运动生物力学

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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。

运动生物力学的概念

运动生物力学的概念

运动生物力学的概念运动生物力学是研究生物体在运动中所涉及的力学原理和机制的学科。

它通过分析生物体在运动过程中的力、速度、加速度等参数,来揭示生物体在不同运动形式和环境条件下的运动机制和优化策略。

运动生物力学具有广泛的应用领域,包括运动医学、运动训练、人体工程学等。

运动生物力学主要研究以下几个方面的内容:1. 动力学:动力学是研究运动的力学学科,它描述了生物体在运动过程中所受到的力、质量、速度和加速度之间的关系。

例如,通过分析运动过程中的惯性力、重力、摩擦力等力的作用,可以揭示生物体运动的原理和机制。

2. 步态分析:步态分析是研究人体行走、跑步等运动形式的力学学科。

通过分析生物体在步态循环中不同阶段的力学参数,如步长、步频、步态对称性等,可以评估和优化运动的效能和健康状况。

步态分析在康复医学、运动训练和人机交互等领域具有重要的应用价值。

3. 关节生物力学:关节生物力学是研究关节机械特性及其对运动影响的学科。

关节是连接骨骼的重要结构,通过分析关节运动的角度、力矩和力等参数,可以了解关节机械特性的变化和功能障碍的原因。

关节生物力学在骨科医学、康复治疗和人体工程学等领域有广泛的应用。

4. 肌肉力学:肌肉力学研究生物体肌肉的收缩、拉伸和力学性能。

通过分析肌肉的纤维类型、力-长度特性和能量代谢等特征,可以揭示肌肉在不同运动条件下的力学行为和能量转化效率。

肌肉力学在运动训练、康复医学和人工肢体设计等方面有重要的应用。

5. 人体姿势和平衡:运动生物力学还研究人体的姿势和平衡控制。

通过分析人体重心位置、姿势调整和平衡控制的力学机制,可以评估人体在不同条件下的平衡能力和运动稳定性。

这对于运动训练、康复治疗和老年人护理等领域具有重要的意义。

总之,运动生物力学通过研究生物体在运动中的力学原理和机制,为运动医学、运动训练和人体工程学等领域提供了理论基础和实践指导。

它的应用可以帮助优化运动表现、提高运动能力,促进康复治疗和改善人体健康。

运动生物力学

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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

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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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

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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

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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。

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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。

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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
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

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

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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结合你的专业技术特点,说明如何运用运动生物力学的研究,方法对于运动员的动作技术进行研究。

摘要:篮球技术的方法大多是经验的总结,但还有许多不是很合理的地方,应对篮球技术进行运动生物力学分析与研究,给出科学的解释,使篮球技术的总结科学化、规范化、合理化。

关键词:移动步法突破传、接球投篮飞行的球体
正文:篮球运动遍及世界每个角落,参加篮球运动的人数可以亿来计算,篮球比赛以它技巧性高、对抗激烈、复杂多变吸引了成千上万的爱好者,是世界体坛最重要的竞赛项目之一。

对于中学生而言,打得一手好篮球,在球场上飞舞,流汗时的沸腾,激情的澎湃,无疑于给他们增添了信心;同时也锻炼了自己的身体,为更好的学习打下坚实的外部条件。

用力学知识来指导篮球运动,学生对物理知识会有更深的理解,对篮球运动会更加热爱。

篮球技术是进行篮球比赛的基本手段,双方运动员都以技术动作体现对抗。

运动员只有练习正确的篮球技术,才能达到提高技术,在比赛中发挥水平取得优异效果,篮球技术的方法大多是经验的总结,有许多不合理的地方,应对篮球技术进行运动生物力学分析与研究,给出科学的解释,使篮球技术的总结科学化、规范化、合理化。

篮球技术是有一定标准规格要求的一个或一系列动作,是为更好的实现其本质目的而设计的。

其每个动作都是人体各关节的运动动作按一定顺序组合进行的运动,是一负责的动作结合为基础的不固定动作,具有较大的变化性和个体差异性。

篮球场上,为了更好地实现这一目的,需要一系列行之有效的动作方法(技术)。

这些方法是人们在长期的篮球实践中总结出来的、现在我们就用人体运动力学科学及篮球实际特点的动作规格或运动形式,对这些具体的方法或活动形式进行分析。

1移动步法
站立姿势:怎样才能在球场上跑得快,停的稳,这要学会篮球场上专门的脚步移动,一种能随时启动又不感觉很累的站立姿势。

两脚自然开立,脚跟稍虚,屈膝降低重心上体稍前倾,肘关节微微弯曲,随时准备向各个方向启动。

转身:通过转身可以摆脱防守队员,获得传、运、投的机会,也能在掩护和抢板式抢占有利位置。

一脚向中枢脚脚尖方向跨出步法叫钱转身;一脚向中枢脚脚跟方向跨出的步法叫后转身,利用其摆脱防守对原始必需紧贴防守队员。

在这两个动作中同时控制好重心,克服离心力的反作用。

跨步:跨步是一种气势步法,发力时果断有力,分交叉跨步和同侧跨步,也是原地做假动作引诱防守队员逝去防守位置和重心的步法。

滑步,后撤步:这是防守中常用的步法之一。

2突破是持球队员运用脚步动作和运球技术超越对手的一项攻击性很强的技术。

比赛中,掌握好突破时机,合理地运用突破技术,既能直接切入篮下得分,又能打乱对方的防守部署,创造更多的攻击机会,增加对手的犯规。

如能把突破与中投、分球结合运用,进攻就更加机动灵活,效果更为显著。

1 交叉步突破
[动作方法]以右脚做中枢脚为例。

两脚左右开例,两膝微屈,身体重心降低,持球与胸腹之间。

突破时,左脚前脚掌内侧迅速蹬地,身体稍右转,左肩向前下压,重心向右前方移动,左脚向右侧前方跨出,将球引于右侧,接着运球,中枢脚蹬地向前跨出迅速超越防守。

[动作要点]蹬跨积极,转探肩保护球。

2 顺步突破
[动作方法]准备姿势和突破前的动作要求与交叉步相同。

突破时,右脚向右前方跨出一步,向右转体探肩,重心前移,右手运球,左脚前脚掌迅速蹬地,向右前方跨出,突破防守。

[动作要点]蹬跨积极,转探肩保护球,第二只脚迅速蹬地积极。

3 后转身突破
[动作方法]以左脚做中枢脚为例。

背向球篮站立,两脚平行开立,两腿弯曲,重心降低,两手持球于腹前。

突破时以左脚为轴转身,右脚向右侧后方跨步,上体右转,脚尖指向侧后方,右手向右脚前方放球,左脚前脚掌内侧迅速蹬地,向球篮方向跨出,运球突破防守。

[动作要点]要控制重心平稳。

右脚向右侧后方跨出时的脚尖方向要正确,左脚前脚掌内侧蹬地积极有力。

4 前转身突破
[动作方法]以左脚做中枢脚为例。

突破前的准备动作于后转身准备动作相同。

突破时重心移至左脚上,右脚前脚掌内侧蹬地,左脚为轴,右脚随着前转身而向球篮方向跨出,左肩向球篮方向压,右手运球后左脚蹬地,向前跨出,突破对手。

[动作要点]移重心,蹬地运球动作连贯。

3传、接球
传、接球时实现战术组织配合的纽带,它把5名队员连成一个整体,充分发挥集体的力量,体现篮球运动的特点。

巧妙准确的传去,能打乱防御部署,创造更多、更好的投篮
机会;稳定牢靠合理的街球,能弥补传球的不足,从而协调连贯地完成传、突、投篮等动作。

传球又持球和传球两个动作组成,持球时,双手自然分开,拇指相对成“八”字阵,用拇指根部以上部位握住球两侧后方。

传球时全身协调用力,最后通过伸臂、抖腕和手指用力拨球将球传出,使球后旋。

常用传球放给由双手胸前传球、双手低手传球、单手肩上传球、单手胸前传球、单手体侧传球。

传球的种类有反弹球、直线传球和高抛球等。

一定在这些过程中的发力。

接好球是传球的保证。

接球时眼睛要注视来球,手臂迎球伸出,手指自然分开,当手指触球后,手臂屈肘后引,缓冲来球的力量,两首握球,保持身体平衡。

常用方法有双手胸前接球,双手接反弹球,单手接球等。

4投篮
要想练好投篮必需有正确的投篮方法、恰当的瞄准点、合适的飞行路线和球的旋转,并且全身要协调用力。

准确的投篮不但有利于个人技术的发挥,也为篮下内线队员的进攻和灵活地运用战术创造良好的条件。

不管是原地投篮,还是行进间投篮,普遍的(右手为例),五指自然分开,手心空出,屈肘持球于右肩上,左手扶住球的左侧,两脚开立,右脚稍前,重心落在两脚上。

投篮出手时,下肢蹬地发力,右臂抬肘伸臂,手腕前屈,食指、中指用力拨球,使球后旋转(有利于确保运行方向和提高进球机率),身体随投篮动作向前上方伸展。

投篮动作多样,这里就不一一列举。

投篮后我们开始对飞行的球体在空中的力学分析
正如牛顿在近300年前所发现的,每一个作用力都有一个大小相等,方向相反的反作用力。

空气中旋转的球体同样如此。

当旋转的球体带动周围的空气向一个方向旋转,球体外表面附近的一层气体粒子将产生与球旋转方向相一致的空气“环流”,以减少球体后部区域的气流波动,与此同时,因为球体旋转,它将受到一个与旋转方向相反的力作为回应。

例如,如果球后旋带动空气向下旋转,空气就会产生一个向上的对球的反作用力,球体即得到一个托浮力。

相反,如果球在空中不旋转,它所受到的空气阻力,将随着球速的增大而增大。

篮球的质量虽然较轻,但横截面积较大,所以在空中所受的阻力也较大。

特别是在远距离投篮中,如果球不旋转或旋转程度不够,其所受到的阻力就更大。

当球速越快,空气自球体表面分离的时间越早,球后的波动也就越大。

这样球体前后的空气压力差就使球体受到较大的形状阻滞。

且球行进得越快,阻滞也越大。

通过以上分析我们可以认识到,旋转的球体可以减轻空气的阻力,且受空气反作用力作用。

如后旋球,就能使球飞行的更高更平稳,增高投篮弧度,增大球的入篮角,为提高投
篮命中率创造了条件。

后旋球在空气中的流体力学分析及优势
篮球在飞行下落过程中,入篮角越大,暴露在球体下方的篮圈面积也越大,球越容易中篮。

当球以一定的入篮角接近篮圈,与球的运动路线小于直角的“篮圈通道”就成为一个椭圆形。

入篮角越小,此“通道”的椭圆直径也越小。

当入篮角小到该椭圆直径等于球体直径时,就达到了球的入篮角度的最下限。

后旋球在空中飞行的时候,由于球向后旋转,球的上下两侧所受到的气流速度与空气压力不一样。

在球的上侧,是球附近的气流速度与球体旋转速度的合成;球的下侧,是气流速度与旋转速度的分解。

因此,相对而言,球上方的气流速度快,下方的气流速度慢,由伯努利定律知,在速度快的一侧压强较小,速度慢的一侧则压强大。

因此,球体上下方的这个压力差使球受到向上的作用力,将球托起,加大了球的飞行弧线,增大了入篮角度,更有利于球中篮。

前旋球在空气中的流体力学分析及优势
前旋球在空气中的受力正好与后旋球相反,相对而言,球上方的气流速度慢,下方的气流速度快,同样由伯努利定律得知,球体上下方的压力差使球受到向下的作用力。

但前旋球多数在行进间低手投篮中出现,运动员在投篮时具有速度快,腾起高度高,充分抬肘伸臂,出手点距篮圈近等特点,因此,球在空中飞行的距离较短,受空气阻力较小。

但如果当前旋球碰篮板或碰篮圈时,却能对中篮产生积极的作用。

若球体不旋转,在碰板后,受篮板的反弹力F作用,球的弹起弧度较低,反弹力则较大,球不易中篮。

若球体前旋,在碰板时受篮板反弹力与因前旋而产生的反作用力f同时作用,二者的合力方向更接近于篮圈垂直面方向。

且球前旋速度越快,所受反作用力越大,合力方向越接近于篮圈垂直面,进一步增大球中篮几率。

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参考文献:周兴龙赵芳主编急停跳投技术的运动生物力学分析北京体育大学学报,1999 孙民治主编 . 篮球纵横 . 北京:人民体育出版社, 2005
叶国雄陈树华主编篮球运动研究必读北京人民体育出版社,1998。

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