段——技术动作拍摄;运动图像解析;三维测力等。
第二章人体结构的力学特性知识点1: 骨的材料力学特性——骨的形态与结构;骨的伸展性和弹性;骨的成分特点知识点2: 骨的受力形式——骨的受力形式与力的大小对运动效果直接相关,对骨的形变与损伤也至关重要。
因此骨的压缩负荷、拉伸负荷、弯曲负荷、扭转负荷以及不同运动状态下骨的形变特点是本知识点的主要内容。
知识点3: 骨的结构与形态特点——骨的结构、形态特点与肌肉的配布以及运动中肌肉的发力直接相关,骨在外力作用下其应力、应变的概念、人体长骨的形态、骨中空的成因等本知识点的主要内容。
知识点4: 骨的功能适应性理论——是指骨对所担负工作的适应性。
本知识点中Wolff定律、Raach的见解以及机械应力与骨组织之间的生理平衡是其主要内容。
知识点5: 软骨的力学特性——软骨的渗透性、软骨的形变与速度关系以及椎间盘的蠕动性质。
知识点6: 关节结构的力学特性——身体不同部位的关节因其自身的结构不同而灵活性与稳固性存在差异。
而以灵活性为主的结构主要有:关节面软骨、滑液、滑膜皱襞、粘液囊、关节腔、关节内软骨等。
以稳固性为主的结构主要有:关节囊、韧带、关节腔内的负压等。
知识点7: 关节的运动幅度——是指在关节运动的方向上骨环节运动极限之范围。
因此影响关节运动幅度的因素是:第一,与相连两骨关节面的弧度差有关;第二,与关节周围软组织的特性有关;第三,与年龄、性别、运动项目和训练水平有关。
知识点8: 肌肉结构的力学模型——三元模型,该模型由收缩元、并联弹性元和串联弹性元三部分组成。
模型中收缩元产生的张力成为主动张力,并联弹性元产生的张力称为被动张力。
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运动生物力学1、运动生物力学是研究体育运动中人体运动力学规律的科学,是体育科学学科体系的重要组成部分。
运动力学生物常指有生命活动的人体。
2、生物力学分为人类工程生物力学,劳动生物力学,整形生物力学,运动生物力学,康复生物力学,医用生物力学等。
3、人体生物力学参数包括人体惯性参数、运动学参数、动力学参数及生物学参数。
4、人体惯性参数特征:(1)质量:衡量物体平动惯性大小的物理量。
人体各环节的质量叫做各环节的绝对重量,各环节绝对质量与人体质量之比叫做各环节相对质量。
(2)重量:重量包括人体总重量和人体环节重量,人体环节重量称为环节绝对重量,环节绝对重量与人体总重量之比叫做环节相对重量,物体的重量为G,物体的质量m,重力加速度为g,G=mg.一定质量的物体,其重量随着重力加速度g的变化而变化。
(3)人体质心(重心):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。
人体的总质心是指人体整体质量分布的加权平均位置。
人体重心是人体各环节所受地球引力的合力作用点。
(4)环节质心位置:纵长环节的质心(重心)大致位于纵轴上,靠近近侧端关节。
描述环节质心位置一般采用环节质心半径系数的概念即近侧端关节中心至关节质心的距离与环节长度的比值。
(5)转动惯量:(J=∑△mr2)衡量物体转动惯性大小的物理量。
[质量衡量平动惯性大小物理量,转动惯量衡量转动惯性大小物理量,质量下降,平动容易,转动惯量小,转动容易。
](6)回转半径。
5、环节划分方法有两种,一种是以人体的结构功能为依据,分割环节的切面通过关节转动中心,并以关节中心间的连线作为环节的长度,末端环节则是关节中心与环节质心之间的连线。
另一种是以人体体表骨性标志点作为环节的参考标志,并以此确定关节长度。
6、影响人体总重心位置的因素有六个:(1)性别:女子重心的相对高度比男子低0.5%~2%(2)年龄:随着年龄的变化,重心的绝对高度与相对高度均会发生变化,婴儿重心的相对高度比成年人约高10%~15%,随着年龄的增长相对高度下降(3)运动专项,运动专项训练的方式不同会使某些运动员的局部环节质量发生及分布发生改变。
(4)体型,判定体型的主要依据就是人体肌肉和骨骼的发达程度以及脂肪积蓄程度。
(5)姿势,人体姿势的改变对重心位置有重大影响。
(6)生理与心理,这种变化很小,一般不超过身高的1%。
7、人体惯性参数测量方法归纳起来主要分三类:①尸体测量法;测量方法采用称重法和悬挂法;②活体测量法,采用水浸法(阿基米德原理)、称重法(平衡板法,应用力矩平衡方程);放射性同位素法;CT法(郑秀瑗利用计算机X射线断层照相术,该方法首次得到了大样本的中国人的环节惯性参数。
);核磁共振成像法;③数学模型计算法。
8、测力台实验?9、运动学参数:(1)时间参数:①时刻,时刻是人体位置的时间量度,是时间坐标轴上的一个点。
瞬时指标,②时间,平均指标,时间是运动结束时刻与运动开始时刻之间的间隔,③频率,步频,频率是动作重复性的度量,频率就是单位时间内重复进行的动作次数。
(2)空间参数:①路程,是指人体从一个位置移动到另一个位置时,人体运动的实际路线的长度,也是质点运动轨迹的全长。
②位移,是表示人体在整个运动过程中位置总的变化,既有大小又有方向,是对运动的直线量度。
③角位移,是描述人体转动的空间物理量,人体整体或环节饶某轴转动时转过的角度。
(3)时空参数:①速度,是指人体所经过的位移与通过这段位移所用时间之比是描述人体运动快慢和方向的物理量,用v表示。
速度是矢量,有大小和方向。
②速率,是指人体运动所经过的路程与通过这段路程所用的时间之比,是描述人体运动快慢程度的物理量,只有大小没有方向。
③角速度,是指人体在单位时间内转过的角度,用ω表示,是表示物体转动的快慢与转向,其单位为rad/s,④加速度,是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,用a表示。
在直线运动中,速度方向在通一条直线。
⑤角加速度,是表示人体转动时角速度变化的快慢,用β表示,指转动中角速度的时间变化率。
10、运动学参数相对性特征:(1)参考系:为了描述人体运动所选定的作为参考标准的物体或物体群。
①惯性参考系是指以地球或相对于地球静止不动的物体或匀速直线运动的物体作为参考系,通常称为静参考系。
例如,跑步时经常以地面作为参考系。
②非惯性参考系,是指以相对于地球做变速运动物体,或者说以相对于惯性参考系作变速运动的的物体作为参考系,通常称为动参考系。
大多数情况下,适宜人体躯干或身体重心作为参考系,因为人体躯干或身体重心的位置是不断改变的。
(2)坐标系:为定量表示人体或器械的位置相对于参考系发生的变化。
①一维坐标系②二维坐标系11、摄影拍摄方法:(1)根据项目特征和技术分析要求确定拍摄范围(2)把摄像机固定在三脚架上,对摄影机的摄距、机高、取景范围、焦距等按要求选用合适并固定(3)拍摄比例尺,比例系数一般用膨胀系数小的木材制成,其长度误差率应小于1%,通常用1m长、5~10cm宽的白色比例尺,其两端线外漆成黑色,将比例尺置于运动平面上进行拍摄(4)拍摄所选定的运动动作,并做好记录。
12、平面拍摄的注意事项:(1)摄像机主光轴应与运动平面垂直,对准拍摄区域的中心(2)摄像机尽可能远离运动平面,通常拍摄距离应为拍摄范围的5~6倍(3)背景颜色应与人体颜色有较大的反差,使图像较清晰(4)正确确定拍摄速度(5)正式拍摄前,需拍摄比例尺,移动机位进行下一定点的拍摄,则必须重拍比例尺(6)拍摄时要做好备忘录,如运动员参数、成绩、比例尺长度、拍摄距离、机高等。
13、图像解析的具体步骤是:(1)将拍摄在录像带上的图像转换为计算机可读的数字化图像文件,IEEE1394卡(2)解析比例尺确定图形尺寸与实际尺寸之间的比例系数(3)利用图像解析软件确定人体各关节点的像空间坐标(4)将人体各关节点的像空间坐标转换为真实空间中的坐标以及建立原始数据文件。
14、数据平滑方法:低通数字滤波器,原理是有选择的抛弃或衰减某一个频率,去掉原始数据曲线中一些“毛刺”,是曲线更为光滑。
15、动力学参数:力、力矩、动量、动量矩、冲量、冲量矩、功、功率、机械能。
(一)力,力是物体间的相互作用。
使物体运动状态发生改变(外效应)或发生形变(内效应),力具有方向是矢量,力的合成和分解遵循平行四边形法则,影响力作用效应的因素有力的方向、大小和作用点。
牛顿第二定律:当质量为m的物体受到外力F的作用时,将产生加速度a 加速度的大小与外力成正比,与质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。
F=ma,牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是同时在一条直线上,大小相等,方向相反,即F1=—F2。
动量守恒定律:如果一个系统不受外力或所受外力矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。
(二)力矩,是使物体转动状态发生改变的原因,用M表示转动轴到力的作用线的垂直距离称为力臂,力矩是矢量,大小为F和力臂r的乘积,方向用右手螺旋定则判定。
M=r*F.。
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。
M=Jβ(三)动量,是用以描述物体在一定运动状态下具有的“运动量”用p表示即p=mv,动量是矢量,方向为速度的方向(四)动量矩,是转动惯量J和角速度ω的乘积,用L表示,动量矩是矢量,其方向与角速度方向一致。
L=Jω mv*r(五)冲量,物体运动状态的改变是力作用的结果,力在时间上的积累可用冲量I表示,冲量是矢量,其方向沿力的方向。
若力F是恒力,则在t0时刻到t1时刻的时间内,物体所受外力的冲量为I=F(t1-t0)=m(v1-v0)(六)冲量矩,把力矩在时间上的积累称为冲量矩。
冲量矩是力矩和时间的乘积,当外力矩为恒值时,冲量矩为M(t1-t0)。
动量定理:冲量等于动量的增量。
(七)功,功的大小等于力与物体沿力的方向所发生的位移的乘积。
W=F*S(八)功率,是单位时间内做的功量,表示做功快慢的物理量。
P=FV(九)机械能,就是人体或器械做功的能力,包括动能和势能,动能是物体由于本身的运动而具有的能量用Ek表示,Ek=1\2mv^2或Ek=1\2J ω^2。
16、复杂的人体动作分解为摆动动作、鞭打动作、相向动作、冲击动作、缓冲动作、蹬伸动作刘忠基本动作。
17、摆动动作是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轴进行的一定幅度的转动。
摆动的主要目的①增加全身活动协调性,保持人体平衡;②增加动作效果。
惯性力,是为了参照系中使用牛顿运动第二定律而假设的附加力。
物体所受的惯性力的量值为物体的质量与非惯性系加速度的乘积,惯性力的方向与非惯性系的加速度方向相反即F*=-MAr,F*为惯性力、m为物体的质量、Ar为惯性系的加速度。
摆动动作转动力学:①转动定律:M=Jβ②动量矩定理:刚体动量矩的增加量等于它所受到的冲量矩。
动量矩是转动惯量和角速度的乘积,表示刚体的转动状态。
③动量矩守恒定律:当M=0时,Jω=恒矢量。
即人体处于腾空无支撑状态时,满足动量矩守恒的条件。
④动量矩的转移:动量矩在身体内的传递和转移主要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和转移。
短跑中怎样加快摆腿速度?①增加摆腿的转动力矩,根据转动定律,物体转动的角加速度跟力矩成正比,跟物体转动惯量成反比,在转动惯量一定时,力矩增大,角加速度增大;②减小转动肢体的转动惯量。
摆动动作的动作特征:(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加速度,①增大肌力矩,②减小转动惯量;(2)摆动动作与主体动作之间应当合理配合;(3)摆动肢体的适时制动是动量矩合理转移的关键。
摆动动作在各项目中作用意义:①协调人体动作,维持身体平衡;②摆动所产生惯性力可反射性加大地面对人体支撑反作用力;③摆动结果提高起跳离地瞬间身体重心高度;④摆动动作突停,增加躯干和起跳腿向上速度。
以跳高项目为例,摆动腿加速度值与起跳腿动作阶段合理配合:①着地缓冲阶段,摆动腿向下加速摆动,在最大缓冲时刻加速度值达最大,惯性力向上,减小地面对支撑腿反作用力有利于减少人体与地面之间冲击作用;②蹬伸阶段,摆动腿向上加速,加速度值逐渐减小,甚至为负,惯性力向下,加大地面对支撑腿反作用力,有利于提高动作速度;③起跳瞬间,摆动动作进行制动,有利于摆动腿动量矩向全身传递,有利于提高身体重心。
18、鞭打动作:人们把克服阻力或自体位移过程中,肢体依次加速或制动,使末端环节产生极大速度的动作形式称为鞭打动作。
鞭打动作分类:上肢鞭打,如投掷标枪;下肢鞭打,如大力踢球,散打中鞭腿;全身鞭打,如蝶泳、体操、双杠挂臂前摆振浪动作。
鞭打动作力学原理:书P104(1)动量矩的传递:近端肌肉的收缩力F1产生肌力矩,近端环节产生角加速度β1,远端环节肌肉主动收缩产生力F2,远端环节获得角加速度β2的同时其反作用力-F2使近端环节产生反方向的角加速度-β3而制动,由于相连的近远端两环节之间存在的冲量矩使得近端环节获得的动量矩传递至远端环节,是远端环节角速度增大。