《人体运动动力学》PPT课件

• 确定受力分析对象，取出隔离体 • 确定场力（重力、电磁场力等） • 确定所有外力：动力，阻力（摩擦力、空气阻力等），接触力等。 • 画受力分析图
c b
d a
跑 的 人 体 受 力 分 析
1. 牛顿第三运动定律及其应用 若物体A对物体B作用一力FAB，则物体B同时以力FBA
反作用物体A，两力的大小相等，方向相反，并在同一直线—上 。即：
斤力)＝9.8(牛顿)。
• 例题讲解：P63 •作业 P86：3，5，7，18
4、牛顿运动定律在体育运动中的应用实例
① 向心力和离心力
向心加速度 向心力
an
v2 r
v2 Fn ma n r m
向心力与离心力分析
力的性质 计算方法
② 支撑反作用力
a
R G ma
G
R
静态与动态支撑反作用力。讨论a, R, G的方向关系。
• 另外，实践中采取一些措施，利用外部条件在一定程度上也可提 高地面对人体的作用力，例如，在跑些、跳鞋上安上钉子，起跑 时用起跑器等 。
跳高起跳过程中的外力作用
起跑过程中的外力作用
力
量
训
练
过
程
中
外 力 作 用
人 体 肌 肉 收
缩
抵
抗
负
荷
的
内
3.2牛顿定律及其应用
复习：人体的受力分析
掌握物体受力的分析方法
牛顿第二定律中的物体是被当作质点。 在体育运动中对人体进行研究时，也不例外，在 处理多环节连接体的动力学问题时，要用“隔离 物体法”，也就是把物体分割成多个可视为质点 的物体，以便对每一质点直接应用牛顿第二定律 。
• 牛顿第二定律反映的是加速度与力的矢量关系，指出加速度方 向永远与外力的方向一致。
(2) 作用力和反作用力互为存在条件。它们总是同时产生、同时 存在，同时消失。
(3) 作用力和反作用力必是同种性质的力。如果作用力是摩擦力 ，反作用力也是摩擦力；如果作用力是弹性力，反作用力一定 也是弹性力。
(4) 作用力与反作用力等值反向，沿同一直线这一规律，不受相 互作用的两物体的运动状态的影响。不管它们处于静止状态还 是运动状态，相互作用力的上述规律仍然成立。
② 冲量（矢量性）
I Ft 单位：牛顿.秒（N. s）
冲量的几何含义：
S=F*t
F S
t
2. 动量定理
物体在运动过程中，在某段时间内动量的改变，等于所受所受合外力在这段时间内 的冲量。即：
FAB= -FBA
正确理解和应用牛顿第三定律应注意的几点：
(1) 作用力和反作用力分别作用在不同的物体上，分别产生各自的 效应。它们不同于一对平衡力。如踢足球，脚对球的作用力为F ，作用在球上，使球产生加速度和形变。而球对脚的作用力F， 同时作用在脚上，使脚产生向后，的加速度和受到压迫。虽然 二力大小相等，但作用在不同的物体上，产生不同的效果。
•
力的单位有国际单位制和工程单位制，本书采用国际单
位制。在国际单位制中，质量的单位为“千克”(kg)，加速
度的单位为“米／秒2”(m／s2)，力的单位为“牛顿”(N)，
即：
•
1(N)＝1(kg) *(m／s2)
•
在体育动作的分析中，也常用“公斤”作为力的单位，
在用牛顿第二定律计算时，“公斤”应换算为“牛顿”。1(公
静态支撑反作用力
R=G=mg
动态支撑反作用力
R=G+ma=(g+a)m
a>0
R>G
a<0
R<G
超重 失重
原地纵跳
F
0
t
t1
t2
T
图6-1-7 CMJ垂直力与时间曲线
3.3 动量定理、动量守恒定律及其应用
1. 动量与冲量的概念
① 动量（矢量性）
K mv
，单位：米.千克/秒
（m. kg / s）。
• 如果物体同时受到若干个外力的作用，那么物体的加速度就由 这些外力的合力产生，其方向与合外力的方向一致。
• 若将合外力分解为水平分力和垂直分力，那么，水平分力只产 生水平加速度，垂直分力只产生垂直加速度。因而牛顿第二定 律的分量式为：
Fx
mi
a ix
Fy mi aiy
Fz mi aiz
• 力的单位
牛顿定律在体育运动中的应用
1.长跑的匀速跑 2.举重等动作的连贯性
3、牛顿第二运动定律及其应用 要使物体运动状态发生变化，就必须对物体
施加力。当—物体受到的合外力不为零时，物体 运动的加速度与合外力成正比，与其质量成反比 ，加速度的方向与合外力的方向一致，用公式可 表示为：
F ma
在应用牛顿第二定律时应注意的几点：
③ 人体运动中所受到的外力
a. 重力
大小与方向：G mg ，方向：指向地球心。 g
=9.8m/s/s
重力与重量的关系；重量与质量和区别。
b. 摩擦力 概念，和特性。 b1.静摩擦力和最大静摩擦力
b2.滑动摩擦力
fm mN
fk k N
c. 弹性力 概念：由物体发生形变产生的力。 弹性力的胡克定律： Fe KX
第三运动定律在体育运动中的应用
• 当人们进行各种运动时，作用力与反作用力问题是普遍存在的。弄清它们的关系 ，才能正确分析体育运动中各力的特点，结合牛顿第二运动定律进行深入研究。
2. 牛顿第一定律(惯性定律)及其应用 任何物体，在不受力作用时，都保持静止或匀速直线运动状态。
惯性:物体具有保持其原有 “运动状态”的性质.
人体运动中所受到的外力在 体育运动中的运用。 3.1.2 关于内外力之间关系
• 在跑、跳等动作中，人们一般都知道要跑得跟快、跳得更高更远就必须加大蹬地力量 ，实际上人体所获得的动力并不是人的蹬地力，而是地面对人的反作用力，这就是人 向后下用力而身体却向前上方运动的原因。
• 要获得较大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人的蹬地 力，这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉 活动是主动的，为了提高人体运动效果，最重要的是提高肌肉收 缩的力量（内力），以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力（ 外力），使人体运动状态发生变化。
第三章 人体运动的动力学
3.1 动力学研究的任务和内容 解释人体运动状态发生改变的原因。对产生运
动进行本质研究。其力学基础是牛顿力学。
3.1.1人体运动中的力
① 力的概念
影响力的作用效果的三个要素：大小、方向和作用 点。力的矢量性。
② 人体运动的内力和外力
外力与内力的相对性：如果把人体看成一个力学 系统，那么来自于人体外界的力称为外力。例如重力 、支撑反作用力、摩擦力等。只有外力才能引起人体 的整体运动。