运动生物力学实验

运动生物力学实验

◆目录

◆实验一人体重心测量与分析

◆实验二马格努斯效应实验

◆实验三运动技术影片解析与评价

◆实验四速度测量法

◆实验五原地纵跳实验

实验一人体重心测量与分析

◆ 1 实验目的与要求

◆ 1.1实验目的

◆ 1.1.1 学习用一维重心测量板测定人体总重心的实验方法。分析影响人

体重心位置的因素。培养学生查阅文献资料、独立思考创新思维、动手

操作、分析问题和解决问题的能力，使学生基本掌握从事一般测定人体

重心的方法。

◆ 1.1.2 掌握实验方案具体的制定程序，能针对选择对象的特点和要求实

验。

◆ 1.1.3 掌握用人体重心位置的评定方法，为运动技术分析提供指导。

◆ 1.2实验要求

◆ 1.2.1 重心的测定要简单、灵敏、具有可操作性

◆ 1.2.2 学生必须阅读一定的文献资料，在教师的指导下独立自主完成实

验。

◆ 1.2.3 能对选择对象的具体情况客观分析，实验操作时要认真细致，注

意安全

1.2.4 实验包括：所选择采取的人体中心测量的方法、结果分析。

◆ 2 实验原理与应用

◆ 2.1 实验原理

◆重心是地球对物体的引力。如将物体分为许多小块，则每块上都受到重

力的作用，这些力组成一平行力系。而这一力系的合力通过的某个确定的点就称为重心。在研究中，常可用重心的轨迹来描述物和人的运动情况，所以确定人体或物的重心是各项研究的基础。依据静力学中的力矩平衡原理进行重心位置的测定。

图11-1为一维人体重心测量板，空板时秤读数为N0，人体重为W，人躺在板上后（两族紧贴抵足板，组背屈）体重秤的读数为N，设人体总重心至A点的距离为AD，则根据力矩平衡原理有：

上式中AD为被试者标准站立姿势时的总重心的绝对高度，便于比较可计算人体重心的相对高度，其计算公式如下:

重心相对高度=重心绝对高度/身高×100%

2.2 实际应用：在实际研究中，通常需了解人体重心的相对高度，即重心位

于人体高度百分之几处。一般来说，重心高度受人体体型、性别、年龄的影响。长期从事体育锻炼也可引起重心位置的改变。

◆ 3 实验仪器设备

◆体重秤、一维重心测量板、身高仪、钢卷尺等。

◆ 4 实验内容

◆ 4.1 查阅文献，了解人体重心在体育运动研究中的意义，掌握实测重心

的方法。

◆ 4.2 在教师的指导下确定所用的实验方法。

◆ 4.3 按照所选择的实验方案进行实验操作

◆ 4.4在教师的指导下进行实验结果的分析与讨论

◆ 4.5参考文献资料，书写实验报告。

◆ 5 实验程序

◆ 5.1 学生两人为一组

◆ 5.2 赤足测量每人的身高、体重。

◆ 5.3如图11-1所示，被试者以标准解剖姿势平躺在测量板上，另一学生

读出体重秤读书并记录在登记表内，。然后被试者分别作两臂平举和两臂上举，并记出体重秤读数。

◆ 5.4依据上述原理和测量数据结果，分别算出不同姿势的重心高度和标

准解剖位的相对高度。

◆ 5.5 根据测量结果写出实验报告。

◆ 6 注意事项

◆ 6.1 设计运动方案时，应注意检索文献资料，注意研究对象间的差异◆ 6.2严格按照实验方法与步骤进行操作。

◆ 6.3做好实验数据的统计分析。

实验二马格努斯效应实验

◆ 1 实验目的与要求

◆ 1.1 实验目的

◆ 1.1.1 学习马格努斯效应产生的原理，并能分析运动器械飞行中产生此

效应的条件。设计并分析动作技术的要求与特点。

◆ 1.1.2掌握实验方案具体的制定程序，能对这种实验仪器进行操作。

◆ 1.1.3学习掌握马格努斯效应实验方法．掌握马格努斯效应产生的原理。

◆ 1.2实验要求

◆ 1.2.1马格努斯效应的测定要简单、灵敏，具有可操作性．设计方案要科

学合理、要有实效性。

◆ 1.2.2学生必须阅读一定的文献资料，在教师的指导下独立自主完成实验

方案的设计。

◆ 1.2.3尽可能利用现有的仪器、设备设计实验，并能对所选择对象的具体

情况客观分析。实验操作时要认真细致，注意安全。

◆ 1.2.4实验设计必须包括：所选择的测定马格努斯效应的方法、结果分析。

◆ 1.2.5将整个实验内容写成小论文形式．分实验小组进行报告。

◆2. 实验原理

◆足球和乒乓球等项目中，时常能见到旋转飞行的球描一

条奇妙的轨迹运动。人们叉常称这种球为“香蕉球”．球飞行时产生的这种效应是马格努斯最早指出的，故又称之为马格努斯效应。下面来分析一下它产生的原因。

◆一辆小车上装着一个能旋转的圆筒，当无风吹圆筒时，

小车静止不动，如用

电扇从侧面吹圆筒，小车就会朝前或朝后运动，小车的运动必然有力的推动，这是怎样产生的呢?让我们来分析圆筒周围的空气运动情况。当筒旋转时，有一层空气附着在筒壁上与其一起旋转。这样，从侧面吹来的气流在A、B两侧遇到了朝不同方向运动的空气。在A侧，风吹气流的速度方向与附着圆筒周围空气的运动方向一致，使这里的气流速度加快，而B侧则相反，气流速度减小。根据伯努力方程：

◆速度大的一侧气压必减小。这就使圆筒A、B侧的压力不等，正是由于这

一压力差的存在．使小车产生了运动。如果圆筒速度不太大(小于气流速度的4倍)。小车运动的压力可用下式求出：

◆上式中：d——圆筒直径；

V——吹来气流的速度；

u——圆筒旋转的线速度；

f——介质密度(夺气密度)；

t——圆筒的高度。

由于球在空中飞行的情况较复杂，故

只可用于定性描述球的运动情况。