生物力学复习资料
(完整word版)运动生物力学期末考试复习资料
生物力学一、填空题1、力矩是度量力对物体作用时产生转动效果的物理量。
2、流动的阻力可分为:摩擦阻力、形状阻力、兴波阻力和碎波阻力。
3、运动生物力学研究的核心是人体运动动作.4、转动惯量是度量转动物体惯性大小的物理量.5、环节自由度是环节运动能力的量度。
6、质量是衡量平动物体惯性大小的物理量。
7、量度物体运动状态改变的指标是速度的变化。
8、运动学参数:时间、空间、时空参数、9、发展趋势展望:基础研究,应用研究,方法与技术研究。
10、人体惯性参数测量方法:尸体测量法,活体测量法,数字模型计算法11、动力学参数特征:独立性,瞬时性,隐含性,生物性。
12、骨对外力作用:拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转。
13、起跳动作的实质是使运动员如何获得尽可能大的垂直速度.14、肌肉结构的力学模型由收缩元、并联弹性元、串联弹性元三部分组成.15、转动运动中描述角量的物理量有:时间、角位移、角速度、角加速度。
16、人体惯性参数是指人体整体及环节的质量、质心位置、转动惯性以及转动半径。
17、同一物体绕许多平行轴的转动惯量,以绕通过质心的轴的转动惯性量最小。
18、田径运动员在起跑线上处于“各就位"姿势时,所选的起跑器属于惯性参照系。
19、运动器械飞行时绕其纵轴以一定的角速度旋转,可产生定向作用,增强飞行的稳定性。
20、在体育运动中有广泛的应用,各种上旋,下旋、侧旋球的特殊轨迹的形成都是源于马格努斯效应,空气动力使旋转物体改变运动轨迹的效应。
伯努利定律:流动速度大的地方压强小,流动速度小的地方压强大。
21、人体运动的运动学特征包括:时间特征、空间特征、时空特征:动力学特征包括:力的特征、能量特征、惯性特征.22、对于粘弹性材料,若令应力保持一定,物体的应变随时间的增加而增大,这种现象称为蠕变。
23、根据力和力矩由不动方向施加于物体上,可将载荷分为:拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、和复合载荷.24、根据平衡的稳定程度可把平衡分为:稳定平衡、不稳定平衡、有限稳定平衡和随遇稳定平衡.25、环节划分依据:①人体结构功能(德国),②人体体表骨性标志(中国,日本,前苏联)26、影响人体稳定性的因素:支撑面大小、重心的高度、稳定角、稳定条数R=稳定力矩/倾性,研究内容的实践性.倒力矩.27、运动生物力学学科特性:研究对象的复杂性,研究方法的综合性,测量技术的先进三、简答1、人体惯性参数的建立意义?人体惯性参数模型的建立,对把人体运动的规律研究推进到数学化,计算机化,促进体育科学研究水平的进一步提高具有现实意义.2、平面拍摄注意事项.①摄像机主光轴应与运动平面垂直,对准拍摄区域的中心.摄像机的高一般应取景高度的中点等高,在拍摄人体整体运动技术时,机高大体上与人体髋关节等高即可。
生物力学:力学基础知识
• 刚体:在力作用下,其内部任意两质点的距离保持 不变。即力作用下,物体的形状、大小保持不变。
三. 约束和约束力
能在空间作任意运动的物体称为自由体. 但实际上物体在空间上的运动往往受到限制----非自由体.
约束:对非自由体的位移起限制作用的物体. 约束力:约束对非自由体的作用力.
弯曲的概念和实例 -- 土木工程事故
2000.10.25 南京电视台 工地顶上的脚手架发生弯曲变形, 导致几十名工人随同脚手架蹋了 下来 ….
弯曲的概念和实例 -- 唐山地震
弯曲的概念和实例 -- 体育
男子射箭 悉尼奥运会
受弯杆件的简化 -- 悬臂梁
弯曲的外力
所有的外力垂直于轴 所有的外力作用于纵向对称面内
所有纵向线变成曲线,靠近上部的缩短, 下部伸长。
几何关系的推导
设想梁是由无数根纵向纤维组成的,梁在正 弯矩作用下,靠近顶面纤维缩短,靠近底面的纤 维伸长,由于连续性假设知,从顶部到底部纵向 纤维,由缩短到伸长是连续变化的。所以,其间 必有一层纤维既不伸长,也不缩短。称为中性层。 中性层与横截面的交线称为中性轴。
m P
P m
P
m
m
P
33..扭扭转
m
m
mA
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AB
扭转构件的受力特点:
杆件(轴)在横截面内受到外力偶的作用— —扭转外力偶。
扭转构件的变形特点:
各横截面绕轴线作相对的转动,其任意两个横截面 会因为相对转动而产生相对的角位移,称为相对扭转角。
扭转变形杆件(轴)横截面上的内力
研究AB轴各横截面上的内力
mn
Q
Q
mn
运动生物力学知识点
运动生物力学知识点名词解释:1、转动惯量2、时间3、频率4、惯性参考系、非惯性参考系5、动量6、应变7、应力8、塑性变形9、刚度10、疲劳骨折11、肩关节12、过肩运动13、盂肱节律14、颈干角15、前倾角16、股胫外侧角17、Q角18、运动单位19、完全性恢复20、瘢痕修复21、流体22、等效原则23、流线24、迹线填空:1、生物力学基础是什么(3个)2、人体生物力学参数(3个)3、运动学参数包括什么(3个)4、人体环节划分方法5、人体惯性参数模型(刚体模型)6、力的三要素7、载荷的形式8、应力的实质9、应力——应变曲线分段10、粘弹性材料的特点11、骨密质在拉伸、压缩载荷中断裂的机理各是什么12、影响关节稳定性的因素及最主要的因素13、喙肱韧带、盂肱韧带的作用,肩关节、髋关节外展时的启动肌各是什么14、第二肩关节的构成15、髋关节运动16、人体肌腱和大多数韧带的构成成分,弹性纤维构成的韧带是什么(2个)17、肌肉膜系统18、人体上肢、下肢肌肉类型各是什么选择:1、转动惯量、回转半径、力矩、动量、动量矩、冲量、冲量矩实例分析、公式应用2、粘弹体特点的实例分析3、骨最怕那种负荷形式4、锁骨的生物学意义5、臀中肌瘫痪的表现6、肌肉收缩力量的大小取决因素7、肌肉产生最大收缩力的大小取决因素8、肌肉产生最大收缩力时的肌肉的长度9、Hill方程的本质10、爆发力的表现11、人体生物力学参数那些是标量、矢量12、抛体运动的种类13、不同种类抛体运动的影响因素14、流管的性质简答:1、确定关节转动重心的原则2、关节转动重心位置的确定方法3、在投掷项目中,为了增加出手速度,即增加出手动量,应增加用力过程中对器械的冲量,举例4、应力——应变曲线阶段5、股骨为例分析承受载荷6、疲劳骨折理论7、什么是肩关节8、屈膝90度时可做旋内旋外的原因9、影响韧带和肌腱力学特性的因素10、骨骼肌力学模型11、抛点和落点在同一水平面上的斜抛运动公式计算12、流线和迹线的区别13、伯努利方程的应用14、增加投掷距离,需要考虑哪些相关因素。
运动生物力学总复习资料
1. 生物力学:是研究活体系统机械运动规律的科学2. 运动生物力学:是研究体育运动中人体机械运动规律的科学3. 动作技术原理:是指完成某项动作技术的基本规律,它适用于任何人,不考虑运动员的性别、体型、运动素质的发展水平和心理素质等的个体差异,是具有共性特点的一般规律。
4. 最佳动作技术:是考虑了个人的身体形态、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,即它既具有共性,也具有个性特征的运动技术5. 运动生物力学的任务:1. 研究运动员身体结构和机能的生物力学特征,为运动员选材提供理论依据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4.探索预防运动创伤和康复手段的力学依据5.设计和改进运动器械6.为改进训练方法提供依据注:运动生物力学的发展简史(第6到10页)要看看6. 质点:具有质量,但可忽略其大小、形状和内部结构而视为几何点的物体7. 刚体:由相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体8. 运动的相对性:物体的运动取决于参考物体选取的性质叫做运动的相对性9. 参考系:描述物体运动时选作为参考的物体或物体群叫做参考系(或参照系)坐标系:指设置在参考系上数轴,是参考系的数学抽象,它在性质上起着参考系的作用,而在数量上又能精确描述坐标系三要素:参照原点,参照方向,参照单位10. 惯性参考系:把相对于地球静止的物体或相对于地球做匀速直线运动的物体作为参考标准的参考系叫做惯性参考系,又称为静坐标或静系11. 非惯性参考系:把相对于地球做变速运动的物体作为参考标准的参考系叫做非惯性参考系,又叫动参考系或动系12.把人体简化为质点,按质点运动的轨迹可分为直线运动和曲线运动13.直线运动分为匀速直线运动和变速直线运动曲线运动分为圆周运动和斜抛物体运动14. .按机械运动的形式可将人体运动分为平动、转动和复合运动(把人体简化为刚体)15.质点的绝对运动:运动着的质点(动点)相对于静参考系的运动相对运动:动点相对于动参考系的运动牵连运动:动参考系相对于静参考系的运动16.运动的描述方法:在运动生物力学中,对运动的描述采用运动方程、图像法和表格法17.运动学量的特征:(一)瞬时性(二)矢量性(三)相对性(四)独立性18. 独立性是指物体在空间运动时,在各个方向上独立保持自己运动的性质1.力的三要素:影响力的作用效应的因素有力的大小、方向和作用点2.人体运动的内力和外力区别:若将人体看作一个力学系统,那么人体内部各部分相互作用的力称为人体内力如果把人体看成一个力学系统,那么来自人体外界作用于人体的力称为人体外力3.牛顿运动定律及其应用4.动态支撑反作用力大于体重,称超重现象5.动态支撑反作用力小于体重,称失重现象6.动量定理在体育运动中的运用(70—72页)1.力偶:大小相等、方向相反、作用线互相平行但不重合的两个力作用在物体上,物体同样会产生转动,这一对力称为力偶2.力偶矩:力与力偶臂的乘积称为力偶矩3.力的平移原理(了解)4.平衡的力学条件:当物体保持平衡时,作用在物体上的一切外力相互平衡,也就是物体所受合外力为零,所受合外力矩为零5. 下支撑静力性动作稳定性的判定:(1)支撑面(2)重心的高低(3)稳定角(4)平衡角(5)稳定系数6. 平衡动作的定性分析:1.根据平衡物体重心于支撑点的位置关系,平衡种类可分为:(1)上支撑平衡:支撑点在重心上方的平衡(2)下支撑平衡:支撑点在重心下方的平衡 2.平衡物体受到外力作用偏离其平衡位置时,根据物体保持其平衡的可能性分为:\(1)稳定平衡(2)不稳定平衡(3)有限度的稳定平衡7. 人体平衡的特点:(1)人体不能处于绝对静止的状态(2)人体内力在维持平衡中的作用(3)人体的补偿动作(4)人体具有自我控制、调节和恢复平衡的能力(5)人体的平衡受心理因素的影响(6)人体的平衡动作消耗肌肉的生理能8. 体重心的位置:据测定,站立时,人体重心一般在身体正中面上第三骶椎上缘前方7厘米处9. 响重心的因素:性别、年龄、体型、生理活动、专项10.人体运动过程移动规律:做大幅度的体前屈动作或体操“桥”动作时,人体重心可以移出体外,重心移动的方向总是与环节移动方向一致,并且重心移动的幅度取决于环节移动的幅度,环节运动的幅度大,重心移动的幅度也大;并且其环节质量愈大,则重心移动幅度愈大11.转动惯量:是描述物体转动时保持原来转动状态能力的物理量。
南体生物力学期末复习重点
生物力学期末复习一、名解1、运动生物力学:是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。
2、转动惯量:物体转动时惯性大小的量度。
3、影片比例系数:物体实际尺寸与物体影片图像尺寸之比。
4、生物力学:研究活体系统机械运动规律的科学。
5、机械运动:物体的空间位置随时间变化的运动。
6、影片数字化:在拍摄的影片上取出人体各关节点及有关点的坐标。
7、应力:物体某一截面上单位面积所受的力。
包括:正应力和剪应力两种。
8、应变:受载物体结构形变时,单位长度的变化称线应变、结构单元体角度的变化称剪应变。
9、.肌肉离心收缩:当肌肉收缩力小于外力,肌肉长度变长的收缩。
.10、肌肉的静息长度:收缩元的张力随长度变化,表现最大张力时的长度。
11、肌肉等长性收缩:当肌肉收缩力等于外力,肌肉长度不变的收缩。
二、填空1、人体惯性参数是指人体整体以及环节的质量、质心位置及转动惯量。
2、落地缓冲的原理是因为增加了力的作用时间,因而减少了外力对人体作用。
3、动量矩守恒原理和人体转动惯量的实验观察结果:上体向左转,下体向右转;上体向右转,下体向左转;哑铃从胸前变到侧平举时,角速度由大变小;哑铃从侧平举变到胸前时,角速度由小变大;调速器半径由大减小时,角速度由小变大;调速器半径由小增大时,角速度由大变小.4、跳高踏跳时使肢体向上摆动可增加人体总重心向上的惯性力或加速度,且也能提高身体重心的高度。
5、足球踢角球时产生“香蕉球”的原因是运动员踢球时使球产生旋转,由于空气流体动力学的作用,根据伯努利定理,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
产生了马格努斯效应的结果。
6、运动生物力学使用的三大测量仪器系统是高速摄象解析系统,三维测力系统,肌电测量系统。
7、物体的机械运动是指物体的空间位置随时间变化的运动。
8、人体处于腾空状态,由于不受外力矩作用,因此人体运动服从角动量守恒定律。
当人体某一环节有转动角动量时,必然被另一环节的反向角动量所抵消。
9、重心移动规律是人体总重心的运动由人体各环节分体质心的运动决定的。
生物力学考点
生物力学考点整理—仅供参考1,骨单位—哈佛氏骨板(概念)成人的骨是以胶原纤维高度有规律地成层排列为特征,故又称为骨板;骨单位位于内、外环骨板之间,是骨干密质骨的主要部分。
由中央管和哈佛氏骨板组成。
中央管:位于骨单位的中央,或称哈佛氏管,内有血管、神经及少量的结缔组织。
哈佛氏骨板:以中央管为中心呈同心圆排列,约10~20层。
骨板间的骨陷窝借骨小管相通连,最内层的骨小管开口于中央管。
由此获得营养,并供给各层骨细胞。
2,长骨—厚壁圆筒结构(原因)(1)长骨的结构呈空心厚壁管,内容骨髓;(2)从其功能性来讲,主要承受轴向压缩和弯曲联合载荷;(3)从最小质量分析,长骨取薄壁管形最合理;(4)考虑到受轴向压力的稳定性,厚壁才是最佳选择。
3,流变力学基本概念—松弛,蠕变,滞后流变体定义:既有固体的变形特征又有流体的流动特性的物体称流变体。
如果把胡克弹性固体和牛顿黏性流体作为流变体的两个极端,世界上所有的物质都属于流变体。
流变力学研究物质变形与运动的一般规律。
习惯将流变体分为流变固体和流变流体。
胡克弹性固体在受恒定应力作用时产生的应变不随时间变化,反之保持恒定应变时相应的应力也不随时间改变。
流变体在受恒定应力作用时或多或少会产生连续的应变,保持恒定应变时应力幅值一般将随时间减小。
松弛定义:保持应变恒定,流变固体材料的应力随时间增长而减小的现象。
蠕变定义:在受恒定应力作用下,流变固体材料的应变随时间增长而逐渐增加的现象。
当一流变体承受周期性循环载荷时,应变对应力存在相位滞后。
4,骨折分析—肌肉力对体骨保护作用(画图与受力分析)肌肉力对在体骨的保护作用:在体骨承受载荷后,附着在骨上的肌肉收缩将改变骨中的应力分布。
这种肌肉的收缩作用将减小或者抵消骨中的拉应力,可能是部分也可能是全部被抵消。
5,骨的力电效应—干骨,湿骨(特点)骨的力-电效应:骨内应力产生电压;干骨:正压电效应是在无电场时由于非中心对称的晶体结构在机械应变的作用下形成的一种电极化现象。
高中生物力学复习教案
高中生物力学复习教案
一、概念回顾
1. 什么是力学?
2. 什么是生物力学?
3. 生物力学研究的对象主要是什么?
二、牛顿定律
1. 牛顿第一定律是什么?举例说明。
2. 牛顿第二定律是什么?公式是什么?举例说明。
3. 牛顿第三定律是什么?举例说明。
三、力的分类
1. 什么是力?力的单位是什么?
2. 分类力的种类及其作用。
3. 重力的定义及计算方法。
4. 弹性力的定义及计算方法。
四、生物力学的应用
1. 生物力学在运动中的应用。
2. 生物力学在身体平衡和姿势维持中的应用。
3. 生物力学在运动损伤预防和康复中的应用。
五、案例分析
通过具体案例分析,深入理解生物力学在实际生活和运动中的应用。
六、练习题
1. 一个物体质量为5kg,受到一个10N的力,求加速度。
2. 质量为2kg的物体,在重力加速度为10m/s^2的情况下,受到一个20N的力,求加速度。
3. 如果一个物体受到一个15N的弹性力,计算弹簧的劲度系数为5N/m,求物体的位移。
七、复习总结
通过本次复习,加深对生物力学相关概念和定律的理解和掌握,为考试做好准备。
生物力学期末重点复习题
一、名词解释(解释+举例)运动行为:体育运动中人体有目的的运动过程动作系统:由若干个动作元有序组合的动作群体动作元:指组成动作系统的动作要素,或为可划分的动作单位人体运动学:人体运动学是从时间和空间的角度来描述人体的运动。
牵连运动:动参考系相对于静参考系的运动转动惯量:I转动体转动惯性大小的量度(与质量、质量分布有关)二、填空题1、画人体受力图必须标明人体所受的:外力。
2、平衡的种类根据支点相对于重心位置分类:上支撑--、下支撑--、混合支撑平衡;根据平衡稳度:稳定平衡、有限稳定平衡、不稳定平衡、随意平衡3、人体简化模型类型:退化模型、瘦化模型、简单模型、随机模型4、人体运动的运动学特征:时间特征、空间特征、时空特征5、影响转动惯量大小的因素:质量、质量分布6、人体运动的特征:平动、转动、平面运动7、力的效应:内力、外力8、肌肉训练原理:a疲劳原则(训练模块肌肉应首先使某块肌肉疲劳)b技术相似原则(专项技术的肌肉训练应尽量与其某个专项技术相似)9、动作技术生物力学分析特征:多阶分析特征、多度--、“灰色”--、三、简答题1、运动生物力学的任务:㈠研究人体结构与运动功能之间的相互关系㈡研究人体技术动作的规律㈢研究动作技术最佳化㈣研究、设计和改进运动器械㈤防治运动损伤的原因和预防措施㈥为运动选材提供生物力学参数2、动作系统中框架结构在教学与训练中的应用:⑴先建立框架结构的概念,形成理论参考系。
⑵动作分解教学时,各动作元留有接口。
3、动作系统的主从结构分为哪几个,各有什么作用功能性动作元—主体动作。
决定运动成绩或动作效果的关键因素准备性动作元—从属动作。
准备性动作创造良好的力学条件和生物学状态。
4、动作系统优化的动力为涨落,引起涨落的原因有哪些㈠素质水平提高引起涨落㈡个体技术风格引起涨落㈢先进技术潮流引起涨落㈣器械设备变革引起涨落5、共面力系的分类有共面汇交力系、共面平行力系、特点是什么共面汇交:同一平面内的诸力作用线可汇交于一点。
生物力学复习资料-广中医.doc
生物力学的分类按传统力学的分类方法分为生物固体力学、生物流体力学、生物运动力学。
从医学应用角度和理论研究的科学分类分为组织与器官力学、血流动力学、生物热力学。
生物力学的发展特点1.内涵扩大2.冇机融合性3.微观深入4.宏观-微观相结合5.多学科交叉应力作用在物体某截面的单位面积上的内力。
当物体受拉力作用时是张应力,当物体受圧力作用时是压应力。
应变物体在正应力的作用下单位长度的改变量。
物体受张应力的作用而伸长,为张应变;物体受压应力的作用而缩短,为压应变。
弹性模量在材料弹性极限范围内,材料的应变和应力是正比关系,这一规律称为胡克定律。
弹性模虽为该比例系数。
黏弹性材料的特性1•蠕变现象:材料在恒定应力的作用下,开始有一迅速的较大的应变,随后有一缓慢的逐渐增加的应变过程,立到具有恒定应变量的平衡状态;2.应力松弛现象:材料在产生恒定应变时,黏弹性材料最初产生的高应力开始会随着时间快速减小,随后随时间缓慢减小直至达到恒定值;3.滞后现彖:材料加卸载的应力应变关系曲线不重合。
刚度:抵抗变形的能力。
强度:抵抗破坏的能力。
韧性:材料在外力作用下发生断裂前所能达到的最人变形程度。
稳定性:构件承受载荷作用吋在其原有形状下保持为稳定的平衡的能力。
Wolff定律/骨变化定律:骨功能的每一改变,都按照数学法则,以某一定的方式改变共内部结构和外部形态,即骨的外部形态和内部结构反映了其功能。
骨的功能适应性表现为黏弹性、各向异性、壳形(管形)结构、均匀强度分布。
骨力学性能的影响因素1.骨的成分因素:孔隙率、矿化、密度2.骨的结构因素:骨小梁结构、皮质骨结构、胶原纤维定向排列、疲劳3.运动负荷4.年龄和衰老骨痂形成和修复包括炎症、软骨痂、硬骨痂和塑形期4期张力带原则要满足以下3个条件:1•骨和骨折能够承受压力;2.固定器械能够承受张力;3.张力带对侧(即压力侧)必须冇完整的骨皮质支撑。
应力遮挡:骨折运用固定器械固定之后,这两种或两种以上貝有不同弹性模量的材料(骨和固定系统之间)就随之组成一个机械系统, 由于固定材料的弹性模量较高(其中不锈钢的弹性模量为骨骼的12倍,钛合金为6倍),加载后则会出现弹性模量较大的固定材料承担更多的负荷來保护另一个具冇较低弹性模量的材料,从而使后者所承担的载荷减少。
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。
运动康复生物力学复习资料
运动康复生物力学复习资料运动康复生物力学复习资料运动康复生物力学是运动医学领域中的一个重要分支,它研究人体运动时的力学特征以及运动对人体各个系统的影响。
本文将为大家提供一些运动康复生物力学的复习资料,帮助大家更好地理解和掌握这一知识领域。
一、运动康复生物力学的基本概念1. 力学:力学是研究物体运动和静止状态的学科,它包括静力学和动力学两个部分。
静力学研究物体在平衡状态下的力学特征,而动力学研究物体在运动状态下的力学特征。
2. 生物力学:生物力学是研究生物体运动和力学特征的学科,它结合了力学和生物学的知识,研究生物体在运动中的力学特征以及运动对生物体的影响。
3. 运动康复:运动康复是通过运动和锻炼来恢复和改善身体功能的过程,它可以应用于各种疾病和损伤的康复治疗中。
二、运动康复生物力学的重要原理1. 牛顿第一定律:牛顿第一定律也被称为惯性定律,它指出物体在没有外力作用时将保持静止或匀速直线运动。
2. 牛顿第二定律:牛顿第二定律描述了力与物体运动之间的关系,它表明物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
3. 牛顿第三定律:牛顿第三定律指出,任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
三、运动康复生物力学的应用1. 步态分析:步态分析是运动康复生物力学中的重要内容,它研究人体行走时的力学特征,可以帮助康复医生评估患者的步态异常,并制定相应的康复计划。
2. 运动损伤预防:运动康复生物力学可以帮助预防运动损伤的发生。
通过研究运动时的力学特征,可以识别潜在的损伤风险因素,并采取相应的预防措施,减少运动损伤的发生。
3. 运动性能提升:运动康复生物力学还可以应用于提升运动员的运动性能。
通过分析运动时的力学特征,可以发现运动员的潜在问题,并通过训练和调整来提升其运动能力。
四、运动康复生物力学的研究方法1. 实验研究:实验研究是运动康复生物力学的一种重要方法,研究者可以通过实验设备和测量工具来获取运动时的力学数据,从而分析和研究运动的力学特征。
生物力学考试
生物力学考试复习资料前17题考6-8个题目,18-20考2题一.简答题1.举例说明牛顿第一运动定律在体育中的应用答:牛顿第一运动定律,又称惯性定律,它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念,正确地解释了力和运动状态的关系,并提出了并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性。
1.如保持一定的速度比改变速度容易很多,因此在长距离的游泳,赛跑中,提倡用适宜的较稳定的速度游、跑等;2.如在体操中,特别注意动作的连贯性,避免频繁的改变动作速度,减少不必要的负荷;3.如上举杠铃、单杠及撑杆跳高中的引体向上动作,如能够保持动作的连贯性,则能够较容易的完成。
反之,动作中途停止,则会加大动作的难度;4.如自行车运动中对惯性的运用,在运动员蹬到最大速度的时候,自行车就可以利用惯性前进,减少运动员的体力损耗;5.如在羽毛球技术中的对惯性的运用,在击球的时候保持动作的连贯性,就可以击出更加省力、落点更加准确的球,对运动员的技术的发挥具有重要作用。
2.举例说明牛顿第三运动定律在体育中的应用答:两物体相互作用时,它们对各自对方的相互作用力总是大小相等而方向相反的。
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。
牛顿第三定律表明了力是物体间的相互作用。
相互作用力总是等大、反向、沿同一直线。
在走、跑、跳等动作时,人体获得的动力是人蹬地过程中,地面给人体的反作用力。
要获得较大的反作用力作为人体运动的动力,必须加大人对地面的蹬地力。
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速度和力量,以加大蹬地力从而获得一个大的反作用力,使人体运动状态发生变化。
3.举例说明体育运动中出现的失重和超重现象答:失重现象:支撑反作用力小于体重;超重现象:支撑反作用力大于体重例如在原地纵跳中,在下蹲的时候支撑反作用力小于自身的体重,这时候是失重现象;而在蹬伸的过程中,支撑反作用力是大于自身体重的,这时候是超重现象。
运动生物力学复习资料.
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引言
运动生物力学是研究生物体在运动过程中产生的力学变化和力学效应的学科。
它结合力学和生物学的知识,旨在揭示人体和其他生物体在运动中的力学原理,从而提高运动表现和预防运动损伤。
本文将为您提供一份关于运动生物力学的复习资料,帮助您巩固相关知识。
一、运动生物力学的基本概念
1. 力学基础:力、力的分解、力的合成、力矩、力的平衡等。
2. 生物力学基础:质量、重力、重心、惯性、摩擦力等。
3. 运动学基础:位移、速度、加速度、运动轨迹等。
4. 静力学:
- 平衡条件和平衡力的概念。
- 杠杆原理及其应用。
- 稳定平衡和不稳定平衡。
5. 动力学:
- 牛顿第二定律及其应用。
- 动量和动量守恒。
- 能量守恒和机械能损失。
- 静止摩擦力和滑动摩擦力。
二、运动生物力学的应用
1. 步态分析:
- 步态周期和步态相位的定义。
- 步态分析的步骤和方法。
- 步态分析在临床和运动训练中的应用。
2. 运动技术改善:
- 运动员姿势的优化原则。
- 运动技术改善的方法和效果评估。
3. 运动损伤预防:。
生物力学复习重点
力:力是物体之间的相互机械作用,其作用效果是使物体的运动状态和性状发生改变。
大小,方向,作用点是力的三要素。
力的基本分类:长程力:能穿越空间作用到物体上的力,如万有引力,电磁力,惯性力。
短程力:必须通过物体接触传递的力,如:摩擦力,剪切力,压力。
内力:是物体内部的相互作用力,指由外力作用所引起的,物体内相邻部分之间分布系的合成。
物体受到外力作用而发生形变时,其内部各质点的相对位置要发生变化,不受外力时各质点的原有相互作用力也发生改变,因外力作用而引起的质点之间内力的改变量,就是形变体力学中所研究的内力。
指由外力作用所引起的,物体内相邻部分之间分布内力系的合成。
力偶:大小相等、方向相反、作用线不在同一直线上的一对力,其三要素为:力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作用平面。
其作用只有转动效应,而无移动效应。
m=±Fd,两个力偶等效条件为大小相等,方向相同。
力偶的二力对空间任一点之矩的和是一常矢量,称为力偶矩。
力矩:是指从给定点到力作用线任意点的向径和力本身的矢积,也指力对物体产生转动效应的量度,即力对一轴线或对一点的矩。
用来描述力对刚体的转动作用。
约束:阻碍非自由体运动的限制物。
约束反力:约束对物体的作用就是力的作用,约束对被约束物体运动的阻碍作用,称为约束反力,约束反力表明了约束对物体的力的一种被动性,由于物体运动,而产生阻碍,由物体对约束的接触而产生的反作用力。
约束反力的方向与该约束所能阻碍的运动方向相反。
约束反力的作用点是被约束物体与约束的接触点;约束反力的大小从受力体的平衡方程中求解。
应力:作用于单位面积上的表面力,连续介质力学里,应力定义为单位面积所承受的作用力。
应变:物体任一点因各种作用引起的形变,单位长度物体的纵向(或横向)变形来衡量构件的变形程度。
血管壁的张力由弹性张力和平滑肌产生的主动张力两部分组成。
张力:受到拉力作用时,物体内部存在于其内部而垂直于两邻部分接触面上的相互牵引力。
运动生物力学知识点
运动生物力学知识点第一章概述知识点1: 生物力学——生物力学的定义;生物力学的分类。
知识点2: 运动生物力学——运动生物力学是研究体育运动中人体、器械机械运动规律的科学。
其主要内容有:运动生物力学的定义;运动生物力学任务;运动生物力学与生物力学的关系;运动生物力学的发展史知识点3: 运动生物力学主要测试手段——技术动作拍摄;运动图像解析;三维测力等。
第二章人体结构的力学特性知识点1: 骨的材料力学特性——骨的形态与结构;骨的伸展性和弹性;骨的成分特点知识点2: 骨的受力形式——骨的受力形式与力的大小对运动效果直接相关,对骨的形变与损伤也至关重要。
因此骨的压缩负荷、拉伸负荷、弯曲负荷、扭转负荷以及不同运动状态下骨的形变特点是本知识点的主要内容。
知识点3: 骨的结构与形态特点——骨的结构、形态特点与肌肉的配布以及运动中肌肉的发力直接相关,骨在外力作用下其应力、应变的概念、人体长骨的形态、骨中空的成因等本知识点的主要内容。
知识点4: 骨的功能适应性理论——是指骨对所担负工作的适应性。
本知识点中Wolff定律、Raach的见解以及机械应力与骨组织之间的生理平衡是其主要内容。
知识点5: 软骨的力学特性——软骨的渗透性、软骨的形变与速度关系以及椎间盘的蠕动性质。
知识点6: 关节结构的力学特性——身体不同部位的关节因其自身的结构不同而灵活性与稳固性存在差异。
而以灵活性为主的结构主要有:关节面软骨、滑液、滑膜皱襞、粘液囊、关节腔、关节内软骨等。
以稳固性为主的结构主要有:关节囊、韧带、关节腔内的负压等。
知识点7: 关节的运动幅度——是指在关节运动的方向上骨环节运动极限之范围。
因此影响关节运动幅度的因素是:第一,与相连两骨关节面的弧度差有关;第二,与关节周围软组织的特性有关;第三,与年龄、性别、运动项目和训练水平有关。
知识点8: 肌肉结构的力学模型——三元模型,该模型由收缩元、并联弹性元和串联弹性元三部分组成。
模型中收缩元产生的张力成为主动张力,并联弹性元产生的张力称为被动张力。
运动生物力学复习资料
一、名词解释1.运动生物力学:运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学.2.稳定角:重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点连线间的夹角.3.支撑面:支撑面积是由各支撑部位的表面与它们之间所围的面积组成的.4.转动惯量:物体转动时惯性大小的量度.5.超重现象:动态支撑反作用力大于体重的现象.6.失重现象:动态支撑反作用力小于体重的现象.7.稳定系数:当倾倒力开始作用时,稳定力矩与倾倒力矩的比值.8.上支撑平衡:支撑点在重心上方的平衡.9.下支撑平衡:支撑点在重心下方的平衡.10.人体运动的内力:人体内部各部份之间的相互作用力.11.肌肉的主动 X 力:肌肉兴奋时可产生 X 力.12.肌肉的被动 X 力:肌肉当被牵拉时产生弹力.13.肌肉总 X 力:在体肌活动时其主动 X 力和被动 X 力是同时存在的.因此在体肌的 X 力是主动 X 力和被动 X 力之和,称之为肌肉的总 X 力.14.肌肉的激活状态:肌肉兴奋时其收缩成份力学状态的变化称肌肉的激活状态.15.肌肉松弛:被拉长的肌肉,其 X 力有随着时间的延长而下降的特性,这一特性称肌肉松弛.16.动作技术原理:动作技术原理是指完成某项动作技术的基本规律,它合用于任何人,不考虑运动员的性别、体型、运动素质的发展水平和心理素质等的个体差异,是具有共性特点的普通规律.17.最佳运动技术:最佳动作技术是考虑了个人的身体形态、技能、心理素质和训练水平来应用普通技术原理,以达到最理想的运动成绩.18.肢体的鞭打动作:在克服阻力或者自体位移的过程中,肢体诸环节挨次加速和制动,使末端环节产生极大速度的动作形式称鞭打动作.19.相向运动:人体腾空时,或者人体两端无约束时,身体某一部份向某一方向活动〔转动〕 ,身体的另一部份会同时产生相反方向的活动〔转动〕 ,我们这种身体两部份相互接近或者远离的运动形式称为相向运动.20.动作技术的特征画面:不同动作阶段的临界点〔画面〕 ,称为动作技术的特征画面.21 〔跑步的〕着地距离:支撑脚着地瞬间重心到着地点的水平距离.22. 〔跑步的〕腾空距离:跑步的腾空阶段身体重心通过的水平距离.23. 〔跑步的〕后蹬距离:支撑脚离地瞬间重心到离地点的水平距离.24.动力冲量:支撑阶段地面对人体的反作用力在水平方向上的分力与运动方向相同时,此力的冲量称为动力冲量.25.制动冲量〔阻力冲量〕:支撑阶段地面对人体的反作用力在水平方向上的分力与运动方向相反时,此力的冲量称为制动冲量.26. 〔投掷的〕出手初速度:器械出手瞬间速度的大小.27. 〔投掷的〕出手角度:出手初速度与水平面的夹角.28. 〔投掷的〕出手高度:器械出手瞬间出手点到地面的高度.29. 〔跑步的〕着地角:支撑脚着地瞬间,身体重心和着地点的连线与水平面的夹角.30. 〔跳远的〕起跳距离:身体腾起瞬间起跳板前沿与身体重心之间的水平距离.31. 〔跳远的〕腾空距离:跳远的腾空阶段身体重心通过的水平距离.32. 〔跳远的〕落地距离:足跟接触沙面瞬间身体重心与足迹最近点之间的水平距离.33. 〔跳远的〕腾起速度:踏跳脚离地瞬间身体重心的速度.34. 〔跳远的〕腾起角:腾起速度与水平面的夹角.1.运动是绝对的,但运动的描述是.因此在描述一个点或者物体的运动时,必须说明它相对于哪个物体才有明确的意义,且称此物体为2.在运动学中有两个实物抽象化模型,3.方向与,反之称为减速运动.4.运动员沿 400 米跑道运动一周,其位移是 ,所走过的路程是 .5.篮球运动中的投篮过程可看做是一个抛点,而投掷项目中,器械的运动可以看.6.人体蹬起时,动态支撑反作用力大于体重,称为,下蹲时,动态支撑反作用力小于体重,称为.7.乒乓球弧旋球飞行的原因是运动员打球时使球由于空气流体力学的作用,的结果.8.忽略空气的阻力,,这种斜上抛运动可看做是由水平方向的合运动.9.身体绕某转轴的转动惯量的大小,是随身体各环节相对转轴的.10.游泳时,运动员受到的阻力主要有三种,它们是磨擦阻力、.11.物体的机械运动是指.骨的应力-应变曲线上,,骨的强度以12.骨的强度大小的罗列顺序是〔在不同载荷下〕13.正常时,机械应力与骨组织之间存在着一种生理平衡,当应力增大时,,骨质增生,应力.14.肌肉结构力学模型也称为三元素模型,.15.根据肌肉力学模型,肌肉长度的增加,对其收缩速度有良好影响 ,肌肉生理模断面的增加会导致肌肉收缩力的增加,但不影响肌肉收缩16.把曲线和曲线叠加起来,成为肌肉总 X 力—长度曲线,并用这条曲线来描述在体肌的 X 力随长度的变化情况.17..18.肌肉在小于其平衡长度收缩时,其总X ,肌肉在大于其平衡长度收缩时,其总X 力是由.19..20.和.21.,以与全身整体动作完成的.22.人体单个环节活动时,符合.23.当膝关节与肘关节角很大时,.24.人体活动时总是首先产生活动,并依据关节的,表现出一定的先后顺序.25.人在做纵跳时,关节活动-伸展的时间顺序是:26.小关节是人体小关节的强弱直接决定完成动作时支撑的小关节的强弱决定它参预"如果其肌力矩强大,它可"提前〞参预"工作〞 ,,度.27.鞭打动作可使运动链末端环节产生极大的28.落地缓冲动作的原理,是因为了力的作用时间,于是了外力对人体的作用.29.在动作技术的运动学特征方面,往往把膝关节的大小与缓冲阶段的作为技术诊断的重要内容.30.踏跳时肢体摆动动作可增加,并提高身体相对高度.31.人体处于腾空状态时,由于不受外力矩作用,因这人体活动服从守恒定律,当人体某一环节转动时所产生的角动量,.1.人体在做平衡动作时,需由外力与肌肉、韧带等内力矩共同维持平衡.〔√ 〕2.人在平衡时,仍需消耗一定的生理能.〔√ 〕3.人在自然站立时,女子和男子的平均重心高度是一样的. 〔×〕4.在身体姿式的变化过程中,人体中心不可以移出体外. 〔×〕5.在篮球运动的防守动作中,摆布方向稳定角较大. 〔×〕6.人体保持平衡动作的力学条件是合外力与和外力矩为零. 〔×〕7.用一维重心板测量人体重心的原理是力矩平衡原理.〔√ 〕8.单杠悬垂动作是一个不稳定平衡的例子. 〔×〕9.运动时,运动员的加速度方向与速度方向总是一致的. 〔×〕10.根据动量守恒定律,跳远运动员腾空阶段水平方向的运动速度不变〔忽略空气阻力〕〔√〕11.当合外力为零时,物体保持静止状态. 〔×〕12.踏跳时,跳高运动员在竖直方向上的动量变化等于竖直踏跳力的冲量.〔√ 〕13.标枪在空中飞行的原因是因为始终作用有投掷力的作用. 〔×〕14.铅球在出手后除空气阻力外,不受力的作用. 〔×〕15.影响人体下支撑稳定性的因素有身体重心高度、支撑面大小与体重, 〔×〕16.转动量是人体转动时惯性大小的量度.〔√〕17.骨的拉伸强度大于压缩强度. 〔×〕18.机械应力与骨组织之间存在生理平衡,即骨组织量与机械应力之间成正比关系.〔√〕19.沃尔夫定律说明了机械应力与骨组织量之间的关系.〔√ 〕20.肌肉在静息长度时,期收缩元的 X 力为零. 〔×〕21.被拉长的肌肉的 X 力随时间的延长而下降的现象称为肌肉的松弛.〔√ 〕22.肌肉兴奋时其并联弹性成份力学状态的变化称肌肉的激活状态. 〔×〕23.希尔方程说明了肌肉总 X 力——长度特性. 〔×〕24.肌肉在做等长收缩的过程中,物体不产生位移,没有做机械功,但肌肉做了"生理功〞 .〔√〕25.由希尔方程可知,肌肉收缩的 X 力愈大,其收缩速度越大. 〔×〕26.随着载荷的增大,肌肉收缩的潜伏期变短. 〔×〕当载荷增大时 ,动作潜伏期延长 .依据肌肉这一特性 ,在完成需要快速反应和惟一动作时 ,如100m 的起跑,在"豫备〞时使伸下肢的各肌群产生"预 X 力〞 ,这样可以提高反应速度和起跑能力.其原因实际上是在起跑前使肌肉处于活化状态,预先提高了串联弹性元与肌肉的X 力.于是当运动员听到"跑〞的信号时,收缩元的主动 X 力"再也不〞被缓冲,而直接用于克服外界阻力了.因此提高肌肉的预 X 力可以缩短动作潜伏期.肌肉兴奋时其收缩成份力学状态的变化称肌肉的激活状态.兴奋后肌肉能迅速地达到激活状态的高峰,但整块肌肉 X 力的发展过程要慢得多,肌肉进入激活状态后,收缩元兴奋产生的 X 力,起初被其串联的串联弹性元的形变所缓冲,当串联弹性元形变与 X 力进一步发展,整块肌肉的 X 力达到一定程度后,收缩元的主动 X 力才干直接对肌肉起止点施力,表现出肌肉收缩力.机械应力与骨组织之间存在着一种生理平衡,在平衡状态,骨组织的成骨细胞和破骨细胞的活性是相同的.当应力增大时成骨细胞活跃,引起骨质增生,承载面增大,使应力下降,达到新的平衡.当应力下降时破骨细胞再吸收加强,骨组织量下降,使应力增加.因此骨能通过改变它的大小、形状和结构以适应力学需要的功能进行重建.这种适应性是按 Wolf 定律进行的,即骨骼在需要出多生长,而在不需要处吸收.使骨组织量与应力成正比.后种情况跳的更高,这是因为第二种做法运用了肌肉预拉伸和预加载荷所产生的形变势能,第一种做法是由于稍事歇息,使肌肉产生松弛的结果.〔1〕压缩载荷:常见于身体垂直姿式中 ,作用力从骨的两端作用于骨,一端是人体的重力和载荷的力, 另一端是支撑反作用力.(2)弯曲载荷:通常是在骨骼起杠杆作用时浮现的.常见于肌肉力以与关节的压力作用于骨上,使骨产生弯曲载荷.〔3〕拉伸载荷:常见于身体悬垂姿式中,骨的两端受到反向拉力.〔4〕扭荷:常见于人体或者局部肢体做旋转动作时骨骼承受绕纵轴的两个反向力矩的作用.(5)静力载荷:当身体处于静止状态时,骨骼承受静态载荷,其载荷量值不变化,只要不超过骨的安全强度,骨不会受伤.当载荷增大时肌肉收缩力学特性的变化如下:(1)动作潜伏期延长.肌肉激活后收缩元的 X 力首先使串联弹性元形变 X 力发生变化,惟独当肌肉 X 力发展到大于起止点的阻力时,肌肉才开始向心收缩产生动作,使载荷产生位移.载荷增大时发展所经历的时间长,肌肉收缩产生动作的潜伏期随着载荷的增大而延长.(2)收缩幅度减小.当载荷增加时收缩幅度减小,直至增加到一定分量时,动作不能完成,肌肉不能缩短.(3)收缩速度下降.由实验得出在零载荷时,收缩速度最大,随着载荷的增加,收缩速度跟着下降,加至肌肉恰好不能举起的分量时,收缩速度为零.〔1〕增加动作的力和速度.众所周知,做纵跳时若下蹲到最低点稍事停顿,跳起的高度要低于不停顿即将起跳所达到的高度, 这是因为第二种做法运用了肌肉预拉伸和预加载荷所产生的形变势能,第一种做法是由于稍事停顿,使肌肉产生松弛的结果.(2)提高动作的经济性.在周期性运动中,肌肉与腱形变势能的再利用,大大地节省了能量消耗.如运动员在做基本动作之前,往往有一个反向动作作为前导 ,前导动作使得即将完成的基本动作的肌肉被拉伸 ,从而积累了形变势能,这份能量在后继的基本动作中转化为动能.(3)对冲击载荷和振动载荷的缓冲.山地滑雪运动员身体各部位垂直于山坡方向的加速度,在足部可达 100 G 〔重力加速度〕 ,而在头部要小得多.原因之一是由于肌肉与肌腱的弹性形变起缓冲作用的结果.〔1〕杠杆原理〔2〕复杠杆原理〔3〕关节活动顺序原理(4)鞭打动作原理(5)缓冲动作原理(6)蹬伸动作原理(7)摆动动作原理(8)躯干扭转动作原理(9)相向运动原理小关节活动非常重要,如跳远缓冲阶段膝关节肌力矩大于踝关节,但蹬伸阶段踝关节肌力矩大于膝关节.此外,小关节是人体支撑点,小关节的强弱直接决定完成动作时支撑的稳固性,如果小关节肌力矩强大,可缩短完成动作的时间,提高动作的速度.短跑运动员采用蹲踞式起跑,选择为两腿能快速有效地蹬伸创造条件的豫备姿式.在起跑器上起跑,可使运动员获得坚固的支撑,改善两腿用力条件.在豫备时,运动员运用提高肌肉预 X 力的方法,可使肌肉提前进入"工作状态〞 ,增大蹬离起跑器的速度和力量.起跑时,运动员重心至起跑线的水平距离较短 ,先后腿蹬地力的水平分力明显大于垂直分力 , 它们之间的比值约为二分之一,能形成很小的蹬地用力角.因此运动员可获得较大的重心水平加速度与水平速度.这是蹲踞式起跑所具有的良好的向后蹬地条件所造成的.总之,蹲踞式起跑提供了短跑出发时最好的水平加速度的力学条件.助跑的作用在于起跳前赋予人体适宜的运动速度.这样可以为缩短起跳时间,提高肌肉的势能以与增强起跳力创造条件.并且为起跳时身体处于最佳姿式做好准备,形成运动员与起跳板相互作用的最佳条件.助跑应能使运动员以一种与自己的能力与技术相协调的速度进入最理想的起跳位置.弧线助跑的最大优点是能够延长身体重心在起跳过程中向上加速度的垂直用力距离,因此有助于提高身体腾起速度.倒数第三不降低身体重心位置,也可能加重心向上加速的垂直用力距离.。
高中生物力学重点知识点
高中生物力学重点知识点高中生物力学是高中生物课程中的一个重要分支,它主要研究生物体的结构和功能以及它们是如何通过力学原理来实现的。
以下是一些高中生物力学的重点知识点:1. 细胞结构与功能:- 细胞是生物体的基本单位,具有细胞膜、细胞质和细胞核等结构。
- 细胞膜具有选择性通透性,能够控制物质的进出。
- 细胞器如线粒体、内质网、高尔基体等,各自承担不同的功能。
2. 细胞的分裂与增殖:- 细胞分裂包括有丝分裂和无丝分裂,是生物体生长和繁殖的基本方式。
- 有丝分裂过程中,染色体复制并平均分配到两个新细胞中。
3. 肌肉的收缩机制:- 肌肉收缩是生物力学中的重要现象,涉及到肌动蛋白和肌球蛋白的相互作用。
- 肌肉收缩的能量来源于ATP,通过肌肉纤维的滑动实现。
4. 骨骼的结构与功能:- 骨骼是生物体的支架,由骨组织构成,具有支撑和保护内部器官的功能。
- 骨骼的力学特性包括弹性、硬度和韧性。
5. 关节的类型与功能:- 关节是骨骼之间的连接点,允许骨骼在一定范围内活动。
- 关节的类型包括铰链关节、球窝关节等,每种关节都有其特定的运动范围。
6. 生物力学在运动中的应用:- 运动中的力学原理,如力的平衡、杠杆原理等,对运动员的运动表现有重要影响。
- 通过力学分析,可以优化运动技巧,提高运动效率。
7. 生物材料的力学特性:- 生物材料如皮肤、韧带、肌腱等,具有特定的力学特性,如弹性模量、屈服强度等。
- 这些特性决定了生物材料在生物体中的功能和适应性。
8. 生物力学在医学中的应用:- 生物力学原理在诊断和治疗中发挥着重要作用,如通过力学测试评估骨折的愈合情况。
- 假肢和矫形器的设计也需要考虑生物力学原理,以确保与人体运动协调。
9. 生物力学与进化:- 生物力学特性是生物进化的结果,适应了生物体在特定环境中的生存和运动需求。
- 进化过程中,生物体的力学特性可能会发生变化,以适应新的环境或生活方式。
10. 生物力学的实验方法:- 包括力学测试、影像学技术、计算机模拟等,用于研究生物体的力学特性和运动机制。
生物力学复习资料
运动生物力学复习资料1.影响抛体远度的因素是那些?出手速度、抛射角、出手点高度2.人体平衡的稳定性与什么关系密切。
(1)支撑面支撑面越大物体平衡的稳定性越好。
如两脚分腿站立比两脚并立平衡的稳定性好。
(2)重心高度重心越低,稳定性越好。
稳定角越大,稳定性越好。
在武术等项目中,就必须加大在对手方向的稳定角,达到对抗方向的稳定角。
(3)体重同等条件下,体重越大,稳定性越好。
3.骨疲劳的特征。
①疲劳性骨折或永久性弯曲(塑性形变);②周期性载荷引起的骨折,开始于应力集中点,形成蚌壳式裂纹;③剧烈运动引起肌肉疲劳,使载荷失常应力分布改变导致斜行骨折或横向骨折。
④重复载荷的骨疲劳。
⑤骨疲劳极限可以通过疲劳试验加以测定。
⑥疲劳寿命随载荷增加而减小,随温度升高亦减小,而随密度的增加而增加。
4.粘弹性体相对于弹性体来说具有哪三个特征?应力松弛、蠕变、滞后5.适宜的体育锻炼对提高关节负载能力和减小摩擦阻力有哪些影响?P756.人体平衡的生物学因素P152(1)人体不能绝对静止。
(2)人体有效支撑面小于支撑面。
(3)人体姿势的改变可以调节平衡。
(4)人体平衡动作易受心理因素的影响。
7.冲击载荷和交变载荷冲击载荷:当某一物体同其他物体作用,使其速度在极短时间内有很大改变时,所受的载荷。
交变载荷:随时间作周期性的改变并且多次重复地作用在物体上的载荷叫交变载荷。
8.人体机械运动的特点①人体机械运动有很大的主动性和可变性,而不决定于外部条件。
人体系统本身具有能量储备,可不随外界影响而随时释放,并可转化为对外界做功。
②人体长时间连续工作或运动后,易出现疲劳,但经过休整可以完全恢复;物体虽能较长时间连续工作,但出现“疲劳”就不可完全恢复。
③人体的大部分机械运动形式,尤其是体育技术动作都是后天、自发或自觉形成的。
语言文字起着重要作用。
④人体机械运动受大脑皮质的控制、调节并有意识参与。
9.力量矢量,它包括什么?大小、方向、作用点10.当稳定系数K=1时,说明该物体处于什么状态?临界状态11.应力—应变曲线全过程经历了哪四个阶段。
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生物力学复习资料第一章Von Helmholtz 赫尔姆霍茨:生物工程之父冯元桢:生物力学的开创者和奠基人机械力对骨骼结构的影响:Wolff定律:骨的形态和功能上的每一个变化,或者仅仅是它们功能上的每一个变化,比如引起骨的内部组织结构的某种确定的变化机械力对骨骼结构的影响生物力学研究的内容:生物固体力学:从力学的角度,研究各种组织、器官乃至整个系统的形状、结构及其功能之间的关系。
Eg:人体的牙齿、骨骼、关节、脊柱和软骨的力学性能生物流体力学:研究各种体液在生物体中的流动规律以及生物体在其他流体介质中的运动规律。
Eg:呼吸&循环系统:胆结石形成机理。
生物材料力学:研究组成生物体的材料所具有的力学特性。
用生物材料制作各种人工脏器。
Eg:人工牙的材料有金属/无机非金属/高分子材料(聚甲基丙烯酸甲酯)生物动力学:生物体力和运动关系的力学。
人体由于力的作用而产生的位移、位移的速度和加速度。
Eg:运动力学的原理分析运动的过程可以在体育运动只能够采取合理的训练方法,设计新颖而科学的动作。
宇航员多能承受的超重、失重冲击、振动的能力进行估计。
生物力学在中医工程中的应用:推拿手法参数检测针刺手法参数分析脉象检测人工关节材料要求:中等的强度&塑性;抗磨损’抗腐蚀性能’抗疲劳;良好的生物相容性,无毒副作用第二章力的三要素:大小、方向、作用点质点:具有一定质量忽略其大小、形状的几何点刚体:物体在受外力的作用下,保持它的大小和形状都不变的物体。
(相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体)肌力:人体唯一主动力动力工作:走路奔跑静力工作:保持平衡维持姿势跨过一个关节的的肌肉:单关节肌:臀中肌、大收肌、肱肌、三角肌跨二个及以上关节的肌肉:双关节肌/多关节肌:半腱肌、半膜肌、缝匠肌、前臂伸肌群二力平衡:作用于刚体上的两个力,使刚体平衡的必要与充分条件是:这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。
可传性原理:作用于刚体上的力,可沿其作用线移到刚体上任意点而不改变该力对刚体的外效应力的平行四边形法则P11自由体:能再任何方向进行运动的物体非自由体:由于种种因素而使物体的位移受到某种限制的物体约束:对非自由体的位移起限制作用的周围物体约束反力:约束作用于非自由体的力(简称:约束力或反力)由柔软绳子所组成的约束(承受拉力大,抗压缩抗弯曲差):工程上:链条,皮带,钢丝绳人体:韧带,肌腱,筋膜具有光滑接触表面的约束(接触面摩擦不计):工程:支持物体的固定平面,啮合齿轮的齿面人体:关节接触面具有光滑铰链的约束:圆柱形铰链约束:人工肘关节球形铰链约束:髋关节,肩关节铰链支柱约束第三章按各力是否作用同一条平面上:平面力系& 空间力系按各力作用线是否相交:汇交力系& 平行力系& 一般力系力矩:物体的转动作用是由力F的大小和F到转动中心的垂直距离d 的乘积来决定,该乘积取适当的正负号,就称为力F对O点之矩。
简称力距。
力偶:大小相等,方向相反,作用线相互平行的一对力所组成的力系。
力偶性质:力偶无合力,其在任一轴上投影的代数和为零。
力偶对物体的作用与矩心无关。
只要保持力偶矩的大小不变,力和力偶臂的大小任意改变,不改变对刚体的效应。
骨杠杆:坚硬的骨在肌肉拉力(动力)的作用下,能绕关节轴(支点)转动,并克服阻力而作功,由于它的作用和杠杆相同,故称为骨杠杆。
第一类杠杆(平衡杠杆或静止杠杆)支点位于力点和阻力点之间。
主要作用:平衡力。
Eg:天平秤、跷跷板,头在寰枕关节上做屈伸运动第二类杠杆(省力杠杆)阻力点位于力点和支点之间,阻力臂始终小于力臂。
作用:省力。
Eg:手推独轮车,站立提踵第三类杠杆(速度杠杆)力点位于阻力点和支点之间,肌力臂始终小于阻力臂,省力不省功Eg:人体最常见:肱二头肌曲前臂杠杆原理应用:利用杠杆省力:增长力臂/缩短阻力臂→克服阻力所需的动力↓人体通过一些身体结构来增大某些肌肉的力臂而省力:通过子骨来增大肌肉的力臂——髌骨通过肌肉在骨上附着点的隆起、突出等来增加力臂——股骨骨的形态也会影响肌肉的力臂——臀中肌的力臂变化缩短阻力臂而省力——提重物、举重推拿手法中应用省力杠杆:支点:被摇肩关节中心力点:被握手臂的着力点阻力点:手臂重心和肩部肌肉阻力的合力作用点利用杠杆获得速度缩短力臂(投掷,踢球,挥拍击球)/增长阻力臂(棒球,曲棍球,链球)→使阻力点移动距离和移动速度↑训练力量增大阻力(利用沙袋、弹簧)/增长阻力臂(仰卧起坐),使该块肌肉以一定的速度克服一定的阻力矩。
人体的重心:地球对人体各部分引力合力的作用点。
人体所受的重力,严格而言是个汇交力系;但可视作平行力系当人体自然站立时,总重心的位置一般在身体正中面上第三骶椎上缘前方7cm处男子的重心高度约为身高的56%,女子约为身高的55%人体重心的变化特点:几何形状固定的物体,不管他怎样运动,其重心相对于自身的位置是不变的。
人体重心的变化方向与其运动方向一致,距离与其环节质量和运动幅度一致。
重心的性质:任何物体如果支撑在它的重心,则此物体总是处于平衡状态。
在一物体上的重力对其重心之矩应为0刚体重心位置不变人体(多骨杠杆通过关节连接而成的杠杆系统)的姿势,性别,年龄,体型结构影响重心平衡分类:稳定平衡:去除破坏平衡力的作用后可恢复平衡。
其特点是当偏离平衡位置时,重心升高,产生的重力矩使物体向平衡位置运动。
(单摆,单杠悬垂,不倒翁,鞍马分腿骑乘)有限度的稳定平衡:去除破坏平衡力的作用后仅能在有限的范围内恢复平衡。
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。
不稳定平衡:去除破坏平衡力的作用后不可恢复平衡。
其特点是偏离平衡位置时,重心降低,产生的重力矩使物体继续倾倒。
仅在下支撑平衡动作出现。
(站立,手倒立,走钢丝)随遇平衡:不管什么位置下都能平衡。
其特点是偏离原来位置时,重心高度不变,不产生使物体位置移动的重力矩。
(平面上的均质球)影响稳定因素:稳定角(φ):重力线与重心到支撑面边缘连线的夹角。
(大,稳)重心高低(低,稳)支撑面大小(大,稳)质量(大,稳)摩擦力(大,稳)第四章步长:在行走时,左右足跟(或趾尖)间的距离。
步周长(周期跨距):同侧足跟(或趾尖)两次着地点间的距离。
当左、右下肢跨步时,若步长完全相等时,则步周长即为步长的两倍。
步态周期:在行走时,一侧足跟着地至该足跟再次着地。
行走时的力学模型人体下肢简化为具有五个自由度的系统:髋关节的上下移动髋关节的前后移动大腿的绝对摆动 小腿相对于大腿的摆动脚相对于小腿的摆动步态实验测试意义:取得生理和几何数据,人工关节和假肢设计依据,分析关节受力的要素,分析诸关节病理机制的基础,步态曲线图是对关节疾患的严重程度和治疗效果评定的较精确的客观指标,促使有关工作及设备发展,在人类学,体育运动学,宇航学的研究中有一定参考价值,指导康复训练第五章运动型式:平行移动(平动),定轴转动(转动),平面运动,定点运动,一般运动平动:运动过程中,刚体内各点的轨迹形状相同又相互平行,且在同一瞬时,所有各点具有相同的位移、速度和加速度的运动(自由度=3,eg:高坡下滑,空中跳跃动作)定轴转动:物体绕某一固定轴的旋转成为定轴转动(自由度=3,eg:单杠回旋)平面运动:刚体内各点始终与某一固定平面之间的距离保持不变,它可看为平动与转动的合成(自由度=3,eg走,跑,前空翻跳水)定点运动:刚体绕某一固定点的运动(自由度= 3,用描述轴的方向的ψ(第一欧拉角:进动角),ф(第二欧拉角:自转角),和轴线的转角ψ(第三欧拉角:方位角)描述。
Eg:陀螺体运动)一般运动:可看作为随基点的平动和绕基点的转动的合成(自由度= 6)定轴转动:eg:芭蕾,花滑运动特点:物体上除转动轴以外的各点都分别在垂直转动轴的各平面内绕此直线做圆周运动脊柱:自由度=3,屈伸,左右侧屈,回旋颈椎:侧屈:35°~45°回旋:45°~50°腰椎:侧屈:20°回旋:5°角位移:力学计算中常用弧度(rad)作为角位移单位角速度:物体在单位时间内转过的角度单位:弧度/秒线速度:质点绕一点转动或一物体绕某轴转动时,质点或物体上各点的速度单位:米/秒合成运动:运动独立性原理:分运动之间互不相干合运动与分运动的等时性。
分:绝对运动相对运动牵连运动瞬心:在一般情况下,物体做平面运动时,则在每一瞬间在它的平面(延展部分)都存在一绝对速度为0的点,这个点就称为平面图形在该瞬时的瞬时速度中心第六章构件:要求构件有足够强度,刚度,稳定性载荷:动(eg:撑杆跳),静(eg:静止状态的体重)应力:单位面积上的内力合力基本变形:拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转应力应变:结构内的形变以适应外加的负荷泊松比:变形系数拉伸时的机械性质:弹性阶段OA若载荷卸去,变形立即全部恢复,为弹性变形。
弹性极限σ e:表示材料只产生弹性变形的的最大应力,超过此值,去除外力后,将留有残余变形。
应力与变形成正比= �∙其中E为弹性模量,E越大,越不易变形屈服阶段BC材料的屈服:材料对于变形的抵抗力逐渐减弱,到了曲线上出现几乎与横坐标轴平等的一小段,这时变形继续增长而应力并不增加。
材料好像失去了对变形的控制能力,这种现象叫屈服。
(骨骼没有明显的屈服阶段)载荷不变,变形不断增加,载荷卸去,变形不能恢复(塑性变形)屈服极限σs:屈服阶段的应力,表示材料进入塑性变形强化阶段CD特征:载荷增加,使试件继续变形,试件横向尺寸明显缩小,为塑性变形。
强度极限σb:强化阶段最高点的应力,表示材料最大的抵抗能力,衡量材料强度的另一个重要指标。
(颈缩现象开始)颈缩阶段DE特征:试件局部显著变细,截面显著缩小,载荷反而减小。
延伸率(或伸长率δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。
断面收缩率(Φ):材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比塑性指标,衡量材料是否是塑性材料。
>5%是塑性,否则脆性骨为粘弹性材料有机物(胶原纤维)——弹性无机物(钙和磷)——硬度骨内有机物与无机物的比例与年龄有关,年龄大脆性大。
骨对纵向(平行)压缩抵抗力强,耐冲击力和持续力差决定骨强度的因素:骨密质的结构;骨松质、骨小梁的排列;骨本身的形态构造;骨的化学成分;骨的相对位置及连接方式骨力学特点:骨骼是一个典型的力学体系,骨骼有自动反馈控制的特点,骨骼力学性能有一定变异性,骨骼力学体系处于平衡状态以适应人体的任何体位力线:上肢:肱骨头的中心,桡骨头和尺骨头应当在在一直线上下肢:髂前上脊,髌骨中心,蹄趾与第一二趾蹼间(踝关节中心)三点应该在一条直线上脊柱:走行于耳廓和股骨头之间。
该线穿过颈椎中部、胸椎前方,然后再通过腰椎中部止于股骨头。