第二章运动力学基础_PPT幻灯片
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《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。
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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。
2020年高中物理竞赛(力学篇)02运动、力学定律：对称性和守恒定律(共20张PPT)
r
U
f AB
(r)
r
B B B
U U
fBA f AB
A r A A
三、时间平移对称性与机械能守恒律
时间平移的对称性意味着时间的均匀性，表示系统 的势函数与时间无关，这将导致能量守恒。
讨论一维情况： EP x, t t E p( x, t)
对两个粒子的保守系统有：
EP x1, x2, t t Ep(x1, x2, t)
用泰勒级数展开
EP x1,
x2, t
t
E p ( x1 ,
x2, t)
EP t
t
高次项
EP x1,
x2, t
t
E p ( x1 ,
x2, t)
E P t
t
高次项
上式中必有：EP 0 t
考虑动能和势能可推导出
dEP 0 dt
E 常数
如果系统对于时间平移是对称的，那么系统
的能量一定守恒。——能量守恒定律
x r sin cos y r sin sin z r cos
o
r
P
x
m
2x t 2
E p x
m
2 y t 2
E p y
y
EP
t
Lz
m
2z t 2
E p z
Ep具有旋转不变性，即与φ无关
EP 0
t Lz 0
Lz 常量
空间旋转对称性意味着空间旋转一个角度，系
统势函数保持不变，必然导致角动量守恒。
系统
外界
孤立系统 封闭系统 开放系统
n
外力 F Fi
i1
· ·i · ·
内力 fij f ji
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2章 运动定律与力学中的守恒定律 2
mi vi2 mi vi1
i 1
i 1
定义：一个孤立的力学系统(系统不受外力作用)或合外力为
零的系统，系统内各质点间动量可以交换，但系统的总动量
保持不变，这就是动量守恒定律。
注意
n
1. 守恒条件是 Fi外 0
n
i 1
Fi外 0 有以下几种情况：
i 1
①不受外力。 ② 外力矢量和为零。③内力〉〉外力。
(2) 若t=0.01s
2
2
Fx 6.1N Fy 0.7N F F x F y 6.14N
例：一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮，绳的两端 分别悬有质量为m1和m2的物体(m1<m2)，如图所示。设 滑轮和绳的质量可忽略不计，绳不能伸长， 试求物体的加速度以及悬挂滑轮的绳中张力
解 选取对象 m1、m2及滑轮
分析运动
m1，以加速度a1向上运动
m2，以加速度a2向下运动
分析受力
T1
隔离体受力如图所示
恒矢量
F
ma
F1 F2
（2）质点的动量定理
动量
P
mv
冲量 动量定理
I
t2
F
dt
t1
微分形式 积分形式
dI
tFdt
dp
I t0 Fdt p p0
二、质点系的动量定理
n 个质点的质点系m1、m2、..... mn ，对第 i 个质点
k m
dt
因t＝0时，＝0；并设t时，速度为 . 取定积分
则有
d
0 T2 2
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
运动学基础--第二章 运动学基础
Resist
Force
Axis
Example: Neck
extension
（2）第2类杠杆 省力杠杆
Force
Force Resist. Axis
通过籽骨、肌在骨上附着点的隆起等来延长力臂。
（3）第3类杠杆 速度杠杆
Force
3.杠杆的原理在康复医学中的应用
（1）省力 要用较小的力去克服较大阻 力，就要使力臂增长或缩短阻力臂。
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。
三、人体平衡与稳定特点
1、人体不能处于绝对静止的状态
由于人体的呼吸和循环的存在，肌 张力也不恒定，重心在一定范围内 波动，因此人体平衡是相对的静态 平衡。
2、人体形状可变 人体在完成或维持静力姿势的过程中，
当人体重心发生偏移有失去平衡的倾向时，人 体能借助于补偿动作在一定范围内“中和”或 “抵消”重心的不适宜移动。
F4
F2
F1
A
F2
F4
F3
FR
平面汇交力系
空间一般力系
A F1
F5
平面平行力系
力系平衡的类型
（二）、平衡类型
上支撑点平衡
重点与支撑点的关系 下支撑点平衡
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
人体平衡的分类
1、根据人体重心与支撑点的位置关系 上支撑平衡（悬垂平衡） 下支撑平衡（倒立平衡） 混合支撑平衡（肋木侧平衡）
（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。
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。
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。
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刚体转动的角加速度与它所受的合外力矩成正比， 与刚体的转动惯量成反比.
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 ）
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
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
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
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
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
（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 。
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
人 体
环节中质点的质量（m）乘
转 动
以质点到转轴的垂直距离
惯
量
（r）的平方。即I=mr2，单
简
位为千克·米平方（kg·m2）。
化 模
型
人体运动的转动力学
2. 转动定律 当物体受到合外力矩（ƩM）的作用而发 生转动时，则转动体的转动惯量（I）乘以角加速度 （α）的乘积等于作用于转动体的合外力矩，即 ƩM=I·α。
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。
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）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）的时间要短。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 。
运动中的力与力矩
2. 力的空间累积效应 ——功 （F·S） 动能定理：
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
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
（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
稳定平衡 有限稳定平衡 不稳定平衡 随遇平衡
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
（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
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。
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
人体运动的静力学
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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 无支点、无实体轴的转动
① ②有支点无实体轴的转动
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 ）
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
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
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
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
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
（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 。
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
人 体
环节中质点的质量（m）乘
转 动
以质点到转轴的垂直距离
惯
量
（r）的平方。即I=mr2，单
简
位为千克·米平方（kg·m2）。
化 模
型
人体运动的转动力学
2. 转动定律 当物体受到合外力矩（ƩM）的作用而发 生转动时，则转动体的转动惯量（I）乘以角加速度 （α）的乘积等于作用于转动体的合外力矩，即 ƩM=I·α。
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。
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）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）的时间要短。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 。
运动中的力与力矩
2. 力的空间累积效应 ——功 （F·S） 动能定理：
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
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
（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
稳定平衡 有限稳定平衡 不稳定平衡 随遇平衡
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
（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
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。
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
人体运动的静力学
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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 无支点、无实体轴的转动
① ②有支点无实体轴的转动