运动生物力学总复习资料(共9页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上1. 生物力学：是研究活体系统机械运动规律的科学2. 运动生物力学：是研究体育运动中人体机械运动规律的科学3. 动作技术原理：是指完成某项动作技术的基本规律，它适用于任何人，不考虑运动员的性别、体型、运动素质的发展水平和心理素质等的个体差异，是具有共性特点的一般规律。4. 最佳动作技术：是考虑了个人的身体形态、机能、心理素质和训练水平来应用一般技术原理，以达到最理想的运动成绩，即它既具有共性，也具有个性特征的运动技术5. 运动生物力学的任务：1. 研究运动员身体结构和机能的生物力学特征，为运动员选材提供理论依据 2. 研究各项动作技术确立，动作技术原理，建立动作技术模

2、式来指导教学和训练 3结合运动员个人的身体形态、机能和运动素质等的特点，研究适合个人的最佳动作技术方案和进行动作技术诊断 4.探索预防运动创伤和康复手段的力学依据 5.设计和改进运动器械 6.为改进训练方法提供依据注：运动生物力学的发展简史（第6到10页）要看看6. 质点：具有质量，但可忽略其大小、形状和内部结构而视为几何点的物体7. 刚体：由相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体8. 运动的相对性：物体的运动取决于参考物体选取的性质叫做运动的相对性9. 参考系：描述物体运动时选作为参考的物体或物体群叫做参考系（或参照系） 坐标系：指设置在参考系上数轴，是参考系的数学抽象，它在性质上起着

3、参考系的作用，而在数量上又能精确描述 坐标系三要素：参照原点 ，参照方向 ，参照单位10. 惯性参考系：把相对于地球静止的物体或相对于地球做匀速直线运动的物体作为参考标准的参考系叫做惯性参考系，又称为静坐标或静系11. 非惯性参考系：把相对于地球做变速运动的物体作为参考标准的参考系叫做非惯性参考系，又叫动参考系或动系12.把人体简化为质点，按质点运动的轨迹可分为直线运动和曲线运动 13.直线运动分为匀速直线运动和变速直线运动 曲线运动分为圆周运动和斜抛物体运动14. .按机械运动的形式可将人体运动分为平动、转动和复合运动（把人体简化为刚体）15.质点的绝对运动：运动着的质点（动点）相对于静参考

4、系的运动 相对运动：动点相对于动参考系的运动 牵连运动：动参考系相对于静参考系的运动16.运动的描述方法：在运动生物力学中，对运动的描述采用运动方程、图像法和表格法17.运动学量的特征：（一）瞬时性 （二）矢量性 （三）相对性 （四）独立性18. 独立性是指物体在空间运动时，在各个方向上独立保持自己运动的性质1. 力的三要素：影响力的作用效应的因素有力的大小、方向和作用点2. 人体运动的内力和外力区别：若将人体看作一个力学系统，那么人体内部各部分相互作用的力称为人体内力 如果把人体看成一个力学系统，那么来自人体外界作用于人体的力称为人体外力3. 牛顿运动定律及其应用4. 动态支撑反作用力大于体

5、重，称超重现象5. 动态支撑反作用力小于体重，称失重现象6. 动量定理在体育运动中的运用（7072页）1. 力偶：大小相等、方向相反、作用线互相平行但不重合的两个力作用在物体上，物体同样会产生转动，这一对力称为力偶2. 力偶矩：力与力偶臂的乘积称为力偶矩3. 力的平移原理（了解）4. 平衡的力学条件：当物体保持平衡时，作用在物体上的一切外力相互平衡，也就是物体所受合外力为零，所受合外力矩为零5. 下支撑静力性动作稳定性的判定：（1）支撑面 （2）重心的高低 （3）稳定角 （4）平衡角 （5）稳定系数6. 平衡动作的定性分析：1.根据平衡物体重心于支撑点的位置关系，平衡种类可分为：（1）上支撑平

6、衡：支撑点在重心上方的平衡（2）下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡 2.平衡物体受到外力作用偏离其平衡位置时，根据物体保持其平衡的可能性分为：（1）稳定平衡 （2）不稳定平衡 （3）有限度的稳定平衡7. 人体平衡的特点：（1）人体不能处于绝对静止的状态 （2）人体内力在维持平衡中的作用 (3)人体的补偿动作 （4）人体具有自我控制、调节和恢复平衡的能力 （5）人体的平衡受心理因素的影响 （6）人体的平衡动作消耗肌肉的生理能8. 体重心的位置：据测定，站立时，人体重心一般在身体正中面上第三骶椎上缘前方7厘米处9. 响重心的因素：性别、年龄、体型、生理活动、专项10 人体运动过程移动规律：做大幅度

7、的体前屈动作或体操“桥”动作时，人体重心可以移出体外，重心移动的方向总是与环节移动方向一致，并且重心移动的幅度取决于环节移动的幅度，环节运动的幅度大，重心移动的幅度也大；并且其环节质量愈大，则重心移动幅度愈大11.转动惯量：是描述物体转动时保持原来转动状态能力的物理量。 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16.游泳时水对人体的阻力和动力:(1) 摩擦阻力 （2）形状阻力 （3）兴波阻力和碎波阻力1. 肌肉结构力学模型由三个元件组成，又称三元素模型2. 收缩元：代表肌节中的肌动蛋白微丝及肌球蛋白微丝。兴奋时可产生张力，称主动张力3. 并联弹性元：代表肌束膜及肌纤维

8、膜等结缔组织。当被牵拉时产生弹力，称被动张力4. 串联弹性元：代表肌微丝、横桥及闰盘的固有弹性。当收缩元兴奋后，使肌肉具有弹性5. 静息长度：收缩元表现最大张力时的长度称肌肉的静息长度6. 肌肉的激活状态：把肌肉兴奋时其收缩成分力学状态的变化称肌肉的激活状态7. 肌肉松弛：被拉长的肌肉，其张力有随着时间的延长而下降的特性，这一特性称肌肉的松弛8. 载荷对肌肉收缩力学特性的影响：威尔基的实验说明当载荷增大时肌肉收缩力学特性的变化（1）动作潜伏期延长 （2）收缩幅度减小 （3）收缩速度下降 9. 运动训练的动态适应性原则：（1）动作的幅度与方向 （2）运动的有效幅度及重点区 （3）作用力（或肌力）

9、的大小 （4）最大作用力的发挥速率（或叫力的梯度） （5）肌肉工作形式10. 上肢基本运动形式： 1.推 2.拉 3.鞭打11. 下肢基本运动形式： 1.缓冲动作 2.蹬伸动作 3.鞭打动作12. 全身基本运动形式： 1.摆动 2.躯干扭转 3.相向运动13. 人的基本运动原理 ： （一）杠杆原理 （二）复杠杆原理 （三）关节活动顺序性原理 （四）鞭打动作原理 （五）缓冲与蹬伸动作原理 （六）摆动动作 （七）躯干的扭转 （八）相向运动14.摆动动作的作用： （1）提高重心相对高度 （2）增加起跳力运动生物力学任务：深刻理解体育动作的生物力学原理，探索运动技术的力学规律；扩大知识视野；学习从事运

10、动技术科学研究的生物力学理论和方法 肌肉结构的力学模型：三元模型。 收缩元、并联弹性元、串联弹性元。肌肉松弛：肌肉不具备完全弹性，而有明显的时间效应，其时间愈长，力值就愈下降，肌肉的这种特性称为松弛。人体平衡的必要条件：和外力为零，保证人体处于平动的平衡状态；和外力矩为零，保证人体处于转动的平衡状态。人体的平衡状态：在平动平衡中包括：静止、匀速直线运动；在转动平衡中包括：静止、定轴匀速转动。影响身体平衡的力学因素：支撑面的大小，重心的高低，稳定角的大小，稳定系数，物体的质量，摩擦力的大小测定人体重心的方法：环节的重心半径系数；环节的相对重量；环节的重心坐标。匀速直线运动特点及规律：质点始终在一

11、条直线上运动，而且在任何相等的时间内所通过的位移都相等。 该运动的基本规律为： 动量与冲量：描述物体运动强弱和冲劲大小的物理量称为动量。描述物体动量发生变化的物理量称为冲量。在低速宏观运动中，要增大运动体的速度只能靠增大对运动体的冲量来实现。动量定理：运动体动量的变化量等于运动体在同一时间内所受的冲量。动量定理的应用：第一，增大冲量达到速度的目的；第二，延长外力的作用时间，减少其冲力；第三，缩短力的作用时间，增大冲力；第四，由冲量曲线来认识技术动作。转动惯量：描述身体转动时，其转动惯性大小的物理量称为转动惯量。影响人体转动惯量大小的因素是：身体的质量；身体的姿势；所绕的转轴。加大人体转动效果的

12、方法：第一，线运动的制动；第二，动量矩的传递；第三，加大偏心力矩。定向作用：转动体在所受合外力矩为零时，具有保持绕其转轴方向不变的特性，称之为转动体的定向作用。相向运动：人体腾空后，在所受合外力矩为零时，身体某一环节以一定大小的动量矩沿某一方向转动，则必会导致身体其它一些环节以等大的动量矩反向运动，这种特性称为运动中的相向运动。伯努利定律：当流体流经一段流管时，流体的动能、位能与压能的总和保持恒定。伯努利定律的意义：流体流速快，流体产生的压强小；流体流速慢，流体产生的压强大。伯努利定律的依据：能量守恒。流体连续性与伯努利定律的关联结论：流管截面大，流体流速小，流体产生的压强大；流管截面小，流体

13、流速大，流体产生的压强小。实例分析：飞机的机翼是上凸下凹，气流流过时，上表面气流速度大，压强小；下表面气流速度小，压强大。马格努斯效应：当球体既平动又转动时，其运动轨迹将会改变方向而成曲线。它指球体的弧线运动。马格努斯效应产生的理论基础是伯努利定律。马格努斯效应的产生必须满足的条件：球体，空中飞行时发生旋转。运动中如何改变身体的转动惯量，以调整身体的转动速度，这是运动员必须掌握的基本理论：（AB） A当需要增加人体的转动速度时，应该减小人体的转动惯量 B当需要减小人体的转动速度时，应该增加人体的转动惯量 C当需要增加人体的转动速度时，应该增加人体的转动惯量 D当需要减小人体的转动速度时，应该减

14、小人体的转动惯量转动定律的应用影响人体转动惯性量大小的因素一般有：（BCD） A转动的时间 B身体的质量 C身体的姿势 D所绕的转轴冲量矩作用于物体时，其运动效果是：（BD） A使物体发生线位移 B使物体发生角位移 C使物体发生加速度 D使物体有角位移动的趋势当物体受到一冲力量作用时，该冲量对物体的运动效果可根据其力的作用点来判断（AD） A正心受力时，物体获得线冲量 B正心受力时，物体获得冲量矩 C偏心受力时，物体获得线冲量 D偏心受力时，物体获得冲量矩高台跳水运动中，身体在重心下降阶段应逐步展体，其目的是：（CD） A减小身体的转动惯量 B增大身体的转动速度 C增大身体的转动惯量 D减小身

15、体的转动速度在下列选项中，哪些说法属于正确的：(AC) A人体在完成纵跳动作时，地面的反作用力一定要通过人体的重心 B人体在完成纵跳动作时，地面的反作用力不一定要通过人体的重心 C高台跳水起跳时，支撑面的反作用力必定是一个偏心力 D高台跳水起跳时，支撑面的反作用力必定是一个正心力体操的前空翻动作中，身体重心在上升阶段应迅速团身，其目的是：（AC） A减小身体的转动惯量 B增大身体的转动惯量 C增大身体的转动速度 D减小身体的转动速度定向作用 使铁饼在空中“定向作用”的好处在于：（BCD） A提高铁饼在空中的动量矩 B避免了铁饼在空中的转动翻滚 C减小了空气的阻力 D延长了铁饼在空中的运动时间挺

16、身式跳远的空中动作中，一般要完成哪两次“相向运动”：（AD） A第一次“相向运动”的目的是提高髋部的水平速度 B第一次“相向运动”的目的是提高髋部的垂直速度 C第二次“相向运动”的目的是提高上肢的摆动速度 D第二次“相向运动”的目的是提高脚相对地面高度关于马格努斯效应,下列说法正确的是(AB) A.足球”香蕉球”的运动特征完全可以用马格努斯效应进行解释 B.马格努斯效应产生的理论基础是伯努利定律 C.马格努斯效应是指球体受到正心力的作用,在空中飞行时做弧线运动 D.马格努斯效应是流体压强与流量关系的具体反映马格努斯效应的产生,必须满足以下的条件（） A.球体受到偏心力的作用 B.空中直线飞行

17、C.空中飞行时发生旋转 D.物体做自由落体运动下列球类的运动中属于马格努斯效应的是（AD） A乒乓球的弧圈球 B篮球的抛物线运动 C排球的飘球 D足球的香蕉球下列球体飞行中所呈现的一些现象是由于受到空气动力的作用（ACD） A乒乓球的弧圈球 B篮球的抛物线运动 C排球的飘球 D足球的香蕉球铁饼、标枪飞行的空气动力学特征 1改变压力中心位置2增大升阻比3利用器械的旋转效应4创造最佳的投掷条件组合 5风速和风向的影响铁饼以一定的攻角在空气中飞行时，空气对铁饼会施加一个升力与阻力。为提高升阻比，根据风速与风向应对于出手角度做出适当的调整，即（BC） A.逆风投应适当增大出手角度 B.顺风投应适当增大

18、出手角度 C.逆风投应适当减小出手角度 D.顺风投应适当减小出手角度为了提高投掷铁饼运动成绩，除加强力量训练与技术训练以外，还需要重点考虑的问题是（AC） A.根据风速、风向合理调整出手角度 B.根据风速、风向合理调整出手高度 C.加强铁饼的旋转效应 D.加强铁饼运动的自由度要提高标枪在空中飞行的稳定性，必须在不降低出手速度，保证合理的出手角度前提下（AC） A.尽量增大标枪出手的力矩 B.尽量减小标枪出手的力矩 C.尽量提高标枪的自转速度 D.尽量减小标枪的自转速度v 运动员游泳时,在水面上前进的一般动力来源于:(ABC) A.推进阻力 B.升力 C.浮力 D.惯性力摆动动作的动作特征；1、

19、减小摆动肢体的转动惯量和增加肌力矩可以加大摆动的角加速度2、摆动动作与主体动作之间应当合理配合3、摆动肢体的适时制动是动量矩合理转移的关键相向动作的动作特征；1、相向动作是人体在空中自动化的动作过程2、通过人体转动惯量控制动作的角速度3、肌肉收缩形式是超等长收缩4、遵守大关节带动小关节活动原理冲击动作的动作特征；1、为了增大给器械的冲击力，一方面要增大人体末端或器械的动量，另一方面要缩短人体末端或器械与器械冲撞的作用时间2、为了减小外界或器械对人体的冲击力，通常需要延长冲击动作中力的作用时间缓冲动作的动作特征；1、延长力的作用时间减小对人体的冲击力2、促使非代谢能的产生与利用3、缓冲动作与人体

20、解剖特点有关4、利用器械增加缓冲效果鞭打动作的力学原理；1、动量矩的传递2肌肉活动的顺序性3肌肉的预先拉长4、肌肉转动惯量的可变性鞭打动作的动作特征；1参加鞭打动作的关节表现出活动的顺序性2、要重视小关节的作用，3、鞭打动作是一个关节肌肉主动力产生的冲量矩的过程4、鞭打动作受到关节解剖结构的制约蹬伸动作的动作特征；1、蹬伸力量曲线特征2、各关节发力特征3、蹬伸的速度特征4、蹬伸合理配合特征人体运动的流体力学特征；1、流动的阻力应包括惯性阻力2、摩擦阻力和压差阻力均与物体的形状有关3、根据流动阻力的性质，肢体回程当作阻力的概念缺乏分类的依据4、体育运动中“升力”的概念已不限于对“上升”的分析5、

21、升力以及旋转球侧向力均源于流速差产生的压强6、对于有动力的人体运动来说，涡旋的产生并不是总是起阻碍作用跑步的动力学特征；1、跑步的动力来自地面的反作用力，地面反作用力的大小主要与跑步者蹬地腿蹬伸用力大小有关，同时也与摆动腿的摆动和手臂的摆动加速度大小有关，蹬伸用力的大小取决于蹬地腿的力量和用力程度，摆动腿和手臂的有效摆动增加地面的反作用力，地面反作用力的方向影响着跑步的步长和身体重心起伏的幅度2、阻力来自，一是着地缓冲时地面的反作用力，二是人体相对于空气运动产生的空气阻力跳远技术的生物力学分析；1、起跳动作（着地缓冲、蹬伸、摆动）2、空中动作3、落地动作影响人体平衡的因素；1、支撑面2、重心高

22、度3、体重影响人体平衡的生物力学因素；1、人体不能绝对静止2、人体有效支撑面小于支撑面3、人体具有一定的自身平衡调节能力4、人体平衡受心理因素的影响5、人体平衡动作消耗肌肉凡人生理能影响抛体远度的因素；1、出手速度对飞行远度的影响2、抛射角对飞行远度的影响3出手点高度对飞行远度的影响影响跳跃的主要生物力学因素；1、主动肌的功率2、身体重心的高度3、体重3、关节的运动幅度流体的特性；1、流动性和沾滞性2、流体质点和连续介质模型弧线球运动分析马格努斯效应流体阻力包括；摩擦阻力、压差阻力、兴波阻力、惯性阻力人体在流体中运动的推进力有；1升力2、流体的反作用力流体运动有一个卡门涡街步态生物力学研究的应

23、用；1、临床诊断中的应用2、训练治疗效果的评定3、行走辅助装置的设计跳远动作的阶段划分；助跑起跳腾空落地投掷的最佳出手条件是；出手角度、出手速度、出手点高度、最佳出手条件和出手参数的相互影人体惯性参数；是指人体整体及环节的质量、质心位置、转动惯量及转动半径应力；是单位面积所受的力应变；是受力条件下单位长度或单位面积的变化量人体重心；是人体全部环节所受重力的合力的作用点刚体；是在力的作用下其内部两点之间的距离始终保持不变的物体力；是物体之间的相互作用力系；是反映作用于物体上的一组力约束力；是指约束于反作用于物体的力走；是一项由单脚支撑和双脚支撑相互交替的周期性运动竞走；是运动员与地面保持接触、连

24、续向前迈进的过程，没有肉眼可见的腾空，膝关节不得弯曲跑步；是由身体各部位的活动构成，分为折叠前摆、下压准备着地、着地缓冲和后蹬四阶段跳跃；是人体运用自身的能力或借助一定的器材，通过一定的运动形式，使人体腾跃尽可能的高度或远度的运动投掷；是人体运用自身的能力通过一定的运动形式将手持的规定器械进行抛射并尽可能获得远度的运动项目摆动动作；是指人体肢体为增加全身活动的协调性及增加动作效果而绕某一轴进行的一定幅度的转动鞭打动作；是通过挥臂或摆动动作使躯干制动，将躯干的动量传给上肢或下肢的动作相向动作；是人体在腾空状态小表现的形式缓冲动作；是肢体末端环节与外界发生相互作用，肢体由伸展到屈曲以延长力的作用时

25、间减少冲击作用或控制外界物体的动作蹬伸动作；是人体在支撑状态下下肢各环节积极伸展，配合以正确的摆臂技术，给支撑面施加压力，以获取较大支撑反作用力的动作过程动作形式；是在体育动作中运动链的远端环节尽快的打击球或其他物体的形式动量定理；是描述物体机械运动状态变化规律的基本定理之一能量守恒定律；是能量既不能凭空产生也不能凭空消失，他只能从一种形式转化为另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在转化的过程中其总量不变运动生物力学学科任务；1、研究人体结构与运动功能的关系2、研究人体运动技术的规律3、研究人体运动技术的最佳化4、设计与改进运动器械5、研究运动损伤的力学原因人体骨骼的受力的形式有拉伸、压

26、缩、弯曲、剪切、扭转等人体惯性参数特征；1、质量2、重量3、人体质心4环节质心位置5转动惯量6、回转半径运动学参数；1、时间参数2、时空参数3、时空参数动力学参数；1力2、力矩3、动量4、动量矩5冲量6冲量矩7功8、功率9、机械能响、空气动力学影响l 粘弹性材料的三个特点若应变保持一定，则应力随着时间的增加而下降，称为应力松弛若应力保持一定，应变随着时间的增加而增大，称为蠕变对物体作周期性加载和卸载，加载和卸载时的应力-应变曲线不重合，称为滞后l 肌肉活动对骨应力的影响肌肉收缩在骨上产生压应力，能部分或全部抵消作用在骨上的张应力，而骨承受压应力的能力大于承受张应力的能力，故在一定情况下可以使骨

27、免受损伤。l 肌腱韧带结构的生物力学特性：肌腱和韧带都由致密结缔组织构成，主要含胶原纤维和弹性纤维。胶原纤维和弹性纤维具有不同的力学性质，胶原纤维承受载荷时变形小，抗拉力强；弹性纤维承受载荷时弹性好，伸展性好 （肌腱）：需要有较小的变形及较强的抗张力的能力。与此相适应肌腱主要由胶原纤维组成。（韧带）：绝大部分韧带作用是加固关节，也需要变形小，抗张力强，因而也是主要由胶原纤维组成。三元素模型由三部分组成：串联弹性元 并联弹性元 收缩元l 周期性动作系统结构及其特点（任选其一） 动作的反复性和连贯性； 动作的节律性； 动作的交互性； 动作的惯性作用。l 非周期性动作结合动作系统及其特点动作具有相对

28、的独立性 动作具有复杂性和稳定性 动作系统中力的表现形式为克服身体重力和惯性力；克服外界负荷阻力。l 混合性动作系统及其结构特点 两种动作成分互相制约； 两种动作的组合部分是动作系统的关键部分。l 不固定动作系统及其结构特点 动作复杂多变 固定和不固定相结合l 人体重心的特点：一般物体的重心位置是恒定的,例如铅球,铁饼，足球等，其重心在物体的几何中心上，恒定不变。而人体的重心位置是变化的，这种变化不仅在一段时间内，要受肌肉和脂肪的增长和消退等因素的影响，即使在每一瞬间，也要受到呼吸，消化，血液循环等因素的影响，特别是在运动中，要受姿势变化的制约，随着姿势的改变而发生改变，甚至会移出体外。l 影响人体平衡稳定性的因素（一）支撑面（二）稳定角l 人体平衡的生物学因素：（一） 人体不能绝对静止（二） 人体有效支撑面小于支撑面（三） 人体姿势改变可调节平衡（四）人体平衡受心理因素影响。专心-专注-专业