运动生物力学简介.pptx
运动生物力学
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。
运动生物力学整套课件_第一章__人体运动学总论
2.刚体
是由相互间距离始终保持不变的许多质点 组成的连续体,它有一定形状、占据空间 一定位置,是由实际物体抽象出来的力学 简化模型。在运动生物力学中,把人体看 作是一个多刚体系统。
人体的运动形式
(1)平动:指运动过程中,身体上的任意两点的连线始 终保持等长和平行。其运动轨迹是直线或曲线,人体平动 时,身体上各点的位移、速度和加速度都一致,可简化成 质点处理。
速率指路程与通过这段路程所经历的时间之比。 速度指位移与通过这段位移所经历的时间之比, 是矢量。 瞬时速度指物体在某一时刻或通过运动轨迹上某 一点的速度。 加速度是描述速度的时间变化率的物理量。它是 一个矢量,有大小和方向。可以为正值、负值和0。 加速度也有平均加速度和瞬时加速度。 位移、速度和加速度都可以合成和分解,遵循平 行四边形法则。
描述人体运动空间的物理量
1.质点 是指具有质量、但可以忽略其大小、形状 和内部结构而视为几何点的物体,是由实际物体 抽象出来的力学简化模型。 质点的运动包括直线运动和曲线运动。 直线运动又分为匀速直线运动和变速直线运动, 后者在运动中比较多见。 曲线的运动方向始终在变化,具有矢量性。曲线 运动又常分为圆周运动和斜抛物体运动:斜抛物 体作为质点,在运动中形成的轨迹是一条抛物线。
(二)方法
运动学的研究方法有多种,主要包括描述性方法 和规定性方法。 描述性方法主要是依据人体运动时测量出的数据, 应用运动方程、图像法和表格法来描述人体运动 当时的状态。 规定性方法则是对测量出的数据进行分析和归纳。
运动生物力学的研究方法包括实验方法和理论分析方法。 前者主要是运用CT测试结合计算机图像处理分析系统测 定人体惯量参数、采用三维测力平台及计算机数据处理系 统、等速测力器和肌电图仪测定人体的力参数、以及采用 高速摄像图像分析系统测量人体的运动学参数,求得描述 研究对象的某项运动特征的各项指标,以便提供进行该运 动的必要条件。 后者则是采用人体系统仿真方法/多刚体系统动力学理论 建立抽象的力学模型,将运动主体和运动过程进行数学语 言的描述,应用数学、力学理论和计算推导出各种人体运 动的普遍规律和内在机理。
《运动生物力学概论》课件
详细描述
在足球、篮球、网球等球类运动中,传球、 射门、控球等技术的准确性和力量对比赛结 果有着重要影响。通过运用运动生物力学原 理,运动员可以优化技术动作,提高球的准 确性和力量,从而提升比赛表现。
04
运动生物力学的研究方 法与技术
运动生物力学的未来发展方向
高精度测量技术的发展
随着科技的发展,未来将有更精确的测量设备和方法,以更深入地 探索运动中的生物力学机制。
多学科交叉融合
运动生物力学将与生理学、心理学、材料科学等多学科进一步交叉 融合,为运动训练和损伤预防提供更全面的理论支持。
个性化训练的重视
随着对个体差异认识的加深,运动生物力学将在个性化训练方案制 定中发挥更大的作用,提高训练效果和预防运动损伤。
人体运动的动力学与静力学
01
人体运动的动力学与静力学是 运动生物力学的重要组成部分 ,它们涉及到人体运动的力学 特性和机制。
02
动力学研究人体运动中的力、 力矩和加速度等物理量之间的 关系,以及这些关系对人体运 动的影响。
03
静力学研究人体在静止状态下 的受力情况和平衡状态,以及 这些状态对人体姿势和稳定性 的影响。
02
运动生物力学的核心概 念
运动生物力学的基本原理
运动生物力学是一门研究生物体运动规律和运 动机制的科学,它涉及到生物学、物理学、化 学等多个学科领域。
运动生物力学的基本原理包括牛顿第三定律、 动量守恒定律、能量守恒定律等物理学原理, 以及骨骼、肌肉、关节等生物学原理。
这些原理在运动生物力学中发挥着重要的作用 ,为研究人体运动提供了理论基础。
详细描述
运动生物力学
人體重心(二)
平衡的種類
◎穩定平衡 無論物體如何移動,其重心一定上升,如單槓懸 垂.雙槓槓上支撐。 ◎不穩定平衡 物體原來姿勢,不增加位移,位置稍有傾斜,重 心會下降,如起跑姿勢,手倒立。 ◎隨遇平衡 如物體移動,仍為平衡者,物體位置變動時,重 心既不升高,也不降低,如不倒翁。
影響平衡的因素
◎重心在支撐基底面內 • 支撑基底:身體和支撐表面之間所圍 成的面積。 • 物體重心在基底面內,亦即重心線 在基底面內,此物體就穩定平衡, 重心線愈靠近基底邊線,愈不穩定。 ◎基底面大小 ◎重量 ◎重心高度 : 重心愈靠近基底,愈穩 定。 ◎迴旋 : 向前迴旋運動,增加物體穩 定性。
運動生物力學的原理與應用
美和技術學院
廖逢錦 博士
97.05.25
何謂運動生物力學?
◎運動生物力學(Biomechanics): 是運動學(Kinematics)和生物力學 (Kinesiology)整合而成的一門科學。 ◎運動生物力學:是描寫、分析與評估人體運 動時,身體之內在與外在力量,以及這些 力量所造成影響的一門科學(Hay,1993)
動力學(Kinetics)
•討探力與運動之間關係的研究 •牛頓第二運動定律 F = ma •衝量動量等式定律 F∆ t = m∆ V
平衡與穩定原理 (Principles of balance and stability) • • • • 重心 平衡的種類 影響平衡的因素 力矩
人體重心(一)
◎重心(Center of gravity , COG) •身體各部位受到地球引力的作用,把各個部 位的引力加起來,這些引力合力的作用點 就是COG。 ◎重心受年齡、性別、身體結構的影響 •COG是身體最大肌力所在,是產生大力量的 原點。 •人體站立時重心在第二薦椎前方一吋處。
运动生物力学(第三版)精品PPT课件
第三节 动力学(kinetics)参数
一、动力学参数 (一)力 * 力的三要素:大小、方向、作用点
α
1. 人体内力与外力 内力:人体内部各部分相互作用的力 例如:肌肉力,关节约束反作用力 外力:来自外界作用于人体的力
内力和外力是相对的(可以相互转化) 2. 人体受力特点
集中力(集中在一点上) 正心力(穿过质心) 分布力(分布在一个面上) 偏心力(离质心有一段距离)
1396408574086186762xhshanjnyahoocomcnxhshansdnueducn绪论一运动生物力学概念运动广义自然界各种物质存在的形式固有属性狭义物质的机械运动运动生物力学中的运动运动动作或体育动作第一章第一节生物学研究物体生命现象规律的科学1生物体形态结构功能及其统一2生物体内部之间的相互作用局部和整体的统一3生物体与外界环境之间的相互作用本课程中的生物一般指活的人体也有动物第一章第一节力学物体机械运动规律的科学时空生物力学力学与生物学交叉渗透融合而形成的一门边缘学科运动生物力学研究人体运动力学规律的科学它是体育科学的重要组成部分第一章第一节特点1应用性力学原理应用于生物体2交叉性人体解剖生理学等交叉3新兴性历史短但快速发展分类1人类工程学人枪
1)惯性参照系:相对于地球静止或匀速直线运 动
2)非惯性参照系:相对于地球做变速运动
2 坐标系:设置在参照系上的数轴
1)一维——百米;50米游泳
2)二维——跳远
0
3)三维——跳高;铁饼等
y
P(x,y)
z
P(x) x
P(x,y,z)
0
0
x
y
x
(三)运动学参数的瞬时性特征
1. 瞬时速度与平均速度 (1) 平均速度 V=s/ t,例如100米跑12秒 (2)瞬时速度 V=lim (s/ t)
运动生物力学_人体运动的运动学PPT文档47页
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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
运动生物力学_人体运动的运动学
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7、翩翩新 来燕,双双入我庐 ,先巢故尚在,相 将还旧居。
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若明( 约 365年 —427年 ),字 元亮, (又 一说名 潜,字 渊明 )号五 柳先生 ,私 谥“靖 节”, 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
运动生物力学-运动生物力学概述
➢扩大知识视野 ➢学习从事运动技术科学研究的生物理论和方
法。
第十二页,共32页。
三、运动生物力学的课程内容
➢ 运动生物力学绪论
➢ 人体运动器系的生物力学特性
➢ 人体惯性参数
➢ 人体平衡的生物力学 ➢ 人体运动的运动学
➢ 人体运动的动力学
➢ 人体运动的流体力学
第十九页,共32页。
五、运动生物力学学科特性
• 1.研究对象的复杂性 • 2.研究方法的综合性 • 3.测量技术的先进性 • 4.研究内容的实践性
第二十页,共32页。
六、运动生物力学面临的一些重要技术问题
• 1)目前,单一肌肉力或肌肉力矩的在体测 量是不可能的。
• 2)肌电测量被一些学者用来评定肌力。然 而,目前肌力与肌电间的数量关系很难确定 以及不同肌肉间的肌电干扰、肌电副值与肌 力的即时对应关系尚未清楚,因此现在很难 用肌电来评定肌力。
一、运动生物力学概念
1、运动分广义和狭义两种。
➢ 广义的运动是指自然界各种物质存在的形式,物质固有的 属性。
➢ 狭义的运动是指物体的机械运动。
第一页,共32页。
2、生物学是研究物体生命现象规律的科 学,它研究生物体形态、结构、功能 及其统一。
第二页,共32页。
3、力学是研究物体机械运动规律的科学。
第二十六页,共32页。
• 1967年在瑞士的苏黎士召开第1届国际生物 力学讨论会开始,后来每两年举行一次,到 1987年共召开了11届国际生物力学大会。
• 1973年第4届国际生物力学大会上正式成立 了国际生物力学学会,简称( International Society of Biomechanices) ISB。
第一章运动生物力学概论 34页
作技术。
参考书
1、李良标等,运动生物力学,北京体育大学 出版社。
2、詹姆斯.海著 孙成敏译,运动技术生物力 学分析。
3、苏品等,体育运动与力学,人民体育出版 社出版。
社。
3、结合运动员个人的身体形态、机能和运 动素质等的特点,研究适合个人的最佳 动作技术方案和进行动作技术诊断
最佳动作技术是考虑了人体的身体形态、 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。
例如:跳远
跳远运动员起跳角为18—23° 鲍威尔:助跑速度11m/s,23.1°,8.95m; 刘易斯:助跑速度11m/s,18.3°,8.91m;
解决的手段
跳高动作的模拟与仿真
修改前的动作 修改后的动作
为设计、改进训练方法提供依据
短跑运动员易造成大腿后群肌肉拉 伤。一般训练方法:拉橡皮筋、跳 深等;
提出的改进方法是环节末端负重训 练。
为大众进行科学健身提供依据
运动对老年人稳定性的影响 运动对老年人大脑震荡的影响
为大众的工作、生活环境进行 生物力学诊断
(2)撑竿跳高竿的演变对提高成绩的影响。
泳衣的改进
仿鲨鱼皮泳装
跑鞋的设计
运动鞋的制作
二、运动生物力学的任务
6、为改进训练方法提供依据
短跑运动员易造成大腿后群肌肉拉 伤。一般训练方法:拉橡皮筋、跳深等; 提出的改进方法是环节末端负重训练。
设计高、难、新的动作技术
2019年的奥运科技攻关课题:蹦床 高、难、新动作的设计与训练等
二、运动生物力学的任务
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
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運動生物力學概說
運動生物力學的研究對象主要是人體運動。 研究方法
測量方法
包括運動學測量與分析(Kinemetry)、動力學測量與分析 (Dynamometry)、人體測量與分析(Anthropometry)以及肌 電圖的測量與分析(EMG)(Ballreich, 1995)。
分析方法
運動學測量的指標包括肢體的位置、速度、加速度;動力學測 量的參數我們把它界定在引起人體運動的外力;人體測量是用 來測量人體肢段的長度、圍度及慣性參數(如質量、轉動慣量), 肌電圖測量實際上是測量肌肉收縮的神經支配特性。
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運動生物力學的研究方法
肌電圖分析 測力板分析 加速測量器分析 人體模型分析
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運動生物力學的功能
說明從事的活動 改善建康與體適能 預防運動傷害 改進運動器材設備 增進運動表現
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運動生物力學的研究方法
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Sample Problem 1.1
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Sample Problem 1.1
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Sample Problem 1.1
Thank You...
You made my day!
---敢为天下先,勇争第一
運動生物力學
Hay (1993)則認為,運動生物力學是描寫、分析與評估人體 運動時,身體之內在與外在力量,以及這些力量所造成影響的 一門學問。
結語:
運動生物力學是將人體運動的各項動作,依據生物學 與力學的觀點與方法,進行適當的描述、說明與評估, 進而建立運動技術教學和訓練的基礎,使得人體運動 技術能夠提昇、運動成就能夠突破。
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Sample Problem 1.2
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Sample Problem 1.2
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。21.2.2821.2.28Sunday, February 28, 2021 10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。13:41:3713:41:3713:412/28/2021 1:41:37 PM 11、越是没有本领的就越加自命不凡 。21.2.2813:41:3713:41Feb-2128-Feb-21 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人 的错儿 。13:41:3713:41:3713:41Sunday, February 28, 2021 13、知人者智,自知者明。胜人者有 力,自 胜者强 。21.2.2821.2.2813:41:3713:41:37February 28, 2021 14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年2月28日星期 日下午 1时41分37秒13:41:3721.2.28 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年2月下午 1时41分21.2.2813:41February 28, 2021 16、业余生活要有意义,不要越轨。2021年2月28日 星期日 1时41分37秒13:41:3728 February 2021 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要 自强不 息。下 午1时41分37秒 下午1时41分13:41:3721.2.28
更廣泛地包含人體系統的構造與功能,純以 力學的方法應用在研究上(Atwater,1983)。
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人體運動力學VS運動生物力學
人體運動力學
Brancazio(1984) 指出,運動生物力學是將人體視為 一部機器,屬于一種機械系統,並受到許多物理定律 的限制。例如:將身體分解成許多片斷的組合,再依 關節加以接合,透過肌肉來活動或施予力量。
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ห้องสมุดไป่ตู้
WHAT IS SPORT BIOMECHANICS
運動生物力學
蘇芳慶(1991)則認為人體運動生物力學 乃綜合生理學、解剖學、運動神經控制 學與生物力學之學問 主要的學術研究範圍,包含了運動學、 動力學、肌肉及關節力學和肌電訊號學。
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人體運動力學VS運動生物力學
人體運動力學Kinesiology
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WHAT IS SPORT BIOMECHANICS
運動生物力學
原是指人體運動力學(kinesiology) ,其 內容主要在于肌肉、骨胳系統的機械原 理研究,並無法完全含蓋所有影響人體 活動的力學因素探討。 許樹淵(1976)即指出,人體運動力學是 解剖學、生理學與數學三科目構成的整 合應用科學。
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運動生物力學的發展
找尋各項運動的最適技術 探索骨骼肌肉系統的最佳活動方式 運動器材方面的研究 研究方法的發展 有關運動力學儀器的發展
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研究的方法(CHAP-5)
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運動生物力學的研究方法
直接觀察 身體測量anthropometry 時間分析 攝影分析 角度測量器electrogoniometry分析
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運動生物力學定義及其目的
廣義:生物力學是將數學及力學原理 應用在對生物系統之研究的一門科學。 狹義:生物力學是研究作用於人體 (或人所操作之物體)之內力或外力 以及由這些力所產生之運動的一門科 學。
4
運動生物力學概說
@人體測量學(人體肢段參數的建立) 生物力學模型的建立 運動學和動力學計算分析軟體的研發 運動技術的分析與診斷 運動器材的研究與設計 人體運動的電腦模擬 運動傷害的機制研究 動作行為的研究
運動生物力學簡介
國立台灣體育學院 高明峰
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第一章
運動生物力學介紹
Basic Biomechanics Concepts
國立台灣體育學院 高明峰
2
運動生物力學定義及其目的
定義
對人及其行為於運動及競技的情境運用, 科學研究的方法將理論及知識實際運用 在實際的運動。
目的
積極面:提昇運動表現 消極面:預防運動傷害
主要內容於骨骼機械系統的機械原理研 究,並無法涵蓋所以影響人體活動的力 學因素探討。 著重於解剖學、力學及神經肌肉方面
運動生物力學
人體系統的構造與功能,純以力學方法 應用於研究上。
9
人體運動力學VS運動生物力學
差異
領域、範圍和研究方法的不同。 人體運動力學
著重于有關解剖學、力學及神經肌肉方面。
運動生物力學