第二章运动力学基础优秀PPT.ppt
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1、第二章运动力学基础1第一页,本课件共有62页u掌掌握握运运动动中中的的力力合合力力矩矩及及其其表表现现形形式式,掌掌握握影影响响人人体体平平衡与稳定的因素。衡与稳定的因素。u熟悉牛顿运动定律的在人体运动中的应用;熟悉牛顿运动定律的在人体运动中的应用;u了了解解运运动动中中力力的的合合成成与与分分解解及及其其在在人人体体运运动动中中受受力力分分析析中的应用。中的应用。学习目标学习目标第二页,本课件共有62页第一节第一节 运动中的力与力矩运动中的力与力矩 力是一个物体对另一个物力是一个物体对另一个物体的作用,是使物体产生形体的作用,是使物体产生形变或线运动状态改变的原因。变或线运动状态改变的原因。
2、力矩则是力和力臂的乘力矩则是力和力臂的乘积,是使物体转动状态改积,是使物体转动状态改变的原因。变的原因。第三页,本课件共有62页一、运动中的力一、运动中的力若将人体整体看做一个若将人体整体看做一个力学系统,则人体内部各部力学系统,则人体内部各部分的相互作用,称为内力。分的相互作用,称为内力。外界作用于人体的力称为外外界作用于人体的力称为外力。力。(一)内力与外力的概念(一)内力与外力的概念 外力:外力:重力、支撑反作用力等。重力、支撑反作用力等。内力:内力:骨骼肌张力、关节约束骨骼肌张力、关节约束力、韧带张力等,其中骨骼力、韧带张力等,其中骨骼肌的张力是人体内力中的主肌的张力是人体内力中的主动
3、力。动力。第四页,本课件共有62页运动中的内力和外力的关系运动中的内力和外力的关系2 2、内力可以改变外力的大小、内力可以改变外力的大小 3 3、外力可用来增强内力、外力可用来增强内力 人体整体人体整体人体环节人体环节骨骼肌张力骨骼肌张力外力外力内力内力1 1、内力与外力是相对的、内力与外力是相对的第五页,本课件共有62页n要获得较大的反作用力作为人体运动的动力,必须加大人的蹬地力,要获得较大的反作用力作为人体运动的动力,必须加大人的蹬地力,这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉活动是主这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉活动是主动的,为了提高人体运动效果,最重要
4、的是提高肌肉收缩的力量(动的,为了提高人体运动效果,最重要的是提高肌肉收缩的力量(内内力力),以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力(),以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力(外力外力),使人体运动),使人体运动状态发生变化。状态发生变化。n另外,实践中采取一些措施,利用外部条件在一定程度上也可提高地另外,实践中采取一些措施,利用外部条件在一定程度上也可提高地面对人体的作用力,例如,在跑些、跳鞋上安上钉子,起跑时用起跑面对人体的作用力,例如,在跑些、跳鞋上安上钉子,起跑时用起跑器等器等。第六页,本课件共有62页跳高起跳过程中的外力作用跳高起跳过程中的外力作用第七页,本课件共有62页起跑过程中的外
5、力作用起跑过程中的外力作用第八页,本课件共有62页力力量量训训练练过过程程中中人人体体肌肌肉肉收收缩缩抵抵抗抗负负荷荷的的内内外外力力作作用用第九页,本课件共有62页(二)外力(二)外力 器械的其他阻力器械的其他阻力 肢体推动运动器械进行训练时,除要克服器械重力外,还需要克服器械的惯性力、摩擦力或弹力所产生的阻力,其大小与肢体的推力大小相等,方向相反。第十页,本课件共有62页意 义:各种外力经常被用来作为康复训练各种外力经常被用来作为康复训练/治疗治疗的负荷,选择的负荷要求与的负荷,选择的负荷要求与肢体运动的方向肢体运动的方向和力量相和力量相适应,这是增强肌力训练的方法学适应,这是增强肌力训练
6、的方法学基础。基础。第十一页,本课件共有62页 人体运动中所受到的外力人体运动中所受到的外力 a.重力重力大小与方向:大小与方向:,方向:指向地球心。,方向:指向地球心。g=9.8m/s/s第十二页,本课件共有62页 b.摩擦力摩擦力概念,和特性。概念,和特性。b1.静摩擦力和最大静摩擦力静摩擦力和最大静摩擦力b2.滑动摩擦力滑动摩擦力第十三页,本课件共有62页 c.弹性力弹性力概念:由物体发生形变产生的力。概念:由物体发生形变产生的力。弹性力的胡克定律:弹性力的胡克定律:人体运动中所受到的外力在体育人体运动中所受到的外力在体育运动中的运用。运动中的运用。第十四页,本课件共有62页nd d、支
7、撑反作用力、支撑反作用力n 人体处于支撑状态时,人体重力作用于支撑面上,支撑人体处于支撑状态时,人体重力作用于支撑面上,支撑面又反作用于人体,这种反作用称为支撑反作用力。如果人面又反作用于人体,这种反作用称为支撑反作用力。如果人体处于静止状态,为静力性支撑反作用力;如果人体局部环体处于静止状态,为静力性支撑反作用力;如果人体局部环节有运动,则支撑反作用力会不断变化,称为动力性支撑反节有运动,则支撑反作用力会不断变化,称为动力性支撑反作用力。作用力。第十五页,本课件共有62页ne、流体作用力、流体作用力n人体在空气和水中运动时,与流体发生接触,并相互作用,人体在空气和水中运动时,与流体发生接触,
8、并相互作用,流体对人体的作用即为流体作用力。流体对人体的作用即为流体作用力。n人体在水中受到浮力作用,可以减轻肢体的重力作用,人体在水中受到浮力作用,可以减轻肢体的重力作用,对于肌力不足或关节疼痛的患者,可以借助水的阻力和对于肌力不足或关节疼痛的患者,可以借助水的阻力和浮力进行康复训练。浮力进行康复训练。第十六页,本课件共有62页(三)内力(三)内力定义:是指人体内部各组织器官间相互作用的力。是指人体内部各组织器官间相互作用的力。各种内力总要相互适应,以维持最佳活动,同时也不断和外力相抗衡以适应人体生活的需要。1)肌拉力2)各组织器官间的被动阻力3)各内脏器官的摩擦力4)内脏器官和固定装置间的
9、阻力5)血液淋巴液在管道内流动时产生的流体阻力,在分流时产生的湍流等。第十七页,本课件共有62页n1)肌拉力 这种力通过其在骨骼上的附着点,可以维持人体姿势,引起人体内部各部分、各环节间的相对运动。是人体内力中最重要的主动力。第十八页,本课件共有62页2)各组织器官间的被动阻力 当一肢体做屈曲或伸展运动时,其相反方向的组织受到牵拉,尤其是拮抗肌的张力,此时必须做相应松弛,以保证运动的完成。第十九页,本课件共有62页n3)各内脏器官的摩擦力 例如胃肠蠕动时候肠袢间的摩擦力(尽管很小),心脏搏动时与肺、纵隔和胸廓间的摩擦力等。4)内脏器官和固定装置间的阻力 如胃肠蠕动与腹膜、肠系膜、大血管间的阻力
10、,食管的蠕动与纵隔间的阻力等。5)血液淋巴液在管道内流动时产生的流体阻力,在分流时产生的湍流等。第二十页,本课件共有62页1.1.合合力力与与分分力力 一一个个力力如如果果它它产产生生的的效效果果与与几几个个力力共共同同作作用用的的效效果果相相同同,则则这这个个力力就就叫叫那那几个力的合力,而那几个力就叫这个力的分力。几个力的合力,而那几个力就叫这个力的分力。2.2.力力的的合合成成 求求几几个个已已知知力力的的合合力力,叫叫力力的合成。的合成。3.3.力力的的分分解解 力力的的分分解解是是力力的的合合成成的的逆逆运运算。算。(四)力的合成与分解(四)力的合成与分解平行四平行四边形法边形法则是
11、力则是力的合成的合成与分解与分解的基础的基础第二十一页,本课件共有62页掌握物体受力的分析方法掌握物体受力的分析方法n确定受力分析对象,取出隔离体确定受力分析对象,取出隔离体n确定场力(重力、电磁场力等)确定场力(重力、电磁场力等)n确定所有外力:动力,阻力(摩擦力、确定所有外力:动力,阻力(摩擦力、空气阻力等),接触力等。空气阻力等),接触力等。n画受力分析图画受力分析图第二十二页,本课件共有62页abcd第二十三页,本课件共有62页当当骨骼肌在某一平面产生力作骨骼肌在某一平面产生力作用时,可将肌力分解为两个垂用时,可将肌力分解为两个垂直分量:一个沿着骨轴线作用,直分量:一个沿着骨轴线作用,
12、另一个垂直骨轴线。前者起稳另一个垂直骨轴线。前者起稳固关节的作用,因而叫稳固分固关节的作用,因而叫稳固分量,后者是使骨产生转动的分量,后者是使骨产生转动的分量,所以叫转动分量量,所以叫转动分量。第二十四页,本课件共有62页1、力的时间累积效应、力的时间累积效应作作用用于于物物体体的的合合外外力力与与其其作作用用时时间间的的乘乘积积(Ft),称称为为力力的的冲冲量量。而而将将运运动动物物体体或或人人体体具具有有的的“运运动动量量”,即质量与速度的乘积(即质量与速度的乘积(mv),),称为动量。称为动量。动量定理:物体动量的增量等于其所受的冲量。动量定理:物体动量的增量等于其所受的冲量。(五)力的
13、时间和空间累积效应(五)力的时间和空间累积效应第二十五页,本课件共有62页动量定理和动量守恒定律:动量定理和动量守恒定律:1.动量与冲量的概念动量与冲量的概念 动量(动量(矢量性矢量性)n ,单单位位:米米.千千克克/秒秒(m.kg/s)。)。冲量(冲量(矢量性矢量性)q 单位:牛顿单位:牛顿.秒(秒(N.s)第二十六页,本课件共有62页冲量的几何含义冲量的几何含义:S=F*t tFS第二十七页,本课件共有62页动量定理动量定理 物体在运动过程中,在某段时间内物体在运动过程中,在某段时间内动量的改变动量的改变,等于等于所受合外力在这段时间内的所受合外力在这段时间内的冲量冲量。即:。即:第二十八
14、页,本课件共有62页动量定理在运动中的应用动量定理在运动中的应用1 1、在投掷项目中,为了增加器械的出手速度,即增加器械的出在投掷项目中,为了增加器械的出手速度,即增加器械的出手动量,应增加在最后用力阶段对器械的冲量。这要求在发手动量,应增加在最后用力阶段对器械的冲量。这要求在发挥最大力量的同时,延长力的作用时间。挥最大力量的同时,延长力的作用时间。2、若要减少对人体的冲力,就得延长力作用的时间,各种、若要减少对人体的冲力,就得延长力作用的时间,各种落地落地缓冲动作缓冲动作就是典型的例子。就是典型的例子。第二十九页,本课件共有62页2、力的空间累积效应、力的空间累积效应力力与与力力作作用用方方
15、向向上上移移动动距距离离的的乘乘积积(FS),称称力力对对物物体体作作了了功功。力力作作用用方方向向与与其其引引起起的的物物体体运运动动方方向向改改变变一一致致,力力对对物物体体所所做做的的功功为为正正功功。物物体体的的运运动动方方向向与与力力的的作作用用方方向向相相反反,这这时时力力所所做做的的功功为为负负功功。功的国际单位是焦耳(功的国际单位是焦耳(J)。)。第三十页,本课件共有62页 通常讲骨骼肌做功,是指骨骼肌做的机械功。肌将其贮通常讲骨骼肌做功,是指骨骼肌做的机械功。肌将其贮存的化学能转化为机械能,克服阻力使环节及外界物体产生存的化学能转化为机械能,克服阻力使环节及外界物体产生位移。
16、位移。等长收缩运动中,环节不产生位移,没有做机械功,此等长收缩运动中,环节不产生位移,没有做机械功,此时骨骼肌消耗的能量完成了时骨骼肌消耗的能量完成了“生理功生理功”。功和能之间是可以相互转换的,能的量值是通过做功和能之间是可以相互转换的,能的量值是通过做功来确定的,力对物体做的功等于物体机械能(动能和功来确定的,力对物体做的功等于物体机械能(动能和势能)的增量。势能)的增量。第三十一页,本课件共有62页 力矩(力矩(M M)是作用于物体或人体的合力(是作用于物体或人体的合力(F F)与支点到力作与支点到力作用线距离(用线距离(d d)的乘积,即的乘积,即M=FM=F。一种情况:即大小相等,方
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