分析影响人体重心位置的因素
影响重心位置的因素
影响重心位置的因素初2016级三班翁嘉昕关键词：控制变量法重心在这个学期的物理学习中，我们对“力”有所了解，同时对重心有所提及。
虽然我们没有对重心这部分有深刻探究，但充满好奇心的我任然想揭开其中的一些奥秘。
所以，我打算探究影响重心位置的因素。
在课本上已有一部分的说明：质量分布均匀，形状规则的物体的重心就在他的几何中心上。
由此，我得出两个猜想：*重心位置与质量分布有关*重心位置与形状有关接下来就是我的实验证明了。
1.重心位置与质量分布有关：变量：质量分布材料：橡皮泥，长方体纸盒，线，钉子，刻度尺实验过程：如图：我们分别把橡皮泥粘在A,B,C处，用所学的方法（悬挂法）测出整个物体的重心。
结果如表1：表1结论：物体重心位置与物体的质量分布有关。
且其它条件一定时，物体底部质量越大，则物体重心越低（由表与图可得）。
由此我可以解释不倒翁的原理了，因为重心越低越稳定。
而且汽车为何不能超载呢？不光只是因为质量越大，惯性就越大，就难以刹车，转弯也易侧翻。
还有一个原因就是车厢不是汽车底部，如果质量越大，则重心越高，就越不稳定。
这也是底盘高的面包车比底盘低的轿车易侧翻的原因。
2.重心位置与形状有关变量：形状材料：橡皮泥，线，钉子，刻度尺实验过程：用同一块橡皮泥捏成一个等边三角形，钝角等腰三角形和锐角等腰三角形，然后用悬挂法测出重心。
结果如表2： 形状 钝角等腰三角形 锐角等腰三角形等边三角形 重心离底边距离2.10cm4.05cm 3.21cm 表2结论：物体重心位置与物体形状有关。
且物体高度越低，重心也就越低。
（由表与可得）。
橡皮泥所处位置 A B C 重心距纸盒底边长度13.20cm 16.71cm 19.00cm总结：1.物体重心位置与物体的质量分布有关。
且其它条件一定时，物体底部质量越大，则物体重心越低2.物体重心位置与物体形状有关。
且物体高度越低，重心也就越低。
运动力学期末考试题库汇总
运动力学期末考试题库汇总运动生物力学期末考试题库（A）一、简答题（每小题5分共30分）1、影响人体平衡的生物学因素有哪些？2、简述动作结构的概念及其生物力学特征？3、何为人体重心？人体重心一般会在什么位置，它的变化受哪些因素影响？4、简述动作系统的分类及特点，并举例说明？5、何为人体外力？运动时主要外力有哪些？6、简述人体惯性及其在运动中的体现？二、判断题（正确的在题后括号内打“√”，错误的打“×”。
本题共5小题，每小题1分，共5分）1、单生物运动链是指骨环节+关节+骨环节。
（）2、人体下肢的基本运动形式有缓冲、蹬伸和鞭打。
（）3、人体内力可以引起人体整体运动状态的改变。
（）4、支撑点在重心的上方的平衡为下支撑平衡。
（）5、人体运动时合理利用惯性，可以减小体能消耗提高运动能力。
（）三、连线题（本题每对一处得1分，共5分）正确选取平动和转动的运动学参数位移平动角位移加速度转动速度角速度四、填空题（每空2分，共30分）1、运动生物力学的任务是、、、预防运动损伤、。
2、力系平衡的种类有、、平、空间一般力系平衡四种力系平衡。
3、按照质点的运动轨迹，可将人体的运动分为和；按照刚体运动的形式，可将人体的运动分为、和复合运动。
4、人体运动的描述方法有：、。
5、通常将地球、相对于地球或做匀速直线运动的参照物，称为，也称静参照系。
六、论述题（本题共30分）1、试结合生物运动链中开放链和闭合链的相关知识分析“练拳如有人，打手如无人”以及练拳时“两手不乱动”，打手时“接手要轻”等太极拳练习要领？（15分）2、阐述影响人体下支撑平衡稳定性的因素？（15分）运动生物力学期末考试题答案（A）一、简答题（每小题5分共30分）1、影响人体平衡的生物学因素有哪些？（1）人体不能绝对静止。
一方面是人体的呼吸、循环运动使得人体重心不是定点；另一方面人体肌肉张力不能恒定的保持人体姿势严格不变（1分）。
（2）人体形状可变。
人体支撑面边缘为软组织，有效支撑面面积小于“理论”支撑面的面积；人体可以通过补偿动作或补偿运动反射性的改变身体姿势，保持原有平衡；运动中人体平衡一旦不能控制可以依靠肢体的移动重新确立支撑面，建立新的平衡（2分）。
运动生物力学重点
运动生物力学1、运动生物力学是研究体育运动中人体运动力学规律的科学，是体育科学学科体系的重要组成部分。
运动力学生物常指有生命活动的人体。
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、人体生物力学参数包括人体惯性参数、运动学参数、动力学参数及生物学参数。
4、人体惯性参数特征：（1）质量：衡量物体平动惯性大小的物理量。
人体各环节的质量叫做各环节的绝对重量，各环节绝对质量与人体质量之比叫做各环节相对质量。
（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。
（4）环节质心位置：纵长环节的质心（重心）大致位于纵轴上，靠近近侧端关节。
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：(J=∑△mr2)衡量物体转动惯性大小的物理量。
[质量衡量平动惯性大小物理量，转动惯量衡量转动惯性大小物理量，质量下降，平动容易，转动惯量小，转动容易。
]（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。
影响重心位置的因素
影响重心位置的因素初2016级三班翁嘉昕关键词：控制变量法重心在这个学期的物理学习中，我们对“力”有所了解，同时对重心有所提及。
虽然我们没有对重心这部分有深刻探究，但充满好奇心的我任然想揭开其中的一些奥秘。
所以，我打算探究影响重心位置的因素。
在课本上已有一部分的说明：质量分布均匀，形状规则的物体的重心就在他的几何中心上。
由此，我得出两个猜想：*重心位置与质量分布有关*重心位置与形状有关接下来就是我的实验证明了。
1.重心位置与质量分布有关：变量：质量分布材料：橡皮泥，长方体纸盒，线，钉子，刻度尺实验过程：如图：我们分别把橡皮泥粘在A,B,C 处，用所学的方法（悬挂法）测出整个物体的重心。
结果如表1：表1结论：物体重心位置与物体的质量分布有关。
且其它条件一定时，物体底部质量越大，则物体重心越低（由表与图可得）。
由此我可以解释不倒翁的原理了，因为重心越低越稳定。
而且汽车为何不能超载呢？不光只是因为质量越大，惯性就越大，就难以刹车，转弯也易侧翻。
还有一个原因就是车厢不是汽车底部，如果质量越大，则重心越高，就越不稳定。
这也是底盘高的面包车比底盘低的轿车易侧翻的原因。
2.重心位置与形状有关变量：形状材料：橡皮泥，线，钉子，刻度尺 橡皮泥所处位置 A B C 重心距纸盒底边长度13.20cm 16.71cm 19.00cm实验过程：用同一块橡皮泥捏成一个等边三角形，钝角等腰三角形和锐角等腰三角形，然后用悬挂法测出重心。
结果如表2：表2结论：物体重心位置与物体形状有关。
且物体高度越低，重心也就越低。
（由表与可得）。
总结：1.物体重心位置与物体的质量分布有关。
且其它条件一定时，物体底部质量越大，则物体重心越低2.物体重心位置与物体形状有关。
且物体高度越低，重心也就越低。
运动生物力学实验
2实验原理
用电影摄影机对人体或物体运动进行拍摄，将影片进行数字化处理， 然后进行分析。最常用的影片数字化仪器是影片解析仪。影片解析仪一 般由控制器、显示器、游标键盘和数字化板组成。它的基本原理如图 11—2所示。
影片数字化仪器是将电影摄影机拍摄的影片转换成统一 的、可操作的坐标数值，它是完成模数转换工作的仪器。它 首先用分析放影机将放大的图像投影到数字化板上，然后用 游标键盘取出需要的坐标值(x，y)，输入到计算机储存。要 求该分析放影机具有可停、可慢放、可倒放的功能。影片数 字化模数转换工作一般采用两种原理：一种是用超声检测原 理。当光笔放在某点上接通开关后便发生超声信号，通过x 轴和y轴传向坐标原点的时间与坐标成止比关系测得该点的 坐标值 (x，y)；另一种是运用感应同步器原理．在数字化 板内有横向层及纵向层排列的金属微丝，两层之间绝缘，游 标键盘的线圈发出3000 Hz正弦波电信号，在纵向层及横向 层微丝中，可感应出相应的正弦波信号，原正弦波信号和感 应正弦波信号之间的相位差与正弦波发源地的坐标位置有线 性关系，于是便可检测出游标键盘十字丝处的x，y坐标．同 时以数字形式进行显示。数字化了的坐标数据直接进入计算 机内储存。计算机分析软件具有建立人体参数模型、采集图 像坐标点、多种数据平滑方法、三维信息计算(位移、速度、 加速度、环节角度、角位移、角加速度、动贯、动能、能动 量等)及相关的数据、图表及图形显示与打印功能。
5. 实验参考方案 5.1 学生4人为一组。 5.2 先检查小车的各部分是否牢固，旋转处应加些润滑油。 5.3 接通电源后让圆筒空转，看是否有偏心。如旋转时筒振动，说明有偏心，
应重新安装。
5.4 将电扇打开，从侧面吹小车。观察结果，再将筒的转向改变，看会发生 什么变化。
运动生物力学复习资料
运动生物力学复习资料一、名词解释1、运动生物力学：以人体解剖学、人体生理学、力学的理论与方法研究人体运动体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、转动惯量：是度量转动的物体惯性的大小的物理量，用以描述物体保持原转动状态的能力。
3、动作系统：大量单一动作按一定规律组成成套的技术动作，这些成套的技术动作就称为动作系统。
4、运动叠加原理：人体或物体同时参与几个运动，则每个运动不受其他分运动的影响，人体或物体的运动是由个个彼此独立进行的运动叠加而成。
5、力偶与平衡力：同一物体上等大反向不在同一点上的力为力偶。
同一物体上，等大反向作用在同一点的力为平衡力。
6、动量守恒定理：如果系统不受外力或受外力的施量和为零，则系统的总动量保持不变。
7、刚体：理想化的力学模型，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体。
8、鞭打：手部游离或持物上肢做类似于鞭子做急速抽打摆臂动作。
如排球跳起跳大力发球9、作用力与反作用力：大小相等，方向相反，并且保持在一条直线上。
10、生物运动偶：两个相邻骨环节之间的可动连接。
11、路程：指人体从一个位置移到另一个位置时，人体运动的实际路线的长度，也是质点运动轨迹的总长。
12、位移：人体在整个运动过程中位置总的变化，既有大小也有方向，是对运动的直线量度。
13、角位移(转动角)：描述人体转动空间的物理量，人体整体或环节绕某轴转动时转过的角度。
14、相向运动：人体在腾空状态下身体某部分的转动能引起身体另一部分的向相反的方向转动二、填空1、运动学之父：亚里士多德意大利科学家：达·芬奇2、力的三要素：方向、大小、作用点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、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，生物学参数。
5、身体环节移动改变重心，身体环节质量越大，重心改变越大，举手动作使重心先向前再向上再向后。
人体直立状态下的重心高度
人体直立状态下的重心高度1.引言1.1 概述概述部分内容:人体直立状态下的重心高度是指人体在直立站立时，身体质心与地面的垂直距离。
重心的位置对于人体平衡和稳定性具有重要影响，因此研究人体直立状态下的重心高度成为了人体力学领域的一个关键问题。
本文旨在探讨人体直立状态下的重心高度及其对身体的影响，同时介绍重心高度的影响因素和调整方法。
通过对这些问题的研究，我们可以加深对人体平衡机制的理解，为相关领域的健康管理、运动训练和康复治疗等提供理论支持和指导。
在正文部分，我们将首先介绍人体直立状态下的重心的概念和特点，包括重心的定义和重心在人体各部位的分布情况。
其次，我们将探讨影响重心高度的因素，包括身高、体重、身体组成和姿势等。
通过分析这些因素的作用机制，我们可以了解为什么不同人的重心高度存在差异，以及为什么在某些情况下重心高度会发生改变。
最后，我们将讨论人体直立状态下的重心高度对身体的影响，并介绍重心高度的调整方法。
重心高度的变化会对身体平衡、姿势控制和运动能力产生重要影响，因此了解和掌握调整重心高度的方法对于提高身体平衡和运动表现具有重要意义。
通过本文的研究和讨论，我们希望能够增进对人体直立状态下的重心高度及其相关问题的理解，为人体力学和相关领域的研究提供参考和借鉴。
同时，我们也希望通过深入了解重心高度的影响因素和调整方法，能够为个体的健康管理和运动康复提供有效的指导和支持。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述与阐述。
首先，在引言部分（章节1）中将概述本文的主题和目的，并简要介绍人体直立状态下重心高度的重要性。
接着，正文部分将详细探讨人体直立状态下重心的概念和特点（章节2.1），以及影响重心高度的因素（章节2.2）。
最后，在结论部分（章节3）中将总结人体直立状态下重心高度对身体的影响（章节3.1），并提出调整重心高度的方法（章节3.2）。
在探讨人体直立状态下的重心高度之前，我们将先给出一个概述，指出这个话题的重要性。
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。
超重：动态支撑反作用力大于体重，参考系：描述物体运动时作为参考的物体或物体群。
运动生物力学考试试题及评分标准
一、名词解释：1、动作结构：运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的的方式或顺序称为动作结构。
2、周期性动作系统：是指以周期性循环规律出现的动作组合而成的成套连续动作。
3、生物运动链：4、转动惯量：。
5、平动：6、稳定角：7、支撑面：8、肌肉松弛：9、鞭打动作：10、自由度：11、惯性：12、蠕变:13、应变：14、运动学特征：15、肌肉的激活状态：16、运动生物力学：17、缓冲：18、动量：19、动作技术原理：20、肌肉静息长度：21、特征画面：22、运动技术：二、填空题1. 动力学特征包括惯性特征、力特征和能量特征。
2、体育运动中的动作系统大体可分为周期动作系统、非周期动作系统、混合性动作系统和不固定性动作系统3、人体上肢的基本运动形式可分为推、拉和鞭打三种。
4、肌肉结构力学模型由三个元件组成，它们分别是收缩元、串联和并联。
5、跑的主要目的是使人体快速移动，那么跑步速度主要由步长和步频来决定。
6、根据人体运动的特性，可将人体运动模型简化为：质点、刚体和多刚体。
7、力的三要素包括力的大小、方向和作用点。
8、在动作技术的生物力学分析中，将人体简化为刚体，人的运动类型有三种，它们分别是平动、转动和复合转动。
9、肌肉的物理特性是伸展性、弹性和粘滞性。
10、在自由纵跳中上肢摆动动作的作用是提高重心的相对高度和增加起跳力。
11、在图象解析的实验课中，人体模型分为14 个环节。
12、依据运动体的运动轨迹，可将质点运动分为直线和曲线。
13、人体下肢的基本运动形式可分为缓冲、蹬伸和鞭打三种。
14、人体运动中的骨杠杆根据支点、力点和阻力点三者的位置关系可分为三种，它们分别是平衡、省力和速度。
15、任何物体，在不受外力或合外力为零时，都保持静止状态或直线运动状态。
16、短跑的动作技术主要由起跑、加速度跑、途中跑和冲刺跑构成。
17、一质量为10Kg的物体，其速度为4m/s，则其动量为40 kg·m/s；其动能为80 J。
论述人体动态与重心的关系
论述人体动态与重心的关系1. 引言1.1 概述人体动态和重心是人体运动和姿势中非常关键的概念。
人体动态指的是人体在运动过程中所表现出来的各种姿势和动作状态，它反映了人体的协调性、灵活性和平衡能力。
而重心则是指人体质量分布的中心点，它对于保持身体平衡、调整姿势以及执行各种运动技能起着至关重要的作用。
1.2 文章结构本文将围绕着人体动态与重心之间的关系展开论述。
首先，我们将介绍人体动态和重心的基本概念，包括其定义和意义。
然后，我们将讨论影响人体动态的一些因素，如肌肉力量和控制能力、神经系统协调性以及外部环境条件等。
接下来，我们会探讨重心对人体运动和姿势的影响，涉及到平衡能力和姿势控制、步行、奔跑和跳跃中的重心调整与平衡控制，以及运动技巧中的重心运用等方面。
最后，在结论部分，我们将总结本文观点和主要内容，并对未来的研究方向和应用价值进行展望。
1.3 目的本文旨在探讨人体动态与重心之间的紧密关系，深入理解它们对于人体运动和姿势的重要性。
通过对影响人体动态的因素进行分析，以及对重心在不同运动场景中的作用进行探究，我们希望能够提供有关人体动态和重心的全面认识，在运动训练、康复治疗和体育竞技等领域中发挥指导作用。
同时，我们也欢迎进一步研究探索这个领域，并为未来相关研究提供参考和启示。
2. 人体动态与重心的基本概念：2.1 人体动态的定义：人体动态是指人体在运动过程中所表现出的各种姿势和动作。
它不仅包括日常生活中的行走、跑步、跳跃等基本运动，还包括各种体育运动项目中需要进行的各种技术动作。
人体的动态表现形式丰富多样，可以是线性运动，也可以是旋转或弯曲等复杂的运动。
2.2 重心的定义和意义：重心是指物体质量在重力作用下所受到的均衡点或者支撑点。
对于人体而言，重心是身体质量所处位置与地面接触面之间垂直线交点的位置。
重心在人体姿势控制和平衡能力方面起着至关重要的作用。
保持身体重心稳定可以帮助人们做到稳定站立、行走和完成各种复杂运动。
人体重心与人体姿势的关系
人体重心与人体姿势的关系重心是人体各个环节重力的作用的集合点，因此人体各个环节重力的改变和形状的变化都会对重心的位置产生影响。
也就是说如果人体的姿势发生变化，重心的位置和重力对于人体的作用效果也会发生变化。
所以在运动过程中对于人体重心的控制和利用，对于提升运动成绩、避免运动伤病、增强运动体验有很大的作用。
本篇就以跳高运动为例，跳高运动的姿势从最开始的跨越式、剪式，到现在背越式，对于运动员的要求越来越高，同时成绩也越来越好，达到2米以上的高度也越来越容易。
其中从跨越式到背越式，身体重心要越过的高度是不变的，但是人体的姿势是不断在变化的。
跳高起跳离地以后,运动员身体重心得到一定的速度,在重力的作用下做抛物线运动,初速度的大小和方向决定了该抛物线的物线的形状,进而决定了跳高的成绩。
跳高高度由起跳离地瞬间身体重心的高度、跳跃后人体重心上升的高度、以及人体重心腾起的最高点至杠杆间的距离三者构成。
重心轨迹是人体运动的综合反映,受到各环节运动形式的影响。
无论采用哪种跳高技术或在空中做什么动作,都不会改变该抛物线的形状,但却能影响到过杆时运动员身体局部环节与身体重心的相对位置。
而重心的运动轨迹就是抛物线的轨迹,所以,采用不同跳高技术的运动员可以基于身体重心的抛物线轨迹的不可变性,充分利用人体工程学和人体力学原理在空中通过身体的相向运动和补偿运动来合理改变姿势,合理使用身体重心的抛物线轨迹,主动降低部分肢体（已过杆与还没过杆的部分)和升高部分肢体（正要过杆的身体部分）,这样既保持了身体重心运动轨迹不变,又能经济过杆、取得更好的成绩,这种改变是否可行取決于该技术过杆时重心与横杆之间的距离。
由于运动员过杆的姿势不同、肢体位置的变化,不同技术人体重心与横杆的距离是不同的。
无论哪种技术身体重心都对最后的成绩有影响,在相同弹跳能力的情况下,跨越式的重心相对于横杆最高,跳高成绩也最差;而背越式时的重心相对于横杆最低,跳高成绩也最好。
人体重心的规律
人体重心的规律
人体重心是指人体在竖直方向上的重量平衡点，也被称为质心。
下面是人体重心的一些规律：
1. 人体重心位于身体的低中部位置，通常在盆骨上方的腰部。
2. 人体在直立姿势下，重心位于骨盆前移，相对稳定。
3. 身体部位的变化会影响人体重心的位置。
当手臂或腿部抬起时，重心会发生移动。
4. 人体重心的位置和稳定性对保持平衡和行走具有重要影响。
5. 在行走、跑步或进行其他运动时，人体重心会随着动作的变化而移动，以保持身体的稳定性和动态平衡。
6. 孕妇的重心会因为肚子的增大而前移，需要调整姿势以保持平衡。
7. 年龄、身体结构和体重分布等因素会对人体重心的位置产生影响。
这些规律反映了人体重心的基本特点和相关因素，对于了解人体平衡和运动具有重要意义。
人体平衡的生物力学分析
（3）有限度的稳定平衡：其特点是在一定限度内 的偏离平衡位置时，人体重心升高，产生的重力 矩使人体向平衡位置移动，最终恢复平衡，但超 出某一定限度的偏离平衡位置时，人体重心降低， 产生的重力矩使人体更加偏离平衡位置。
面观时在两眉间，手的重心在中指的掌指关节处。 ④ 连接关节点构成人体棍图。 ⑤ 开始测量各环节的相片长度(以毫米为单位)，填入环
节长度一栏内。 ⑥ 把各环节重心至近侧端距离占环节长度的百分比填入
％一栏内。见表4—1中具体的布拉温—菲舍尔环节 相对重心位置数据。
5
⑦ 环节长度乘以环节相对重心位置百分比，填入环节质 近侧端实长一栏内。
15
平衡的力学条件：
Fx 0
Fi 0
Fy 0
Fz 0
M i 0 对刚体上任意一点
16
5.平衡中的力学公理
———————————————— —
公
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要
理 与充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、
一 沿同一条直线。
二 力
B F
平
FA
衡
公
此公理提供了一种最简单的平
推
论
二
当刚体受三个力作用而平衡时，若其中任何
两力的作用线相交于一点，则其余一力的作用线
亦必交于同一点，且三力的作用线在同一平面内。 三
力
平
衡
F2
说明不平行三力平衡的
汇
必要条件。
交
A2
F1
即：三力平衡必汇交。
定 理
F3
A3
A1
01人体一维重心测量1
人体一维重心测量一．实验目的任务㈠ 目的：⒈ 了解人体重心在运动生物力学研究中的意义；⒉ 了解影响人体重心位置的因素。
㈡ 任务⒈ 掌握体重秤的使用⒉ 掌握利用一维重心测量板测定人体重心的方法；二. 实验仪器㈠ 一维重心板㈡ 体重计㈢ 身高计等。
三. 实验原理重力是地球对物体的引力，人体整体所受的合重力的作用点就是人体重心的位置。
在运动生物力学研究中，人体重心的轨迹、位移、速度以及加速度等指标是评价人体运动状况的重要指标，所以，掌握人体重心的测量方法是非常必要的。
依据静力学中的力矩平衡原理进行人体重心位置的测定，见图1。
设板重W B ，空板时秤的读数为N 0；人的体重为W C ，人躺在板上后（两足紧贴抵足板，足背屈）体重秤读数为N ，则根据力矩平衡原理有空板称量时 00L N L W B B ⋅=⋅人躺在板上时 0L N L W L W C C B B ⋅=⋅+⋅整理得 00L W N N L CC -= 为了便于比较可计算人体总质心的相对高度，即质心绝对高度与身高的比值。
，N 图1 人体一维重心实测示意图一般来说，人体重心的位置受人体体型、性别、年龄等因素的影响。
长期从事运动训练也可引起人体重心位置的改变。
说明：也可在空板时将磅秤读数调为零即00=N 则公式变为CC W L N L 0⋅= 四. 实验步骤㈠ 体重计、身高计赤足测量每人的体重、身高。
㈡ 安装好一维平衡板，并记录空板时磅秤的读数N 0。
㈢ 测量每人以下三种不同姿势的磅秤读数：⒈ 仰面平躺⒉ 双臂前平举⒊ 双臂前平举加一腿前平举⒋ 双腿前平举㈣ 据上述原理和测量结果，分别算出不同姿势的人体重心高度、相对重心高度。
㈤ 据测量结果写出实验报告。
五. 注意事项㈠ 以上各种测量均应精确到各仪器的最小读数。
计量时长度单位为厘米，重量单位为公斤。
㈡ 在一维平衡板上所进行的各种姿势的称重测量，均应在人体保持静止不动的状态时进行测量。
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2. 实验原理
足球和乒乓球等项目中，时常能见到旋转飞行的球描一 条奇妙的轨迹运动。人们叉常称这种球为“香蕉球”．球飞 行时产生的这种效应是马格努斯最早指出的，故又称之为马 格努斯效应。下面来分析一下它产生的原因。 一辆小车上装着一个能旋转的圆筒，当无风吹圆筒时， 小车静止不动，如用 电扇从侧面吹圆筒，小车就会朝前或朝后运动，小车的运 动必然有力的推动，这是怎样产生的呢?让我们来分析圆筒 周围的空气运动情况。当筒旋转时，有一层空气附着在筒壁 上与其一起旋转。这样，从侧面吹来的气流在A、B两侧遇 到了朝不同方向运动的空气。在A侧，风吹气流的速度方向 与附着圆筒周围空气的运动方向一致，使这里的气流速度加 快，而B侧则相反，气流速度减小。根据伯努力方程：
6 注意事项 6.1 设计运动方案时，应注意检索文献资料，
注意研究对象间的差异 6.2严格按照实验方法与步骤进行操作。 6.3做好实验数据的统计分析。
实验二 马格努斯效应实验
1 实验目的与要求
1.1 实验目的
1.1.1 学习马格努斯效应产生的原理，并能分
析运动器械飞行中产生此效应的条件。设计 并分析动作技术的要求与特点。 1.1.2掌握实验方案具体的制定程序，能对这 种实验仪器进行操作。 1.1.3学习掌握马格努斯效应实验方法．掌握 马格努斯效应产生的原理。
5 实验程序
5.1 学生两人为一组 5.2 赤足测量每人的身高、体重。 5.3如图11-1所示，被试者以标准解剖姿势平
躺在测量板上，另一学生读出体重秤读书并 记录在登记表内，。然后被试者分别作两臂 平举和两臂上举，并记出体重秤读数。 5.4依据上述原理和测量数据结果，分别算出 不同姿势的重心高度和标准解剖位的相对高 度。 5.5 根据测量结果写出实验报告。
图11-1为一维人体重心测量板，空板时秤读
数为N0，人体重为W，人躺在板上后（两族 紧贴抵足板，组背屈）体重秤的读数为N， 设人体总重心至A点的距离为AD，则根据力 矩平衡原理有：
上式中AD为被试者标准站立姿势时的总重心的 绝对高度，便于比较可计算人体重心的相对 高度，其计算公式如下: 重心相对高度=重心绝对高度/身高×100% 2.2 实际应用：在实际研究中，通常需了解人 体重心的相对高度，即重心位于人体高度百 分之几处。一般来说，重心高度受人体体型、 性别、年龄的影响。长期从事体育锻炼也可 引起重心位置的改变。
1.2实验要求 1.2.1马格努斯效应的测定要简单、灵敏，具有可操
作性．设计方案要科学合理、要有实效性。 1.2.2学生必须阅读一定的文献资料，在教师的指导 下独立自主完成实验方案的设计。 1.2.3尽可能利用现有的仪器、设备设计实验，并能 对所选择对象的具体情况客观分析。实验操作时要 认真细致，注意安全。 1.2.4实验设计必须包括：所选择的测定马格努斯效 应的方法、结果分析。 1.2.5将整个实验内容写成小论文形式．分实验小组 进行报告。
验方法。分析影响人体重心位置的因素。培养学生 查阅文献资料、独立思考创新思维、动手操作、分 析问题和解决问题的能力，使学生基本掌握从事一 般测定人点和要求实验。 1.1.3 掌握用人体重心位置的评定方法，为运动技 术分析提供指导。
2 实验原理与应用 2.1 实验原理
重心是地球对物体的引力。如将物体分为许
多小块，则每块上都受到重力的作用，这些 力组成一平行力系。而这一力系的合力通过 的某个确定的点就称为重心。在研究中，常 可用重心的轨迹来描述物和人的运动情况， 所以确定人体或物的重心是各项研究的基础。 依据静力学中的力矩平衡原理进行重心位置 的测定。
3. 实验仪器设备
装有旋转筒的小车一辆，电池或稳压电源．电扇 一台，平板或平台一个。 4. 实验内容 4.1 查阅文献，了解马格努斯效应在体育运动研究 中的意义，掌握实测马格努斯效应的方法。 4.2 在教师的指导下确定所用的实验方法。 4.3 设计实验方案。 4.4 按照所设计的实验方案进行实验操作。 4.5 在教师的指导下进行实验结果的分析与讨论。 4.6 参考文献资料书写论文。
速度大的一侧气压必减小。这就使圆筒A、B侧的压
力不等，正是由于这一压力差的存在．使小车产生 了运动。如果圆筒速度不太大(小于气流速度的4倍)。 小车运动的压力可用下式求出：
上式中：d——圆筒直径；
V——吹来气流的速度； u——圆筒旋转的线速度； f——介质密度(夺气密度)； t——圆筒的高度。 由于球在空中飞行的情况较复杂，故 只可用于定性描述球的运动情况。
1.2实验要求 1.2.1 重心的测定要简单、灵敏、具有可操作
性 1.2.2 学生必须阅读一定的文献资料，在教师 的指导下独立自主完成实验。 1.2.3 能对选择对象的具体情况客观分析，实 验操作时要认真细致，注意安全 1.2.4 实验包括：所选择采取的人体中心测量 的方法、结果分析。
3 实验仪器设备 体重秤、一维重心测量板、身高仪、钢卷尺等。 4 实验内容 4.1 查阅文献，了解人体重心在体育运动研究中的
意义，掌握实测重心的方法。 4.2 在教师的指导下确定所用的实验方法。 4.3 按照所选择的实验方案进行实验操作 4.4在教师的指导下进行实验结果的分析与讨论 4.5参考文献资料，书写实验报告。
5. 实验参考方案 5.1 学生4人为一组。 5.2 先检查小车的各部分是否牢固，旋转处应加些润 滑油。 5.3 接通电源后让圆筒空转，看是否有偏心。如旋转 时筒振动，说明有偏心，应重新安装。 5.4 将电扇打开，从侧面吹小车。观察结果，再将筒 的转向改变，看会发生什么变化。 5.5 试设计一种方法．测出小车所受压力的大小。 5.6 根据实验结果写出实验报告。
运动生物力学实验
数字体育实验教学中心：钟亚平、于代峰等
目录 实验一 人体重心测量与分析 实验二 马格努斯效应实验
实验三 运动技术影片解析与评价
实验四 速度测量法 实验五 原地纵跳实验
实验一 人体重心测量与分析
1 实验目的与要求
1.1实验目的
1.1.1 学习用一维重心测量板测定人体总重心的实