《简明运动生物力学》课件3-1人体运动的简化模型
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• ①建立人体力学模型在生物力学研究中起到了由“生物 学——力学”的桥梁作用；
• ②力学的研究对象是物体，其内部结构清晰明朗，对它 的研究结果要求准确化；而生物学的研究对象是活体，其 自身包括许多运动器系系统，内部结构复杂多变，很难将 其准确量化。
• ③在运动生物力学学科中将两者结合为一门学科进行研 究，便体现了两者的矛盾，人体力学模型的出现，从中起 到了由“生物学——力学”的桥梁作用，它将人体或人体 的某些环节简化为力学模型，使其简单化，符合力学研究 原理，解决了两者之间的矛盾。
• 把物体简化为刚体具备以下特点： • 刚体上任意两点的Байду номын сангаас线在平动中是平行且相等的； • 刚体上任意一点的位置矢量不同，相差一恒矢量，
但各点的位移、速度和加速度是相同的。 • 因此，常用“刚体的质心” 来研究刚体的平动。
• 人体在某种意义上也可以简化为一个多刚体系统。 刚体具有6个自由度，即3个平动自由度和3个转动自 由度。
• 人体运动的生物力学参数包括人体惯性参 数、运动学参数、动力学参数和生物学参 数。
第一节 人体运动的简化模型
• （一）质点 • 质点是具有质量但不存在体积或形状的点，
是物理学的一个理想化模型。
跳板跳水中人体重心的运动轨迹
（二）刚体与多刚体
• 刚体是指在运动时或受力作用后，形状和大小不变， 并且内部各点的相对位置不变的物体。
?在运动生物力学学科中将两者结合为一门学科进行研究便体现了两者的矛盾人体力学模型的出现从中起到了由生物学力学的桥梁作用它将人体或人体的某些环节简化为力学模型使其简单化符合力学研究原理解决了两者之间的矛盾
第三章 人体运动的生物力学参数
【学习任务】
• 通过本章的学习，掌握人体运动时的简化 模型，人体惯性参数，转动惯量，人体运 动时的运动学参数，人体运动时的动力学 参数，运动生物力学原理对运动状态改变 的规律基础。
• 复杂的人体简化为质点、刚体或刚体系后 得到数据与材料，再反馈到复杂的人体应 用时还存在着很大的差距。人体运动受多 种因素的影响，包括内在的和外在的因素， 把多因素的问题简化为单因素处理，因此 有其局限性，其数据资料反馈用于复杂的 人体时需持谨慎态度。根据研究问题不同 采用不同的模型，依靠多学科的综合研究 逐步建立人体实体模型，这是运动生物力 学工作者努力的方向。
（三）几种人体参数的简化模型
• 1．松井秀治模型（日本，1958） • 2．汉纳范模型（美国，1964） • 3．昌特勒模型（美国，1975） • 4．扎齐奥尔斯基模型（前苏联，1978） • 5．布拉温•菲舍尔模型（德国，1889） • 6．中国人参数模型（中国，1992）
（四）人体参数简化模型的实用性和局限性
• ②力学的研究对象是物体，其内部结构清晰明朗，对它 的研究结果要求准确化；而生物学的研究对象是活体，其 自身包括许多运动器系系统，内部结构复杂多变，很难将 其准确量化。
• ③在运动生物力学学科中将两者结合为一门学科进行研 究，便体现了两者的矛盾，人体力学模型的出现，从中起 到了由“生物学——力学”的桥梁作用，它将人体或人体 的某些环节简化为力学模型，使其简单化，符合力学研究 原理，解决了两者之间的矛盾。
• 把物体简化为刚体具备以下特点： • 刚体上任意两点的Байду номын сангаас线在平动中是平行且相等的； • 刚体上任意一点的位置矢量不同，相差一恒矢量，
但各点的位移、速度和加速度是相同的。 • 因此，常用“刚体的质心” 来研究刚体的平动。
• 人体在某种意义上也可以简化为一个多刚体系统。 刚体具有6个自由度，即3个平动自由度和3个转动自 由度。
• 人体运动的生物力学参数包括人体惯性参 数、运动学参数、动力学参数和生物学参 数。
第一节 人体运动的简化模型
• （一）质点 • 质点是具有质量但不存在体积或形状的点，
是物理学的一个理想化模型。
跳板跳水中人体重心的运动轨迹
（二）刚体与多刚体
• 刚体是指在运动时或受力作用后，形状和大小不变， 并且内部各点的相对位置不变的物体。
?在运动生物力学学科中将两者结合为一门学科进行研究便体现了两者的矛盾人体力学模型的出现从中起到了由生物学力学的桥梁作用它将人体或人体的某些环节简化为力学模型使其简单化符合力学研究原理解决了两者之间的矛盾
第三章 人体运动的生物力学参数
【学习任务】
• 通过本章的学习，掌握人体运动时的简化 模型，人体惯性参数，转动惯量，人体运 动时的运动学参数，人体运动时的动力学 参数，运动生物力学原理对运动状态改变 的规律基础。
• 复杂的人体简化为质点、刚体或刚体系后 得到数据与材料，再反馈到复杂的人体应 用时还存在着很大的差距。人体运动受多 种因素的影响，包括内在的和外在的因素， 把多因素的问题简化为单因素处理，因此 有其局限性，其数据资料反馈用于复杂的 人体时需持谨慎态度。根据研究问题不同 采用不同的模型，依靠多学科的综合研究 逐步建立人体实体模型，这是运动生物力 学工作者努力的方向。
（三）几种人体参数的简化模型
• 1．松井秀治模型（日本，1958） • 2．汉纳范模型（美国，1964） • 3．昌特勒模型（美国，1975） • 4．扎齐奥尔斯基模型（前苏联，1978） • 5．布拉温•菲舍尔模型（德国，1889） • 6．中国人参数模型（中国，1992）
（四）人体参数简化模型的实用性和局限性