运动力学基础(ppt)
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理论力学-5-运动学基础
ds ＝v ＝s dt
dv at s dt
an
v
2
a a a
2 τ
2 n
5.1 点的运动学
自然轴系
自然轴系
当运动轨迹为空间曲线时，弧坐标系中所得 到的结论同样成立，只需将弧坐标系扩展为自然 轴系。
5.1 点的运动学
自然轴系P－TNB
B(副法线) N(主法线)
0
dτ n d
5.1 点的运动学
τ vτ av
τ
弧坐标法
τ ?
ds ＝v ＝s dt
dτ dτ d ds dt d ds dt
dτ n d
d 1 曲率 ds
a at an at τ an n
速度方向的变化率 法向加速度
xA OC CM R
M
即
CM v0t R R
v0t x OC AM sin v t R sin 0 R 于是M点的运动方程为： vt y AC AM cos R R cos 0 R
5.1 点的运动学
v0t x OC AM sin v t R sin 0 R vt y AC AM cos R R cos 0 R
切线方向的单位矢量为t ，则有 r ds lim τ ＝v ＝ s t 0 s dt t指向弧坐标s增加的方向。 动点的速度为
τ v vτ s
速度方向
速度大小
5.1 点的运动学
弧坐标法
加速度
dτ dτ d ds dt d ds dt dτ d 1 ds 曲率 ? ＝v ＝s ds d dt τ
运动力学基础
•
如投掷垒球 。
LOREM IPSUM DOLOR
2. 力的空间累积效应 力与力作用方向上移动 距离的乘积（F·S），是力的空间累积效应， 在力学上称力对物体做了功。 动能定理：力对物体做的功等于物体机械能 （动能和势能）的增量。
LOREM IPSUM
二、运动中的力矩 力矩（M）是
作用于物体或人体的 合力（F）与支点到力 作用线距离（d）的乘 积，
经过了时间Δt，转动角速度从ω1变成了ω2，则这个
过程中角速度变化量为ω2-ω1，角加速度α=（ω2-ω1）
/Δt，代入转动定律公式中得到：M=I·α=I（ω2-ω1）
/Δt，推导得出M·Δt= Iω2-Iω1。此式中的M·Δt是冲量
矩，单位N·m·s；I·ω是动量矩（H），单位kg·m2/s。
•
作用在刚体上的冲量矩等于动量矩的变化。
2. 角速度 连接运动点和圆心的半径在单位时间内转过的弧度 叫做“角速度”。国际单位为弧度/秒，用字母ω表示。
3. 角加速度 是描述刚体角速度的大小和方向对时间变化率的 物理量，国际单位是“弧度/秒平方”，用字母α表示，计算 公式为α=Δω / Δt。
LOREM IPSUM DOLOR
• 二、转动动力学
难点：牛顿运动定律、转动定律及其应用。
LOREM IPSUM DOLOR
人体和物体的运动在 运动形式上多种多样，千差 万别。这种差别主要表现在 时间和空间两个主要方面， 其形成的原因是人体或物体 受到的力和力矩不同。
第一节 运动中的力与力矩
一、运动中的力 力是一个物体对另一个物体的作用，是使物体产生
运动学基础
第二章 运动力学基础
目录
第一节 运动中的力与力矩 第二节 人体运动的动力学 第三节 人体运动的静力学 第四节 人体运动的转动力学 第五节 骨与关节生物力学
第二章运动力学基础
第二章 运动力学基础
一 、运动中的力与力矩 二、人体运动的动力学
三、人体运动的静力学
四、人体运动的转动力学
五、骨与关节生物力学
运动中的力与力矩
一、运动中的力 力是一个物体对另一个物体的作用，是
使物体产生形变或线运动状态改变的原因。
力矩则是力和力臂的乘积，是使物体转
动状态改变的原因。
人体运动的动力学
（二）内力 1. 肌拉力
骨骼肌借助肌腱附着于骨，产生对骨的
拉力维持人体姿势，引起人体内各部分、
各环节的相对运动，是人体内力中最重
要的主动力。
运动中的力与力矩
肌拉力线
肌拉力线经过冠状 轴前方或后方，该关 节分别做什么运动？
经过矢状轴状轴上方
或下方，该关节分别
做什么运动？垂直轴
呢？
运动中的力与力矩
刚体绕轴转动时惯性的量度，用以描述物体保持原
有转动状态的能力。 只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置， 而同刚体绕轴的转动状态无关。
人体运动的转动力学
环节的转动惯量（ I ）等于 环节中质点的质量（m）乘 以质点到转轴的垂直距离
（ r ）的平方。即 I=mr2 ，单
位为千克· 米平方（kg· m2）。
（一）运动中合理利用惯性可以省力
（二）克服重物惯性需要遵循骨骼肌活动顺序原理 （三）增加人体对外界的作用力可以增大外界对人体的反作 用力
运动中的力与力矩
（一）外力
1.重力（G=mg）
2.摩擦力（f=µFN）
重量与质量的区别？
3.支撑反作用力（F1=—F2）
4.流体作用力
5.器械的阻力
运动中的力与力矩
人体接触（撞击）的时间要短。如用锤子钉钉子。
一 、运动中的力与力矩 二、人体运动的动力学
三、人体运动的静力学
四、人体运动的转动力学
五、骨与关节生物力学
运动中的力与力矩
一、运动中的力 力是一个物体对另一个物体的作用，是
使物体产生形变或线运动状态改变的原因。
力矩则是力和力臂的乘积，是使物体转
动状态改变的原因。
人体运动的动力学
（二）内力 1. 肌拉力
骨骼肌借助肌腱附着于骨，产生对骨的
拉力维持人体姿势，引起人体内各部分、
各环节的相对运动，是人体内力中最重
要的主动力。
运动中的力与力矩
肌拉力线
肌拉力线经过冠状 轴前方或后方，该关 节分别做什么运动？
经过矢状轴状轴上方
或下方，该关节分别
做什么运动？垂直轴
呢？
运动中的力与力矩
刚体绕轴转动时惯性的量度，用以描述物体保持原
有转动状态的能力。 只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置， 而同刚体绕轴的转动状态无关。
人体运动的转动力学
环节的转动惯量（ I ）等于 环节中质点的质量（m）乘 以质点到转轴的垂直距离
（ r ）的平方。即 I=mr2 ，单
位为千克· 米平方（kg· m2）。
（一）运动中合理利用惯性可以省力
（二）克服重物惯性需要遵循骨骼肌活动顺序原理 （三）增加人体对外界的作用力可以增大外界对人体的反作 用力
运动中的力与力矩
（一）外力
1.重力（G=mg）
2.摩擦力（f=µFN）
重量与质量的区别？
3.支撑反作用力（F1=—F2）
4.流体作用力
5.器械的阻力
运动中的力与力矩
人体接触（撞击）的时间要短。如用锤子钉钉子。
第二章：运动力学基础
一个物体如果受到几个力的作用，这几个力称为力 系。力系平衡的条件因力系的不同而有所差异，力系通 常有以下4种情况。 1.共点、共线力系 2.平面汇交力系 3.平面平行力系 4.空间一般力系
40
（二）人体平衡的类型
重心与支撑点关系
上支撑平衡 下支撑平衡
混合支撑平衡
平衡 稳定平衡
平衡稳定程度
有限稳定平衡 不稳定平衡 随遇平衡
人体整体
内力
骨骼肌张力
外力
人体环节
2、内力可以改变外力的大小
3、外力可用来增强内力
5
要获得较大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人的蹬地
力，这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉
活动是主动的，为了提高人体Fra bibliotek动效果，最重要的是提高肌肉收 缩的力量（内力），以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力 （外力），使人体运动状态发生变化。
3
一、运动中的力
（一）内力与外力的概念
若将人体整体看做 一个力学系统，则人体 内部各部分的相互作用， 称为内力。外界作用于 人体的力称为外力。 内力：骨骼肌张力、关节约 束力、韧带张力等，其中骨
骼肌的张力是人体内力中的 主动力。
外力：重力、支撑反作用力 等。
4
运动中的内力和外力的关系
1、内力与外力是相对的
腹膜、肠系膜、大血管间的阻力，食管的蠕动与
纵隔间的阻力等。 5）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。
20
（四）力的合成与分解
1.合力与分力 一个力如果它产生的效 果与几个力共同作用的效果相同，则这 个力就叫那几个力的合力，而那几个力 就叫这个力的分力。
2. 力的合成 力的合成。 3. 力的分解 运算。 力的分解是力的合成的逆 求几个已知力的合力，叫 平行四边形 法则是力的 合成与分解 的基础
40
（二）人体平衡的类型
重心与支撑点关系
上支撑平衡 下支撑平衡
混合支撑平衡
平衡 稳定平衡
平衡稳定程度
有限稳定平衡 不稳定平衡 随遇平衡
人体整体
内力
骨骼肌张力
外力
人体环节
2、内力可以改变外力的大小
3、外力可用来增强内力
5
要获得较大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人的蹬地
力，这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉
活动是主动的，为了提高人体Fra bibliotek动效果，最重要的是提高肌肉收 缩的力量（内力），以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力 （外力），使人体运动状态发生变化。
3
一、运动中的力
（一）内力与外力的概念
若将人体整体看做 一个力学系统，则人体 内部各部分的相互作用， 称为内力。外界作用于 人体的力称为外力。 内力：骨骼肌张力、关节约 束力、韧带张力等，其中骨
骼肌的张力是人体内力中的 主动力。
外力：重力、支撑反作用力 等。
4
运动中的内力和外力的关系
1、内力与外力是相对的
腹膜、肠系膜、大血管间的阻力，食管的蠕动与
纵隔间的阻力等。 5）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。
20
（四）力的合成与分解
1.合力与分力 一个力如果它产生的效 果与几个力共同作用的效果相同，则这 个力就叫那几个力的合力，而那几个力 就叫这个力的分力。
2. 力的合成 力的合成。 3. 力的分解 运算。 力的分解是力的合成的逆 求几个已知力的合力，叫 平行四边形 法则是力的 合成与分解 的基础
力学基础知识ppt课件
第一章 力学基础知识
绪论学习支持
知识目标： 了解力，重力的概念，明确力的三要素，作用力和反作用
力，会画受力分析图。了解平面汇交力系的基本概念，合成。 知道力臂，力矩，力偶等概念及其性质，会合成平面内的力偶 系。知道力的平移定理，会合成和平衡一般平面力系。了解摩 擦，磨损等概念，知道润滑的基本原理，知道润滑油的性质和 选用的要求。 能力目标：
8
2．受力图 全面地分析结构的约束情况，包括外力、支承反力后，用
一个简图清楚地表示出全部受力情况，这个图称为受力图。 受力图有整体和局部之分，一般可只画所需要的局部受力
图。 画受力图时，首先确定出研究对象，具体分析已知条件和
要求的未知量，把它隔离出来，去粗取精画出受力图。 例如我们要分析吊钩和吊索钢丝绳的受力情况，就可以只
12
2．力的分解 力的分解是力的合成的逆运算，同样可以用平行四边形法则，将已知力作
为平行四边形的对角线，两个邻边就是这个已知力的两个分力。显然如果没有 方向角度的条件限制，对于同一条对角线可以作出很多组不同的平行四边形。 邻边(分力)的大小变化很大，因此应有方向、角度条件。使用吊索时，限制吊 索分肢夹角过大是防止吊索超过最大安全工作载荷，而发生断裂。
11
(2)三角函数法 根据三角形正弦定理和余弦定理计算出合力R：
如上例：
从力平行四边形法则可以看出，F1、F2力的夹角越小，合力 R就越大，当夹角为零时，二分力方向相同，作用在同一直线上， 合力R最大。
反之，夹角越大，合力R就越小，当夹角为180°时，二分 力方向相反，作用在同一直线上，合力最小。
2
二、物体重力
物体所受的重力是由于地球的吸引而产生的。重力的方向 总是竖直向下的，物体所受重力大小C和物体的质量m成正比， 用关系式G＝mg表示。通常，在地球表面附近，g取值为 9．8N／kg，表示质量为lkg的物体受到的重力为9．8N。在已 知物体的质量时，重力的大小可以根据上述的公式计算出来。
绪论学习支持
知识目标： 了解力，重力的概念，明确力的三要素，作用力和反作用
力，会画受力分析图。了解平面汇交力系的基本概念，合成。 知道力臂，力矩，力偶等概念及其性质，会合成平面内的力偶 系。知道力的平移定理，会合成和平衡一般平面力系。了解摩 擦，磨损等概念，知道润滑的基本原理，知道润滑油的性质和 选用的要求。 能力目标：
8
2．受力图 全面地分析结构的约束情况，包括外力、支承反力后，用
一个简图清楚地表示出全部受力情况，这个图称为受力图。 受力图有整体和局部之分，一般可只画所需要的局部受力
图。 画受力图时，首先确定出研究对象，具体分析已知条件和
要求的未知量，把它隔离出来，去粗取精画出受力图。 例如我们要分析吊钩和吊索钢丝绳的受力情况，就可以只
12
2．力的分解 力的分解是力的合成的逆运算，同样可以用平行四边形法则，将已知力作
为平行四边形的对角线，两个邻边就是这个已知力的两个分力。显然如果没有 方向角度的条件限制，对于同一条对角线可以作出很多组不同的平行四边形。 邻边(分力)的大小变化很大，因此应有方向、角度条件。使用吊索时，限制吊 索分肢夹角过大是防止吊索超过最大安全工作载荷，而发生断裂。
11
(2)三角函数法 根据三角形正弦定理和余弦定理计算出合力R：
如上例：
从力平行四边形法则可以看出，F1、F2力的夹角越小，合力 R就越大，当夹角为零时，二分力方向相同，作用在同一直线上， 合力R最大。
反之，夹角越大，合力R就越小，当夹角为180°时，二分 力方向相反，作用在同一直线上，合力最小。
2
二、物体重力
物体所受的重力是由于地球的吸引而产生的。重力的方向 总是竖直向下的，物体所受重力大小C和物体的质量m成正比， 用关系式G＝mg表示。通常，在地球表面附近，g取值为 9．8N／kg，表示质量为lkg的物体受到的重力为9．8N。在已 知物体的质量时，重力的大小可以根据上述的公式计算出来。
2第二章-第一节《运动学》共28页PPT资料
通常取地面为参考系；体操运动把体操器械作 为参考系；为了拍摄记录动作，设置杆作为参 考系；人体某环节的运动时，多选用人体总重 心或邻近环节作为参考系。
在运动生物力学中，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：
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 考系叫惯性参考系（又称为：静坐标系或静系）。
加速度
(三).运动的合成与分解
• 1、运动的独立性原理（运动的叠加原理）：若一物体同时参
与几个运动（称为分运动），则每一分运动不受其他分运动
的影响。物体的运动是由各个彼此独立的分运动叠加而成的。 • 2、速度矢量的合成与分解。 • 3、质点的复合运动。
(1) 绝对速度：研究对象相对于静参考系的速度称绝对速度； (2) 相对速度：研究对象相对于动参考系的速度称相对速度； (3) 牵连速度：动参考系原点相对于静参考系的速度称牵连
§1.人体的简化
人体极为复杂，而人体的运动更为复杂，因此必须把人 体简化，这样可为分析人体动作提供方便 。人体和器械进 行简化处理，即近似地看成质点或刚体多刚体系统。
质点(只有质量，不考虑其形状和大小)
人体的简化 刚体(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)
根据选定的参考系只能定性的描述物体的运动情况，要定量的 描述物体的位置变化，需要在参考系上标定尺度，即建立坐标系。
坐标系：直角坐标系分一维、二维（平面）、三维（立体）三种。
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。 三要素是：参照原点、参照方向、参照单位。
Ⅱ.时间特征
在运动生物力学中，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：
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 考系叫惯性参考系（又称为：静坐标系或静系）。
加速度
(三).运动的合成与分解
• 1、运动的独立性原理（运动的叠加原理）：若一物体同时参
与几个运动（称为分运动），则每一分运动不受其他分运动
的影响。物体的运动是由各个彼此独立的分运动叠加而成的。 • 2、速度矢量的合成与分解。 • 3、质点的复合运动。
(1) 绝对速度：研究对象相对于静参考系的速度称绝对速度； (2) 相对速度：研究对象相对于动参考系的速度称相对速度； (3) 牵连速度：动参考系原点相对于静参考系的速度称牵连
§1.人体的简化
人体极为复杂，而人体的运动更为复杂，因此必须把人 体简化，这样可为分析人体动作提供方便 。人体和器械进 行简化处理，即近似地看成质点或刚体多刚体系统。
质点(只有质量，不考虑其形状和大小)
人体的简化 刚体(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)
根据选定的参考系只能定性的描述物体的运动情况，要定量的 描述物体的位置变化，需要在参考系上标定尺度，即建立坐标系。
坐标系：直角坐标系分一维、二维（平面）、三维（立体）三种。
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。 三要素是：参照原点、参照方向、参照单位。
Ⅱ.时间特征
力学教学课件ppt
04
力学实验与实验设备
力学实验的基本类型与目的
验证性实验
旨在通过实验验证力学理论或 定律。
研究性实验
旨在通过实验研究力学现象或材 料的力学性能。
综合性实验
旨在通过实验综合运用多种力学理 论或技术。
实验设备与实验方法
力学试验机
振动测试系统
用于测试材料或结构的强度、刚度和稳定性 。
用于测试结构的振动特性及其对外部激励的 响应。
1. 动力学的基本原理：包括牛顿运动定律、动量定理 、动能定理等。
详细描述
2. 应用：利用动力学原理分析实际问题，如车辆行驶 时的阻力、火箭升空所需的推力等。
03
力学应用
结构力学与材料力学
• 结构力学 • 静力学：研究物体在力作用下的平衡和变形规律。 • 动力学：研究物体在运动状态下受到的力和运动规律。 • 弹性力学：研究物体在弹性范围内的变形和应力关系。 • 材料力学 • 材料强度：研究材料在受力作用下的强度和屈服条件。 • 材料刚度：研究材料在受力作用下的变形和弹性模量。 • 材料稳定性：研究材料在受力作用下的失稳条件和稳定性问题。
流体力学与液压传动
• 流体力学 • 流体静力学：研究流体在静止状态下的压力和平衡规律。 • 流体动力学：研究流体在运动状态下的速度和应力关系。 • 流体阻力和压强：研究流体在运动中遇到的阻力和压强分布规律。 • 液压传动 • 液压泵和液压马达：提供液压系统动力输出的设备。 • 液压阀和液压缸：控制液压系统流量和压力的设备。 • 液压系统的维护和调试：保证液压系统正常运行的技术措施。
力学的发展历程与重要性
总结词
力学的发展历程可以追溯到古代，经历了多个阶段，并在科学技术的进步中扮演 重要角色。
运动学-运动力学基础
适宜的载荷对骨有着积极的影响，但过 载、过用或过度冲击性载荷可引起骨损 伤甚至骨折发生。骨的生长是破坏和重 建两个过程对立统一的结果。其重建的 速度受年龄、营养、机械应力等多种因 素的影响。 生长：在儿童少年时期，适宜的载荷刺 激可以促进骨的生长发育，而过载的载 荷作用，则会影响骨的生长。因此，儿 童少年时期，应避免过大的负重和静力 性负荷训练。 重建：骨的塑形与重建是通过适应力的 作用而发生。重建过程主要体现在骨组 织的更新，如骨单位的重建与骨小梁的 有序排列等，这是骨组织对机械刺激反 应通过骨的形成与吸收为表现形式的生 理过程。
人体平衡对康复治疗对象的意义
• 身体姿势的保持 • 预防意外摔伤 • 全身运动功能恢复（如步行）
对患者平衡能力恢复的启示
具备可靠的平衡功能是人体完成身体其 他随意运动的前提，那么上述概念如何 用到平衡障碍的治疗呢。
一位具有平衡障碍的脑卒中患者，要改 善其平衡功能，我们一般治疗的顺序为 患者仰卧位----支撑坐位----肘膝跪位---双膝跪位----半跪位----坐位----站立位 ，这一顺序体现了重心的逐渐升高，支 撑面逐渐减少。
静载荷和动载荷。 静载荷是指施加的力缓慢且到达某一定
值后不再改变的外力作用方式； 动载荷是施加的力快速变化或反复多次
施加的力作用方式，分别称为冲击载荷 和交变载荷，如击打在人体上的各种力 为冲击载荷，步行过程中双脚骨的受力 为交变载荷。 根据力和力矩由不同方向作用于骨，可 将作用于骨的载荷分为拉伸、压缩、弯 曲、剪切、扭转和复合载荷。
• 基本条件：合外力为0,合力矩为0. • 关键因素：支撑面、稳定角、平衡
角、稳定极限（LOS）稳定系数等。
人体平衡的条件
以人体两脚站立时为例子，两脚与地面接触面积及 其周围的平面称为支撑面。
人体平衡对康复治疗对象的意义
• 身体姿势的保持 • 预防意外摔伤 • 全身运动功能恢复（如步行）
对患者平衡能力恢复的启示
具备可靠的平衡功能是人体完成身体其 他随意运动的前提，那么上述概念如何 用到平衡障碍的治疗呢。
一位具有平衡障碍的脑卒中患者，要改 善其平衡功能，我们一般治疗的顺序为 患者仰卧位----支撑坐位----肘膝跪位---双膝跪位----半跪位----坐位----站立位 ，这一顺序体现了重心的逐渐升高，支 撑面逐渐减少。
静载荷和动载荷。 静载荷是指施加的力缓慢且到达某一定
值后不再改变的外力作用方式； 动载荷是施加的力快速变化或反复多次
施加的力作用方式，分别称为冲击载荷 和交变载荷，如击打在人体上的各种力 为冲击载荷，步行过程中双脚骨的受力 为交变载荷。 根据力和力矩由不同方向作用于骨，可 将作用于骨的载荷分为拉伸、压缩、弯 曲、剪切、扭转和复合载荷。
• 基本条件：合外力为0,合力矩为0. • 关键因素：支撑面、稳定角、平衡
角、稳定极限（LOS）稳定系数等。
人体平衡的条件
以人体两脚站立时为例子，两脚与地面接触面积及 其周围的平面称为支撑面。
高中物理课件：力学基础PPT
质点和刚体力学
质点
质点是一个没有大小和形状的理想化物体，所有 的质点都被认为是集中于一个点的。
刚体力学
刚体是一个保持形状不变的物体，刚体力学研究 刚体的平衡和运动。
摩擦力和弹力
1 摩擦力
2 弹力
摩擦力是阻碍物体滑动或滑行的力，它分 为静摩擦力和动摩擦力。
弹力是物体被拉伸或压缩时产生的力，它 使物体恢复原状。
于物体受到的力使其产生1千克的加
速度。
3
力的性质
力有方向和大小，可以通过矢量图表 示。
牛顿的三大定律
第一定律：惯性
物体会保持静止或匀速直 线运动，除非外力作用于 它。
第二定律：加速度
物体的加速度与作用在它 上面的力成正比，与物体 质量成反比。
第三定律：作用反作 用
任何作用力都会有一个大 小相等、方向相反的反作 用力。
结论和总结
通过本课件，我们学习了力学的基本概念、牛顿的三大定律、质点和刚体力 学、摩擦力和弹力，以及万有引力定律。希望你能够进一步探索和应用这些 知识，深入理解力学的应用领域和相关原理。
高中物理课件：力学基础 PPT
本课件将介绍物理力学的基础知识，让你轻松了解力学的概念和应用，并帮 助你加深对牛顿三大定律和万有引力定律的理解。希望你能通过本课件掌握 力学知识，并在实践中灵活运用。
力的基本概念
1
什么是力？
力是物体之间相互作用的结果，它是
力的计量
2
导是牛顿（N），1牛顿等
万有引力定律
万有引力定律是描述质点之间引力相互作用的定律，由牛顿提出。根据定律， 两个物体之间的引力与它们的质量和距离成正比，与质量的平方成反比。
应用实例和练习
1
练习
《运动力学基础》课件
详细描述
该定律指出，物体的动量（质量乘以速度）会因为受到外力 的作用而改变，改变的动量等于物体受到的力与作用时间的 乘积。这个定律揭示了力对物体运动状态改变的作用方式， 是理解加速度和运动的重要基础。
第三定律（作用与反作用定律）
总结词
描述了力作用的相互性。
详细描述
该定律指出，对于两个物体之间的相互作用力，一个物体对另一个物体的作用力，必然 等于另一个物体对前一个物体的反作用力。这个定律揭示了力的相互性，是理解物体间
参考系的变换
在描述物体运动时，如果需要从一种参考系变换到另一 种参考系，需要进行坐标变换。坐标变换包括平移和旋 转。
伽利略变换与牛顿绝对时空观
伽利略变换
伽利略变换是描述两个匀速直线运动的参考系之间坐标关系的公式。通过伽利略变换，可以得出相对运动的规律 。
牛顿绝对时空观
牛顿认为时间和空间是绝对的，即时间和空间不受物体运动状态的影响。牛顿绝对时空观对经典力学的发展具有 重要影响。
力矩和动量矩的关系及实例பைடு நூலகம்
总结词
力矩和动量矩之间存在密切关系，力矩的改变会导致动 量矩的改变，反之亦然。
详细描述
力矩和动量矩之间的关系可以通过牛顿第二定律和转动 定律来描述。当力矩作用在一个转动物体上时，会改变 物体的角速度和转动惯量，从而引起动量矩的变化。反 之，当物体的动量矩发生变化时，也会引起力矩的变化 。这种关系在日常生活和工程实践中有着广泛的应用， 例如在机械传动、车辆动力学等领域中都需要考虑力矩 和动量矩的关系。
THANKS
感谢观看
06
相对运动与参考系
相对运动的定义与描述
相对运动的定义
描述物体运动时，需要选择一个参考系作为参照，物 体相对于参考系的位置和速度即为相对运动。
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互作用，流体对人体的作用即为流体作用力。 人体在水中受到浮力作用，可以减轻肢体的重力作
用，对于肌力不足或关节疼痛的患者，可以借助水 的阻力和浮力进行康复训练。
（二）几种常见的外力
5.器械的其他阻力 肢体推动运动器械进行训练时， 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，其大小与肢体的推力大小 相等，方向相反。
1）肌拉力 这种力通过其在骨骼上的附着 点，可以维持人体姿势，引起人体内部各 部分、各环节间的相对运动。是人体内力 中最重要的主动力。
2）组织弹力
1938年，英国学者A.V.希尔根据他所做的蛙缝 匠肌的大量实验，提出了肌肉收缩的力学模型 （希尔模型），当静休状态下肌肉张力不可忽 略时，若静休状态张力与兴奋状态无关，则可 将肌肉的张力分解为主动张力和被动张力，后 者用一并联弹性元表示，它和收缩成分，串联 弹性元组成三元素模型(图2-2)。
学习内容
第一节 运动中的力与力矩 一、运动中的力 二、运动中的力矩 第二节 牛顿运动定律及其
应用 一、牛顿运动定律 二、牛顿运动定律在人体
运动中的应用 第三节 平衡与稳定
一、力系平衡条件与人体 平衡类型
二、稳定性及其影响因素 三、人体平衡与稳定的特
点 第四节 骨、关节生物力学 一、骨的生物力学性质 二、关节生物力学 三、肌腱和韧带的生物力
3）各组织器官间的被动阻力 当一肢体做屈曲或伸展运动时，其相反
方向的组织受到牵拉，尤其是拮抗肌的张力， 此时必须做相应松弛，以保证运动的完成。
4）各内脏器官的摩擦力 例如胃肠蠕动时候肠袢 间的摩擦力（尽管很小），心脏搏动时与肺、纵 隔和胸廓间的摩擦力等。 5）内脏器官和固定装置间的阻力 如胃肠蠕动与 腹膜、肠系膜、大血管间的阻力，食管的蠕动与 纵隔间的阻力等。 6）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。
内力：骨骼肌张力、关节约 束力、韧带张力等，其中骨 骼肌的张力是人体内力中的 主动力。
外力：重力、支撑反作用力 等。
运动中的内力和外力的关系
1、内力与外力是相对的
人体整体
内力
骨骼肌张力
外力
人体环节
2、内力可以改变外力的大小 3、外力可用来增强内力
要获得较大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人的蹬地 力，这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉 活动是主动的，为了提高人体运动效果，最重要的是提高肌肉收 缩的力量（内力），以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力 （外力），使人体运动状态发生变化。
（二）几种常见的外力
.支撑反作用力 人体处于支撑状态时，人体重力作用于支撑面
上，支撑面又反作用于人体，这种反作用称为支 撑反作用力。如果人体处于静止状态，为静力性 支撑反作用力；如果人体局部环节有运动，则支 撑反作用力会不断变化，称为动力性支撑反作用 力。
（二）几种常见的外力
4.流体作用力 人体在空气和水中运动时，与流体发生接触，并相
意 义：
各种外力经常被用来作为康复训练/治 疗的负荷，选择的负荷要求与肢体运动的 方向和力量相适应，这是增强肌力训练的 方法学基础。
（三）内力
定义： 是指人体内部各组织器官间相互作用的力。各种内力总
要相互适应，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。 1）肌拉力 2）各组织器官间的被动阻力 3）各内脏器官的摩擦力 4）内脏器官和固定装置间的阻力 5）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。
1. 重力
大小与方向： Gmg
g=9.8m/s/s
，方向：指向地球心。
重力是地球对人体或物体的引力，是一种 非接触力。人体或物体受重力的集中点为 重心，其方向指向地心。
（二）几种常见的外力
2. 摩擦力 a.静摩擦力和最大静摩擦力
fm mN
b.滑动摩擦力 fk kN
摩擦力是两相互接触的物体作相对运动（线 运动或滚动）或有相对运动趋势时产生的力 ，分别成为滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩 擦力。
运动力学基础(ppt)
第二章运动力学基础
第二章 运动力学基础
学习目标
掌握运动中的力合力矩及其表现形式，并明 确力是物体运动状态改变和形状改变的原因； 掌握影响人体平衡与稳定的因素。
熟悉牛顿运动定律的在人体运动中的应用； 熟悉骨、关节、韧带和肌腱的生物力学特性及 其在康复治疗中的应用。
了解运动中力的合成与分解及其在人体运动 中受力分析中的应用。
学
任务
1.第一段视频 工匠钉钉子工 作有何特点， 为什么要这样 操作？
2.体操运动员比 赛时从器械上 落下来的原因 是什么？如何 评价？
钉子头部很尖，面积小，用较小的力即可产生很大压 强，尖部会产生大于木材结构应力的力，破坏物质结 构。
运动员在比赛时，手掌心常会冒汗，这对体操和举重 运动员来说非常不利。因为湿滑的掌心会使摩擦力减 小，使得运动员握不住器械，不仅影响动作的质量， 严重时还会使运动员从器械上跌落下来，造成失误， 甚至受伤。
（四）力的合成与分解
1.合力与分力 一个力如果它产生的效 果与几个力共同作用的效果相同，则这 个力就叫那几个力的合力，而那几个力 就叫这个力的分力。
2.力的合成 求几个已知力的合力，叫 力的合成。
3.力的分解 力的分解是力的合成的逆 运算。
平行四边形 法则是力的 合成与分解
的基础
掌握物体受力的分析方法
第一节 运动中的力与力矩
力是一个物体对另一 个物体的作用，是使物体 产生形变或线运动状态改 变的原因。
力矩则是力和力臂的 乘积，是使物体转动状态 改变的原因。
一、运动中的力
（一）内力与外力的概念
若将人体整体看做 一个力学系统，则人体 内部各部分的相互作用 ，称为内力。外界作用 于人体的力称为外力。
另外，实践中采取一些措施，利用外部条件在一定程度上也可提 高地面对人体的作用力，例如，在跑些、跳鞋上安上钉子，起跑 时用起跑器等 。
跳高起跳过程中的外力作用
起跑过程中的外力作用
力
量
抗 负 荷 的 内 外 力 作 用
训 练 过 程 中 人 体 肌 肉 收
缩
抵
（二）几种常见的外力
人体运动中所受到的外力
用，对于肌力不足或关节疼痛的患者，可以借助水 的阻力和浮力进行康复训练。
（二）几种常见的外力
5.器械的其他阻力 肢体推动运动器械进行训练时， 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，其大小与肢体的推力大小 相等，方向相反。
1）肌拉力 这种力通过其在骨骼上的附着 点，可以维持人体姿势，引起人体内部各 部分、各环节间的相对运动。是人体内力 中最重要的主动力。
2）组织弹力
1938年，英国学者A.V.希尔根据他所做的蛙缝 匠肌的大量实验，提出了肌肉收缩的力学模型 （希尔模型），当静休状态下肌肉张力不可忽 略时，若静休状态张力与兴奋状态无关，则可 将肌肉的张力分解为主动张力和被动张力，后 者用一并联弹性元表示，它和收缩成分，串联 弹性元组成三元素模型(图2-2)。
学习内容
第一节 运动中的力与力矩 一、运动中的力 二、运动中的力矩 第二节 牛顿运动定律及其
应用 一、牛顿运动定律 二、牛顿运动定律在人体
运动中的应用 第三节 平衡与稳定
一、力系平衡条件与人体 平衡类型
二、稳定性及其影响因素 三、人体平衡与稳定的特
点 第四节 骨、关节生物力学 一、骨的生物力学性质 二、关节生物力学 三、肌腱和韧带的生物力
3）各组织器官间的被动阻力 当一肢体做屈曲或伸展运动时，其相反
方向的组织受到牵拉，尤其是拮抗肌的张力， 此时必须做相应松弛，以保证运动的完成。
4）各内脏器官的摩擦力 例如胃肠蠕动时候肠袢 间的摩擦力（尽管很小），心脏搏动时与肺、纵 隔和胸廓间的摩擦力等。 5）内脏器官和固定装置间的阻力 如胃肠蠕动与 腹膜、肠系膜、大血管间的阻力，食管的蠕动与 纵隔间的阻力等。 6）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。
内力：骨骼肌张力、关节约 束力、韧带张力等，其中骨 骼肌的张力是人体内力中的 主动力。
外力：重力、支撑反作用力 等。
运动中的内力和外力的关系
1、内力与外力是相对的
人体整体
内力
骨骼肌张力
外力
人体环节
2、内力可以改变外力的大小 3、外力可用来增强内力
要获得较大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人的蹬地 力，这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉 活动是主动的，为了提高人体运动效果，最重要的是提高肌肉收 缩的力量（内力），以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力 （外力），使人体运动状态发生变化。
（二）几种常见的外力
.支撑反作用力 人体处于支撑状态时，人体重力作用于支撑面
上，支撑面又反作用于人体，这种反作用称为支 撑反作用力。如果人体处于静止状态，为静力性 支撑反作用力；如果人体局部环节有运动，则支 撑反作用力会不断变化，称为动力性支撑反作用 力。
（二）几种常见的外力
4.流体作用力 人体在空气和水中运动时，与流体发生接触，并相
意 义：
各种外力经常被用来作为康复训练/治 疗的负荷，选择的负荷要求与肢体运动的 方向和力量相适应，这是增强肌力训练的 方法学基础。
（三）内力
定义： 是指人体内部各组织器官间相互作用的力。各种内力总
要相互适应，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。 1）肌拉力 2）各组织器官间的被动阻力 3）各内脏器官的摩擦力 4）内脏器官和固定装置间的阻力 5）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。
1. 重力
大小与方向： Gmg
g=9.8m/s/s
，方向：指向地球心。
重力是地球对人体或物体的引力，是一种 非接触力。人体或物体受重力的集中点为 重心，其方向指向地心。
（二）几种常见的外力
2. 摩擦力 a.静摩擦力和最大静摩擦力
fm mN
b.滑动摩擦力 fk kN
摩擦力是两相互接触的物体作相对运动（线 运动或滚动）或有相对运动趋势时产生的力 ，分别成为滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩 擦力。
运动力学基础(ppt)
第二章运动力学基础
第二章 运动力学基础
学习目标
掌握运动中的力合力矩及其表现形式，并明 确力是物体运动状态改变和形状改变的原因； 掌握影响人体平衡与稳定的因素。
熟悉牛顿运动定律的在人体运动中的应用； 熟悉骨、关节、韧带和肌腱的生物力学特性及 其在康复治疗中的应用。
了解运动中力的合成与分解及其在人体运动 中受力分析中的应用。
学
任务
1.第一段视频 工匠钉钉子工 作有何特点， 为什么要这样 操作？
2.体操运动员比 赛时从器械上 落下来的原因 是什么？如何 评价？
钉子头部很尖，面积小，用较小的力即可产生很大压 强，尖部会产生大于木材结构应力的力，破坏物质结 构。
运动员在比赛时，手掌心常会冒汗，这对体操和举重 运动员来说非常不利。因为湿滑的掌心会使摩擦力减 小，使得运动员握不住器械，不仅影响动作的质量， 严重时还会使运动员从器械上跌落下来，造成失误， 甚至受伤。
（四）力的合成与分解
1.合力与分力 一个力如果它产生的效 果与几个力共同作用的效果相同，则这 个力就叫那几个力的合力，而那几个力 就叫这个力的分力。
2.力的合成 求几个已知力的合力，叫 力的合成。
3.力的分解 力的分解是力的合成的逆 运算。
平行四边形 法则是力的 合成与分解
的基础
掌握物体受力的分析方法
第一节 运动中的力与力矩
力是一个物体对另一 个物体的作用，是使物体 产生形变或线运动状态改 变的原因。
力矩则是力和力臂的 乘积，是使物体转动状态 改变的原因。
一、运动中的力
（一）内力与外力的概念
若将人体整体看做 一个力学系统，则人体 内部各部分的相互作用 ，称为内力。外界作用 于人体的力称为外力。
另外，实践中采取一些措施，利用外部条件在一定程度上也可提 高地面对人体的作用力，例如，在跑些、跳鞋上安上钉子，起跑 时用起跑器等 。
跳高起跳过程中的外力作用
起跑过程中的外力作用
力
量
抗 负 荷 的 内 外 力 作 用
训 练 过 程 中 人 体 肌 肉 收
缩
抵
（二）几种常见的外力
人体运动中所受到的外力