第二章运动力学基础

（1）稳定角：是指重力作用线和重心至支撑面边缘相应点 的连线间的夹角 。
重心高度相同， 支撑面越大，稳定角越大； 支撑面相同， 重心越高， 稳定角越小。
人体运动的静力学
（2）稳定系数：稳定系数是指稳定力矩与倾倒力矩的比值。 稳定系数大于1时，物体能抵抗外来翻倒力矩，平衡不被
破坏； 稳定系数小于1时，物体抵抗不住外来的翻倒力矩，平衡
人体运动的静力学
（一）力系平衡条件
A.共点、共线力系 B.平面汇交力系 C.平面平行力系 D.空间一般力系
A平衡只要满足合力为零。 BCD平衡条件均为合力为零，合力矩为零。
人体运动的静力学
（二）人体平衡类型
平衡时重心与支撑 点的位置关系分类
上支撑平衡 下支撑平衡 混合支撑平衡
平衡时保持平 衡的能力分类
（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
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
人体运动的转动力学
（一）人体转动的转动轴
当人体围绕固定在地面上的运动器械转动时， 器械就是人体的转动轴，称为实体轴。
当人体局部肢体或整体转动时所围绕的是位 于人体内部的某特定的直线，则为非实体轴。
转动轴
有支点、有实体轴的转动 有支点无实体轴的转动 无支点、无实体轴的转动
① ②有支点无实体轴的转动
人体运动的静力学
（二）影响人体下支撑稳定性的因素与评价 指标
1. 影响人体下支撑稳定性的因素 （1）支撑面大小：支撑面大，稳定度大；支撑面小，稳定
度小。 （2）重心的高低：在支撑面不变的情况下，人体的重心位
置越低，稳定度越大；重心位置越高，稳定度越小。
人体运动的静力学
2. 人体下支撑稳定性的评价指标
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。
人体运动的转动力学
二、转动动力学
产生转动的条件必须满足合外力矩不为零。
（一）转动定律
1. 转动惯量 又称惯性距、惯性矩(俗称惯性力矩)，是 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。
一、牛顿运动定律
牛顿第一定律 任何物体在不受外力作用（或所受合外力为零）时将保
持静止或匀速直线运动状态不变，又称惯性定律。 牛顿第二定律
当物体所受到的合外力不为零时，物体的运动状态会发
生改变。 F=ma
牛顿第三定律
即作用力与反作用力定律 。F=—F
人体运动的动力学
二、牛顿运动定律在人体运动中的应用
2. 组织弹力 当机体拉伸、压缩、扭转时会 发生形变，弹力是机体形变做功的能力。
希
①可收缩成分：相当于骨骼肌中肌纤
尔
维成分
三
②串联弹性元：主要是位于骨骼肌两
元
素
端的肌腱
模
③并联弹性元：包裹在整个骨骼肌表
型
面和肌束、肌纤维表面的结缔组织。
运动中的力与力矩
（三）力的合成与分解
运动中的力与力矩
（四）力的时间与空间积累效应 1. 力的时间累积效应 ——冲量（F·Δt ）
（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） 重量与质量的区别？ 2.摩擦力（f=µFN） 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
稳定平衡 有限稳定平衡 不稳定平衡 随遇平衡
人体运动的静力学
二、稳定性及其影响因素 （一）稳定性
稳定性是指人体和物体抵抗各种干扰作用保持平衡的 能力。
一是人体静止时抵抗各种干扰的能力，这种能力称为 静态稳定性。
二是指人体重心偏移平衡位置后，干扰因素除去时，人 体仍能恢复到初始平衡范围，此为人体平衡的动态稳定性。
质量与速度的乘积称为动量（m v） 。 动量定理 ：
物体动量的增量等于其所受的冲量。
运动中的力与力矩
（1）人体运动中为了减小外界的冲击力，通常需要 延长外力的作用时间。如落地缓冲。
（2）为了给物体或人体强大的冲力，要求与物体或 人体接触（撞击）的Fra Baidu bibliotek间要短。如用锤子钉钉子。
（3）增大作用力和延长力的作用时间，可以使人体 或器械获得更大的速度。 如投掷垒球 。
将遭到破坏，物体会翻倒。
人体运动的静力学
三、人体平衡与稳定的特点
1. 人体不能绝对静止 2. 人体形状可变 3. 人体内力起重要作用 4. 心理因素的影响 5. 感觉系统在保持人体平衡中的作用
人体运动的转动力学
一、转动运动学
人体各环节的运动都是骨 骼肌牵引骨围绕着关节运 动轴的转动。 把人体看做刚体，刚体转 动时，刚体上的各点都做 圆周运动形成大小不等的 同心圆，各圆的中心都位 于同一条直线上，这条直 线叫做转动轴。
运动中的力与力矩
2. 力的空间累积效应 ——功 （F·S） 动能定理：
力对物体做的功等于物体机械能的增量。
运动中的力与力矩
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， 即M=F×ｄ。
分析：手握球做屈肘动作 产生的力矩
人体运动的静力学
一、力系平衡条件与人体平衡的类型 动态平衡：是物体速度和方向不变的状态。 静态平衡
①有支点、有实体轴的转动
②
③
④ ③ ④无支点、无实体轴的转动 ① ② ③单轴转动 ④复合轴 转动
人体运动的转动力学
（二）角运动学
1. 角位移 是描述物体转动时位置变化的物理量。国际单位 为弧度，通常可用°表示。
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。
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。