第五章 人体运动的运动学
人体运动学
1.稳定角：中心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点连线间的夹角2.平衡角：平衡角等于某方位平面上稳定角的总和;3.骨构建：在人的生长期,骨形成大于骨吸收,骨量呈线性增长,表现为骨皮质增厚,骨松质更密集,这一过程称为骨构建;4.骨重建：在成人期,骨生长停止,但骨的形成和吸收仍在继续,处于一种平衡状态,称为骨重建;5.屈服点：弹性区末端或塑性区初始点;6.脊柱功能单位：又称为脊柱的运动节段,它包括相邻的两个脊柱及其之间的链接结构,是脊柱节段运动的基本结构单位,影响脊柱整体运动功能;7.Q角：股四头肌肌力线和髌韧带力线的夹角,即从髂前上棘到髌骨中点连线为股四头肌力线,髌骨中点至胫骨结节最高点为髌韧带力线,两条线所成夹角为Q角,正常值为11°—18°;8.凸凹原则：滚动和滑动在凸凹关节面的运动遵循一个原则,即凸凹原则;当凹面相对固定时,凸起的关节面运动表现为滚动方向与滑动方向相反；当凸面相对固定时,凹面的关节面运动表现为滚动方向与滑动方向相同;9携带角：肘关节在冠状面上自然伸展,尺骨的纵轴与肱骨的纵轴所形成的夹角;10.颈干角：股骨颈与股骨干纵轴所形成的角为颈干角,成人平均成角为125°,大于125°为髋外翻；小于125°为髋内翻;1.脊柱的生理功能1保护功能2承载功能3运动功能4全身运动协调控制功能2.腰椎间盘的特殊功能1保持脊柱的高度,维持身高；2连结椎间盘上下两椎体,使椎体间有一定的活动度；3使椎体表面承受相同的力；4缓冲作用；5维持后方关节突间一定的距离和高度,保持椎间孔的大小；6维持脊柱的曲度3.运动对高血压的降压机制1通过作用于大脑皮质和皮质下血管运动中枢,调整其功能状态,使血压下降；2调节自主神经功能,降低交感神经兴奋性,提高迷走神经兴奋性,是血管扩张；3运动中肌肉的节律收缩与舒张,可以起到对血管的按摩作用;这有利于缓解小动脉痉挛、使周围血管扩张、降低外周阻力降低血压；4运动可以使改善情绪,减少血压波动幅度;4.运动训练对COPD慢性阻塞性肺疾病的机制1通过正确的呼吸运动和排痰运动训练,可以促进肺内分泌物排出,改善肺通气\血流比例,减少功能性残气量,有利于协调呼吸肌的运动功能,改善缺氧；2适当的全身耐力训练,可以改善全身组织血液循环,增强体质和机体耐力,促进建立以适应患者日常生活需要为目标的有效呼吸和体力,提高患者的生活质量;5.膝关节旋转运动产生的机制1股骨内外髁弧度不同,内髁大,外髁小,屈伸时出现以胫骨髁间隆突内侧为轴的旋转运动；2胫骨平台内外侧外形不同；3韧带的制约作用包括前后交叉韧带和内外侧副韧带；4内旋肌力大于外旋肌力6.人体运动基本形式1上肢的基本运动形式：推、拉和鞭打2下肢的基本运动形式：缓冲、蹬伸和鞭打3全身基本运动形式：摆动、躯干扭转和相向运动7.人体关节运动形式1屈曲与伸展2内收与外展3内旋与外旋5旋前与旋后6内翻与外翻8.肩关节的稳定机制1盂肱关节的球窝关节结构2冈上肌有一小部分延伸到三角肌后部3肩胛胸壁关节4盂肱关节内的负压9.旋前旋后肌肉的生物特征1该肌肉附着在前臂旋转轴的两边,即近端附着在肱骨或尺骨上,远端附着于桡骨或手腕部2该肌肉收缩时能产生一个围绕前臂旋转的内力臂,该力的力线与旋前旋后的旋转轴相交三选择、填空1.杠杆分类：1平衡杠杆：其支点位于力点和阻力点中间,主要作用是传递动力和保持平衡,它既产生力又产生速度;2省力杠杆：其阻力点在力点和支点的中间,其力臂始终大于阻力臂,可用较小的力来克服较大的阻力;3速度杠杆：其力点在阻力点和支点的中间,如使用镊子,此类杠杆因为力臂始终小于阻力臂,动力必须大于阻力才能引起运动,但可使阻力点获得较大的运动速度和幅度,故称速度杠杆;2.骨单位是骨密质的基本结构单位;3.骨的血管有三个方面：滋养动脉；骨端、骨骺和干骺端血管；骨膜血管;4.应力-应变曲线分成两个区：弹性变形区和塑料性变形区;5.骨的强度是指骨在承受载荷时所具有的足够的抵抗破坏的能力,以致不发生破坏;三个参数:结构在破坏前所能承受的载荷；结构在破坏前所能承受的变形；结构在破坏前所储存的能量；骨的刚度是指骨具有足够的抵抗变形的能力;6.肌肉是由肌束组成,肌束由肌纤维组成;7.肘关节是由肱尺关节、肱桡关节和上尺桡关节组成;8.伸肘肌主要有肱三头肌和肘肌；屈肘肌主要有肱二头肌、肱肌、肱桡肌和旋前圆肌;9.旋前肌主要有旋前方肌和旋前圆肌;10.脊柱从侧面呈S形,有4个生理弯曲,即颈椎前凸、胸椎后凸、腰椎前凸和骶尾后凸;11.颈椎具有特殊的关节连接和不稳定的骨结构,以适应颈的支撑、保护和运动功能;12.正中神经损伤—猿手；尺神经损伤—爪形手；桡神经损伤—垂腕13.肩肱节律理解：在正常的肩关节,盂肱关节外展和肩胛胸壁关节上之间存在有运动节律或时间顺序;上臂的外展与前屈活动系由肩肱关节和肩胛胸壁关节共同完成,其中起初的30°外展和60°前屈是由肩肱关节单独完成;当外展、前屈继续进行时,肩胸关节开始参与并以与肩肱关节活动成1：2的比例活动,这种肩关节运动伴肩胛骨旋转的节律性变化称为肩肱节律;即肩部活动15°,其中10°由肩肱关节提供,另外5°由肩胸关节活动提供;14.髋臼由髂骨、坐骨和耻骨三部分组成;15.屈髋的主要肌肉有髂腰肌、股直肌、缝匠肌和阔筋膜张肌；伸髋的主要肌肉是臀大肌、半腱肌、股二头肌;16.伸膝的主要肌肉是股四头肌；屈膝的主要肌肉是股二头肌;17.肩袖肌群是肩胛下肌、冈上肌、冈下肌和小圆肌;18.髌骨是全身最大的籽骨;19.腕部最容易骨折的部位—手舟骨;20.脊柱分段：颈7、胸12、腰5、骶1、尾121.颈椎的生理弯曲：1增加颈椎的弹性；2减轻和缓冲重力的震荡；3防止对脊髓和大脑的损伤;。
人体运动的运动学分析
研究地球绕太阳运动， 地球可以当作质点
2 刚体模型：相互 间距离始终保持不 变的许多质点组成 的连续体，有体积， 考虑其形状和大小 及质量。
3 多刚体系统：在研究人体的空间位置变化时，
常把人体的肌肉和内脏等形变忽略不计，而把人 体简化为由多个刚体（环节）组成的刚体系统， 称为多刚体系统或人体模型。
“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”
“游”描写的对象是什么？ --竹排
“走”描写的对象是什么？
--青山
动画中哪些是在运动的？ 哪些是静止的？ 竹排相对于青山是运动的，相对于竹排上的人是静止的。 青山相对于竹排是运动的，相对于树木是静止的。
物体的运动是永恒的，静止是相对的。
在何种情况下，飞机能进行空中加油！
（2） 转动：在运动 过程中，如果人体内 的各点都围绕同一轴 线（转轴）做圆周运
动，这种运动就叫转 动。
（3） 复合运动：人 体的运动往往不是单 纯的平动和转动，绝 大多数的运动包括平 动和转动。两者结合 的运动成为复合运动。
（二）人体运动的运动学特征
1 时间特征
（1）时刻
时刻是人体或器械空间位置的时 间度量，是时间上的一个点，它 用于运动的开始、结束和运动过 程中许多重要位相的瞬时。
用公式表示 V= ωR
当角速度不变时，线速度与半径成正比，半径 一定时，线速度与角速度成正比。
六 体育运动中的抛体运动
（一）平抛与斜抛运动
v0
平抛运动
斜抛运动
（二）抛点与落点在同一水平面上的斜抛运动
（二）抛点与落点在同一水平面上的斜抛运动
设：V0=20m/s θ=300
求：足球可能达到的最大高度及飞行远度。
质点
（一） 人体 运动 分类
运动生物力学基本理论完整
运动生物力学的基本理论概述运动生物力学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。
人体运动学
总论1、运动学（kinesiology）是理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，主要研究质点和刚体的运动规律。
2、人体的运动的三个面: 水平面：与地面平行的面，把人体分为上下两部分；额状面：与身体前或后面平行的面，把人体分成前后两部分；矢状面：与身体侧面平行的面，把人体分为左右两部分3、人体的运动有三个轴：横轴（与地面平行且与额状面平行的轴）纵轴（额状面与矢状面相交叉形成的、上下贯穿人体正中的轴）矢状轴（与地平面平行且又与矢状面平行的轴，在水平方向上前后贯穿人体）屈曲(flexion),伸展(extension):主要是以横轴为中心,在矢状面上的运动；一般向前运动为屈，向后运动为伸，膝关节以下各关节的运动方向相反；内旋(internal rotation),外旋(external rotation) :主要是以纵轴为中心,在水平面上的运动，一般肢体各环节由前向内的运动称内旋（前臂称旋前），由前向外旋转称旋外（前臂称旋后）头、骨盆、脊柱均为向左向右侧回旋。
前臂和小腿有旋前和旋后运动。
足踝部还有内翻(inversion)和外翻(eversion)运动。
4、人体的基本运动形式运动生物力学将人体看作是由上肢、头、躯干和下肢组成的多环节链状形式，它的基本运动形式如下：1）.上肢的基本运动形式由上肢各关节共同完成。
（1）推：在克服阻力时，上肢由屈曲态变为伸展态的动作过程。
如胸前传球。
（2）拉：在克服阻力时，上肢由伸展态变为屈曲态的动作过程。
如游泳。
在运动中，上肢往往是推、拉动作相结合的运动形式，如划船；有时在伸直时做推拉。
（3）鞭打：在克服阻力或自体位移时，上肢各环节依次加速、制动，使末端环节产生极大速度的动作形式，叫鞭打动作。
如投掷。
2）下肢的基本运动形式（1）缓冲：在克服阻力时，下肢由伸展态转为较为屈曲态的动作过程。
如跳远落地动作。
（2）蹬伸：在克服阻力时，下肢由屈曲态主动转为伸展态的动作过程。
人体运动的运动学
随着科技的不断发展，人体运动学将在更多 领域得到应用，如智能医疗、智能家居、智 能交通等，为人类的健康和生活提供更多便 利。
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保训练的科学性和有效性。
康复医学领域的应用
康复评估与治疗
利用运动学原理和方法，对患者进行康复评估，制定个性化的康 复治疗方案。
运动功能恢复
通过运动训练等手段，帮助患者恢复或改善运动功能，提高生活 质量。
康复器械设计与研发
根据人体运动学原理，设计和研发更符合患者需求的康复器械。
虚拟现实与仿真领域的应用
人体运动的运动学
目录
• 人体运动学简介 • 人体运动的基本原理 • 人体运动的生物力学分析 • 人体运动的运动学参数测量 • 人体运动中的动力学分析 • 人体运动学在相关领域的应用
01 人体运动学简介
定义与研究对象
定义
人体运动学是研究人体活动及运动规律的学科，探讨人体在运动过程中的机械 运动规律及其与身体结构和功能的关系。
其他领域的应用及展望
人机交互与智能穿戴设备
将人体运动学原理应用于人机交互和 智能穿戴设备的设计中，提高设备的 舒适性和便捷性。
军事领域
分析人体在战斗、训练等场景下的运 动学特征，为军事训练和装备设计提 供指导。
航空航天领域
研究人体在失重、超重等特殊环境下 的运动学特征，为航空航天领域提供 科学支持。
足，为技术改进提供科学依据。
运动生物力学研究
探究人体在运动过程中的力学 原理和机制，为运动训练和健 身指导提供理论基础。
运动损伤预防
分析运动员在运动过程中的受力情 况和运动轨迹，预测潜在的运动损 伤风险，制定相应的预防措施。
运动生物力学课讲稿：第五章(2007)
2.为什么要选用参考系 例如： 车厢内某人竖直下抛一小球，观察小球的 运动状态，结果：
车厢内的人：
地面上的人： 孰是孰非？
垂直下落
抛物运动
答：运动的描述是相对的。
3.参考系的定义：
参考系是指描述人体是否运动时，所选定的作为 参考标准的物体或物体群。根据研究问题的性质和 方法的不同，可分为两类不同的参考系。
T
V
A
Δv a = lim Δt→0 Δt
a＞0,与运动同向，加速
o
t
t
a＜0,与运动反向，减速
（三）曲线运动中的瞬时加速度
A
曲线运动中 瞬时加速度 切向加速度 at 法向加速度 an
at
an
a
1．向心加速度（法向加速度）
人体作匀速圆周运动时沿法线方向的加速度， 其公式为：
an = V2/R
注意：运动的人体或物体做曲线运动时，即使速度 大小不变也会产生加速度，加速度就是其做匀速圆 周运动时沿法线方向的加速度。
2.变速圆周运动中的加速度
变速圆周运动是指物体运动速度不断变化的 圆周运动。 对于匀速圆周运动，法向加速度就是其总的 加速度；对于变速圆周运动，其总的加速度为：
a=at+an
三、速度的合成与分解
（一）运动的独立性原理 人体或物体同时参与几个运动(分运动)，则每一 个运动不受其他分运动的影响，人体或物体的运动是 由各个彼此独立进行的运动叠加而成。 如：在匀速行使的车上 同速上抛同 高度的小球 落地时 间相同
6.坐标系
坐标系指设置在参考系上的数轴，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 量上又能进行精确描述。
三要素：原点、方向、单位。
运动学
运动学：是理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，主要研究质点和刚体的运动规律。
动作的运动学特征1时间特征-运动的先后次序、延续时间2空间特征-人体各环节随时间变化产生的空间位置变化3时空特征-空间位置变化快慢人体运动的运动学参量1时间特征参量时刻时间2空间特征参量位移、路程和轨迹角位移3时空特征参量速度和加速度角速度和角加速度空间特征参量质点：有质量无大小的点刚体：相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体——由许多质点组成，是一质点系——任意两质点之间距离保持不变——有大小、有形状、有质量刚体的运动（1）平动：运动过程中，刚体内任意两点的连线始终保持等长和平行。
其运动轨迹是直线或曲线，人体平动时，身体上各点的位移、速度和加速度都一致，可简化成质点处理。
（2）转动：指运动过程中，身体上的各点都围绕同一直线（即轴）作圆周运动，称转动。
转动时人体各点距离轴的距离不同，所以其线速度也不同，只能简化成刚体来处理。
时空特征3绝对速度——相对于惯性参考系相对速度——相对于非惯性参考系牵连速度——非惯性参考系相对于惯性参考系相向运动：人体处于无支撑的腾空状态完成动作时，由于人体两端均无约束，因此身体一部分向某一方向活动（转动）时，身体另一部分会同时产生相反方向的活动（转动）。
根据运动形式，把身体两部分相互接近（或远离）的运动形式骨杠杆骨骼是生物运动链的刚性环节，它们的可动连接构成了生物运动链的基础。
在生物运动链中环节绕关节轴转动，其功能与杠杆相同，称做骨杠杆力的效应外效应：使物体的运动状态发生改变内效应：使物体产生形变惯性:物体保持原有运动状态的特性人体内力与外力的相对性及其相互关系1．内力和外力的区分是相对的2支撑情况下人体内力可以改变为外力3．外力是发展人体内力的主要手段动量:是对物体运动状态的量化，也就是物体在运动过程中到底具有多少“运动量。
定义：——质点的质量与速度的乘积称为质点的动量（线动量）动量是度量质点运动的基本特征量之一表达式：单位：kg·m/s冲量——力的时间累积效应，等于力与其作用时间的乘积动量定理在体育中的应用1 增加缓冲时间以减少反冲力。
人体转动力学
dm
J x2dm L x2dx 0
o dx
x
l 2
x2
m dx
l 2
l
1 ml2 12
如果将轴移到棒的一端
J l x2 m dx 1 ml2
0l
3
平行轴定理
刚体对某轴O的转动惯量等于刚体对通过质 心且与O轴平行的C轴的转动惯量加上刚体 的质量与两平行轴间的距离平方乘积
1.28
4.6%
环节质心远离转轴所产生的 角动量md2ω（kg•m2/s） 9.26×0.252×8=4.63 4.22×0.62×8=12.14 1.43×0.92×8=9.28
26.05
95.4 9.31 27.32 100%
环节质量的影响
设体重减少5%，也就是80×95%=76kg，所以下肢三环节重 量分别为8.80、4.00、1.36。设相对环节质心的转动惯量不变。 髋关节转动速度不变。
a=大腿重心到髋关节中心距离=0.25m b=小腿重心到髋关节中心距离=0.60m c=足重心到髋关节中心距离=0.90m 髋关节转动角速度=8rad/s
下肢环节角动量
大腿 小腿 足 合计
%
相对环节质心角动量 JCMω（kg•m2/s) 0.0152×8=0.84 0.0504×8=0.40 0.0038×8=0.03
人体转动 力学
1、转动的力学条件
F
合外力矩不为零 ∑M≠0
F’
2、转动运动学
位移s、速度v、加速度a 角位移φ、角速度ω、角加速度β
投掷铁饼时，运动员持饼旋转，使铁饼获 得16m/s的线速度。在最后用力阶段，躯干 带动投掷臂继续转动270°，出手时铁饼的 线速度增大到22m/s。假定铁饼的重心至转 轴的距离为1.1m，求最后用力阶段所需时 间和铁饼的平均角加速度。
人体运动学教材
人体运动学教材
人体运动学是一门研究人体活动的运动规律的学科，涉及解剖学、生理学、运动学、力学等多个领域。
人体运动学主要研究人体或人体特定部位的位置、速度和加速度等运动参数，以及这些参数与人体运动之间的关系。
此外，人体运动学还涉及生物力学和部分运动生物力学的内容。
至于具体的教材，例如《人体运动学全国高等职业教育康复治疗技术专业“十三五”规划教材》，它介绍了人体运动学的相关知识和技术，包括人体运动学的基本概念、人体解剖学基础、人体运动学实验方法、人体运动学在康复治疗中的应用等。
此外，还有《人体解剖与运动学》、《实用运动生物力学》等教材，也可以作为学习人体运动学的参考书籍。
如果想学习人体运动学的相关知识，可以结合自己的需求和兴趣选择合适的教材进行学习。
同时，也可以通过阅读相关论文、学术期刊等途径获取更深入的研究资料。
(完整版)人体运动学练习
第一章人体运动学总论一. 学习目标（一）运动学基本概念1.掌握人体运动学，功能解剖学，生物力学，运动生物力学，质点，刚体，轨迹，位移，路程的定义；直线运动和曲线运动，人体运动的速度和加速度，平动，转动和复合运动等基本概念。
掌握运动的相对的原理，人体运动的三个面和三个轴以及康复医学中人体运动的始发姿势。
2.熟悉时程，速率，角加速度，家位移等概念。
熟悉两种参考系的定义，自由度的概念。
熟悉人体运动学的内容，方法及康复治疗学的关系和意义。
3.了解速度与速率的区别，运动的量的特点。
了解人体运动学发展简史。
（二）人体运动的形式和原理1.掌握关节运动的形式和各个关节的主要运动方向；掌握杠杆原理和关节活动顺序性原理，熟悉相关概念2.熟悉人体运动的基本形式，推、拉、鞭打、蹬伸、缓冲的定义；掌握摆动、躯干扭转和相向运动的概念（能够举例说明）3.了解人体简化后的主要运动形式（三）人体运动的动力学1.掌握动力学基本概念，如力、应力和应变、强度和刚度、弹性和塑性、蠕变、应力松弛等。
掌握梅脱、心脏的功能能力、运动能力和靶心率的概念。
2.熟悉牛顿的三个运动定律；熟悉人体的功能关系在制定运动处方中的重要作用。
3.了解人体简化后的主要运动形式以及动量定理和动量守恒定律。
（四）人体运动的静力学1.掌握静力学的概念和作用；掌握力矩、力偶、力的平移定理，稳定角、平衡角、稳定系数和人体中心的概念，以及人体重心的位置。
2.熟悉力矩、倾倒力矩的概念和保持人体平衡的条件。
（五）人体转动力学1.掌握人体转动的力学条件和肢体围绕关节转动的力学条件。
2.熟悉康复治疗中所评测和训练肌力中肌力概念的实质。
3.了解转动定律、动量矩和冲量矩的内容。
二、习题（一）选择题A型题1.应变A.人体机构内某一点受载时所发生的变形B.人体结构内某一平面对外部负荷的反应C.人体承受负荷时抵抗破坏的能力D.人体在受载时抵抗变形的能力E.人体内部各组织器官间相互作用的能力2.第三类杠杆属于A.平衡杠杆B. 省力杠杆C.速度杠杆D.一般杠杆E.省时杠杆3.第一类杠杆属于A. 平衡杠杆B. 省力杠杆C.速度杠杆D.一般杠杆E.省时杠杆4. 康复医学治疗的主要方式A. 理疗B.运动疗法C. 针灸、按摩D. 疗养、保健E.作业治疗(二) 名词解释1. 人体运动学1.功能解剖学2.生物力学3.运动生物力学4.应力5.质点6.刚体7.力矩8.阻力点9.力偶10.梅脱11.第三类杠杆12.人体运动的始发姿势13.心脏的功能能力（F.C）14.稳定角15.稳定系数16.复合运动17.转动惯量18.惯性参考系19.非惯性参考（三）简答题1. 述人体运动的面和轴2. 关节活动顺序性原理的内容是什么？3. 试述杠杆原理在康复治疗学中的应用。
人体运动学重点
1.人体平衡的条件- -除外受力1).支撑面:接触面积加包围面积。
2).重心:整个人体所受重力的合力作用点，人体的重心垂直投影线越远离支撑面的边缘，则稳定性越大。
3).稳定角:是重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点的连线间的夹角。
4).平衡角:等于某方位平面上稳定角的总和。
它可以说明物体在某方位上总的稳定程度。
27.人体平衡的条件一个物体是否失去平衡，取决于该物体重心垂直投影线是否落在支撑面内。
物体开始倾斜时，随着物体的倾斜，重力产生-一个使物体恢复到原来平衡位置的恢复力矩，倾倒力产生使物体倾倒的倾倒力矩。
倾倒过程中，如重力作用线在支撑面内，则恢复力矩使物体恢复到原位置;如倾倒使得重力作用线通过支点时, .则恢复力矩为0，重力矩起着加剧倾倒的作用。
稳定系数:倾倒力开始作用时稳定力矩与倾倒力矩的比值。
当稳定系数大于1时，物体本身重力产生的恢复力矩足以对抗倾倒，当稳定系数小于1时，物体恢复力矩对抗不了倾倒力矩，物体倾倒，平衡破坏。
所以，物体越重，其稳定力矩越大，抗倾倒的能力越强。
1.肩胛骨的运动有以下几种形式:上提下降:肩胛骨在冠状面内向上运动为上提，向下运动为下降。
如耸肩一下放。
前伸后缩:肩胛骨在水平面内向前运动为前伸，向后运动为后缩。
如含胸一扩胸。
上、下回旋:肩胛骨在冠状面内绕矢状轴旋转，肩胛下角朝外上方运动为上回旋，朝内下方运动为下回旋。
2.肩肱关节的运动:肩肱关节是一个典型的球窝关节，能绕三个基本轴运动: 屈曲、伸展外展、内收内旋、外旋水平屈伸和环转运动3.运动肩胛骨的主要肌群上提:斜方肌上部、菱形肌和肩胛提肌下降:斜方肌下部、前锯肌下部、胸小肌前伸:前锯肌和胸小肌后缩:斜方肌中部和菱形肌上回旋:前锯肌和斜方肌上部下回旋:菱形肌、胸小肌和肩胛提肌4. (1)斜方肌起点:枕外隆凸，上颈线，颈韧带，第7颈椎至第12节胸椎的棘突，其肌束分为上、中、下三部分。
止点:锁骨外侧1/3、肩峰及肩胛冈。
作用:.上束纤维-. 上提及上回旋肩胛骨，中束纤维-内收肩胛骨，“下束纤维-下降肩胛骨(2)菱形肌起点:第6、7颈椎和第1~4胸椎棘突。
人体运动学-运动与心肺
03 运动对心肺功能的影响
04 心肺功能评定的基础
05 心肺功能异常与运动
运动与活动
Lorem ipsum dolor sit amet
01
运动与活动
➢活动跟运动有什么不同，我们常听人说：“我每天修汽车”“我天天都洗菜 做饭”，或者“我每天煮菜，每天流好多汗”，这些东西算不算运动？
➢运动与活动是不同的，对身体的作用当然也不同，一定要区别开。
（一）运动与物质代谢
2、运动与脂肪代谢 ➢ 肝、脂肪组织、小肠是合成脂肪的重要 场所，以肝的合成能力最强。合成后要 与载脂蛋白、胆固醇等结合成极低密度 脂蛋白（VLDL），入血运到肝外组织 储存或加以利用。若肝合成的甘油三酯 不能及时转运，会形成脂肪肝。
（一）运动与物质代谢
2、运动与脂肪代谢 ➢ 长时间中等强度运动能够增强脂肪代谢，减少脂肪堆积，降低体重。 ➢ 运动能够提高脂蛋白酯酶的活性，增加甘油三酯的分解，增加HDL浓度， 促进胆固醇从周围组织转运回肝脏，消除血管壁胆固醇，对防治动脉粥 样硬化和心脑血管疾病具有非常重要的作用。
（二）运动与能量代谢
2、糖酵解系统 ➢ 葡萄糖经无氧代谢生成乳酸，使得ADP磷酸化为 ATP供能的过程。 ➢ 1mmol葡萄糖无氧代谢后仅产生2-3mmolATP， 但能量释放快。 ➢ 乳酸堆积，不能持久。
（二）运动与能量代谢
3、有氧代谢系统 ➢ 有氧供能系统是指人体在运动时所消耗的 能量是以糖、脂肪、蛋白质的有氧氧化成 直接的供能物质ATP，是人体获得能量的 主要方式。 ➢ 1mmol葡萄糖经有氧代谢生成38mmolATP， 1mmol脂肪经有氧代谢生成22mmolATP。
人体运动学 运动与心肺功能
引言
➢心肺功能是耐力运动的基础。科学合理的运动锻炼改善心肺功能，促进健康、 减少疾病，提高人们的生活质量。同时，运动干预也是治疗某些慢性非传染 性疾病的重要手段。因此，运动对疾病的防治作用逐渐被人们接受和重视。
第五章 人体运动系统的生物力学
复习：一、人体生物力学材料的分类人体生物力学材料的力学性质是多种多样的，依据其性能可分为弹性材料、粘性材料、塑性材料、粘弹性材料。
弹性材料的特点：应力与应变成正比，材料能保证固定的形状，在外力的作用下，外力功转变为弹性能。
外力消失或恢复原状。
如体育器材中的撑杆粘性材料：应力取决于应变率，粘性流体无固定形状，流动过程不可逆，在外力作用下，外力功转化为分子热消耗。
如运动高强度粘性绷带，塑料材料：应力与应变成非线性，在外力作用下外力功转变为变形能，外力消失后材料的变形不可修复。
如我们体育器械手柄中的塑性材料粘弹性材料：如果有一种材料，其力学性质既具有弹性材料的力学性质，又具有粘弹性材料的力学性质，那么这种材料就叫做粘弹性材料。
如我们玩的碰碰车，属于粘弹性材料，还有我们的血管、皮肤、韧带等等人体材料也属于粘弹性材料。
二、粘弹性材料的特点1）当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力随时间的增加而下降，这种现象叫应力松弛，从而导致变形恢复力（回弹应力）随时间逐渐降低的现象。
打包带变松、橡皮筋变松。
2）若令应力保持一定，物体的应变随时间的增加而增大，这种现象叫蠕变（缓慢变形）。
水滴石川。
3）对物体做周期性的加载和卸载，则加载时的应力-应变曲线同卸载时的应力-应变曲线不重合，这种现象称为滞后。
三、骨载荷的分类1.按照载荷作用的性质，我们可以将载荷分为静载荷和动载荷静载荷是逐渐加于物体上的，由零逐渐增至某一值以后不再改变，在这种载荷作用下，物体各部分不产生加速度或是加速度小得可以忽略不计。
例如慢起倒立时，作用在手臂上的载荷属于静载荷。
动载荷是物体在载荷的作用下，它的某些部分或各部分所引起的加速度相当显著，这种载荷称为动载荷。
动载荷又分为冲击载荷和交变载荷。
如排球的扣球属于冲击载荷，长途行军属于交变载荷2.骨骼受力的形式:拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷拉伸载荷是自骨的表面向外施加大小相等而方向相反的载荷，例如人体各种悬垂动作时骨受到的载荷，骨在较大载荷的作用下会伸长同时变细。
运动生物力学_人体运动的运动学
运动学参数的采集
• 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。
• 主要测量方法有：平面定点定机摄影法、 平面定点跟踪摄影法、平面定轨跟踪摄影 法、立体定点定机摄影法、立体定点定跟 踪摄影法等。
摄影方法
• 1、摄像机的选择 拍摄频率：单位时间内所拍摄的画
面数称拍摄频率。
2、拍摄方法
• （三） 人体简化为物理模型的实用性和局 限性
将人体简化为物理模型进行力学研究，这 对学习研究带来很大方便，并且可以取得 定量数据和资料进行分析，可以帮助我们 认识一些问题和规律。然而复杂人体简化 为质点或刚体后，所得到的数据与材料反 馈到人体应用时还存在着较大的差距，为 此需建立实体模型。
二、实体模型的建立
根据两个运动速度方向之间的夹角不同， 有以下几种情况
• 第一、 当两个运动速度方向一致而且平行 时，则合速度为：V=v1+v2
• 第二、当两个运动速度方向互成直角时， 则合速度大小为V=(V21+V22)1/2
• 第三、当两个运动速度方向不成直角，而 成锐角θ，则合速度为 V=(V21+V22+2V1V2cosθ)1/2。
• 1、根据项目特征和技术分析要求确定拍摄 范围；
• 2、把摄像机固定在三角架上，对摄像机的 拍摄距离、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； • 4、拍摄所选定的运动动作，并做好记录。
平面拍摄注意事项
• 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。
三、运动学量的特征
1．瞬时性 2．矢量性 3．相对性 4．独立性
运动生物力学
水平距离: S1 = V0cosθT S1 =（V02sinθcosθ+ V0cosθ√ V02sin2θ+2gh 实践距离： Sm = S1 + S2
）/g
（ S2 为实测 ）
3、抛点低于落点的斜上抛运动（学生自己推） 例如：跳马第一腾空运动的轨迹；篮球投篮。 T =（V0sinθ+ √ V02sin2θ-2gh ）/g ）/g
Байду номын сангаас
二 运动的相对性及参考系
辩证唯物主义认为运动是绝对的。但是，如何对物体运动进 行描述是摆在我们面前的一个问题。 （一）运动的相对性 我们之所以判断汽车是运动的是因为我们把它跟自己或者路边 的树木或建筑物而言，汽车是运动的，这说明运动是绝对的，而不 是相对的。运动具有相对性，为此我们对物体的机械运动界定为一 个物体相对于另一个物体的位置改变。 （二）参考系与坐标系 1 、参考系：描述物体运动时选定的参照物体或物体群。 惯性参考系：相对于地球静止或作匀速直线运动的参考系； 非惯性参考系：相对于地球作变速运动的参考系。 2 、 坐标系：在体育运动中常用的坐标系市直角坐标系。这 种坐标系通常有三种：一维坐标：描述直线运动；二维坐标：描述 平面运动；三维坐标：描述空间运动。
一、运动生物力学的概念 运动生物力学的概念：是以人体的解剖学、人体 的生理学、力学的理论与方法，研究人体运动器系的 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。 最佳运动技术：是考虑个人的身体形态、机能、 心理素质和训练水平来应用一般技术原理，已 达到最理想的运动成绩。 动作技术原理：指完成某项动作技术的基本规 律，它适应于任何人，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的差异， 是具有共性特点的一般规律。
人体运动规律
人体运动规律（一）人体基本运动规律——人体动态变化的规律及要点、动作顺序和幅度，拟从“重心”、“三程序”、“三轴线”、“三轨迹”加以阐释。
（1）、重心的位置人体重心是人体重力垂直向下指向地心的作用点，是头、上肢、下肢、躯干、等重力的合力作用点。
人体正位重心位于正中矢状面和通过ke前上棘或ke后上棘水平面交线的中点。
人体重心略低于人体体积中心（耻骨联合处），重心位置随人体姿势变化而移动，而人体体积中心位置是固定的。
人体由许多肢体连接而成的杠杆系统，形态变化万千，因此重心位置也随之变化。
1.人体在两侧对称正位时重心位于正中矢状面。
2.当上肢上举，重心升高。
3.人体下蹲时，重心下降。
4.当人体一侧下肢侧伸时，重心就移到一侧去了5.人体前屈时，重心前移。
6.当人体后伸，重心后移。
7.重心位置有六个移动方向：上、下、左、右、前、后。
其中前移范围最大，上移最小。
（2）、三程序三程序反映人体施力于他物系列动作中，肢体的起动、带领、跟随的顺序过程。
即先由髋部的一侧向受力一方转动，再由髋部带动胸部向受力一方作最大转动，随后由胸部带动上肢作摆动，形成“工作距离”最终产生“爆发力”，完成施力他物的动作目的。
换言之“力发于腰”。
例——投掷标枪：1.左腿登伸，使又髋部受地面反作用力，向投掷方向旋转，并通过记住挺胸，2.髋部旋转力量传递到胸部，随即右胸及右肩向投掷方向旋转，3.右肩旋转力推动上肢并屈体，使右上肢摆动形成最大“工作距离”，4.标枪沿手臂运动的圆周轨迹的切线方向投出，由于惯性，身体前倾。
背视图：顶视图：这一过程充分贯彻“髋——胸——上肢”的“三程序”顺序性规律。
（3）、三轴线三轴线即人体头、胸、髋三部分各自的左右（水平）、上下（垂直）、前后（矢状面）轴线，并分别通过头部、上半身、人体重心。
亦是从人体头、胸、髋中轴线的正、侧、斜的幅度来体现人体动态造型规律的。
此间，可把“三轴线”理解成空间坐标相互垂直的“三轴向”。
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• • 三要素是：参照原点、参照方向、参照单位。
常用的坐标系
一维坐标系（沿着一个方向运 动。
二维坐标系（沿着两个方向运 动。
三维坐标系（沿着三个方向运动。
二、描述物体运动的基本的物理量和 运动形式
• 1．轨迹：轨迹是物体运动的路径 • 2．路程：是指物体从一个位置移到另一个 位置时，物体的实际移动路线的长度 • 3．位移：位移是表示物体在整个运动过程 中位置的总的变化。它既有大小又有方向， 在运算中要进行矢量相加，是对物体运动 的直线量度，因此是矢量
• 1． 直线运动的位移和路程 • 在直线运动中，路程数值的大小等于位移数值的大小。
例如，100m从起点跑到终点，其位移大小与路程大小是相 等的。
• 2． 曲线运动的路程和位移 • 在曲线运动中，位移数值的大小并不等于路程数值的大小，
一般小于路程。 例如从起点绕400m田径场内跑一圈，经过的路程为400m， 而位移则等于零。跑200m内道时，路程为200m，位移则为 112.13m。位移是矢量，按三角形法则或平行四边形法则合成
• 平动： 人体内任意两点的连线，在运动过程中始终保持平
行。 例如；滑冰运动员蹬冰后在直线上依惯性滑行，即为直 线平动。
• 转动：人体内的各点都绕同一轴线（转轴）作圆周运动。
例如；投掷铁饼的旋转动作。
• 复合运动：既有平动又有转动的运动。
例如；走、跑、滑冰、滑雪都是一种复合运动，在研究 中通常将复合运动分解为平动和转动两部分分别 进行讨论，然 后加以综合，以达到简化的。
第五章 人体运动的运动学
一.运动的相对性和坐标系
• （一）运动的相对性 • 运动的绝对性
自然界一切物质都是永恒地运动着、变化着， 所有自然现象都是物质运动的各种形式。从这种 意义上来说运动是绝对的。
• 运动的相对性
物体随时间变化而导致空间的位移，是物质 运动最基本的形式。
（二）．参照系
• 参照系又称参考系，是指描述人体是 否运动时，所选定的作为参考标准的物体 或物体群。根据研究问题的性质和方法的 不同，可分为两类不同的参考系：
• （3）复合运动：人体的绝大部分运动包括 平动和转动，两者结合的运动称为复合运 动。如骑自行车时，躯干可近似地看作平 动，下肢各关节围绕关节轴进行多级转动。 研究中通常把复合运动分解为平动和转动， 使问题大大简化。 人体的机械运动都是在一定的空间和时间 中进行的。
• 1、惯性参考系(静参考系）
惯性参考系是指以地球或相对于地球静止 不动的物体、或作匀速直线运动的物体作为参 考系。
2、非惯性参考系（动参考系）
是指以相对于地球作变速运动的物体 作为参考系。
（三）.坐标系
• 概念：
• 坐标系是指设置在参考系上的数轴，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。
人体运动的分类 竖直上抛
平动、转动、复合运动
• 变速直线运动：在任意相等时间内通过的路程并不都相等。
• 匀变速直线运动： 当人体沿任意相等的时间内，速度变化
量
都相等。
• 自由落体的公式为：Vt=gt
H=1/2gt2
Vt=
2gh
• 竖直上抛运动的公式：t= V0/g； H=V20/2g。 • 曲线运动 例如；弯道跑。
• •
4 ．速度:单位时间内物体的位移 5 ．加速度:单位时间内速度的变化量
三.人体运动的运动学时空特征
• 1．速度 • 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的物理量。 直线运动中为 V=ΔS/Δt， 曲线运动中为 V=r2-r1/t2-t1=Δr/Δt。• 来自． 速率人体的运动形式
• （1）平动：指运动过程中，身体上的任意两点的连线始 终保持等长和平行。其运动轨迹是直线或曲线，人体平动 时，身体上各点的位移、速度和加速度都一致，可简化成 质点处理。
• （2）转动：指运动过程中，身体上的各点都围绕同一直线（即轴） 作圆周运动，称转动。转动时人体各点距离轴的距离不同，所以 其线速度也不同，只能简化成刚体来处理。
• 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 大小不表明方向。
人体运动的分类
• 人体简化为质点：可将人体运动分为直线 运动和曲线运动； 人体简化为刚体：可将人体运动分为平动、 转动和复合运动。
•
变速直线运动
直线运动 和曲线运动
自由落体
匀变速直线运动