《人体运动学》第一章 总论(运动学、动力学基础)

体阻力 2.内力：肌肉拉力、各组织器官间的被动阻
力、各内脏器官的摩擦力、内脏器官和固定装置 间的阻力等。 （二）牛顿定律
1.牛一 2.牛二 3.牛三
（三）功与能 1.功：作用力与受力点沿力的方向上的位移
的乘积。 2.功率：是描述力对物体做功快慢的物理量，
它等于力在单位时间内对物体所做的功。 3.动能 动能物定体理所：做末的态功的Ek动 12能mv与2 初态动能的差等于
4. 保守力与非保守力：重力、弹性力、万
5.势能
重力势E能pG mgh
E pk
弹性势能

1 2
kx2
6.机械能：动能和势能之和
7.功能原理：系统的外力做功与系统内部非保 守力做功的总和等于系统总的机械能的改变。
8.机械能守恒定律：
如果系统的外力做功等于零，并且系统内 部没有非保守力做功，则系统的总机械能将不 随系统状态的改变而改变。这就是机械能守恒
t0 t
3．角加速度：指单位时间内角速度的变化量。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu0 t
4．转动惯量：转动惯量的大小不仅与物体的质
量有关，还与质量的分布及转轴的位置有关。 （1）对于质量为m的质点，如果它离转轴的
垂直距离为r，那么，这个质点对该转轴的转动 惯量为I=mr2
在研究人体转动问题时，转动惯量是一个必测的基本参数。
运动学描写的基本知识
（一）模型： 质点、刚体 、连续介质
（二）参考系 惯性参考系、非惯性参考系
（三）坐标系 直角坐标系（常用）、极坐标系、柱坐标系或 球面坐标系
（四）运动分类 1.直线运动和曲线运动
第三节 动力学基础
1
经典力学基础
2
转动力学
经典力学基础
（一）相关概念 1.外力：重力、支撑反作用力、摩擦力、流
第一章 总论
内容
第一节 人体运动学基础与概念 第二节 运动学基础 第三节 动力学基础 第四节 静力学平衡 第五节 生物力学基础 第六节 人体运动的能量代谢 第七节 人体运动的效果评价
第二节 运动学基础
1
运动学基本概念
2
运动学描写的基本知识
运动学基本概念
（一）物理量 标量、矢量、张量
（二）运动学描写常见的物理量 时刻、时间 位置、位移、路程、轨迹
（四）动量与冲量 1．动量：P=m·v 2．冲量：I=F·t 3．动量定理：I=P2-P1 4. 动量守恒定律：p1=p2
转动力学
（一）转动的运动学和动力学参量 1.角位移：人体整体或环节围绕某个轴转动 时转过的角度。
描写刚体转动的角位移
2．角速度：人体/肢体在单位时间内转过的角度。
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刚体在合外力矩的作用下，所获得的 转动角加速度的大小与合外力矩的大小 成正比，与转动惯量成反比，方向与合 外力矩的方向相同。即：
（三）肢体的转动运动
人的肢体在运动时，大多是围绕关节 轴的转动。当肌力矩大于阻力矩时，肢体 向肌拉力的方向转动；当阻力矩大于肌力 矩时，肢体向阻力方向转动；当肌力矩等 于阻力矩时，肢体平衡，肌肉作静态的等 长收缩。
汉纳范人体模型
然后，根据这些特殊形状的刚体，计算各部件的转动惯量，再求和，即： I=I1+I2+……+ I15
5．动量矩
转动惯量与转动的加速度的乘积，叫动 量矩。
反映了刚体的转动状态。
冲量矩是力矩和时间得乘积，表示外力 矩对转动物体作用于时间上的积累效应。
（二）刚体转动定律：
刚体转动状态改变的原因是刚体受 到力矩的作用。转动定律指刚体绕固定 轴转动时，转动惯量与角加速度的积等 于作用在刚体上的合外力矩。