第三章第一节骨的生物力学特性

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骨骼的生物力学

骨骼模型的应用
骨骼模型在人体工程学、康复医学、假肢设计等领域有广泛应用，为相关研究和产品设计提供依据。
骨骼模型的验证与优化
通过实验数据验证模型的准确性和可靠性，并根据实际需求对模型进行优化和改进。
假肢设计的生物力学基础
假肢设计的需求分析
01
了解截肢者的功能需求和身体状况，为个性化假肢设计提供依
高精度测量技术
研发高精度、非侵入性的测量技术，用于实时监测骨骼的力
学状态和变化。
创新实验方法
发展新型实验方法，模拟人体骨骼在不同生理和病理状态下的力学行为。
数据处理与分析
建立高效的数据处理和分析方法，处理大规模的生物力学数据，挖掘其中有价值的规律和信息。
伦理与法律问题
关注骨骼生物力学研究中的伦理和法律问题，确保研究的合
据。
假肢的生物力学特性
02Байду номын сангаас
研究假肢与人体骨骼、肌肉和神经系统的相互作用机制，确保
假肢能够实现自然、舒适和高效的运动。
假肢材料与工艺
03
选择合适的材料和工艺制作假肢，确保其耐用性和功能性，同
时考虑成本和美观因素。
05
骨骼生物力学的未来发展
骨骼生物力学的跨学科研究
生物学与医学
深入研究骨骼生物力学与生物学、医学的交叉领域，探索骨骼生长、
分类
根据部位可分为颅骨、躯干骨和四肢骨。
结构
骨骼由骨皮质和骨松质组成，内部有骨髓腔和血管、神经等通道。
骨骼的生长与发育
生长
骨骼通过骨细胞不断增生和骨化，使骨骼逐渐增粗和变硬。
发育
骨骼的发育与生长激素、甲状腺激素等激素有关，同时受到遗传因素的影响。

康复医学与治疗技术(基础知识) 第3章运动学

➢ 单轴旋转：围绕一轴且发生于一平面的骨骼旋转，从功能上讲又称解剖运动。
➢ 多轴旋转：围绕多于一轴并产生多于一平面的骨骼运动，其代表了生活中大部分功能动作，又称功能运动。
➢ 正常关节的运动可产生滚动一滑动。 ➢ 无论关节表面凸或凹，滚动方向总是与成角骨运动的方向一致。
2．骨骼的线形位移
➢ 治疗面是指经过关节凹面，垂直于旋转中心与关节接触面中点连线的平面。
23个椎间盘，除C1、C2外，其他椎体间均有椎间盘。
椎间盘功能
➢保持脊柱的高度； ➢联结椎体，使椎体有一定的活动度，使椎体表面承受相同压力； ➢对纵向负荷起缓冲作用； ➢维持后方关节突间一定的距离和高度，保持椎间孔的大小； ➢维持脊柱的生理曲度。
四、骨与关节生物力学
1．骨骼旋转：分单轴旋转和多轴旋转。
2. 应力对骨生长的作用
① 骨的再生和修复：骨的增殖与再吸收过程受诸多因素的影响，如性别、年龄、某些激素水平以及所受应力等。
➢ 所有骨骼都有特定的最适宜的应力范围，所受应力过高或过低都会加速其吸收。
2. 应力对骨生长的作用
② 应力与骨折愈合：骨折后的骨愈合需形成骨痂，而形成骨痂需要应力的作用。骨的重建是骨对应力的适应过程，即骨在需要承受应力的部位生长，而在不需要的部位吸收。
➢ 骨骼的线形位移是由作用于骨骼上的外力而形成的，分为牵引、压缩和滑行。
五、骨骼肌生物力学
1．肌肉的类型
① 肌细胞分化：骨骼肌、心肌、平滑肌。 ② 运动作用：原动肌、拮抗肌、固定肌、协同肌。 ③ 肌纤维类型：I型或慢氧化型纤维，又称红肌，收缩和
舒张的时间长，比较抗疲劳。Ⅱ型纤维可分为ⅡA、 ⅡB型两种，又称白肌。
互连接组成的结构称关节。
关节

人体生物力学

向外侧
60 70 70 70 80
• 第三节人的生物力学特性
• 二、人体各部分的操纵力操纵力是指人为完成某一动作所需付出的力量（N）
人的头、躯干、肩、四肢、手掌、手指、脚掌、脚趾均可发出一定的力量（N）。力量的大小与肌肉的质量与数量有重要关系，还与施力姿势（坐、站、卧）、施力部位（手、肘、背）、施力方式（握、抱、提、推）、施力方向（向前、向上）等有密切关系。
• 第三节人的生物力学特性
• 一、《人体生物力学》一般知识分析人体结构可以发现，人体完成各种动作的运动器官，
原来是由骨骼、关节、肌肉等组成的。它们巧妙地组成一个统一体，在大脑的指挥下、在神经系统的支配和协调下，按照人的意志，完美、准确地做出各种动作。
骨的作用： ①保护壳，保护重要器官如大脑、心脏、肺、肝、胆 ②搭起人体的架子，没有骨，人就是一堆稀泥
• 操纵力是指操作者为完成某一动作所需付出的力量（N）。
• 肢体的力量来自肌肉收缩，肌肉收缩时所产生的力称为肌力。 • 在操作活动中，肢体所能发挥的力量大小除了取决人体肌肉的生理特征外，还与施力姿势、施力部位、施力方式和施力方向有密切关系（见图3-21 ）
图3-21 立姿弯臂时的力量分布
1、手的操纵力 ①坐姿：图3-22，表3-22 ②立姿：图3-23
• 第三节人的生物力学特性
• 二、人体各部分的操纵力操纵力是指人为完成某一动作所需付出的力量（N）
人的头、躯干、肩、四肢、手掌、手指、脚掌、脚趾均可发出一定的力量（N）。力量的大小与肌肉的质量与数量有重要关系，还与施力姿势（坐、站、卧）、施力部位（手、肘、背）、施力方式（握、抱、提、推）、施力方向（向前、向上）等有密切关系。

骨的生物力学

骨的生物力学01骨对外力作用的反应02骨结构的生物力学特征03运动对骨力学性能的影响04骨的运动损伤及防治目录| Contents3骨的生物力学人体运动的“硬件”是以骨骼为杠杆关节为枢纽，肌肉收缩为动力的运动系统运动系统受神经中枢“软件”的控制通过内力和外力的相互作用完成目标动作和适应外界环境变化4骨对外力作用的反应拉伸压缩弯曲剪切扭转复合载荷根据外力外力作用的不同，人体骨骼的受力可分为以下几种形式5应力作用于作用于骨的力不同其内部分别会产生相应的应力，如压应力、拉压力等应力对骨的改变、生长和吸收起着调节作用对于骨来说，存在一个最佳的应力范围6应变初始长度L 0力F形变应变=形变初始长度骨的应变是指骨在外力作用下的局部变形其大小等于骨受力后长度的变化量与原长度之比的7应变-应变曲线8骨结构的生物力学特征特征一即其力学性能对成分和结构的具有较强的依赖性特征二壳形(管形）结构（以长骨为例）特征三均匀强度分布下肢骨应力分布曲线，与骨小梁的排列十分相近9骨结构的生物力学特征10运动对骨的力学性能的影响•适宜应力对骨的力学性能的良好影响•1、体育锻炼对骨的力学性能的良好影响•2、不同运动项目对骨的力学性能的影响•3、适宜应力原则骨折的断裂形式及载荷方式骨折受拉伸载荷所致骨折受压缩载荷所致骨折受弯曲载荷所致骨折受剪切载荷所致实际情况下的骨折绝大部分是由复合载荷引起的13骨折治疗的生物力学原理充分利用生理功能状态下的力学状态去控制骨重建在治疗的过程中应遵循一条生物力学原则而不要干扰或尽量减少干扰骨应承受的力学状态常见运动性骨损伤生物力学分析剧烈运动存储能量的能力的丧失步态改变载荷失常改变应力分布加强压力复合斜行裂缝斜行骨折骨骼分离横行裂缝加强张力横行骨折疲劳骨折谢谢欣赏。

材料力学、骨的生物力学

骨密质的力学性质：
1、应力-应变关系：
应力
C
B
A
应变
上图为胫骨骨密质做拉伸试验结果的应力-应变关系示意图。B为屈服点，A-B区应力-应变成正比，反映了骨的弹性性质。B点往后发生了粘弹体性质变化。C为断裂点。
2、不同载荷作用下骨密质的特性：
（1）、拉伸：骨组织自拉伸载荷下断裂的机理主要为结合线的分离和骨单位的脱离。临床上，拉伸载荷所致的骨折通常见于松质骨：如腓骨短肌腱附着点附近的第五跖骨基底骨折。小腿三头肌的强力收缩对跟骨产生异常高的拉伸载荷所致跟踺附丽区拉脱。
粘弹性材料具有三个特点：应力松弛
应变一定，应力下降。如：橡皮筋拉长后固定，长时间后出现老化。
蠕变。
应力一定，应变变化。如：固定在两点间的绳子长时间后变松弛。
滞后。
与弹性材料应力-应变曲线的比较。
骨的生物力学
一、骨结构的生物力学特性：（一）、骨形态结构和物理化学属性对力学特性的影响： 1、骨形态结构的影响：骨按形态分为长骨、短骨、扁骨和不规则骨。
（2）、载荷形式： ①、拉伸载荷：
人体的大多数组织都承受拉伸载荷
②、压缩载荷：
人体内受压载的主要表现为骨、软骨结构
③、弯曲载荷：
人体内受压载的主要表现为骨（特别是长骨）
④、剪切载荷：
股骨颈受到剪切载荷示意图
⑤、扭转载荷：
扭转载荷示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
⑥、复合载荷：
人受到的大部分为复合载荷。
2、应变：物体在受到外力作用时，其中任意两点间的距离和任意两直线或两平面间的夹角会发生变化，他们反映了物体的尺寸和几何形状的变化，称之为变形。
线应变

第三章《骨肌肉力学特性及人体基本活动形式》

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二、在体肌收缩生物力学
▪ （一）肌肉的激活状态：肌肉兴奋时其收缩成分力学状态的变化。
▪ 肌肉进入激活状态后，收缩元兴奋产生张力，起初被串联弹性元的形变所缓冲。当串联弹性元的形变和张力进一步发展，整块肌肉的张力达到一定程度后，收缩元主动张力才能直接对肌肉起止点施力，表现出肌肉收缩力。
2
载荷——变形曲线显示出确定结构强度的三个参数：
①结构在破坏前所能承受载荷; ②结构在破坏时发生的变形； ③结构在破坏前所储存的能量
由载荷与形变所表达的强度，用极限断裂点来表示。由能量贮存所表达的强度，则一整个曲线下方的面积大小来表示。此外结构的刚度，则用弹性范围的曲线斜率来表示。
载荷——变形曲线可以用于测定大小不同、形状和性质不同物体的强度和刚度。（但必须是试件和试验条件标准化。）
▪ （2）多个模型并联而成的肌肉：各个模型受外力之和等于肌肉外力，而肌肉的变形与模型变形相等。因此，肌肉生理横断面的增加，导致收缩力的增加，但不影响其收缩速度。
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▪ （二）肌肉结构力学模型的性质 ▪ 1、肌肉张力 —— 长度特性 ▪ A→肌肉被动张力为零时,肌肉所
能达到的最大长度称为肌肉的平衡长度。 ▪ B→收缩元的张力随长度变化,表现最大张力时的长度称肌肉的静息长度,约为平衡长度的125％。 ▪ 2、Hill方程（肌肉收缩力—速度曲线） ▪ V＝b（T0－T）/（T+a）； ▪ T＝a（V0－V）/（V+b）
弹性。
当收缩元兴奋后，使肌肉具有弹性。
▪ 总张力＝主动张力＋被动张力
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▪ 2、模型的串联构成肌肉的长度；
并联构成肌肉的厚度。
▪ （1）多个模型串联而成的肌肉：每个模型受外力

第三章骨和肌肉的力学特性

第三章骨和肌肉的力学特性一、基本概念刚度强度屈服点三元件模型元静息长度肌肉松弛二、判断题1. 材料在应力作用下都会产生弹性形变和塑性形变()2. 推铅球最后用力时，手臂的推的动作中肱二头肌做退让性收缩()3. 人体骨骼承受剪切应力的能力最差()4. 被拉长的肌肉，其张力有随时间的延长而下降的的特点()5. 人体运动的速度越大，在空气或水中所受的阻力也就越大()6. 体操中的直体空翻动作比团身空翻难的原因是直体时人体转动惯最大()7. 跨栏时身体下压手臂前伸的目的是为了降低人体的重心()三、选择题1. 材料的强度是指材料抗破坏的能力，材料的刚度是指材料变形的能力。

人体的骨骼强度受种族、性别和的影响。

a) 年龄b) 运动项目c) 骨重量d) 骨长短2. 机械应力与骨组织之间存在一种生理平衡，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。

下面的描述正确的是。

a) 机械应力增加破骨细胞活跃b) 机械应力增加成骨细胞活跃c) 机械应力减小破骨的承载面减小d) 机械应力减小成骨细胞活跃3. 肌肉是蛋白质组成的活机器，其功能是把化学能转变为机械能。

我们用三元件力学模型来讨论人体肌肉活动规律。

在三元件中，主动收缩部分为。

a) 收缩元b) 串联弹性元c) 并联弹性元d) 弹性元4. 在肌肉的收缩过程中，在相同刺激下，肌肉收缩力有随肌肉长度变化的特征。

当出现最大收缩力时的长度称为肌肉的静息长度。

肌肉静息长度约为平衡常的倍。

a) 1b) 1.25c) 1.5d) 1.755. Hill方程说明了肌肉收缩时肌肉张力与收缩速度的关系,即。

a) 肌肉张力大收缩速度快b) 肌肉张力大收缩速度慢c) 肌肉张力小收缩速度慢d) 肌肉张力与收缩速成正比例关系6. 肌肉功率反映了肌肉的收缩效率。

一般女子比男子的收缩功率小，其原因是。

a) 女子的肌纤维数量男子的少b) 女子的肌力男子的小c) 女子的肌纤维收缩速度量男子的慢d) 女子的肌纤维收缩速度量男子的快7. 鞭打动作是最常见的人体运动动作，从运动生物力学的角度上讲是人体环节依次加速、制动，使人体远端环节获得极大的线速度的人体环节运动。

第三章运动系统1骨与骨联结的概述

两骨间以纤维结缔组织相连，如韧带连结、缝隙连结。
（2）.软骨连结
Cartilaginous joint
两骨间借软骨相连，如透明软骨结合纤维软骨联合
（3）.骨性结合
两骨间以骨组织连结，常由纤维连结或软骨骨化而成
2、间接连结
关节
(articulation)：滑膜关节，是骨连结的最高
分化，骨面互相分离，相对骨面间有滑液腔，周围借结缔组织相连，活动度大。
骨髓：富有血液的软组织，分红骨髓和黄骨髓，4岁前全为红骨
髓，5~7岁以后骨髓腔内骨髓被脂肪组织代替，变为黄骨髓，具有造血潜能，但骨松质网眼内骨髓终身都是红骨髓，维持血液代谢。
人出生时，红骨髓充满全身骨髓腔，随着年龄增大，脂肪细
胞增多，相当部分红骨髓被黄骨髓取代，最后几乎只有扁平骨骨髓腔中有红骨髓。此种变化可能是由于成人不需全部骨髓腔造血，部分骨髓腔造血已足够补充所需血细胞。成人的红骨髓主要分布在扁骨，不规则骨及长骨骨骺端的松质骨中，具有活跃的造血功能。当机体严重缺血时，部分黄骨髓可被红骨髓替代，骨髓的造血能力显著提高。
腰椎骨质增生：以腰3、4、5椎体最为常见。临床上常出现腰椎及腰部软组织酸痛、胀痛、僵硬与疲乏感，甚至弯腰受限。如邻近的神经根受压，可引起相应的症状，出现局部疼痛、发僵、后根神经痛、麻木等。如压迫坐骨神经可引发臀部,大腿后侧,小腿后外侧和脚的外侧面的疼痛，出现患肢剧烈麻痛、灼痛、抽痛、串痛、向整个下肢放射。
占体重60%。

骨----杠杆；骨连结----支点；骨髂肌----动力装置。功能：具有运动、支持、保护、
维持体形。体表标志：骨骼或肌肉在体表形成能摸到或看到的凸起和凹陷
一.概述

骨伤科生物力学

骨伤科生物力学骨伤科生物力学是研究人体骨骼系统在运动中的力学特性和力学变化规律的学科。

它结合了生物学和力学的原理，通过研究骨骼系统的力学行为，可以帮助医生更好地理解和治疗骨伤疾病。

一、骨骼系统的力学特性骨骼系统是人体的支撑结构，能够承受来自外部的力和负载。

骨骼系统的力学特性包括骨骼的刚度、强度和韧性。

1. 刚度：骨骼的刚度是指骨骼对外部力的抵抗能力。

刚度越大，骨骼对外力的变形程度越小。

骨骼的刚度主要由骨组织的弹性模量决定，不同骨骼部位的刚度也不同。

2. 强度：骨骼的强度是指骨骼能够承受的最大力。

强度与骨骼的结构和组织密切相关，骨骼中的骨小梁和骨小片是承受压力和拉力的主要部位，它们的数量和分布对骨骼的强度起着重要作用。

3. 韧性：骨骼的韧性是指骨骼对外部冲击或震动的抵抗能力。

韧性主要由骨骼的韧带和骨骼间负责缓冲和吸收冲击力的软骨组织共同作用。

二、生物力学在骨伤科中的应用生物力学研究的目标是通过分析骨骼系统的力学行为，为骨伤科的临床实践提供理论依据和技术支持。

1. 骨折修复：生物力学可以帮助医生了解骨折过程中骨骼的应力和应变变化，通过设计适当的外固定装置或内固定器材来促进骨折的愈合。

此外，生物力学还可以评估不同修复方法的效果，并优化治疗方案。

2. 关节置换：生物力学可以评估关节置换术的效果和潜在的机械问题，为手术方案的选择和术后康复提供指导。

通过模拟和分析关节的力学行为，可以预测人工关节的寿命和功能，进一步优化关节置换手术的效果。

3. 运动损伤预防：生物力学可以分析运动时骨骼系统的负荷分布和运动方式，帮助预防运动损伤的发生。

通过评估运动员的运动技术和姿势，可以提出相应的建议和指导，减少运动伤害的风险。

4. 功能评估和康复训练：生物力学可以通过运动分析和力学测量来评估患者的骨骼功能，并设计个性化的康复训练方案。

通过监测康复过程中的力学变化，可以及时调整康复计划，提高康复效果。

三、发展趋势和挑战随着科技的进步和研究的深入，骨伤科生物力学面临着新的机遇和挑战。

17.骨与骨骼肌的生物力学特性

复合载荷：人体髋关节的股骨颈断裂时，它是压、弯、剪
切力3种载荷的复合。又如，人体胫骨在步行状态时，在
胫骨上的载荷往往也是在变的，它也是几种载荷的复合。

骨受冲击载荷的特点：损伤的程度一方面取决于冲击载荷具有的能量大小，另一方面还取决于冲击载荷的作用时间。发现头颅骨耐冲击能力要比长骨高40％左右，其原因一方
一、离体肌肉的生物力学基础

肌肉的组织结构和生物学性质决定了肌肉的机能，肌肉机能的变化亦会对其结构产生影响。因此，对肌肉组织结构和生物学的研究是对肌肉生物力学特性的基础研究
之一，为反映肌肉的生物力学特性，建立用于描述肌肉
力学特性的模型。
肌肉的组织结构

肌肉的组织结构和生物学性质决定了肌肉的机能，肌肉机能的变化亦会对其结构产生影响。因此，对肌肉组织结构和生物学的研究是对肌肉生物力学特性的基础研究之一，为反映肌肉的生物力学特性，建立用于描述肌肉力学特性的模型。
图3-3肌节长度与等长张力关系（Gordon 1966）
并联弹性元（PEC）力——长度曲线肌肉总张力——长度曲线（A为平衡长度；B为净息长度）
2.肌肉力（F）—速（V）关系

1938年Hill的经典工作奠定了肌肉力学基础，他按照热力学定律建立了反映肌肉收缩力－速度特性的方程：
( F a) (V b) ( F0 a) b

该曲线说明：在一定的范围内，肌肉收缩产生的张力和速度大致呈反比关系；当后负荷增加到某一数值时，
张力可达到最大，但收缩速度为零，肌肉只能作等长
收缩；当后负荷为零时，张力在理论上为零，肌肉收缩速度达到最大。肌肉收缩的张力-速度关系提示，要获得收缩的较大速度，负荷必须相应减少；要克服较大阻力，即产生较大的张力，收缩速度必须缓慢。

骨、关节、肌肉的生物力学

骨、关节、肌肉的生物力学第一节骨的生物力学人体共有206块骨，其功能是对人体起支持、运动和保护的作用。

骨的外部形态和内部结构不论是从解剖学还是生物力学的角度来看，都是十分复杂的。

这种复杂性是由骨的功能适应性所决定的。

骨的功能适应性，是指对所担负工作的适应能力。

从力学观点来看，骨是理想的等强度优化结构。

它不仅在一些不变的外力环境下能表现出承受负荷（力）的优越性，而且在外力条件发生变化时，能通过内部调整，以有利的新的结构的形式来适应新的外部环境。

一、骨的生物力学特征（一）骨对外力作用的反应1．骨对简单（单纯）外力作用的反应（1）拉伸：拉伸载荷是自骨的表面向外施加相等而反向的载荷，在骨内部产生拉应力和拉应变。

例，单杠悬垂时上肢骨的受力。

（2）压缩：压缩载荷为加于骨表面的向内而反向的载荷，在骨内部产生压应力和压应变。

例，举重举起后上肢和下肢骨的受力。

（3）弯曲：使骨沿其轴线发生弯曲的载荷称为弯曲载荷。

在弯曲负荷下，骨骼内不同时产生拉应力（凸侧）和压应力（凹侧）。

在最外侧，拉应力和压应力最大，向内逐渐减小，在应力为零的交界处会出现一个不受力作用的“中性轴“。

例，负重弯举（杠铃）时前臂的受力。

（4）剪切：标准的剪切载荷是一对大小相等，方向相反，作用线相距很近的力的作用，有使骨发生错动（剪切）的趋势（图3-1），在骨骼内部的剪切面产生剪应力。

例，人体运动小腿制动时，股骨髁在胫骨平台上的滑动产生剪应力。

（5）扭转：骨骼受到外力偶的作用而受到的载荷，在骨的内部产生剪应力。

例，掷铁饼出手时支撑腿的受力。

2．骨对复合（实际）外力作用的反应在人体运动中，受到纯粹的上述某一种载荷的情况很少见，大量出现的是复合载荷。

复合载荷即是同时受到上述两个或两个以上的载荷作用（分别以人行走和小跑时成人胫骨前内侧面的应力为例）。

（二）骨结构的生物力学特征骨的结构被广泛认为通过进化过程得到了最优化的设计：即在特定的载荷环境下得到重量最轻的结构。

《运动生物力学》课程教学大纲

三、教学目的与要求向学生传授体育运动中人体（包括器械）运动的基本原理和基本知识。

其中重点掌握运动生物力学数据的采集方法和基本仪器的使用方法，以及从运动生物力学数据中解读运动技术信息的知识，培养学生科学思维和动手操作的技能。

（一）通过教学对学生进政治思想、品德教育，树立辩证唯物主义观念。

为今后从事体育教育与训练工作做好准备。

（二）掌握运动生物力学基本知识，正确分析简单动作技术的力学原理。

（三）掌握一定的运动生物力学研究方法，培养学生应用本学科基本理论和技能的能力。

（四）掌握运动生物方法力学研究方法中的一些基本测量手段及其方法的原理。

（五）本课程的教学目标是使学生初步掌握运动中人体、器械运动的一般规律及人体运动器官的力学特性，能应用生物力学的原理和方法分析教学和训练中的具体问题。

四、教学内容纲要第一章运动生物力学概论目的要求：了解本学科概况，明确学习本课程目的任务及要求。

教学内容：一、运动生物力学概念二、运动生物力学的内容与任务三、运动生物力学的应用四、运动生物力学的前景与发展第二章人体运动实用力学基础目的要求：掌握人体运动实用力学的基础知识，能对人体运动或运动器械的运动进行简单力学分析。

教学内容：第一节人体运动的运动学一、运动的相对性及参考系二、人体运动的形式三、人体运动的速度和加速度四、人体运动的合成与分解五、人体和器械的斜抛运动六、运动学量的特性第二节人体运动的动力学一、人体运动中的力二、牛顿力学基本定理及其在体育运动中的应用三、动量定理、动量守恒定律及其在体育运动中的应用四、人体运动中的功能关系第三节人体运动中的静力学一、人体平衡二、人体重心位置及测量三、人体重心第四节人体运动的转动力学一、体育运动中人体转动动作的类型二、转动运动学三、转动动力学四、支撑状态下的人体转动动作五、人体在无支撑状态下的转动动作六、转动动作在体育中的应用第五节人体运动中的流体力学一、流体力学的基本知识及其在体育运动中的体现二、流体对运动人体的影响三、流体对运动器械的影响第三章骨、肌肉力学特征及人体基本运动形式目的要求：初步掌握人体运动器官的力学特征及人体基本活动形式及人体基本运动原理。

骨组织的生物力学

至骨胶原间隙区域内形成的鳌合物。
（二）影响骨钙化的因素影响骨钙化的主要因素有： 1．胶原骨胶原含有丝氨酸和甘氨酸，大量的丝氨酸以磷酸丝氨酸盐的形式存在，在胶原基质的纤维上、纤维内与钙离子结合或与磷离子结合，形成羟磷灰石结晶。 2．粘多糖类粘多糖是大分子的蛋白多糖类物质，这种蛋白多糖复合物和钙化作用有关。酸性蛋白多糖的游离阴离子可选择性结合钙离子，减少羟磷灰石结晶的形成，从而抑制钙化作用。当蛋白多糖被酶分解后，即可解除该抑制作用。 3．基质小泡是由成骨细胞向类骨质中所释放的小泡，泡内含钙、小的骨盐结晶和钙结合蛋白。基质小泡是使类骨质钙化的重要结构。基质小泡出现时，可增加磷酸钙的沉淀。基质小泡中所含的各种酶可通过多种途径促进软骨钙化。
（二）骨的形状根据骨的外部形状，一般将其分为长骨、短骨、扁骨、不规则骨四种。
二、骨的结构（一）器官水平的骨结构
在器官水平的基础上可将骨分为骨膜、骨质、关节面软骨、骨髓及血管、神经等。
骨的结构
1.骨膜分骨外膜与骨内膜。 1）骨外膜：覆盖于除关节面外的骨外表面。
富有血管、神经及淋巴管，对骨的营养、新生及感觉有重要意义。膜内有成骨细胞，其细胞在幼年期非常活跃，进行分裂繁殖，可分化为成骨细胞直接参与骨的生成。到成年期转为静止状态，但能终生保持分化能力。当发生骨的
骨非胶原蛋白包括骨钙素、骨结合素、骨涎蛋白、骨磷蛋白和少量粘蛋白。骨非胶原蛋白可影响基质结构、骨钙化和骨细胞的功能。其他：骨基质中还含可能影响骨细胞功能的生长因子如 β-转化生长因子簇(FGFs-β)、胰岛素样生长因子Ⅰ和 Ⅱ(IGF-Ⅰ和 IGF-Ⅱ)、骨形成蛋白(BMP)、血小板源性生长因子(PDGF)、白介素-1和6(IL-1和IL-6)和集落刺激因子 (CSF)等。