运动生物力学学科概述教学内容

研究人体结构与运动功能间的关系
研究人体运动器系的生物力学特 性，以及人体基本活动形式的特 征是运动生物力学理论研究的基 本任务。
研究人体技术动作的规律
运动技术规律是指完成某项动作 技术的具有共性特点的一般规律 通过对优秀运动员的技术分析， 运用生物力学原理，提炼合理的 动作结构，指导运动训练。
研究运动技术的最佳化
苏联现代生物力学的奠基人谢切 诺夫在著作《人体功能运动概论 》中提出“人体运动装置的结构 是骨杠杆，产生杠杆运动的是肌 肉张力及其神经支配”。
❖20世纪30年代英国生理学家希 尔(Hill)测量了肌肉收缩张力与速 度的关系, 建立了希尔方程。希 尔关于肌肉收缩的经典性工作,奠 定了肌肉力学的理论基础。
第二节 运动生物力学 学科特征
研究对象的复杂性 研究方法的综合性 测量技术的先进性 研究内容的实践性
一、研究对象的复杂性
人体是个开放的系统 人体机械运动的表现方式 人体机械运动的特点
二、研究方法的综合性
多学科的交叉融合决定了其研究方 法的综合性 以牛顿力学方法体系为主，同时受 人体参数的拒测性、人体动作的随 机性和人体功能的代偿性制约。
源自文库
二、运动生物力学学科的形成时期
采用高速摄影机记录和分析动作 的运动学参数；采用三维测力台 和动态应变仪记录和分析动力学 参数；利用肌电图记录肌肉电活 动，分析和评价肌肉的功能；利 用γ射线扫描技术和CT技术测定 活体的环节质量和质心位置。
1967年国际体育和教育理事会 召开的第一届国际生物力学讨论 会标志此学科的形成，每两年开 展一次。
公元前384-前322年，古希腊“ 运动学之父”Aristotles开始认 识人体重心的作用和杠杆原理。
公元130-200年医生克·盖仑证 实了脑发出冲动，使肌肉紧张而 产生关节运动，并区别了原动肌 和对抗肌，首先使用了动关节与 不动关节的机能解剖学术语。
达芬奇指出“一切能够运动的活 体都遵循力学的定律而行动”， 并叙述了站立、上坡和下坡、坐 姿起立和跳跃等身体运动的力学 原理。
应用研究
对优秀运动员各项动作技术的技术分析 运动技术的最佳化 测量分析技术在训练中的应用 运动过程中各肌群（原动肌、对抗肌）的
工作特点 运动器系损伤的力学机制及物理康复手段 设计和改进运动装备
方法学及测试手段的研究
运动图像高速摄像、摄影采集和分析技术 肌电、肌力测量和分析技术 遥测技术 测量参数数字化过程的分析和计算机辅助
梅布里奇杰出贡献奖的设立
用24只固定照相机拍摄一匹马奔 跑状态并测量马的步长和四足腾 空现象，其后又拍摄人的走和跑 等基本动作连续照片。 1901年，发表《运动中的人体 的图像集》。奠定了运动生物力 学参数摄影分析测量的方法基础
人体惯性参数的测量
• 20世纪初德国解剖学家菲舍尔 (Fischer)采用尸体解剖测量了人 体环节惯性参数,基于此建立了人 体质量分布模型, 奠定了人体运 动定量分析的基础。
第一章 运动生物力学学科概述
内容提要
介绍运动生物力学的学科演变 阐述本学科特性 提出本学科任务 描述本学科展望
第一节 运动生物力学学科演变
运动生物力学是一门比较年轻的交 叉学科，其理论和方法基本借助于 力学、数学、解剖学和生理学等基 础学科。
从学科演变的历史考察，大致可分 为三个时期。
一、运动生物力学学科的萌芽时期
我国第一次参加是在1981年日 本名古屋召开的第八届讨论会上 。
三、运动生物力学学科的发展时期
时间：20世纪90年代后 特征： 1.研究方法系统化 2.测量仪器电子化 3.分析技术数字化
研究方法、测量、分析技术方面
高速数字解析技术取代摄影解析 测力台从合力测量到分布测量， 逐步精细化 肌电测量从单一的有创测量向多 肌肉、无创表电极和遥测发展
为运动选材提供生物力学参数
肌纤维类型、关节运动幅度、小 腿肌腱和韧带长度以及人体结构 比例，是判断运动员所适合项目 的依据。
第四节 运动生物力学的发展趋势
基础研究 应用研究 方法学及测试手段的研究
基础研究
研究走、跑、跳、投等基本体育动作的生 物力学原理
研究人体运动器系的生物力学机理 研究肌电与肌力关系及肌电对肌力的评价
三、测量技术的先进性
高速影像系统获取运动学参数，应用三 维测力系统获取动力学参数，采用肌电 图法记录肌肉产生的电信号等。
李建设,王立平.足底压力测量技术在生物力学研究中的 应用与进展[J]北京体育大学学报，2005，28（2）： 191-193 试论运动技术诊断方法学的发展特征，体育科学研究 ，2005年第1期 肌电测量技术的应用，中国临床康复，2006年第41期
测量技术
总的趋势
发展方向：系统综合和微型微观 永恒主题：方法和技术的研究创新
伽利略的学生阿·鲍里利将人体 在空间的主动位移动作分三种。
蹬离支点（走、跑、跳）、推离 它体（游泳）、拉引（攀岩）
著《论动物的运动》，被誉“现 代运动解剖学和生物力学之父”
生物电的发现
伽伐尼发现电刺激可引起肌肉收 缩，完成论文《论肌肉运动中的 电力》。 1841年莱芒德确定了肌电测量 方法，肌电图仪的发明、肌电测 量与分析已广泛用于肌肉工作及 功能的评价。
四、研究内容的实践性
对动作技术作出生物力学诊断 对特殊人群进行健康促进和健身 指导 设计和改进运动装备 预防损伤和功能康复方面
第三节 运动生物力学学科任务
➢ 研究人体结构与运动功能之间的相互关系 ➢ 研究人体技术动作的规律 ➢ 研究运动技术的最佳化 ➢ 研究、设计和改进运动器械 ➢ 研究运动损伤的原因和预防措施 ➢ 为运动选材提供生物力学参数
运动技术规律是共性的东西，而 最佳运动技术是个性特征。 它是高水平运动员提高运动成绩 的重要辅助手段。
研究、设计和改进运动器械
为提高运动成绩提供条件 如：刘翔征战雅典奥运会时的跑鞋
撑杆跳项目的撑杆 泳衣 水立方
研究运动损伤的原因和预防措施
确立合理的技术动作防止运动器 系损伤 损伤后，选择合理的生物力学康 复手段 如：教材所述（掷标枪）