运动生物力学
运动生物力学
运动生物力学运动生物力学：是生物力学的一个重要分支，是研究体育运动中人体机械规律的科学。
运动生物力学的主要任务：提高运动能力，预防运动损伤运动生物力学的研究方法分为测量方法和分析方法，其中测量方法可以分为运动学测量、动力学测量、人体测量、肌电图测量运动学测量的参数：（角）位移、（角）速度、（角）加速度动力学测量的参数：主要界定在力的测量方面。
人体测量是用来测量人体环节的长度、围度及,（质量、转动惯量等）肌电图测量是用来测量肌肉收缩时的神经支配特性。
动作结构：运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的方法或顺序动作结构的特征主要表现在运动学和动力学，运动学特征指完成动作时的时间、空间和时空方面表现出来的形式或外貌上的特征；动力学的特征指决定动作形式的各种力（力矩）相互作用的形式和特点，包括力、惯性和能量特征。
运动学特征：时间特征、空间特征和时空特征时间特征反映的是人体运动动作和时间的关系：半蹲起立和深蹲起立空间特征是指人体完成运动动作时人体各环节随时间变化所产生的空间位置改变状况：下肢和躯干等空间移动轨迹时空特征指人体完成运动动作时人体位置变化的快慢情况。
动力学特征包括，力的特征、能量特征和惯性特征能量特征：人体运动时完成的功、能和功率方面的表现形式。
惯性特征：人体运动中人的整体、环节以及运动器械的质量、转动惯量对运动动作所具有的影响。
动作系统：大量单一动作按一定规律组成为成套的动作技术，这些成套的动作技术叫做动作系统。
人体基本运动动作形式可主要归纳为推与拉动作、鞭打动作、缓冲和蹬伸动作及扭转、摆动和相向运动等动作形式上肢基本运动动作形式——推（铅球）、拉（单双杠）、鞭打（标枪）★人体基本运动下肢基本运动动作形式——缓冲、蹬伸、鞭打动作形式全身基本运动动作形式——摆动、躯干扭转、相向运动人体的运动是由运动器系的机能特征所决定的，即以关节为支点，以骨为杠杆，在肌肉力的牵拉下绕支点转动，各肢体环节运动的不同组合使人完成千变万化的动作。
运动生物力学
运动生物力学选择判断共45分简答55分第一章.运动生物力学学科概述1·运动生物力学中的生物通常是指有生命活动的人体2·运动生物力学研究应以体育动作为核心第二章.人体生物力学参数3·人体惯性参数是指人体整体及环节的质量、质心(重心)位置、转动惯量及转动半径。
4·质心是物质的质量中心,重心是物体各组成部分所受重力的合力作用点。
5·人体环节质心(重心)在各环节中几乎都有一个固定的位置。
6·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7·内力与外力的概念是相对的。
如何确定某个力是内力或者是内力,取决于人们选取的研究对象。
8·从力的独立性原理可以推出物体在空间运动时,在各个方向上也同时独立保持自己运动的性质。
第三章.骨、关节、肌肉的生物力学9.骨对外力作用的反应类型并举例:(1)拉伸(单杠悬垂)(2)压缩(举重举起后上肢和下肢骨的受力)(3)弯曲(负重弯举)(4)剪切(小腿制动)10·从生物力学的观点来看,一个合理的力学环境将有利于骨折的愈合和重建,有利于生理功能的恢复。
因此,在骨折的治疗的每一个阶段,都应该充分考虑其所处的力学环境及其对骨重建的影响。
11.疲劳骨折的产生不仅与载荷的大小和循环次数有关,而且还与载荷的频率有关。
12·关节的润滑机制主要与关节软骨和关节液有关。
13·测量结果表明,当外力作用的时间在0·01s左右时,关节液是同时具有流动性和弹性的粘弹性体,像橡皮垫一样,缓冲关节面之间的碰撞。
当作用时间大于0·01s时,关节液像润滑液一样,使关节灵活活动。
如果外力的作用时间很短,关节液不再表现为液体或弹性体,而是呈现出“固体”的特点,对碰撞时的冲力不再起缓冲的作用。
如打球时的手指挫伤。
第四章.运动生物力学原理14.惯性力的方向与非惯性系的加速度方向相反15·(判断)惯性力和相互作用力的区别是:(1)惯性力不是物体间的相互作用,不存在惯性力的反作用力。
运动生物力学
运动生物力学
1. 引言
运动生物力学是研究生物体在运动过程中所受到的力学影响的学科，它结合了
生物学和力学学科的知识，旨在探讨生物体运动的原理、规律和机制。
通过研究运动生物力学，我们可以深入了解生物体在运动中的各种表现和现象，为优化运动表现、预防运动损伤等提供科学依据。
2. 运动生物力学的基本概念
2.1 生物体的运动学
生物体的运动学涉及到位置、速度、加速度等动力学参数的研究，通过测量生
物体在运动过程中的位置和速度变化，可以分析其运动状态和运动路径。
2.2 生物体的动力学
生物体的动力学研究探讨生物体在运动中所受到的各种力的作用及其相互关系，包括重力、惯性力、摩擦力等力的影响。
3. 运动生物力学的应用
3.1 运动损伤预防
通过运动生物力学的研究，可以分析生物体在不同运动过程中受到的力学影响，帮助人们设计合理的训练计划和器械，预防运动损伤的发生。
3.2 运动表现优化
运动生物力学可以帮助运动员和教练员分析和改善运动技术，优化运动表现，
提高运动成绩。
4. 运动生物力学的研究进展
近年来，随着技术的发展和研究手段的不断完善，运动生物力学领域取得了许
多重要的研究成果，包括生物体运动模拟、运动生物力学仿真等方面的创新研究。
5. 结论
运动生物力学作为一门跨学科的学科，不仅有助于深化我们对生物体运动机制
的理解，还为优化运动表现、预防运动损伤等提供了重要的理论支持。
相信随着研究的不断深入，运动生物力学将为人类运动健康和运动科学的发展做出更大的贡献。
运动生物力学11
运动生物力学
生物力学是研究生物体在运动过程中受力、运动学和运动动力学等方面的科学。
运动生物力学是在生物力学的基础上研究生物体运动的一门学科。
运动生物力学结合了生物学、物理学和数学等多学科知识，旨在深入了解生物体的运动规律和优化运动表现。
运动生物力学的基本概念
运动生物力学研究范围广泛，涉及到骨骼、肌肉、关节和神经等系统在运动中
的作用机制。
通过运动生物力学的研究，可以揭示生物体在运动时受到的作用力，理解肌肉和关节在运动中的协调配合以及运动过程中所消耗的能量等重要信息。
运动生物力学在运动训练中的应用
运动生物力学在运动训练中有着重要的应用价值。
通过运动生物力学分析运动
员的运动技术，可以找出技术中存在的问题，并为运动员提供改进建议，帮助其提高运动表现。
此外，运动生物力学也可用于设计运动装备，优化运动装备的性能，提高运动效率和安全性。
运动生物力学的未来发展
随着科学技术的不断发展，运动生物力学领域也在不断创新和完善。
未来，人
们可以通过虚拟现实和模拟技术等手段更准确地模拟生物体在运动中的各种参数，并利用大数据和人工智能等技术分析和优化运动过程。
运动生物力学将在运动科学和运动医学等领域继续发挥重要作用，为运动员提供更科学、更准确的训练和指导。
结语
运动生物力学作为一门交叉学科，为我们深入了解生物体运动规律和提高运动
表现提供了重要的理论和实践支持。
在未来的发展中，我们可以期待运动生物力学的进一步深化和广泛应用，为促进运动健康和提高人们的生活质量做出更大的贡献。
运动生物力学
运动生物力学一．基本概念：1、人体惯性参数：是指人体整体及环节的质量、质心（重心）位置、转动惯量及转动半径。
2、鞭打动作：人们把克服阻力或自体位移过程中，肢体依次加速与制动，使末端环节产生极大速度的动作形式成为鞭打动作。
3、力偶：是指一对大小相等、方向相反的平行力，如汽车司机两手作用于方向盘的力就是一个力偶。
4、转动惯量：是衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量。
5、稳定角：是重力作用线和重心至支撑面相应边界的连线之间的夹角。
6、运动生物力学：是研究人体运动力学规律的科学，它是体育科学学科体系的重要组成部分。
7、图像解析：对运动员的技术进行拍摄完成后，将得到的影像资料进行数字化的处理，获取原始的运动学数据，这就是图像分析。
8、转动定律：刚体绕定轴转动时，转动惯量与角加速度的乘积等于作用于刚体的合外力矩。
9、人体重心：是人体各环节所受地球引力的合力作用点。
10、相向动作：是人体在腾空状态下动作主要表现的形式，如挺身式跳远空中动作过程、排球空中大力扣（发）球动作。
二、简答：1、试举体育实例说明影响人体转动惯量大小的因素有哪些？答：①质量大小。
质量越大转动变量越大。
如：要停住相同速度且相同体积的铅球与皮球，铅球不容易停住，是因为铅球的质量大，他的转动变量大，所以要改变他的状态就不容易。
②质量分布。
转轴一定时质量分布越远离转轴，转动惯量越大，反之则越小。
如：直体空翻比团身空翻难度大，是因为直体时，身体的质量分布离转轴较远，转动惯量较大。
③转轴的位置。
转轴离质心越远转轴惯性量越大，反之则越小。
如：同一运动员做单杠大回环和腹回环相比较，单杠大回环的转动惯量较大，是因为转轴位置的不同。
2、爆发式用力的体育项目中，为什么肌肉力量训练和速度训练等重要？答：爆发式用力的体育项目指的是在短时间内输出强大肌肉功率的体育项目而爆发力是指肌肉在工作时快速地将生物学能转化为机械能对外输出强大机械功率的能力。
即：P=F*V，有肌肉收缩力-----速曲线可知，当载荷为零时，即：F=0时，则肌肉收缩速度V最大，但此时功率很小；同样，当阻力增大到肌肉不能缩短时，则V=0，肌肉不做功，所以功率为零，根据希尔方程推论，只有当处于1/3。
运动生物力学
运动生物力学运动生物力学是运用生物学、物理学、力学等知识研究动物运动过程的科学，其研究范围涵盖体育运动、机器人技术、医学康复等多个领域。
运动生物力学的主要目的是通过研究运动过程中产生的各种力、角度、速度等参数，揭示动物运动的本质规律，为人类创造更加安全高效的运动方式提供科学依据。
体育运动中的运动生物力学体育运动是运动生物力学研究的重要领域。
通过对运动员的身体姿态、力量应用、稳定性等方面进行研究，可以分析运动员运动过程中的优点和缺点，进而指导运动员的训练和技术改进。
例如，在游泳运动中，通过运动生物力学研究，可以得出最佳的手臂划水、腿部踢水节奏等技术要领，改进运动员的技术，提高游泳成绩。
在跳远项目中，通过运动生物力学研究，可以得出最佳的起跳位置、起跳姿势等技术要领，改进运动员的技术，提高跳远成绩。
因此，运动生物力学在体育运动中的应用，不仅可以提高运动员的成绩，而且可以为教练员提供更加科学的指导方法。
机器人技术中的运动生物力学机器人技术是运动生物力学应用的另一个领域。
众所周知，很多自然界的生物的运动方式都十分独特而复杂。
通过研究这些生物的运动方式，可以得到许多启示，进而应用于机器人技术中，改进机器人的运动方式。
例如，通过运动生物力学研究蝴蝶的飞行方式，可以得到其飞行的关键因素，如翅膀的形状和翅膀的振动频率。
将这些启示应用于机器人的设计中，可以大大提高机器人的飞行能力。
在其他机器人方面，如四足机器人和仿人机器人，也是应用运动生物力学研究，使得机器人更加接近自然界的生物，拥有更加高效的运动方式。
医学康复中的运动生物力学医学康复是运动生物力学应用的另一个领域。
通过运动生物力学研究，可以通过研究运动过程中的各种力、角度、速度等参数分析人体的动作和无意识的姿态反射机制。
这些信息可以用于改进康复治疗，帮助受伤或残疾的人们进行恢复和康复。
因此，运动生物力学的研究应用相对于医学而言是十分重要的。
总结运动生物力学作为跨学科、交叉领域的科学，具有广泛的应用价值。
运动生物力学
运动生物力学一、名词解释1、力学：是研究物体机械运动规律的学科。
2、生物力学：是生物物理学的一个分支，是力学与生物学的交叉、渗透、融合而形成的一门学科。
3、运动生物力学：是研究人体运动力学规律的学科，它是体育科学学科体系的重要组成部分。
4、转动惯量：是衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量。
用ω表示。
5、角速度：是指人体在单位时间内转过的角度。
用α表示。
6、加速度：指单位时间内人体运动速度的变化量，是描述人体运动速度变化快慢的物理量。
7、角加速度：表示人体转动时角速度变化的快慢，指转动中角速度的时间变化率。
8、三维坐标系：又称空间坐标，判断人体运动要从三个方向上看，由原点引出三条互相垂直的坐标轴，分别用Ox、Oy、Oz表示。
9、力：是物体间的相互作用。
10、力矩：使物体（人体）转动状态发生改变的原因，用M表示。
11、动量：用以描述物体在一定运动状态下具有的“运动量”。
12、动量矩：是转动惯量J和角速度ω的乘积。
用L表示。
13、冲量：物体（人体）运动状态的改变时力作用的结果，力在时间上的积累可用冲量I表示14、冲量矩：在研究转动问题时，把力矩在时间上的积累称为冲量矩，是力矩和时间的乘积。
15、均匀强度分布：在特定的加载条件下，材料的每一部分受到的最大应力相同。
16、适宜应力原则：骨骼对体育运动的生物力学适应性本质上是骨骼系统对机械力信号的应变。
有利于运动负荷及强度导致的骨应变会诱导骨量增加和骨的结构改善；应变过大则造成骨组织微损伤和出现疲劳性骨折，应变过小或出现废用则导致骨质流失过快。
17、骨折：骨的完整性或连续性中断者称为骨折。
是运动损伤中最常见的损伤之一18、关节软骨：是一种多孔的粘弹性材料，其组织间隙中充满着关节液。
19、渗透性：在恒定的外力下，软骨变形，关节液和水分子溶液从软骨的小孔流出，由形变引起的压力梯度就是引起关节液渗出的驱动力。
20、界面润滑：是依靠吸附于关节面表面的关节液分子形成的界面层作为润滑。
运动生物力学
运动生物力学一、名词解释1、运动生物力学：作为体育科学学科体系中的一门交叉学科，是以机能解剖学、运动生理学和力学的理论与方法，研究人体运动器系的生物力学特征、人体运动动作的力学规律以及运动器械机械力学规律的学科。
2、人体惯性参数：指人体整体及环节的质量、质心（重心）位置、转动惯量及转动半径。
3、转动惯量：是衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量。
n公式J =「m i「ii z44、惯性参考系：指以地球或相对于地球静止不动的物体或做匀速直线运动的物体作为参考系，又称静参考系。
5、非惯性参考系：指以相对于地球做变速运动物体，或者说以相对于惯性参考系做变速运动的物体作为参考系，又称动参考系。
6瞬时速度：人体在某一时刻或通过运动轨迹某一点时的速度。
7、人体内力：若将人体看做一个生物力学系统，则人体内部各部分相互作用的力。
（肌肉力、组织粘滞力、韧带张力、关节约束反作用力）8、人体外力：若将人体看作一个生物力学系统，来自于外界作用于人体的力。
（重力、弹性力、摩擦力、支撑反作用力、介质作用力）9、拉伸载荷：是沿骨的长轴方向，自骨的表面向外施加相等而反向的载荷，在骨内部产生拉应力和拉应变。
（单杠悬垂时上肢骨的受力）。
10、压缩载荷：是在骨的长轴方向上，加于骨表面的向内而反向的载荷，在骨内部产生压应力和压应变（举重举起后上肢和下肢骨的受力）11、应力松弛：当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力会随时间的增加而下降。
12、转动定律：刚体绕定轴转动时，转动惯量与角速度的乘积等于作用于刚体的合外力矩。
M二Ji13、鞭打动作：在克服阻力或自体位移过程中，肢体依次加速与制动，使末端环节产生极大速度的动作形式。
14、蹬伸动作：人体在有制成的状态下，下肢各环节积极伸展，配合以正确的摆臂技术，给支撑面施加压力，以获得较大支撑反作用力的动作过程。
15、稳定角：是重力作用线和重心至支撑面相应边界的连线之间的夹角。
16、连续介质模型：不考虑流体的微观分子结构，而是将流体视为由无穷多个流体质点稠密而无间隙所组成的连续介质。
运动生物力学
一、名词解释1、压缩载荷2、弯曲载荷3、拉伸载荷4、扭转载荷5、静力载荷6、动态载荷7、肌肉的静息长度8、肌肉的主动张力9、肌肉的被动张力10、肌肉的平衡长度11、肌肉总张力12、肌肉的激活状态13、肌肉松驰14、肌肉功率15、肌肉退让性收缩16、肌肉等长性收缩17、肌肉克制性收缩18、运动生物力学19、动作技术原理::动作技术原理是指完成某项动作技术的基本规律，它适用于任何人，不考虑运动员的性别、体形、运动素质的发展水平和心理素质等的个体差异，是具有共性特点的一般规律。
20、最佳运动技术:最佳动作技术是考虑了个人的身体形态、机能、心理素质和训练水平来应用一般技术原理，以达到最理想的运动成绩。
21、上肢推动作:22、肢体的鞭打动作23、相向运动24、上肢拉动作25、下肢缓冲动作26、下肢蹬伸动作二、填空1、骨的应力-应线上，骨的刚度以曲线在弹性范围的斜率表示，骨的强度以整个曲线下的面积或用极限断裂点表示。
2、骨的强度大小的排列顺序是。
压缩拉伸弯曲和剪切3、正常时，机械应力与骨织之间存在着一种生理平衡，当应力增大时，细胞活跃，骨质增生，应力达到新的平衡。
4、肌肉结构力学模型由收缩元串联弹性元并联弹性元组成。
5、根据肌肉力学模型，肌肉长度的增加，对其收缩速度有良好影响，但不影响它的主动张力-长度，肌肉生理模断面的增加会导致肌肉收缩力的增加，但不影响肌肉收缩被动张力-长度。
6、把曲线和曲线迭加起来，成为肌肉总张力——长度曲线，并用这条曲线来描述在体肌的随长度的变化情况。
7、肌肉力学的希尔方程描述了骨骼肌收缩时的关系。
8、肌肉在小于其平衡长度收缩时，其总张力是由构成的。
肌肉在大于其平衡长度收缩时，其总张力是由构成的。
9、上肢的基本活动形式有、和三种形式。
10、下肢的基本活动形式有、和三种形式。
11、起跳是依靠起跳腿的、动作，以及全身整体动作完成的。
12、人体单个环节活动时，符合原理。
13、当膝关节与肘关节角很大时，其伸展活动符合末端载荷原理。
运动生物力学
运动生物力学作业一、名词解释：1.运动生物力学：运动生物力学是以人体解剖学、人体生理学和力学的理论与方法，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。
2.肌肉的松弛：被拉长的肌肉，随着时间的延长，其弹性形变力逐渐下降的现象（特性）。
3.相向运动：人体在腾空状态时，若身体部分环节以11ωI 绕某轴发生转动，则必有另一些环节以22ωI 绕同一轴作反方向转动，且满足02211=+ωω I I ，这种现象称相向运动。
（与手抄的不同，以手抄为准）4.鞭打：手部游离(或持物)，上肢作类似鞭子急剧抽打的摆臂动作过程。
5．动态支撑反作用力：人体处于支撑状态时，由于人体局部环节的运动而给支点以作用力时，支点给人体的反作用力。
6．牵连速度：研究人体或器械运动时，动参照系相对于静参系的运动速度。
用Vt 表示。
7．人体重心：人体全部环节所受重力的合力作用点。
8．骨疲劳：反复作用的循环载荷超过某一生理限度时会使骨组织受到损伤，称为骨疲劳。
9.补偿运动：当人体的总重心在不适宜的方向上发生位移时，人能够在一定范围内把身体重心向相反方向移动以保持人体平衡。
10.稳定角：重力作用线同重心与支撑面边界相应点的连线的夹角。
11.腾起速度（起跳速度）：指起跳脚蹬离地面瞬间身体重心的速度大小。
12.爆发力：人体在短时间内快速的将生物化学能转换为机械能，对外输出强大功率的能力。
（爆发式用力需要人体的瞬时功率较大或最大。
）13.流体压差阻力（形状阻力）：由于流体流经物体时，流动状态的改变，形成涡旋，使物体前后产生压强差所引起的阻力。
14.：有限稳定平衡：人体偏离平衡位置后，在某一位置范围内能恢复平衡，超过限度则失去平衡。
15.静态支反力：人体处于静止状态，由于重力作用使人体对支点产生压力，而支点对人体产生的反作用力。
16.马格努斯效应：当球体在流体中既有平动又绕自身重心转动时，球体将作一种曲线运动。
运动生物力学
运动生物力学运动生物力学是研究生物体在运动过程中所受到的力学效应及其变化规律的学科。
它综合运用生物学、物理学和力学原理，旨在揭示生物体在运动中的运动规律、力学特性以及对运动性能的影响。
一、引言运动是生命的基本属性之一，无论是人类还是动物，在日常生活中或者进行专业运动训练时，身体的各个组成部分都会发挥各自的特性，协同工作来实现运动的目标。
在运动过程中，运动生物力学通过量化分析生物体的力学原理和运动机制，帮助我们更好地了解运动的本质和规律。
二、运动生物力学的研究对象1. 人体运动生物力学人体运动生物力学是研究人类运动机能与运动方式之间的关系，以及不同因素对人体运动表现的影响。
它包括人体力学、人体骨骼肌肉系统的力学特性以及人体运动控制等方面的研究。
通过对人体运动的力学特性的研究，我们可以深入了解人体在不同运动状态下的运动规律和调控机制。
2. 动物运动生物力学动物运动生物力学是研究动物运动机制、力学特性以及运动适应性的学科。
不同种类的动物在生存和繁衍过程中，都会进行各种类型的运动，如捕食、逃避、繁殖等。
通过运动生物力学的研究，我们可以揭示动物在不同运动状态下的动作规律、运动策略以及运动适应性等。
三、运动生物力学的应用1. 运动训练与康复运动生物力学为运动训练和康复提供了科学依据。
通过对运动的力学特性的分析，运动生物力学可以帮助运动员或者康复者更好地掌握正确的运动方式和姿势，减少运动损伤的风险，提高运动技能和康复效果。
2. 设备设计与评估运动生物力学可以应用于运动器械和装备的设计与评估。
通过分析不同运动环境下的力学特性，可以为设备的改进和研发提供指导，并评估设备对运动表现和运动风险的影响。
3. 运动生理与运动医学研究运动生物力学为运动生理和运动医学的研究提供了重要的理论基础。
通过对运动过程中的力学变化和机制的研究，可以揭示运动对器官功能、代谢过程以及心血管系统等的影响，进一步推动运动生理学和运动医学领域的发展。
运动生物力学
运动生物力学1、运动生物力学是体育学、生物学、力学交叉渗透融合形成的科学，是研究体育运动中的人体力学行为规律的科学。
2、生物力学分为人类工程生物力学，劳动生物力学，整形生物力学，运动生物力学，康复生物力学，医用生物力学等。
3、运动生物力学是研究人体运动力学规律的科学。
4、人体惯性参数特征：（1）质量：衡量物体平行惯量大小是衡量的标准。
人体各环节的质量叫做各环节的绝对重量。
（2）重量：重量包括人体总重量和人体环节重量，人体环节重量称为环节绝对重量，环节绝对重量与人体总重量之比叫做环节相对重量，物体的重量为G，物体的质量m，重力加速度为g,G=mg.一定质量的物体，其重量随着重力加速度g的变化而变化。
（3）人体质心（重心）质心是物质的质量中心，重心是物体各组成部分所受重力的合力作用点。
人体的总质心是指人体整体质量分布的加权平均位置。
人体重心是人体各环节所受地球引力的合力作用点。
两者的物理意义不同但计算的结果一致。
（4）环节质心位置，描述环节质心位置一般采用环节质心半径系数的概念即近侧端关节中心至关节质心的距离与环节长度的比值。
（5）转动惯量，衡量物体转动惯性大小的物理量。
（6）回转半径。
5、环节划分方法有两种，一种是以人体的结构功能为依据，分割环节的切面通过关节转动中心，并以关节中心间的连线作为环节的长度，末端环节则是关节中心与环节质心之间的连线。
另一种是以人体体表骨性标志点作为环节的参考标志，并以此确定关节长度。
6、影响人体总重心位置的因素有六个：（1）性别：女子重心的相对高度比男子低0.5%~2%（2）年龄：随着年龄的变化，重心的绝对高度与相对高度均会发生变化，婴儿重心的相对高度比成年人约高10%~15%，随着年龄的增长相对高度下降（3）运动专项，运动专项训练的方式不同会使某些运动员的局部环节质量发生及分布发生改变。
（4）体型，判定体型的主要依据就是人体肌肉和骨骼的发达程度以及脂肪积蓄程度。
（5）姿势，人体姿势的改变对重心位置有重大影响。
运动生物力学
知识点：1，同一物体绕许多平行轴的转动惯量，以绕通过质心的轴的转动惯力量最小。
2，田径运动员在起跑线上处于“各就位”姿势时，所选的起跑器属于惯性参照系。
3，运动器械飞行时绕其纵轴以一定的角速度旋转，可产生定向作用，增强飞行的稳定性。
4，在体育运动中有广泛的应用，各种上旋、下旋、侧旋球的特殊轨迹的形成都是源于马格努斯效应。
5，人体运动的运动学特征包括：时间特征、空间特征、时空特征；动力学特征包括：力的特征、能量特征、惯性特征。
6，流动的阻力可分为：摩擦阻力、压差阻力、兴波阻力和惯性阻力。
7，力矩是度量力对物体作用时产生转动效果的物理量。
8，对于粘弹性材料，若令应力保持一定，物体的应变随时间的增加而增大，这种现象成为蠕变。
9，运动生物力学研究的核心是人体运动动作。
10，起跳动作的实质是使运动员如何获得尽可能大的垂直速度。
11，肌肉结构的力学模型由收缩成分、并联弹性成分、串联弹性成分三部分组成。
12，根据力和力矩由不同方向施加于物体上，可将载荷分为：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷。
13，根据平衡的稳定程度可把平衡分为：稳定平衡、不稳定平衡、有限度的稳定平衡和随遇平衡。
14，转动运动中描述角量的物理量有：时间、角位移、角速度、角加速度。
15，人体惯性参数是指人体整体及环节的质量、质心位置、转动惯量以及转动半径。
16，转动惯量是度量转动物体惯性大小的物理量。
问答：1，肌电测量时的注意事项有哪些？（1）电极必须固定稳妥。
表面电极安置部位要准确，同一个受试者、同一块肌肉在几次测量中必须将电极安置在同一位置。
（2）不同项目受试者的同一肌群的肌电图可能不同。
（3）同一项目不同受试者的准备活动的时间、运动量要统一。
（4）同一受试者进行多组测试时，要掌握好组间间隔。
（5）要充分考虑皮肤阻抗、体重、环境温度等对测量结果的影响。
2，骨骼肌三元素模型各元素生理作用机制？（1）收缩成分。
由肌小节的肌球蛋白和肌纤蛋白微丝组成，在静息状态下其应力为零，但长度可以自由伸缩。
运动生物力学
运动生物力学作业一、名词解释：1.运动生物力学：运动生物力学是以人体解剖学、人体生理学和力学的理论与方法，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。
2.肌肉的松弛：被拉长的肌肉，随着时间的延长，其弹性形变力逐渐下降的现象（特性）。
3.相向运动：人体在腾空状态时，若身体部分环节以11ωI 绕某轴发生转动，则必有另一些环节以22ωI 绕同一轴作反方向转动，且满足02211=+ωω I I ，这种现象称相向运动。
（与手抄的不同，以手抄为准）4.鞭打：手部游离(或持物)，上肢作类似鞭子急剧抽打的摆臂动作过程。
5．动态支撑反作用力：人体处于支撑状态时，由于人体局部环节的运动而给支点以作用力时，支点给人体的反作用力。
6．牵连速度：研究人体或器械运动时，动参照系相对于静参系的运动速度。
用Vt 表示。
7．人体重心：人体全部环节所受重力的合力作用点。
8．骨疲劳：反复作用的循环载荷超过某一生理限度时会使骨组织受到损伤，称为骨疲劳。
9.补偿运动：当人体的总重心在不适宜的方向上发生位移时，人能够在一定范围内把身体重心向相反方向移动以保持人体平衡。
10.稳定角：重力作用线同重心与支撑面边界相应点的连线的夹角。
11.腾起速度（起跳速度）：指起跳脚蹬离地面瞬间身体重心的速度大小。
12.爆发力：人体在短时间内快速的将生物化学能转换为机械能，对外输出强大功率的能力。
（爆发式用力需要人体的瞬时功率较大或最大。
）13.流体压差阻力（形状阻力）：由于流体流经物体时，流动状态的改变，形成涡旋，使物体前后产生压强差所引起的阻力。
14.：有限稳定平衡：人体偏离平衡位置后，在某一位置范围内能恢复平衡，超过限度则失去平衡。
15.静态支反力：人体处于静止状态，由于重力作用使人体对支点产生压力，而支点对人体产生的反作用力。
16.马格努斯效应：当球体在流体中既有平动又绕自身重心转动时，球体将作一种曲线运动。
运动生物力学
运动生物力学
运动生物力学是一门研究动物运动的学科，它包括动物在不同情景下的结构，运动方式，姿势，以及相关机制的全面研究。
运动生物力学使用物理原理，分析动物的运动行为，以及与运动行为相关的生理过程，这样就可以建立一个完整的系统，让人们对动物的运动行为有更深的理解。
运动生物力学的研究主要分为三个领域：运动机制，动物运动能力以及运动生理过程。
运动机制研究动物在不同情境下的运动，通过物理学原理来分析动物运动行为，比如动物如何通过改变其拥有的肌肉力量，来实现运动，或者动物如何在空间和时间上实现运动的把握。
运动能力研究，则涉及如何改善动物的运动效果，比如通过训练，增强动物的肌肉力量，以及改善其动脉活动等等。
最后，运动生理过程的研究，关注的是动物运动时，如何调节心肺和其他活动系统，以及运动期间营养代谢消耗等等问题。
运动生物力学在许多行业领域都有实际应用。
例如，可以利用运动生物力学原理，研究跳力训练对篮球运动员传控能力的影响，从而指导训练和改善运动员的技术水平。
还可以利用运动生物力学技术，研究人体运动功率的表现，为设计橡胶底鞋等提供理论支持。
此外，运动生物力学也可以为机械设计提供有益的参考，从而改善机械性能。
另外，还可以应用运动生物力学的理论，为从事动物保护的组织提供有用的参考。
例如，可以利用运动生物力学的建模方法，研
究灰蒙蒙大熊猫的移动行为，并根据结果进行相应的保护措施，以确保灰蒙蒙大熊猫的受保护地状况得到改善。
总而言之，运动生物力学是一门实用性和研究性并存的学科，可以为动物的运动行为有更深的理解，也可以应用于各种实际领域，为社会提供可靠的理论支持。
运动生物力学_运动生物力学概述
• 中华人民共和国成立之后，1956-1958年间苏联专家 贝柯夫在北京体育学院外交部研究班曾讲授过有关人 体重心的计算及有关运动技术分析的机能解剖学内容。
• 3）力学量在人体内的传递是通过肌肉、骨 骼、关节链壮系统之间的相互作用来完成 的。
• 4）国内拥有自主知识产权的运动生物力学 测量与分析系统很少，且技术水平不高。
• 5）影像分析中人体关节点的智能判别技术 问题、人体质量几何分布的个体化模型问 题等，尚未解决。
运动生物力学的发展简史
• 古希腊的哲学家和自然科学家阿里亚里斯 多德（公元384-322年）就对生物体的运动 发生了兴趣，注意在日常生活中观察人和 运动的力学问题。
5、运动生物力学是研究人体运动力学 规律的科学，它是体育科学的重要组 成部分。
二、运动形式
两种运动形式： 一种是简单的、低级的运动形式。例如，物 理运动、化学运动、机械运动等。 另一种是复杂的、高级的运动形式。例如， 生物运动，人还有更高级的运动及其产物， 即思维。
三、人体运动的复杂性
人体运动是自然界最复杂的现象之一，活 的人体就其本质是一个开放的、复杂的巨 系统。
二、运动生物力学课程任务
深刻理解体育动作的生物力学原理，探索 运动技术的力学规律。
扩大知识视野 学习从事运动技术科学研究的生物理论和
方法。
三、运动生物力学的课程内容
运动生物力学绪论 人体运动器系的生物力学特性 人体惯性参数 人体平衡的生物力学 人体运动的运动学 人体运动的动力学 人体运动的流体力学 人体基本动作结构的生物力学 运动生物力学的研究方法和测量技术 运动生物力学教学实验
运动生物力学
运动生物力学名解：●运动生物力学的定义：运动生物力学是研究人体运动力学规律的科学●静载荷：静载荷是逐渐加于物体上的，其特点是在这种载荷作用下，物体各部分不产生加速度或产生可以忽略的很小的加速度。
●动载荷：动载荷所引起的加速度显著。
动载荷又分冲击载荷和交变载荷。
●载荷的表现形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷。
●应变：是量度物体形变程度的量，分为线应变和剪应变。
●应力：物体在受到外力作用而变形时，其内部各质点间的相互作用力发生变化。
这种由于外力作用而引起的固体内各质点之间相互作用力的改变量，简称为内力。
单位面积上的内力称为平均应力，当面积趋近于0时平均应力的极限称为应力。
单位面积上的内力称为平均应力，当面积趋近于0时平均应力的极限称为应力。
●强度：结构破坏前所能承受的变形；结构破坏前所能承受的载荷；结构在破坏前所能贮存的能量；●刚度：弹性范围内曲线的斜率表示结构的刚度。
考虑力量和速度的组合效应。
●生物运动偶两个相邻骨环节之间的可动连接叫做生物运动偶。
●生物运动链：生物运动偶的串联式连接叫做生物运动链。
●运动的自由度：一个物体在空间运动，描述物体运动状态的独立变量的个数，叫做这个物体运动的自由度。
●约束：运动受到限制，称为约束。
每增加一个约束就减少一个自由度。
●生物运动偶：两个相邻骨环节之间的可动连接叫做生物运动偶。
●生物运动链取决于生物运动偶，生物运动偶的运动能力又取决于关节的构造和肌肉的控制作用。
●动作结构概念：每个完整的特定动作，都有固有的特点，各个动作成分之间都有着固定的联系，这是一个动作区别于另一个动作的特征，动作的这种固有特点和固定内在联系叫做动作结构。
动作结构包括运动学特征和动力学特征。
●空间特征是指位置坐标，运动轨迹，关节角度等。
●运动轨迹：动点随着时间在空间连续占有的几何位置。
●时间特征：是指运动开始时刻，结束时刻，运动持续的时间，动作的频率和节律。
●节律：动作中各个动作成分所占的时间比例。
运动生物力学
第一章1运动生物力学是研究人体运动力学规律的科学,是体育科学学科体系中的一门交叉学科,以机能解剖学,运动生理学和力学的理论与方法,研究人体运动器系的生物力学特性,人体运动动作的力学规律以及运动器械机械力学规律的科学。
1.为什么力学要生命化,生命要力学化?答:生命活动中处处包含有基本的力学原理,而作为基本学科的力学可以且应该被赋予研究生命现象的环境中,以此来寻求二者的相互促进达到改善生命质量的目的。
2.运动生物力学的学科特性?答:一研究对象的复杂性二研究方法的综合性三测量技术的先进性四研究内容的实践性3.运动生物力学的研究方法:主要是牛顿力学的方法体系但同时又收到研究对象的复杂性所导致的人体参数的拒测性,人体动作的随机性和人体功能的代偿性等生物学因素制约。
4.运动生物力学的学科任务是?答:1研究人体结构和运动功能的关系2研究人体运动技术的规律3研究人体运动技术的最佳化4设计和改进运动器械5研究运动损伤的力学原理第二章6.人体运动生物力学参数包括:人体惯性参数运动学参数动力学参数以及生物学参数7.人体惯性参数指人体整体及环节的质量,质心(重心)位置,转动惯量及转动半径。
8.人体惯性参数包括:质量(它是衡量物体平动惯性大小的物理量),重量(包括总重和环节重量),人体质心(物质的质量中心),环节质心(每个环节几乎都有一个固定的位置),转动惯量(衡量物体,人体转动惯性大小的物理量,具有可变性)9.影响人体转动惯量的因素有哪些?举例说明这些因素在体育动作中的作用。
答:影响因素有:质量,质量的分布和转动轴的位置。
人体由多环节组成的系统,转动惯量会随着各环节的质量以及其空间分布的位置变化和转动轴的变化而变化,例如跳水运动员在完成空翻动作过程中通过变换转动轴和改变姿势来调整和改变转动惯量以完成动作。
10.人体惯性参数的测量方法:尸体测量法,活体研究(水浸法,称重法,放射性同为素罚, CT法,核共振法)数学模型计算法11.运动学参数包括?答:1时间参数(时刻,时间,频率)2空间参数(路程,位移,角位移)3时空参数(速度,速率,角速度,加速度,角加速度)12.参考系是为了描述人体运动所选定的作为参考标准的物体或者物体群。
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摘要:查阅了近年来国内、外学者运用运动生物力学的原理和方法对竞技体操的研究。
旨在了解目前国内竞技体操的发展现状，了解运动生物力学在竞技体操方面研究的发展趋势。
从查阅结果看，运动生物力学在体操方面的研究相对较少，从已有的研究来看，研究的选题内容逐渐扩大，研究手段夜日趋丰富。
运动技术诊断在运动生物力学研究中占主流，但研究的方法得到了进一步完善，测试仪器精确度水平也不断提高。
1 前言体操作为我国传统优势项目，一直担负着为我国争金夺银的重任。
多年来，在世界大赛中，多次为国家赢得巨大荣誉。
在2008 年北京奥运会上，中国体操队斩获了 9 枚金牌，包括男子、女子团体、男子全能、鞍马、单杠、双杠、自由体操、吊环和女子高低杠，整体实力已达到了巅峰。
［1］但随着国际体操的不断发展和规则的变化，其他国家的竞技实力也逐渐增强，与我国的差距逐渐减小。
这要求我们在体操技术动作的难度上不断地研究，以期提高动作难度，获得更高的起评分，以及在动作创新上下功夫。
运动生物力学是生物力学( Biomechanics) 的一个重要分支，主要是应用力学原理和方法研究生物系统的结构和功能。
运动生物力学也是体育科学中的一门重要学科，对我国体育事业的发展起着至关重要的作用。
特别是在各体育项目中的技术分析、运动训练、设计和改进运动器材、装备和设备、预防运动损伤等发挥着重要作用。
［2］本研究综述了近年来国内、外学者对竞技体操在运动生物力学方面的相关研究，为今后的进一步研究奠定基础，为教学训练提供数据参考和理论依据。
2 竞技体操的发展趋势竞技体操是展示人体在跑动、支撑、悬垂、腾空中，精确地控制身体，巧妙地借助器械，完成复杂而优美动作的竞技项目。
［3］无论是翻腾、飞行、平衡或静止，竞技体操技术动作的四大因素，即“难”、“新”、“美”“稳”是在竞技场上取胜的关键。
因此，“难”与“美”的高度统一始终是技术发展的总趋势。
创新是竞技体操的重要特征，创新是竞技体操发展的灵魂。
没有创新体操便失去了生命力。
［4］纵观世界大赛可以清楚地看到，没有独创的高难动作和自己的技术风格，要想获得世界冠军是不可能的。
一个独创的难新动作往往能为体操技术的发展开辟一个全新的领域。
［5］场地器材和保护设备的完善与更新．也促进着新技术的产生。
我们从跳马所应用器材的改变就可以看出，更新后的器械为踺子类上板起跳动作提供了广阔的创新空间，高低杠两杠之间距离的加大。
又为飞行动作的发展提供了优越的条件，再加上规则的导向，创新动作更是成为比赛不可缺少的因素。
［6］延长运动员运动寿命成为体操发展的新动向，［7］我国运动员的运动寿命相对西方各国来说较短，有些运动员 14、15 岁左右就已经成为老运动员了。
17、18 岁左右就可能考虑退役，尤其是女子。
而像俄罗斯、罗马尼亚等国家有些运动员直到 26、28 岁还作为主力活跃在赛台，其中男子更为明显。
例如白俄罗斯的老将伊万科夫 26 岁雄风依旧，28 岁的保加利亚选手朱切夫完成动作的高质量和稳定性仍然优于许多年轻选手。
8］而延长运动员运动寿命主要是对伤病的预防和康复治疗。
3 运动生物力学在竞技体操中的研究与发展3． 1 运动生物力学在竞技体操中的理论研究运动生物力学基础理论的研究、运动生物力学方法学作为运动生物力学的基础学科一直以来都能够得到一定的重视，只有具备稳定的基础才能够有所突破与发展，理论与方法学的研究近年来都比较稳定，研究投入略有上升。
［9］如钱竞光编著的《体操运动生物力学》，将经典理论力学与具体体操动作巧妙结合起来，不但解决了体操运动的具体问题，也建立了一套体操运动的生物力学理论。
［10］3． 2 运动生物力学在竞技体操中研究方法的发展由于竞技性体操属于难度技能类项目，因此，动作技术研究成为体操科学研究的主要内容之一。
体操技术研究主要是指竞技性体操的技术研究。
研究的主要内容有基本技术、高难度技术、连接技术等。
运动生物力学对体操技术的研究主要是运动学、肌电学以及动力学分析等研究方法，对高难度、创新动作进行分析，［11］研究和改进和创新动作，为教练员对高难度动作训练提供理论参考。
3． 2． 1 运动学分析随着运动生物力学的发展，检测手段从二维摄影技术发展到三维立体摄影，随着摄像技术的不断进步，从一开始每秒 25帧的普通摄像机捕捉到后来的每秒 1000 以上的三维高速摄像机。
［12］随着高速摄像机采集频率越来越高，还有一些更为精确定位的三维动作捕捉系统，包括 ARIEL、MOTION ANALYSIS、VICON、QUALISYS、像 ei 等系统也越来越多的应用到运动生物力学的研究过程中。
宋雅伟、钱竞光通过 ARIEL 影片解析系统，对 7 名江苏籍一线体操运动员和陆斌的跳马前手翻直体前空翻转体 540°动作技术的运动学参数进行比较分析，运动员需增加助跑速度，以获得较大速度上板; 踏板时，减小膝关节角度，提供蹬伸所需条件; 缩短第一腾空时间，积极主动撑马，为做较大背弓需保持适宜髋膝角度; 推手短促有力，注意延长第 2 腾空的时间及这阶段身体形态和用力方式的控制。
［13］钱竞光、苏扬等通过 MO-TION ANALYSIS 红外捕捉系统对 13 名运动员的鞍马全旋动作进行同步拍摄、运动学分析，总结出鞍马全旋一周中，双臂支撑阶段耗时所占比例基本一致，单臂支撑阶段耗时所占比例基本一致，且前者所占比例明显少于后者。
［14］岳卫亚等采用人体三维转动新的运动学指标和方法—卡尔丹角及绝对角速度对江苏队健将级运动员吕军海跳马侧手翻直体侧空翻转体 990°高难技术动作进行了全过程测试分析，揭示了该高难动作技术三维转动规律以及侧翻、空翻、转体技术特征，为我国运动员发展和改进此类动作技术提供了全新的理论和实践上的参考依据［15］3． 2． 2 表面肌电分析随着人们对表面肌电信号的深入了解，肌电测试系统也逐渐被使用到运动生物力学的研究中，用肌电测试系统测量人体内部机制的参数，从而形成可量化的内外兼顾的测量数据。
［16］从发展趋势可以看出，三维运动学分析结合肌电分析和测力系统分析越来越受到研究者的关注。
国外学者通过表面肌电对竞技体操项目的研究相对较多。
SYLVAIN M． BERNASCONI 等使用表面肌电测试仪器，针对不同辅助器械帮助下完成体操吊环阿扎良动作，选取肩部 11块肌肉进行了表面肌电测量和分析。
目的是比较在两种不同辅助训练器械下完成阿扎良动作时肩部肌肉的激活情况。
结果显示，菱形肌、冈上肌、三角肌( 前、中、后束) 、肱二头肌、肱三头肌有显著差异( P ＜0． 05) 。
［17］Manuel Jorge Almeida Campos 对一名国家队高水平体操运动员使用 12 种不同器械来完成水平十字动作时肩部8 块肌肉的肌电信号进行了采集、处理和分析，对所选 8 块肌肉的表面肌电进行组间、组内相关性分析和共激活情况分析。
［18］苏杨使用美国 Noraxon 公司的 TeleMyo 2400R 表面肌电信号采集系统和红外三维影像解析系统对鞍马全选动作进行了同步分析，得出了在鞍马全旋过程中参与的肌肉及各肌群之间具有明显的节律性等特征。
［14］牛健壮等通过拉力传感器的测试，并配合高速摄影机、遥测肌电仪的同步测试和研究，探讨吊环项目中 5 个动作在后摆振浪过程中测力曲线变化的趋势，为技术动作的教学与训练提供了有关理论依据。
［19］3． 2． 3 多体动力学模拟仿真分析人体是一个非常复杂的弹性体，人体肌肉的收缩规律极为复杂，特别是对人体各关节间内力和内力矩的测算与控制在实际中仍是一个未解决的问题。
但是，有一个方法已经被人们所共识，就是把人体看作由多个刚体组成的多刚体系统。
［20］随着多体系统动力学的发展和计算机的普及，人体动态模型方法越来越多地运用于体操训练实践。
用高速摄影机拍摄体操运动员的动作，并进行影片解析，获得运动员运动过程中的位置、速度、加速度、角度、角速度、角加速度等运动学参数，和由人体数学模型获得的人体惯性参数一起输入计算机程序，可求出对应于各个广义坐标的关节力矩和力。
再通过力矩和力的输入并对微分方程组进行积分求解，来模拟和控制动态模型的动态过程。
［21］钱竞光等根据多体动力学原理，进行了单杠后摆空翻再握创新动作的计算机设计和实验训练，建立了模拟人体运动的动力学模型。
通过动力学模型可以设计新动作，并确定其设计是否合理，运动员能否完成，怎样才能完成，以促进技术创新，减少伤害，提高成功率。
［22］苏杨和李广凯用 LIFEMOD 仿真软件分别对体操鞍马全旋动作进行了计算机多体动力学建模与仿真和蹦床起跳动作进行了模拟仿真。
［14］通过计算机模拟仿真，先通过反向动力学分析技术动作过程中各肌肉和关节的肌肉力和关节力，再通过正向动力学分析模拟创新动［23］计算机模拟仿真是体操技术动作创新研究的一种趋势，它通过反向动力学分析运动过程，通过改变肌肉力、关节力等参数再经正向动力学模拟创新动作。
研究人员对一个创新动作可以在计算机中先进行模拟分析，判断创新动作的可行性，如可行，则运用到体操训练中，如不可行，可以在计算机上进行进一步的研究。
这样可以减少运动员损伤，提高研究效率。
4 结论与展望国内外学者在竞技体操的运动生物力学方面做了大量研究，其中运动学分析技术动作占了多数。
目前运动生物力学的研究手段也不断丰富，仪器精密度也越来越高。
表面肌电、计算机模拟和人体多刚体动力学仿真研究和也被引入到竞技体操的研究中，将运动学、表面肌电和人体多刚体动力学仿真进行同步研究已是运动生物力学发展的一大趋势。
竞技体操的自身特点决定了体操运动员的伤病比较多且情况比较复杂，运动生物力学在康复方面虽有涉足但研究前景还很巨大。