运动生物力学

运动生物力学

1、什么是生物力学？

生物力学是门涉及施力在人体上的内部和外部力以及这些力产生效应的科学。

2、运动生物力学：是以机能解剖学，运动生理学和力学的理论与方法，研究人体运动器系的生物力学特性，人体运动动作的力学规律以及运动器械力学规律的科学。

3、运动生物力学的学科任务

研究人体结构与运动功能的关系

人体运动器系由骨关节和肌肉组成

硬件--骨骼为杠杆，关节为枢纽，，肌肉收缩为动力

软件--中枢神经系统

最大的肌肉输出功率--最适的肌肉长度，最佳的收缩速度，适当拉长后收缩

研究人体运动技术的规律

动作技术的基础规律

个体技术动作原理

建立先进的动作技术原理

研究人体运动技术的最佳化

优秀运动员一个性化技术的生物力学诊断，分析和评价

设计与改进运动器材

有效避免运动损伤，提高运动成绩

研究运动损伤的力学原因

研究运动损伤发生的机制

运动损伤检测与研究方法

4、运动生物力学的发展趋势

基础研究

运动器系的生物力学机理

肌电和肌力关系

神经肌肉控制和反馈

应用研究

运动生物力学诊断（技术分析）

肌群的工作特点

运动技术的仿真和技术动作创新研究

5、运动的形成

1平移（直线平移）（曲线平移）（非线性平移）

2旋转(内轴的角向运动)（外轴的角向运动）

3平移+旋转（综合运动）

6.动作结构

运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的方式或顺序

7.运动学特征

空间形态（几何关系）

动作随时间的变化(动作的性质)

动作时间和空间相互作用的规律性

8、动力学特征

1动作的发生和变化的原因--力

2力的相互作用和能量相互作用的规律性

9.运动学特征（动作形式）

空间特征：人体在完成运动动作时人体各环节随时间变化所产生的空间位置改变状况，不同动作人体各部分的运动轨迹不同

时间特征：不同动作的开始时间与结束时间，动作的持续时间以及各阶段所占比例不同.

时空特征：人体完成运动动作时人体位置变化的快慢.

10.动力学特征（动作中的力）

惯性特征：人体运动中人的整体环节以及运动器械的质量转动惯量对运动动作所具有的影响.

力的特征：动作结构的力的特征决定了其他特征的表现方式

能量特征：人体运动时完成的功能和功率方面表现形式

11.动作系统：大量单一动作按一定规律组成为成套的技术动作，这些成套的技术动作叫动作系统

有目的的运动行为，最合理的动作

12.动作系统分类及特点

1、周期动作系统

A反复性和连贯性

B节律性

C交互性

D惯性作用

2、非周期性动作结合动作系统

A独立性

B复杂性和稳定性

3.混合性动作系统

A制约性

B风险性

4.不固定动作系统

A复杂性

B多变性

13.人体动作系统信息反馈和人体自控规律

人体在完成体育动作系统的过程中，借助于大脑中枢神经系统传递动作的信号或信息，并且有目的的对动作系统进行实施控制。该控制过程发生在人体内部，并且受控于人体本身，故称自控体系。

14.信息结构

1.感受结构

2.心理结构

3.效应结构

15.人体惯性参数特征量

1.质量

2.重量

3.人体质心

4.环节质心

5.转动惯量

6.回转半径

16.人体惯性参数特征

1、人体重心位置

1.性别

2.年纪

3.运动

4.体型

5.姿势

6.生理与心理

2、人体转动惯量

变换转动轴改变姿势

17.力系平衡的充分必要条件是

作用与人体或器械的合力为0

作用于人体器械的合力距为0

18.力矩：指作用力使物体转动轴或支点转动的趋向，转动力矩又称转矩或扭矩能使物体改变共旋转运动力矩等于径向矢量（转动轴到着力点的距离）与作用力的乘积。

19.平衡力类型

1.共点共线力系平衡（拔河）

2.平面汇交力系平衡（举重）

3.空间一般力系平衡

20.人体平衡的类型

1.根据人体重心和支撑点的位置关系

上支撑平衡下支撑平衡混合支撑平衡

2.根据平衡的稳定程度

稳定平衡有限稳平衡不稳定平衡和随遇平衡

21.影响人体稳定性因素

支持面大小

重心高度

稳定角

稳定系数K=稳定力矩除以倾倒力矩

22.人体平衡的特点

1.人体不能绝对静止

2.人体形状（体操运动员落地）

3.人体内力起重要作用（收倒立）

4.心理因素的影响（视觉平衡大脑中枢肌紧张）

23.矢量.标量

矢量有大小有方向

标量有大小无方向

24.角距离

由一定点到两物体之间所量度夹角度

25.角位移：人体整体或环节绕某轴转动时过的角度

26.切向分量与径向分量

27.人体力学系统的内力

肌肉张力韧力组织粘滞力关节约束力

内力不能改变人体重心的运动状态

28.体育运动中的主要外力

1.重力

2.支撑反作用力

3.弹力

4.摩擦力（静、滑动、滚动滑擦力）

5.流体作用力6、向心力

29.牛顿定律及共在先性运动中的应用

1.惯性在运动中的体现

短跑运动员到达终点人体单杠上的摆动

2.运动中惯性的利用

举重提铃游泳蹬壁滑冰撑杆跳蹬动作连贯性的要求

推铅球到达终点身体后倾

3.物体的加速度与合外力成正比与物体的质量成反比

4.相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反。在同一条直线上。

30.功能：因物体本身运动而具有的能量.

1.平动动能

2.转动动能

31.体育运动中的功能转换

1.做功增加能量

投掷超越器械

2.做功减少（吸收能量）

抓住控制飞行的球落地缓冲动作

3.机械能转换

运动员跳台跳水--重力势能转变成动能

32.动量：是与物体质量和速度相关的物理量

33.冲量：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做力对这个物体的冲量。