北京体育大学 运动生物力学复习题讲课教案
北体运动生理学复习手册(修整版)
体育艺术系 2 0 1 2 级运动生理学复习资料2013年6月绪论一、名词解释1.运动生理学：是人体生理学的分支，是专门研究人体的运动能力和对运动的反应与适应过程的科学，是体育科学中一门重要的应用基础理论学科2.兴奋：在生理学中将神经、肌肉、和某些腺体等可兴奋组织接受刺激后所产生的生物电反应过程及表现称为兴奋3.应激性：机体或一切活体组织对周围环境变化具有发生反应的能力或特性称为应激性4.适应性：生物体长期生存在某一特定的生活环境中，在客观环境的影响下可以逐渐形成一种与环境相适应的、适合自身生存的反应模式。
生物体所具有的这种适应环境的能力称之为适应性二、简答运动生理学的研究目的任务是什么？答：①揭示体育运动对人体机能影响的规律及机理；②阐明运动训练、体育教学和运动健身过程中的生理学原理；③指导不同年龄、性别和训练程度的人群进行科学的运动锻炼，以达到提高竞技运动水平、增强全民体质、延缓衰老、提高工作效率和生活质量的目的。
骨骼肌机能一、名词解释1.肌电图：用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导并记录所得到的图形2.向心收缩：肌肉收缩时，长度缩短的收缩称为向心收缩。
向心收缩时，肌肉长度缩短、起止点相互靠近，因而引起身体运动3.等长收缩：肌肉在收缩时其长度不变的收缩称之为等长收缩4.离心收缩：肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩称之为离心收缩5.肌小节：两条Z线之间的结构是肌纤维最基本的结构和功能单位6.运动单位：一个á-运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位二、简答1.不同类型肌纤维的形态、生理学和生物化学特征是什么？答:（1）形态特征 :○1快肌纤维直径较慢肌纤维大○2慢肌纤维周围的毛细血管网较快肌纤维丰富○3慢肌纤维含较多血红蛋白，因而导致慢肌纤维通常呈红色○4慢肌纤维含较多线粒体，且线粒体体积较大○5慢肌纤维由较小的运动神经元支配，运动神经纤维较细，传导速度慢（2）生理学特征: ○1快肌纤维收缩速度快，慢肌纤维收缩速度慢○2快肌纤维的收缩力量明显大于慢肌运动纤维○3慢肌纤维抗疲劳能力较快肌纤维强（3）生物化学特征:○1慢肌纤维中氧化酶活性高，有氧代谢能力强○2快肌纤维中无氧代谢酶活性高，无氧代谢能力强2.简述运动训练对肌纤维的影响。
运动生物力学复习资料(带答案)教学总结
运动生物力学复习资料(带答案)运动生物力学复习资料（本科）绪论1名词解释：运动生物力学的概念：研究体育运动中人体及器械机械运动规律及应用的科学。
2填空题：（1）人体运动可以描述为：在（神经系统）控制下，以（肌肉收缩）为动力，以关节为（支点）、以骨骼为（杠杆）的机械运动。
（2）运动生物力学的测量方法可以分为：（运动学测量）、（动力学测量）、（人体测量）、以及（肌电图测量）。
（3）运动学测量参数主要包括肢体的角（位移）、角(速度)、角(加速度)等；动力学测量参数主要界定在（力的测量）方面；人体测量是用来测量人体环节的（长度）、（围度）以及（惯性参数），如质量、转动惯量；肌电图测量实际上是测量（肌肉收缩）时的神经支配特性。
2 简答题：（1）运动生物力学研究任务主要有哪些？答案要点：一方面，利用力学原理和各种科学方法，结合运动解剖学和运动生理学等原理对运动进行综合评定，得出人体运动的内在联系及基本规律，确定不同运动项目运动行为的不同特点。
另一方面，研究体育运动对人体有关器系结构及机能的反作用。
其主要目的是为提高竞技体育成绩和增强人类体质服务的，并从中丰富和完善自身的理论和体系。
具体如下：第一，研究人体身体结构和机能的生物力学特性。
第二，研究各项动作技术，揭示动作技术原理，建立合理的动作技术模式来指导教学和训练。
第三，进行动作技术诊断，制定最佳运动技术方案。
第四，为探索预防运动创伤和康复手段提供力学依据。
第五，为设计和改进运动器械提供依据（包括鞋和服装）。
第六，为设计和创新高难度动作提供生物力学依据。
第七，为全民健身服务（扁平足、糖尿病足、脊柱生物力学）。
第一章人体运动实用力学基础1名词解释：质点：忽略大小、形状和内部结构而被视为有质量而无尺寸的几何点。
刚体：相互间距离始终保持不变的质点系组成的连续体。
平衡：物体相对于某一惯性参考系（地面可近似地看成是惯性参考系）保持静止或作匀速直线运动的状态。
失重：动态支撑反作用力小于体重的现象。
《运动生物力学》课程教学大纲
《运动生物力学》课程教学大纲课程编码：50913003 学分：2 总学时：36说明【课程性质】《运动生物力学》为体育教育专业的学科平台课程。
【教学目的】本课程教学目的是使学生初步掌握体育运动中人体机械运动的一般规律，能应用生物力学的原理和方法分析教学和训练中的具体问题，为今后从事体育教学、训练打好基础。
【教学任务】1．通过教学对学生进行政治思想、品德教育，树立辩证唯物主义观念，为今后从事体育教育与训练工作做好准备。
2．掌握运动生物力学的基本原理、基本知识，正确分析简单动作技术的力学原理。
3．掌握一定的运动生物力学研究方法，培养学生应用本学科基本理论和技能的能力，使教学和训练更加科学化、合理化。
【教学内容】主要内容包括运动生物力学概论、人体运动实用力学基础、骨、关节、肌肉的生物力学、人体运动数据采集及处理、运动生物力学的应用。
【教学原则和方法】教学原则：该学科为应用性学科，因此在教学坚持理论联系实际的原则、教师主导与学生积极性原则、系统性与突出重点相结合的原则。
教学方法：讲授法、讨论法、实验法。
【先修课程要求】本课程要求学生先修《运动解剖学》、《运动生理学》等课程。
【学时分配】【教材与主要参考书】教材：《运动生物力学》，赵焕彬, 李建设主编，高等教育出版社，2008年3月，第3版参考书：[1]《运动生物力学》，全国体育学院教材委员会编，人民体育出版社，1990年6月，第1版大纲内容绪论【教学目的和要求】使学生明确运动生物力学的基本概念、课程要求和学习方法，掌握运动生物力学的基本知识、基本原理和基本方法。
【内容提要】本章主要阐述了运动生物力学的学科概念和历史沿革，提出了运动生物力学课程的学习内容和学习要求。
【教学重点与难点问题】教学重点：运动生物力学的学科定义和学习要求。
教学难点：运动生物力学的学科特性。
【复习思考题】1．简述运动生物力学的概念。
2．简述运动生物力学课程学习过程中应树立的哲学观点。
3．如何理解“生命要力学化，力学要生命化”的观点。
运动生物力学复习资料
运动生物力学复习资料《运动生物力学》复习资料(一)一、简述题1.简述缓冲动作的力学原理。
2.影响人体平衡的生物学因素有哪些？3.简述冲击动作的基本分类和动作特征。
二、论述题1.试述鞭打动作的力学原理。
2.试述关节软骨的力学性能。
三、应用题1.简化田径运动员跑步后蹬动作的身体受力图，并分析这些力对运动的影响。
2.从力学分析来看，摆腿和摆臂动作在跳高项目中具有哪些意义？《运动生物力学》复习资料(一)答案一、简述题1、缓冲动作的力学原理共3点即（1）减小冲击力（2）肌肉做退让性工作（3）是非代谢能的利用。
共3分，每小点简述共2分。
2、（1）人体不能绝对静止（2）人体有效支撑面小于支撑面（3）人体具有一定的自身平衡调节能力（4）人体平衡受心理因素的影响（5）人体平衡动作消耗肌肉的生理能。
3、答：基本分类：人体对器械的冲击；人体对人体的冲击；人体对外界环境的冲击；器械对器械的冲击；器械对人体的冲击；器械对外界环境的冲击。
动作特征：为了增加对器械的冲击力，一方面要增大人体末端或器械的动量，另一方面要缩短人体末端或器械与器械撞击的作用时间；为了减小外界或器械对人体的冲击力，通常需要延长冲击动作中力的作用时间。
二、论述题1、试述鞭打动作的力学原理。
答：（1）动量矩的传递（2）肌肉活动的顺序性（3）肌肉的预先拉长（4）肢体转动惯量的可变性评分说明：1、3点各3分；2、4点各2分。
没点都要论述才满分。
2、试述关节软骨的力学性能。
答：（1）渗透性；（2）粘弹性，主要表现在三点：①应力松弛：当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应变会随时间的增加而增大；②当物体。
北京体育大学运动生物力学复习题
运动生物力学复习题第一章绪论运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。
第二章人体运动实用力学基础一、名词解释1.稳定角：重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点连线间的夹角。
2.支撑面：支撑面积是由各支撑部位的表面及它们之间所围的面积组成的。
3.转动惯量：物体转动时惯性大小的量度。
4.超重现象：动态支撑反作用力大于体重的现象。
5.失重现象：动态支撑反作用力小于体重的现象。
6.稳定系数：当倾倒力开始作用时，稳定力矩与倾倒力矩的比值。
7.上支撑平衡：支撑点在重心上方的平衡。
8.下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡。
9.人体运动的内力：人体内部各部分之间的相互作用力。
二、填空1.运动是绝对的，但运动的描述是相对的。
因此在描述一个点或物体的运动时，必须说明它相对于哪个物体才有明确的意义，且称此物体为参照物。
2.在运动学中有两个实物抽象化模型，即质点和刚体。
3.当加速度方向与速度方向相同时称为加速运动，反之称为减速运动。
4.运动员沿400米跑道运动一周，其位移是0 ，所走过的路程是400m 。
5.篮球运动中的投篮过程可看作是一个抛点低于落点的斜上抛运动，而投掷项目中，器械的运动可以看做是一个抛点高于落点的斜上抛运动。
6.人体蹬起时，动态支撑反作用力大于体重，称为超重现象，下蹲时，动态支撑反作用力小于体重，称为失重现象。
7.乒乓球弧旋球飞行的原因是运动员打球时使球旋转，由于空气流体力学的作用，产生了马格努斯效应的结果。
8.忽略空气的阻力，铅球从运动员手中抛出后只受到重力的作用，这种斜上抛运动可看作是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛的合运动。
9.身体绕某转轴的转动惯量的大小，是随身体各环节相对转轴的距离的改变而改变的。
10.游泳时，运动员受到的阻力主要有三种，它们是摩擦阻力、形状阻力和兴波和碎波阻力。
三、判断题1.人体在做平衡动作时，需由外力及肌肉、韧带等内力矩共同维持平衡。
（√）2.人在平衡时，仍需消耗一定的生理能。
运动生物力学教案3
教学内容：●教学常规：师生问好、登记考勤等●导入部分：①复习：人体惯性参数、运动学参数。
提问问题：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。
②宣布本节课内容，提出问题：冬天下雪的时候，自行车轮胎里面的气体是要冲饱满些，还是应该少冲一些？组织学生进行讨论，引发学生兴趣。
冬天自行车轮胎里面的气体要少冲些，增大摩擦力，防止摔倒。
引出摩擦力，从而引出本节课内容：动力学参数●主要部分：第三节动力学参特数征一、动力学参数（一）力力是物体间的相互作用。
主要是人体与地面或流体或器械的相互作用，力的外效应：这种相互作用的结果使物体改变运动状态力的内效应：这种相互作用的结果使物体发生形变影响力作用效应的因素有力的方向、大小和作用点，称为力的三要素。
1. 人体内力与外力内力：若将人体看作一个生物力学系统，则人体内部各部分相互作用的力称为人体内力，如肌肉力、组织粘滞力、韧带张力、关节约束反作用力等。
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称为人体外力。
体育运动中人体所受的主要外力：重力、弹性力、摩擦力、支撑反作用力、介质作用力等。
2．人体受力特点人体受力按作用面可分：集中力和分布力集中力作用于人体的一点（面积为零）分布力作用于人体的一定面积上。
人体受力基本上都是分布力，如重力、浮力、地面支撑反作用力和器械反作用力等。
为了方便研究问题，我们把分布力折合成集中力，如重力、浮力把力分别集中于重心、浮心来处理。
✧人体受力按力的作用线与人体质心的位臵关系，人体受力又分为正心力和偏心力。
力的作用线通过人体质心的力叫做正心力，如重力；力的作用线不通过人体质心的力叫做偏心力，如摩擦力。
人体所受的力绝大多数是偏心力，只有重力永远是正心力。
3．体育运动中常见的人体外力重力：人体重力即地球对人体的引力，非接触力，是人体各部分所受地球引力的矢量合成。
公式：W=mg。
当我们进行训练时在斜坡上奔跑，向上跑时感到很累，是重力的分力使人体做下滑运动，成为人体上坡的阻力，通过蹬地不断地克服此阻力，以达到训练腿蹬地的肌肉力量。
北京体育大学考研运动生理学讲义
运动生理学运动生理学研究任务：在对人体生命活动规律有了基本认识的基础之上，揭示规律及机制、阐明生理学原理、指导运动锻炼、提高运动水平，增强，延缓，提高效率和质量的目的生命的基本特征：新陈代谢、兴奋性、应激性、适应性和生殖人体生理机能的调节：神经调节、体液调节、自身调节、生物节律运动生理学研究水平：整体水平研究、器官系统水平、细胞分子水平当前运动生理学研究的几个热点：最大摄氧量研究：a,传统的方法直接，但过程复杂；间接的方法简易、经济快速（自动）b 是评价耐力运动员身体机能的重要指标，两者有极大正相关 c 目前最大摄氧量能力研究与应用仍然是运动生理学研究的重要课题氧债学说的再认识：传统认识—剧烈运动—供氧不足—无氧代谢—产乳，形成—运动后恢复期—较高耗氧—氧化乳—偿还氧债；新的研究表明：人体从事短、大、力竭、恢复早，血乳酸浓度持续升高，而耗、恢复、安静水平；从事长时间、力竭运动中、血乳酸、峰、随后逐渐降，恢复期继续降低到安水平，而此时耗氧高于安水平，表明乳酸与运动后的氧耗不成线性关系，证明不正确，提出了概念个体乳酸阈研究：亚极限运动时，缺氧不是肌肉产生乳酸的真正原因，一些运动生理专家提出用乳酸阈代替无氧阈概念。
由于血乳酸拐点出现很大的个体差异，据运动时运动后血乳酸的动力学特点，求出每个受试者的乳酸阈值，称之为个体乳酸阈运动性疲劳研究：1880 莫索，开始研究人类疲劳，运动性疲劳成为运动生理学和运动医学研究的核心问题之一。
两方面；疲劳产生的机制认识从单纯的能量消耗或代谢产物堆积，向多因素综合作用的认识发展；研究水平由细胞、亚细胞的结构与功能变化深入到生物分子或离子水平。
运动对自由代谢基的影响：1956harman提出自由基学说，是生物体代谢的副产物，极为活泼，攻击所以的细胞成分；运动时新陈代谢旺盛产生大量自由基，对人体的机能和运动能力有较大影响。
对自由基的研究将越来越广泛、运动对骨骼肌收缩蛋白结构和代谢的影响：许多研究证明，激烈运动后产生的肌肉酸痛与肌肉损伤和肌纤维结构变化有关。
【整理】第二章、运动生物力学教案1
运动生物力学教案班次上课日期节次上课时数累计时数教学场所09体教1班2011年9月8日3-4 2课时18课时12-409 09体教2班2011年9月9日3-4 2课时18课时13-207 授课内容第二章人体惯性参数运动学参数教学目标使学生明确运动生物力学参数的特征量及特性。
掌握人体惯性参数、运动学参数、的基本特性以及各类参数的采集方法。
教学重点转动惯量的概念、公式以及其在运动中的应用教学难点运动学参数的采集教学方法讲授教学法：采用提问的方式对上节课的内容进行回顾，对本堂课进行启发式教学，讲解中展开相关内容，补充有关材料，通过语言向学生系统连贯地传授知识、技能，发展学生智力。
讨论教学法：在教师指导下，让学生独立地阅读教材、收集资料，并进行群体性的讨论。
讨论教学法以学生自己的活动为中心，可以激发学生对知识的探讨以及对学习的兴趣，达到师生互动。
案例教学法：教师通过对教材中的典型事例进行分析，使学生掌握科学知识和科学方法。
课前复习、提问班级学生姓名题目09体教1班杨亚辉运动生物力学的发展前景？09体教2班景洁涛在海拔高的地方举办奥运会，对哪些项目有影响？09体教2班邝鹏飞为什么体操运动员会选择身材比较矮小的？教学内容：教学常规：师生问好、登记考勤等导入部分：①复习：运动生物力学概念、运动生物力学学科概述；提问问题：运动生物力学的发展前景？②宣布本节课内容，提出问题：大家知不知道自己的头有多重？讨论：怎么才能知道自己的头的重量？引发学生兴趣。
③举例解决学生问题，引出本节课知识点（古代一科学家，最早用六具冰冻的男尸研究人体，他把男尸的头全部割下来，放在体重计上称重量，这就是最早的运动生物力学研究。
现在科学家已经推算出人的头占体重的百分比，所以要想知道头的重量，只需要用体重乘以这个百分数）；然后以火亮运动为例，说明无论是重量，还是时间，力等等，都是我们今天要讲的运动参数。
主要部分：第一节.人体惯性数参数一、人体惯性参数特征（一）人体惯性参数特征量1. 质量(m)：衡量物体平动惯性大小的物理量，是恒量、是标量。
运动生物力学 教学大纲
运动生物力学Sports Biomechanics一、课程基本情况课程编号：042T07K学分：2.5 总学时：43 学时分配：（讲课28+实验15）课程类别：必修适用专业：体育教育专业先修课程二、课程教学目标与任务学习运动生物力学的基本理论知识和各项运动技术知识，掌握运动生物力学基础研究方法，进一步理解各项技术动作要领，研究各项技术的生物力学规律，为改进动作技术、提高运动技术水平服务。
三、课程教学的基础内容及学时分配（一）《运动生物力学》概论（讲课4学时）教学要求：通过学习本章内容，要求学生了解运动生物力学的概念、目的和任务。
教学内容：运动生物力学概述；运动生物力学的任务和内容；运动生物力学与相关学科的关系;运动生物力学发展简史和发展趋势。
（二）人体生物力学参数（讲课3学时与实验3学时）教学要求：本章阐述人体惯性参数、人体运动学参数、人体运力学参数和人体运动学参数特征，了解人体惯性参数实测方法。
要求学生掌握人体生物力学参数的概念、意义和测量基本原理和方法。
教学内容：人体惯性参数概述，包括质量、质心（重心）位置、转动惯量及转动半径；人体运动学参数，包括人体运动中的的参照系与坐标系，人体运动的分类和运动学的特征，人体运动中速度变化的规律：人体动力学参数，包括力、力矩、动量、冲量、动量矩、功和能;参数的采集步骤、处理和分析，人体转动惯量的测量原理与方法。
人体重心测量（实验3学时）（三）骨、关节、肌肉的生物力学（讲课3学时与实验4学时）教学要求：本章阐述人体骨、关节、肌肉的生物力学特征及在运动中的相互作用规律，要求学生能分析人体运动动作结构、动作系统的构成与特点。
教学内容：材料力学的基本概念，骨的生物力学的特征、包括骨的受力形式、人体承受外力极限能力的比较，肌肉活动对骨受力形式的影响、体育运动对骨结构的影响：关节的生物力学特征；肌肉的生物力学特征；包括肌肉力学模式、肌肉力量训练、肌肉松弛现象；杠杆原理、人体杠杆分类、人体关节杠杆类型举例、复杠杆原理；运动器系整体的生物力学性能与特点；人体动作结构与动作系统。
运动生物力学课讲稿：第二章(2007)
（四）关节软骨的蠕变反应 （五）润滑作用
界面润滑
液静润滑 液膜润滑
（六）磨损
液动润滑 挤压润滑
界面磨损：由承载面之间相互作用引起 疲劳性磨损：由接触体变形引起的疲劳性磨损
二 韧带、肌腱结构的生物力学特性
（一）应力—应变曲线
应 力
0
5
6
8
10
应变/%
胶原纤维
应 力
0
100
200
应变/%
并 联 弹
性 成 分
串 联 弹
性 成 分
骨骼肌的结构模型：
收缩成分 并联弹 性成分 串联弹 性成分
二、肌肉长度与肌肉收缩力量的关系
基本概念
1．被动张力（Fp）：
是指肌肉工作时并联弹性成分的张力。 指收收缩成分收缩时产生的张力。 被动张力与主动张力之和。 无任何负荷时肌肉的长度。
2．主动张力（Fc）：
ΔX
Y
Δ δ
X
三、应力
正应力（δ）
应力
剪 应 力 （ η）
F P S
ΔF
M
ΔS Δ F Δ S
P =
四、应力—应变曲线
ζ
ζ
ζ
ζ
ζ
图2-5 拉伸图
（一）弹性阶段：（A—B）卸载后变形能完全恢复，
为弹性变形。
比例极限（σp）：规定与A点相对应的应力值。 刚度=EA (E：弹性模量或杨氏模量；A：构件横截面积) 弹性极限（σs）：与B点相对应的应力值，应力超过 弹性极限后，若除去外力，将留有残余变形。 （二）屈服阶段：（B—C）：曲线的坡度逐渐减小， 即材料对于变形的抵抗力逐渐减弱。 材料的屈服：变形继续增长而应力并不增加。 屈服强度（σy）：屈服阶段的下极限（与C点对应的 应力值）。 残余变形（塑性变形）：如果材料达到屈服，卸载之 后就不再回复到原状。
运动生物力学实验第二版教学设计 (2)
运动生物力学实验第二版教学设计一、实验目的运动生物力学是指研究生物在运动时所产生的各项反应力与运动力学参数的学科。
本实验旨在通过测量运动员不同阶段的步幅、步频等运动参数，了解运动生物力学的基本概念及其应用。
二、实验设备与材料•计步器•计时器•测量尺•运动数据采集仪•电脑三、实验内容实验一：行走步数与步频测量1.实验目的：测量行走步数及步频，了解步频与步幅之间的关系2.实验步骤：–将计步器绑在运动员的腰间；–让运动员在等速的条件下进行行走，记录行走步数和时间；–在同等道路条件下，改变运动员的步幅，观察和记录垂直地面方向的位移，并计算步频；–分析步幅与步频之间的关系。
3.实验结果分析：–分析步数与时间之间的关系，计算出运动员的平均步频；–比较不同步幅下的步频变化。
实验二：跑步步幅与运动速度关系测量1.实验目的：测量不同跑步步幅下的运动速度2.实验步骤：–让运动员在同等跑道上进行跑步，先以正常步幅跑步，计算速度；–改变运动员的步幅，并计算速度。
3.实验结果分析：–对比不同步幅下的运动速度变化，分析步幅与速度之间的关系。
实验三：蹦床高度影响因素研究1.实验目的：了解蹦床高度受身体肌肉力量、蹦床材料等因素的影响。
2.实验步骤：–让不同体形、肌肉力量的运动员进行蹦床；–改变蹦床材料，观察蹦床高度的变化；–记录每次蹦床的高度，并统计数据。
3.实验结果分析：–对比不同运动员、不同蹦床材料下的蹦床高度数据，分析影响蹦床高度的因素。
四、实验注意事项1.实验应在体育教练或相关专业人员的指导下进行；2.实验者应保证身体健康，穿运动鞋、运动服等合适的装备；3.实验仪器应正确使用，并保持仪器的准确性。
五、实验思考题1.运动员步频和步幅哪个对跑步速度影响更大？为什么？2.什么因素会影响蹦床高度？3.什么是运动生物力学？它与人体健康有何关系？六、参考文献1.朱力定，张建华。
运动生物力学实验。
北京体育大学出版社，2009。
2.Li, L., Jindrich, D. L., & Smith, D. W. Body configurationmodulates running energetics in the guinea fowl Numida meleagris.Journal of Experimental Biology, 2016, 219(24), 3892-3899.。
运动生物力学教案-概论
第一章运动生物力学概论一、运动生物力学的概念体育科学是一门新兴的边缘性科学，随着现代体育运动的迅速发展，体育科学本身也产生了一些新学科，运动生物力学就是其中之一。
生物力学是研究活体系统机械运动规律的科学。
生物力学研究的内容非常丰富，它涉及生物体与力学有关的所有问题。
在生物力学体系中，由于研究的领域和具体对象不同，生物力学又分为研究生物体力学结构及其运动机能一般规律的普通生物力学，或称理论生物力学；有研究人体某种活动机能的局部生物力学，或称应用生物力学，如人类工程生物力学、劳动生物力学、整形生物力学、康复生物力学、运动生物力学等。
运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。
运动生物力学(sport Biomechanics)把体育运动中各项动作技术的研究课题，赋予生物学和力学的观点及方法，使复杂的体育动作技术奠基于最基本的生物学和力学的规律之上，并以数学、力学、生物学及运动技术原理的形式加以定量描述。
教练员、运动员可依据所测定的生物力学参数来建立运动技术教学和训练的模式，不断完善动作技术。
运动生物力学要具体回答人体完成各项运动动作时是怎么样运动和为什么会运动的原因，同时也要研究影响人体运动的外界条件(如体育场地质量及各种训练和比赛的器材设备等)与运动技术的关系。
根据人体的形态和机能的特点，结合对运动场地、器材的改进，研究最合理、最有效的运动技术，以求达到最好的运动成绩。
动作技术原理与最佳运动技术是两个不同的概念。
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、体型、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。
而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，即它既具有共性，也具有个性特征的运动技术。
因此，最佳动作技术是因人而异的，对某运动员能获得最佳成绩的技术，对另一名运动员来说就不一定是最好的技术，各个运动员具有不同的身体条件、训练水平和技术特点。
运动生物力学教案
运动生物力学教案（1）授课内容第一章运动生物力学概念授课内容第一章运动生物力学概念一、运动生物力学的概念1、生物力学是研究活体系统机械运动规律的科学。
生物力学分为两大类：（1）普通生物力学（或称理论生物力学）（2）局部生物力学（或称应用生物力学），例如：人类工程生物力学、劳动生物力学、整形生物力学等等。
2、运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。
人体复杂的运动技术建立在生物学和力学的规律之上，运动生物力学用数学、力学等对运动动作加以定量描述。
运动生物力学从力学角度和生物学角度进行研究，以力学、解剖学、生理学和各专项技术理论为基础，研究人体的动作技术原理，以及最佳运动技术。
人体机械运动表现为两种形式：（1）人体自身发生的形变，即人体各环节之间相对的位移运动。
（2）相对于其周围环境而发生的位移运动。
牛顿定律适用条件：刚体运动，而生物体会发生明显的形变。
因此在人体运动中具体应用时要进行适当变通，研究活体时须注意各种力对生物体所做的功。
二、运动生物力学的任务和内容（一）运动生物力学的任务1、研究运动员身体结构和机能的生物力学特征2、研究各项动作技术，确立动作技术原理，建立动作技术模式来指导教学和训练3、结合运动员个人的身体形态，机能和运动素质等特点研究适合个人的最佳动作技术方案和进行运动技术诊断。
4、探索预防运动创伤和康复手段的力学依据5、设计和改进运动器械，运动器械应符合运动生物力学原理。
（二）运动生物力学的内容1、运动生物力学概论：概念、任务内容、发展史。
2、人体运动实用力学基础：运动生物力学以力学理论研究人体机械运动规律，因此人体运动的运动学、动力学、静力学、转动力学、流体力学等等是运动生物力学的基础知识。
3、骨、肌肉及人体基本活动的生物力学。
如：骨、骨械杆原理、肌肉结构的力学模型，肌肉收缩的力学特性和功能关系；人体各环节运动的基本形式和力学原理等。
4、人体运动数据采集和处理。
5、动作技术的生物力学分析，如：投掷、跳远、跑步、球类、游泳等动作的力学分析。
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北京体育大学运动生物力学复习题运动生物力学复习题第一章绪论运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。
第二章人体运动实用力学基础一、名词解释1.稳定角：重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点连线间的夹角。
2.支撑面：支撑面积是由各支撑部位的表面及它们之间所围的面积组成的。
3.转动惯量：物体转动时惯性大小的量度。
4.超重现象：动态支撑反作用力大于体重的现象。
5.失重现象：动态支撑反作用力小于体重的现象。
6.稳定系数：当倾倒力开始作用时，稳定力矩与倾倒力矩的比值。
7.上支撑平衡：支撑点在重心上方的平衡。
8.下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡。
9.人体运动的内力：人体内部各部分之间的相互作用力。
二、填空1.运动是绝对的，但运动的描述是相对的。
因此在描述一个点或物体的运动时，必须说明它相对于哪个物体才有明确的意义，且称此物体为参照物。
2.在运动学中有两个实物抽象化模型，即质点和刚体。
3.当加速度方向与速度方向相同时称为加速运动，反之称为减速运动。
4.运动员沿400米跑道运动一周，其位移是 0 ，所走过的路程是 400m 。
5.篮球运动中的投篮过程可看作是一个抛点低于落点的斜上抛运动，而投掷项目中，器械的运动可以看做是一个抛点高于落点的斜上抛运动。
6.人体蹬起时，动态支撑反作用力大于体重，称为超重现象，下蹲时，动态支撑反作用力小于体重，称为失重现象。
7.乒乓球弧旋球飞行的原因是运动员打球时使球旋转，由于空气流体力学的作用，产生了马格努斯效应的结果。
8.忽略空气的阻力，铅球从运动员手中抛出后只受到重力的作用，这种斜上抛运动可看作是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛的合运动。
9.身体绕某转轴的转动惯量的大小，是随身体各环节相对转轴的距离的改变而改变的。
10.游泳时，运动员受到的阻力主要有三种，它们是摩擦阻力、形状阻力和兴波和碎波阻力。
三、判断题1.人体在做平衡动作时，需由外力及肌肉、韧带等内力矩共同维持平衡。
（√）2.人在平衡时，仍需消耗一定的生理能。
（√）3.人在自然站立时，女子和男子的平均重心高度是一样的。
（×）4.在身体姿势的变化过程中，人体中心不可以移出体外。
（×）5.人体保持平衡动作的力学条件是合外力及和外力矩为零。
（×）6.用一维重心板测量人体重心的原理是力矩平衡原理。
（√）7.单杠悬垂动作是一个不稳定平衡的例子。
（×）8.运动时，运动员的加速度方向与速度方向总是一致的。
（×）9.根据动量守恒定律，跳远运动员腾空阶段水平方向的运动速度不变（忽略空气阻力）（√）10.当合外力为零时，物体保持静止状态。
（×）11.踏跳时，跳高运动员在竖直方向上的动量变化等于竖直踏跳力的冲量。
（√）12.标枪在空中飞行的原因是因为始终作用有投掷力的作用。
（×）13.铅球在出手后除空气阻力外，不受力的作用。
（×）14.影响人体下支撑稳定性的因素有身体重心高度、支撑面大小及体重，（×）15.转动量是人体转动时惯性大小的量度。
（√）第三章骨、肌肉的力学特性及人体基本活动形式一、名词解释1.肌肉的主动张力：肌肉兴奋时可产生张力。
2.肌肉的被动张力：肌肉当被牵拉时产生弹力。
3.肌肉总张力：在体肌活动时其主动张力和被动张力是同时存在的。
因此在体肌的张力是主动张力和被动张力之和，称之为肌肉的总张力。
4.肌肉的激活状态：肌肉兴奋时其收缩成分力学状态的变化称肌肉的激活状态。
5.肌肉松弛：被拉长的肌肉，其张力有随着时间的延长而下降的特性，这一特性称肌肉松弛。
6.运动生物力学：运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。
7.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、体型、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。
8.最佳运动技术：最佳动作技术是考虑了个人的身体形态、技能、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。
9.肢体的鞭打动作：在克服阻力或自体位移的过程中，肢体诸环节依次加速和制动，使末端环节产生极大速度的动作形式称鞭打动作。
10.相向运动：人体腾空时，或人体两端无约束时，身体某一部分向某一方向活动（转动），身体的另一部分会同时产生相反方向的活动（转动），我们这种身体两部分相互接近或远离的运动形式称为相向运动。
二、填空1.骨的强度大小的排列顺序是压缩＞拉伸＞弯曲＞剪切。
（在不同载荷下）2.正常时，机械应力与骨组织之间存在着一种生理平衡，当应力增大时，成骨细胞活跃，骨质增生，应力下降达到新的平衡。
3.肌肉结构力学模型也称为三元素模型，由收缩元、串联弹性元、并联弹性元组成。
4..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，但不影响它的收缩力，肌肉生理模断面的增加会导致肌肉收缩力的增加，但不影响肌肉收缩速度。
5..把主动张力—长度曲线和被动张力—长度曲线叠加起来，成为肌肉总张力—长度曲线，并用这条曲线来描述在体肌的张力随长度的变化情况。
6.肌肉力学的希尔方程描述了骨骼肌收缩时的力—速度关系。
7.肌肉在小于其平衡长度收缩时，其总张力是由主动张力构成的，肌肉在大于其平衡长度收缩时，其总张力是由主动张力和被动张力构成的。
8.上肢的基本活动形式有推、拉和鞭打三种形式。
9.下肢的基本活动形式有缓冲、蹬伸和鞭打三种形式。
10.起跳时依靠起跳腿的缓冲、蹬伸动作，以及全身整体动作完成的。
11.人体单个环节活动时，符合杠杆原理。
12.当膝关节与肘关节角很大时，其伸展活动符合末端载荷复杠杆原理。
13.人体活动时总是大关节首先产生活动，并依据关节的大小，表现出一定的先后顺序。
14.人在做纵跳时，关节活动-伸展的时间顺序是：髋关节、膝关节，最后是踝关节。
15.小关节是人体支撑点，小关节的强弱直接决定完成动作时支撑的稳固性。
小关节的强弱决定它参与“工作”的早晚，如果其肌力矩强大，它可“提前”参与“工作”，从而缩短完成动作的时间，提高动作的速度。
16.鞭打动作可使运动链末端环节产生极大的运动速度和打击力量。
17.落地缓冲动作的原理，是因为延长了力的作用时间，因而减小了外力对人体的作用。
18.在动作技术的运动学特征方面，往往把膝关节缓冲角的大小及缓冲阶段的时间作为技术诊断的重要内容。
19.踏跳时肢体摆动动作可增加起跳力，并提高身体重心相对高度。
20.人体处于腾空状态时，由于不受外力矩作用，因此人体活动服从角动量守恒定律，当人体某一环节转动时所产生的角动量，必然被另一环节产生的反向的角动量所抵消。
三、判断题1.骨的拉伸强度大于压缩强度。
（×）2.机械应力与骨组织之间存在生理平衡，即骨组织量与机械应力之间成正比关系。
（√）3.沃尔夫定律说明了机械应力与骨组织量之间的关系。
（√）4.肌肉在静息长度时，期收缩元的张力为零。
（×）5.被拉长的肌肉的张力随时间的延长而下降的现象称为肌肉的松弛。
（√）6.肌肉兴奋时其并联弹性成分力学状态的变化称肌肉的激活状态。
（×）7.希尔方程说明了肌肉总张力——长度特性。
（×）8.肌肉在做等长收缩的过程中，物体不产生位移，没有做机械功，但肌肉做了“生理功”。
（√）9.由希尔方程可知，肌肉收缩的张力愈大，其收缩速度越大。
（×）10.随着载荷的增大，肌肉收缩的潜伏期变短。
（×）四、简答题1.在100m跑的起跑的“预备”动作中，为什么使伸下肢的各肌群处于激活状态，可以提高反应速度？答：当载荷增大时，动作潜伏期延长。
依据肌肉这一特性，在完成需要快速反应和唯一动作时，如100m的起跑，在“预备”时使伸下肢的各肌群产生“预张力”，这样可以提高反应速度和起跑能力。
其原因实际上是在起跑前使肌肉处于活化状态，预先提高了串联弹性元及肌肉的张力。
因而当运动员听到“跑”的信号时，收缩元的主动张力“不再”被缓冲，而直接用于克服外界阻力了。
因此提高肌肉的预张力可以缩短动作潜伏期。
2.用骨骼肌的结构力学模型说明肌肉受激发时的力学效应的顺序性。
答：肌肉兴奋时其收缩成分力学状态的变化称肌肉的激活状态。
兴奋后肌肉能迅速地达到激活状态的高峰，但整块肌肉张力的发展过程要慢得多，肌肉进入激活状态后，收缩元兴奋产生的张力，起初被其串联的串联弹性元的形变所缓冲，当串联弹性元形变及张力进一步发展，整块肌肉的张力达到一定程度后，收缩元的主动张力才能直接对肌肉起止点施力，表现出肌肉收缩力。
3.说明机械应力对骨结构的影响。
答：机械应力与骨组织之间存在着一种生理平衡，在平衡状态，骨组织的成骨细胞和破骨细胞的活性是相同的。
当应力增大时成骨细胞活跃，引起骨质增生，承载面增大，使应力下降，达到新的平衡。
当应力下降时破骨细胞再吸收加强，骨组织量下降，使应力增加。
因此骨能通过改变它的大小、形状和结构以适应力学需要的功能进行重建。
这种适应性是按Wolf定律进行的，即骨骼在需要出多生长，而在不需要处吸收。
使骨组织量与应力成正比。
4.下蹲之后有停顿和无停顿（不加摆臂）的纵跳，哪种情况跳的更高？答：后种情况跳的更高，这是因为第二种做法运用了肌肉预拉伸和预加载荷所产生的形变势能，第一种做法是由于稍事休息，使肌肉产生松弛的结果。
五、详答题1.详答体育活动中骨骼的受力形式有哪些？（1）压缩载荷：常见于身体垂直姿势中，作用力从骨的两端作用于骨，一端是人体的重力和载荷的力，另一端是支撑反作用力。
（2）弯曲载荷：通常是在骨骼起杠杆作用时出现的。
常见于肌肉力以及关节的压力作用于骨上，使骨产生弯曲载荷。
（3）拉伸载荷：常见于身体悬垂姿势中，骨的两端受到反向拉力。
（4）扭转载荷：常见于人体或局部肢体做旋转动作时骨骼承受绕纵轴的两个反向力矩的作用。
（5）静力载荷：当身体处于静止状态时，骨骼承受静态载荷，其载荷量值不变化，只要不超过骨的安全强度，骨不会受伤。
（6）动态载荷：在运动过程中骨骼承受动态载荷。
2.详述载荷增大时，肌肉收缩力学特性的变化。
当载荷增大时肌肉收缩力学特性的变化如下：（1）动作潜伏期延长。
肌肉激活后收缩元的张力首先使串联弹性元形变张力发生变化，只有当肌肉张力发展到大于起止点的阻力时，肌肉才开始向心收缩产生动作，使载荷产生位移。
载荷增大时发展所经历的时间长，肌肉收缩产生动作的潜伏期随着载荷的增大而延长。
（2）收缩幅度减小。
当载荷增加时收缩幅度减小，直至增加到一定份量时，动作不能完成，肌肉不能缩短。
（3）收缩速度下降。
由实验得出在零载荷时，收缩速度最大，随着载荷的增加，收缩速度跟着下降，加至肌肉恰好不能举起的重量时，收缩速度为零。
3.肌肉及肌腱的生物力学特性对完成动作有何影响？（1）增加动作的力和速度。