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。

21、压渗润滑：液体又接触面从运动方向的前缘挤出，在接触面的后缘由渗透压把压渗出的滑液再吸收回软骨内，这种机制能够有效地保存关节液及其位置，对抗外力。

22、收缩元：代表可以相对滑动的肌浆球蛋白和肌动蛋白纤维丝，其张力与它们之间的横桥数目有关。

23、串联弹性元：表示肌浆球蛋白纤维、肌动蛋白纤维、横桥、Z线以及结缔组织的固有弹性。

24、并联弹性元：表示静息状态下肌肉的力学性质。

25、肌力变化梯度：在很多体育运动中往往要求运动员在极短时间内发挥出最大力，一般称爆发力。

26、力的时间梯度：达到1/2最大力所需要的时间称为力的时间梯度。

27、力的速度梯度：力的最大值与所需时间的比值这个指标称为力的速度梯度。

28、摆动动作：指人体肢体为增加全身活动的协调性及增加动作效果而绕某一轴进行的一定幅度的转动。

29、鞭打动作：人们把这种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称为鞭打动作。

30、相向动作：人体在腾空状态下，由于肌群的收缩使身体两部分同时向相反方向转动称为相向动作。

31、冲击动作：在体育动作中，通过扣、踢等击打方式使人体四肢动量向运动器械实现转移的动作形式。

32、缓冲动作：肢体末端环节与外界发生相互作用，肢体由伸展到屈曲以延长力的作用时减小冲击力作用或控制外界物体的动作，在运动技术中叫缓冲动作。

33、蹬伸动作：人体在有支撑的状态下，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，已获得较大支撑反作用力的动作过程。

二、填空题

1、人体骨骼的受力形式为：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、复合载荷。

2、骨结构的生物力学特征：各向异性、壳形（管形）结构、均匀强度分布。

3、长期锻炼可使骨密质部分增厚骨变粗

4、关节主要由关节面及关节软骨、关节囊、关节腔构成，关节中充满了起润滑作用的关节液，关节的润滑机制主要与关节软骨和关节液有关。

5、关节软骨和关节液共同构成了粘弹性体

6、当肌小节长度为 2.1um， F（肌力）达最大值当肌小节长度小于 2.0um F 随肌小节长度的增大F 上升，当肌小节长度大于 2.5um ，F随着肌小节长度的增大而减小

7、生物力学的基础是能量守恒、动量守恒、质量守恒三大定律。

8、人体运动的动力源是肌肉力。

9、在骨折治疗过程中应遵循的一条生物力学原则是：充分利用生理功能状况下的力学状态去控制骨重建，而不要干扰或尽量减少干扰骨应承受的力学状态。

10、粘弹性体相对弹性体来说具有以下三个特征：应力松弛、蠕变、滞后。

11、人体运动都是在大脑皮层支配控制下，由人体各器官系统的协调活动实现的。

12、缓冲阶段完成起跳动作的下肢各肌群做退让性工作，在蹬伸阶段，肌肉做克制性工作。

13、使蹬伸动作不充分，延长踏跳时间，这往往是运动员在起跳前过分注意摆动动作，减弱了蹬地动作，或者是蹬伸动作的肌力不足引起的。

14、转动问题中的力学基础是转动定律和动量矩定理。

15、要加大肢体摆动的角加速度，可以从两个方面考虑问题：一是减小摆动肢体的转动惯量；二是增大肌力距。

16、人体处于腾空无支撑状态时，满足动量矩守恒的条件。人体总动量矩的大小和方向均守恒。

17、动量矩在身体内的传递和转移主要是利用某些身体环节的突然制动，从而使这些环节原以获得的动量矩向相邻环节传递和转移。

18、当肌力距大于阻力距时，环节做克制性工作；当肌力距小于阻力距时，环节做退让性工作；当肌力距等于阻力距时，环节处于相对平衡状态，完成静力性工作。

19、增大肌力距可以通过增大肌力和增大肌力臂来实现。

20、当肌力距一定时，减小环节对轴的转动惯量，可以达到增大摆动角加速度的目的。

21、物体之间动量传递是通过它们的相互作用力的冲量实现的，人体在鞭打动作中动量矩的传递时通过相邻环节相互作用力产生的冲量距来实现的。

22、动量定理是矢量式，冲量的方向即动量增量的方向。

23、人体是一个复杂的生物系统，各系统之间的复杂体现在：各种参数是动态可变，人体的推测性，人体运动的不可重复性。

24、人体的六种基本动作：摆动动作、鞭打动作、相向动作、冲击动作、缓冲动作。蹬伸动作。

三、简答

1、论述运动生物力学的学科特点?

答：（1）研究对象的复杂性；人体是一个不连续的多界面、多细胞结构、多功能的复杂神经反馈作用的，具有情感意识的复杂生物材料系统；复杂人体运动的探究通常从两个方面着手：一是研究人体运动的内部和外部运动行为；二是研究人体内部运动行为与外部运动行为之间的因果关系。

（2）研究方法的综合性；运动生物力学是机能解剖学、运动生理学和力学的交叉融合；运动生物力学的研究方法主要是牛顿力学的方法体系，但同时受到研究对象复杂性所导致的生物学因素所制约。

（3）测量技术的先进性；一是有自身比较完整的学科理论体系，二是有自身系统的研究方法。

（4）研究内容的实践性

2、简述运动生物力学研究对象的复杂性?

答：研究对象的复杂性；（1）人体是一个不连续的多界面、多细胞结构、多功能的复杂神经反馈作用的，具有情感意识的复杂生物材料系统；（2）人体运动是在内外动因作用下，由神经系统协调全身各器系，并通过运动器系的活动直