分析影响人体重心位置的因素

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：
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.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.1 学习用一维重心测量板测定人体总重心的实
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 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。
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 般测定人体重心的方法。 1.1.2 掌握实验方案具体的制定程序，能针对选择 对象的特点和要求实验。 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

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。