运动生物力学教学实验

运动生物力学教学实验

Experiment of Sports Biomechanics

第一节实验须知（Notice of Experiment）

一、实验课目的（Purpose）

运动生物力学教学实验的目的在于通过实验使学生掌握运动生物力学教学实验的基本操作技术，以及反映人体运动技术动作运动生物力学特征测试与评定。初步掌握获得运动生物力学知识的科学方法，验证运动生物力学的基本理论。培养学生辩证唯物主义的观点，求实的科学态度和正确的思维方法，以及对事物具有客观地观察、比较、分析和综合的能力，从而为科学地组织体育教学、指导体育锻炼与训练，以及进行体育科学研究奠定基础。

二、实验课要求（Requirement）

1、实验前认真阅读实验指导，了解实验目的、要求、原理、步骤和操作

程序。

2、严格遵守实验室有关规定。

3、按实验步骤操作。

4、仪器使用要严格按操作规程进行，如有仪器故障或损坏，及时报告实

验教师，不得自行修理和拆卸。

5、爱护实验仪器设备，注意安全。

6、分工合作，各项工作轮流担任，认真做好实验记录。

7、实验后整理仪器设备，打扫卫生，关闭电源。

8、认真整理实验记录，做出实验结论，写出实验报告。

三、实验报告的内容和要求（Content and requirement of Report）

1、实验报告（Report of experiment ）

◇实验名称、姓名、年级、班级和实验日期

◇实验目的

◇实验原理

◇实验仪器设备

◇实验方法与步骤

◇实验结果

◇讨论和结论

根据已知的理论讨论分析实验结果，并指出实验结果的省区力学意义。

实验结论是从实验结果中归纳出的一般的概括性的判断，即是某一实验所能验证的基本概念、原理或理论的简明总结。

四、说明（Introduction）

由于我院的实验条件尚不健全，部分实验暂时不能开设，有的实验采用其他更加简单的方法所取代。但是我们正在积极努力改善实验条件，争取在短时间内建立健全运动生物力学实验室和相应的实验设备和仪器，以保证运动生物力学的教学与科研的正常进行，提高教学与科研的质量，完成教学任务。

第二节实验内容（content of experiment）

实验一人体一维重心测量

实验目的（purpose）：学习用一维重心测量板测定人体重心的实验方法。分析影响人体重心位置的因素

实验原理（principle）：依据静力学的力矩平衡原理进行人体重心位置的测定。（见图9-1）

测定公式：∑ M A = 0

W·AD－（M－M0）·AB = 0

AD = M－M0·AB

W

AD为被试标准站立姿势时的总重心的绝对高度，为了便于比较可计算人体重心的相对高度计算公式为：重心相对高度= 重心绝对高度/ 身高×100%

图9-1

实验仪器与材料（instrument and material）：体重秤、一维重心测量板、身高仪。

方法与步骤（method and step）：

1、学生两人一组。

2、赤足测量每人的身高、体重。

3、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数并记录诶

表中，然后被试者两臂平举和两臂上举，记录体重秤的读数。

4、依据上述原理和测量数据结果，分别计算出不同姿势的重心高度和标准解剖

位的相对高度。

5、根据测量结果写出实验报告。

实验二分析法、图解法测定人体重心

第三章

实验目的（purpose）：学习运用分析法和图解法在运动图片上计算人体重心的方法和原理，深入了解影片解析仪上计算人体重心的基本原理和方法。

实验原理（principle）：分析法测定人体重心是以合力矩原理为依据，选定的人体模型，依据所确定的模型提供的参数，分别计算出各环节重心，然后相对确定的直角坐标系的坐标轴进行力矩合成。公式如下：n n

∑ PiXci ∑ PiYci

Xc = i=1 Yc=i=1

P P

式中Xc、Yc是人体总重心在坐标系OXY中的相应坐标值，Xci、Yci人体各环节在同一参考坐标系中的相应坐标值，Pi是各环节的重量，n是计算总重心坐标

时所取的环节总数，P是人体总重量，若把P看成1，则Pi为相对重量，那么，公式可以简化为：n n

Xc = ∑ PiXci Yc= ∑ PiYci

i=1 i=1

实验仪器与材料（instrument and material）：运动技术图片一张、直尺、坐标纸。

实验方法与步骤（method and step）：

1、建立直角坐标系

2、确定各关节重心点

3、连接关节点构成人体单线图

4、测量各环节的长度，填入预制表格内

5、根据选定的人体模型的环节半径系数，测定各环节的重心位置和坐标，填入

表内。

6、根据选定的人体模型的各环节相对重量及各环节重心坐标分别求出PiXi、

PiYi，填入表格内。

7、根据公式求出人体全部环节重心n n

∑ PiXi ∑ PiYi

i=1 i=1

即为人体总重心Xc、Yc

7、在图中标出Xc、Yc。（见图9-2）

图9-2

实验三不同跑速时步长与步频关系实验

第四章

实验目的（purpose）:通过实验,使学生加深理解速度概念的物理意义,初步掌握测定平均速率的方法.了解在不同跑速情况下的步长和步频的变化规律.

实验原理（principle）:跑速 = 步长×步频

步频 = 步数 / 时间

实验仪器与材料（instrument and material）:计时秒表，20M卷尺

实验方法与步骤（method and step）：

1同跑速时步长与步频关系图。

◇受试者以慢速、中速、快速和最高速度分4次跑完20M，在20M 始端加15M预跑距离，以便进入20M跑道后能以匀速跑完全程。

记录20M跑的时间和步数。4人为一个实验组，计时、发起跑信

号、计步数和受试各一人，轮流司职。上述结果填入下表。

填入上表。

◇绘制步长与步频关系图。根据记录采集的数据和计算结果，绘制不同跑速情况下的步长和步频关系图。

2、20M快跑。由站立式起跑开始，测定20M跑的最高速度，记录时间、