運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)復(fù)習(xí)一、名詞解釋1.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是研究體育運(yùn)動(dòng)中人體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。2.穩(wěn)定角：重心垂直投影線和重心至支撐面邊緣相應(yīng)點(diǎn)連線間的夾角。3.支撐面：支撐面積是由各支撐部位的表面及它們之間所圍的面積組成的。4.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性大小的量度。5.超重現(xiàn)象：動(dòng)態(tài)支撐反作用力大于體重的現(xiàn)象。6.失重現(xiàn)象：動(dòng)態(tài)支撐反作用力小于體重的現(xiàn)象。7.穩(wěn)定系數(shù)：當(dāng)傾倒力開始作用時(shí)，穩(wěn)定力矩與傾倒力矩的比值。8.上支撐平衡：支撐點(diǎn)在重心上方的平衡。9.下支撐平衡：支撐點(diǎn)在重心下方的平衡。 10.人體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)力：人體內(nèi)部各部分之間的相互作用力。11.肌肉的主動(dòng)張力：肌肉興奮時(shí)可產(chǎn)生張力

2、。 12.肌肉的被動(dòng)張力：肌肉當(dāng)被牽拉時(shí)產(chǎn)生彈力。13.肌肉總張力：在體肌活動(dòng)時(shí)其主動(dòng)張力和被動(dòng)張力是同時(shí)存在的。因此在體肌的張力是主動(dòng)張力和被動(dòng)張力之和，稱之為肌肉的總張力。14.肌肉的激活狀態(tài)：肌肉興奮時(shí)其收縮成分力學(xué)狀態(tài)的變化稱肌肉的激活狀態(tài)。15.肌肉松弛：被拉長的肌肉，其張力有隨著時(shí)間的延長而下降的特性，這一特性稱肌肉松弛。16.動(dòng)作技術(shù)原理：動(dòng)作技術(shù)原理是指完成某項(xiàng)動(dòng)作技術(shù)的基本規(guī)律，它適用于任何人，不考慮運(yùn)動(dòng)員的性別、體型、運(yùn)動(dòng)素質(zhì)的發(fā)展水平和心理素質(zhì)等的個(gè)體差異，是具有共性特點(diǎn)的一般規(guī)律。17.最佳運(yùn)動(dòng)技術(shù)：最佳動(dòng)作技術(shù)是考慮了個(gè)人的身體形態(tài)、技能、心理素質(zhì)和訓(xùn)練水平來應(yīng)用一般

3、技術(shù)原理，以達(dá)到最理想的運(yùn)動(dòng)成績。18.肢體的鞭打動(dòng)作：在克服阻力或自體位移的過程中，肢體諸環(huán)節(jié)依次加速和制動(dòng)，使末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大速度的動(dòng)作形式稱鞭打動(dòng)作。 19.相向運(yùn)動(dòng)：人體騰空時(shí)，或人體兩端無約束時(shí)，身體某一部分向某一方向活動(dòng)（轉(zhuǎn)動(dòng)），身體的另一部分會(huì)同時(shí)產(chǎn)生相反方向的活動(dòng)（轉(zhuǎn)動(dòng)），我們這種身體兩部分相互接近或遠(yuǎn)離的運(yùn)動(dòng)形式稱為相向運(yùn)動(dòng)。20.動(dòng)作技術(shù)的特征畫面：不同動(dòng)作階段的臨界點(diǎn)（畫面），稱為動(dòng)作技術(shù)的特征畫面。21（跑步的）著地距離：支撐腳著地瞬間重心到著地點(diǎn)的水平距離。22.（跑步的）騰空距離：跑步的騰空階段身體重心通過的水平距離。23.（跑步的）后蹬距離：支撐腳離地瞬間重心到離

4、地點(diǎn)的水平距離。24.動(dòng)力沖量：支撐階段地面對(duì)人體的反作用力在水平方向上的分力與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，此力的沖量稱為動(dòng)力沖量。25.制動(dòng)沖量（阻力沖量）：支撐階段地面對(duì)人體的反作用力在水平方向上的分力與運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，此力的沖量稱為制動(dòng)沖量。26.（投擲的）出手初速度：器械出手瞬間速度的大小。27.（投擲的）出手角度：出手初速度與水平面的夾角。28.（投擲的）出手高度：器械出手瞬間出手點(diǎn)到地面的高度。29.（跑步的）著地角：支撐腳著地瞬間，身體重心和著地點(diǎn)的連線與水平面的夾角。30.（跳遠(yuǎn)的）起跳距離：身體騰起瞬間起跳板前沿與身體重心之間的水平距離。31.（跳遠(yuǎn)的）騰空距離：跳遠(yuǎn)的騰空階段身體重心通

5、過的水平距離。32.（跳遠(yuǎn)的）落地距離：足跟接觸沙面瞬間身體重心與足跡最近點(diǎn)之間的水平距離。33.（跳遠(yuǎn)的）騰起速度：踏跳腳離地瞬間身體重心的速度。34.（跳遠(yuǎn)的）騰起角：騰起速度與水平面的夾角。二、填空1.運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，但運(yùn)動(dòng)的描述是相對(duì)的。因此在描述一個(gè)點(diǎn)或物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須說明它相對(duì)于哪個(gè)物體才有明確的意義，且稱此物體為參照體。2.在運(yùn)動(dòng)學(xué)中有兩個(gè)實(shí)物抽象化模型，即質(zhì)點(diǎn)和剛體。3.當(dāng)加速度方向與速度方向相同時(shí)稱為加速運(yùn)動(dòng)，反之稱為減速運(yùn)動(dòng)。4.運(yùn)動(dòng)員沿400米跑道運(yùn)動(dòng)一周，其位移是 0 ，所走過的路程是 400m 。5.籃球運(yùn)動(dòng)中的投籃過程可看作是一個(gè)拋點(diǎn)低于落點(diǎn)的斜上拋運(yùn)動(dòng)，而投擲項(xiàng)目

6、中，器械的運(yùn)動(dòng)可以看做是一個(gè)拋點(diǎn)高于落點(diǎn)的斜上拋運(yùn)動(dòng)。6.人體蹬起時(shí)，動(dòng)態(tài)支撐反作用力大于體重，稱為超重現(xiàn)象，下蹲時(shí)，動(dòng)態(tài)支撐反作用力小于體重，稱為失重現(xiàn)象。7.乒乓球弧旋球飛行的原因是運(yùn)動(dòng)員打球時(shí)使球旋轉(zhuǎn)，由于空氣流體力學(xué)的作用，產(chǎn)生了馬格努斯效應(yīng)的結(jié)果。8.忽略空氣的阻力，鉛球從運(yùn)動(dòng)員手中拋出后只受到重力的作用，這種斜上拋運(yùn)動(dòng)可看作是由水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的豎直上拋的合運(yùn)動(dòng)。9.身體繞某轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，是隨身體各環(huán)節(jié)相對(duì)轉(zhuǎn)軸的距離的改變而改變的。10.游泳時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到的阻力主要有三種，它們是摩擦阻力、形狀阻力和興波和碎波阻力。11.物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)是指物體的空間位置隨時(shí)

7、間變化的運(yùn)動(dòng).骨的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，骨的剛度以曲線在彈性范圍的斜率表示，骨的強(qiáng)度以整個(gè)曲線下的面積或用極限斷裂點(diǎn)12.骨的強(qiáng)度大小的排列順序是壓縮拉伸彎曲剪切。（在不同載荷下）13.正常時(shí)，機(jī)械應(yīng)力與骨組織之間存在著一種生理平衡，當(dāng)應(yīng)力增大時(shí)，成骨細(xì)胞活躍，骨質(zhì)增生，應(yīng)力下降達(dá)到新的平衡。14.肌肉結(jié)構(gòu)力學(xué)模型也稱為三元素模型，由收縮元、串聯(lián)彈性元、并聯(lián)彈性元組成。15.根據(jù)肌肉力學(xué)模型，肌肉長度的增加，對(duì)其收縮速度有良好影響，但不影響它的收縮力，肌肉生理模斷面的增加會(huì)導(dǎo)致肌肉收縮力的增加，但不影響肌肉收縮速度。16.把主動(dòng)張力長度曲線和被動(dòng)張力長度曲線疊加起來，成為肌肉總張力長度曲線，并用這

8、條曲線來描述在體肌的張力隨長度的變化情況。17.肌肉力學(xué)的希爾方程描述了骨骼肌收縮時(shí)的力速度關(guān)系。18.肌肉在小于其平衡長度收縮時(shí)，其總張力是由主動(dòng)張力構(gòu)成的，肌肉在大于其平衡長度收縮時(shí)，其總張力是由主動(dòng)張力和被動(dòng)張力構(gòu)成的。19.上肢的基本活動(dòng)形式有推、拉和鞭打三種形式。20.下肢的基本活動(dòng)形式有緩沖、蹬伸和鞭打三種形式。21.起跳時(shí)依靠起跳腿的緩沖、蹬伸動(dòng)作，以及全身整體動(dòng)作完成的。22.人體單個(gè)環(huán)節(jié)活動(dòng)時(shí)，符合杠桿原理。23.當(dāng)膝關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)角很大時(shí)，其伸展活動(dòng)符合末端載荷復(fù)杠桿原理。24.人體活動(dòng)時(shí)總是大關(guān)節(jié)首先產(chǎn)生活動(dòng)，并依據(jù)關(guān)節(jié)的大小，表現(xiàn)出一定的先后順序。25.人在做縱跳時(shí)，關(guān)節(jié)

9、活動(dòng)-伸展的時(shí)間順序是：髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)，最后是踝關(guān)節(jié)。26.小關(guān)節(jié)是人體支撐點(diǎn)，小關(guān)節(jié)的強(qiáng)弱直接決定完成動(dòng)作時(shí)支撐的穩(wěn)固性。小關(guān)節(jié)的強(qiáng)弱決定它參與“工作”的早晚，如果其肌力矩強(qiáng)大，它可“提前”參與“工作”，從而縮短完成動(dòng)作的時(shí)間，提高動(dòng)作的速度。27.鞭打動(dòng)作可使運(yùn)動(dòng)鏈末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大的運(yùn)動(dòng)速度和打擊力。28.落地緩沖動(dòng)作的原理，是因?yàn)檠娱L了力的作用時(shí)間，因而減小了外力對(duì)人體的作用。29.在動(dòng)作技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征方面，往往把膝關(guān)節(jié)緩沖角的大小及緩沖階段的時(shí)間作為技術(shù)診斷的重要內(nèi)容。30.踏跳時(shí)肢體擺動(dòng)動(dòng)作可增加起跳力，并提高身體重心相對(duì)高度。31.人體處于騰空狀態(tài)時(shí)，由于不受外力矩作用，因此人體

10、活動(dòng)服從角動(dòng)量守恒定律，當(dāng)人體某一環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的角動(dòng)量，必然被另一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的反向角動(dòng)量所抵消。三、判斷題1.人體在做平衡動(dòng)作時(shí)，需由外力及肌肉、韌帶等內(nèi)力矩共同維持平衡。（）2.人在平衡時(shí)，仍需消耗一定的生理能。（）3.人在自然站立時(shí)，女子和男子的平均重心高度是一樣的。（）4.在身體姿勢(shì)的變化過程中，人體中心不可以移出體外。（）5.在籃球運(yùn)動(dòng)的防守動(dòng)作中，左右方向穩(wěn)定角較大。（）6.人體保持平衡動(dòng)作的力學(xué)條件是合外力及和外力矩為零。（）7.用一維重心板測(cè)量人體重心的原理是力矩平衡原理。（）8.單杠懸垂動(dòng)作是一個(gè)不穩(wěn)定平衡的例子。（）9.運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的加速度方向與速度方向總是一致的。（）1

11、0.根據(jù)動(dòng)量守恒定律，跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員騰空階段水平方向的運(yùn)動(dòng)速度不變（忽略空氣阻力）（）11.當(dāng)合外力為零時(shí)，物體保持靜止?fàn)顟B(tài)。（）12.踏跳時(shí)，跳高運(yùn)動(dòng)員在豎直方向上的動(dòng)量變化等于豎直踏跳力的沖量。（）13.標(biāo)槍在空中飛行的原因是 因?yàn)槭冀K作用有投擲力的作用。（）14.鉛球在出手后除空氣阻力外，不受力的作用。（）15.影響人體下支撐穩(wěn)定性的因素有身體重心高度、支撐面大小及體重，（）16.轉(zhuǎn)動(dòng)量是人體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性大小的量度。（）17.骨的拉伸強(qiáng)度大于壓縮強(qiáng)度。（）18.機(jī)械應(yīng)力與骨組織之間存在生理平衡，即骨組織量與機(jī)械應(yīng)力之間成正比關(guān)系。（）19.沃爾夫定律說明了機(jī)械應(yīng)力與骨組織量之間的關(guān)系。（）20

12、.肌肉在靜息長度時(shí)，期收縮元的張力為零。（）21.被拉長的肌肉的張力隨時(shí)間的延長而下降的現(xiàn)象稱為肌肉的松弛。（）22.肌肉興奮時(shí)其并聯(lián)彈性成分力學(xué)狀態(tài)的變化稱肌肉的激活狀態(tài)。（）23.希爾方程說明了肌肉總張力長度特性。（）24.肌肉在做等長收縮的過程中，物體不產(chǎn)生位移，沒有做機(jī)械功，但肌肉做了“生理功”。（）25.由希爾方程可知，肌肉收縮的張力愈大，其收縮速度越大。（）26.隨著載荷的增大，肌肉收縮的潛伏期變短。（）四、簡答題1.在100m跑的起跑的“預(yù)備”動(dòng)作中，為什么使伸下肢的各肌群處于激活狀態(tài)，可以提高反應(yīng)速度？答：當(dāng)載荷增大時(shí)，動(dòng)作潛伏期延長。依據(jù)肌肉這一特性，在完成需要快速反應(yīng)和唯一

13、動(dòng)作時(shí)，如100m的起跑，在“預(yù)備”時(shí)使伸下肢的各肌群產(chǎn)生“預(yù)張力”，這樣可以提高反應(yīng)速度和起跑能力。其原因?qū)嶋H上是在起跑前使肌肉處于活化狀態(tài)，預(yù)先提高了串聯(lián)彈性元及肌肉的張力。因而當(dāng)運(yùn)動(dòng)員聽到“跑”的信號(hào)時(shí)，收縮元的主動(dòng)張力“不再”被緩沖，而直接用于克服外界阻力了。因此提高肌肉的預(yù)張力可以縮短動(dòng)作潛伏期。2.用骨骼肌的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型說明肌肉受激發(fā)時(shí)的力學(xué)效應(yīng)的順序性。答：肌肉興奮時(shí)其收縮成分力學(xué)狀態(tài)的變化稱肌肉的激活狀態(tài)。興奮后肌肉能迅速地達(dá)到激活狀態(tài)的高峰，但整塊肌肉張力的發(fā)展過程要慢得多，肌肉進(jìn)入激活狀態(tài)后，收縮元興奮產(chǎn)生的張力，起初被其串聯(lián)的串聯(lián)彈性元的形變所緩沖，當(dāng)串聯(lián)彈性元形變及張力

14、進(jìn)一步發(fā)展，整塊肌肉的張力達(dá)到一定程度后，收縮元的主動(dòng)張力才能直接對(duì)肌肉起止點(diǎn)施力，表現(xiàn)出肌肉收縮力。3. 說明機(jī)械應(yīng)力對(duì)骨結(jié)構(gòu)的影響。答：機(jī)械應(yīng)力與骨組織之間存在著一種生理平衡，在平衡狀態(tài)，骨組織的成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的活性是相同的。當(dāng)應(yīng)力增大時(shí)成骨細(xì)胞活躍，引起骨質(zhì)增生，承載面增大，使應(yīng)力下降，達(dá)到新的平衡。當(dāng)應(yīng)力下降時(shí)破骨細(xì)胞再吸收加強(qiáng)，骨組織量下降，使應(yīng)力增加。因此骨能通過改變它的大小、形狀和結(jié)構(gòu)以適應(yīng)力學(xué)需要的功能進(jìn)行重建。這種適應(yīng)性是按Wolf定律進(jìn)行的，即骨骼在需要出多生長，而在不需要處吸收。使骨組織量與應(yīng)力成正比。4.下蹲之后有停頓和無停頓（不加擺臂）的縱跳，哪種情況跳的更高？答

15、：后種情況跳的更高，這是因?yàn)榈诙N做法運(yùn)用了肌肉預(yù)拉伸和預(yù)加載荷所產(chǎn)生的形變勢(shì)能，第一種做法是由于稍事休息，使肌肉產(chǎn)生松弛的結(jié)果。五、詳答題1.詳答體育活動(dòng)中骨骼的受力形式有哪些？（1）壓縮載荷：常見于身體垂直姿勢(shì)中，作用力從骨的兩端作用于骨，一端是人體的重力和載荷的力，另一端是支撐反作用力。（2） 彎曲載荷：通常是在骨骼起杠桿作用時(shí)出現(xiàn)的。常見于肌肉力以及關(guān)節(jié)的壓力作用于骨上，使骨產(chǎn)生彎曲載荷。（3）拉伸載荷：常見于身體懸垂姿勢(shì)中，骨的兩端受到反向拉力。（4）扭轉(zhuǎn)載荷：常見于人體或局部肢體做旋轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)骨骼承受繞縱軸的兩個(gè)反向力矩的作用。（5） 靜力載荷：當(dāng)身體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，骨骼承受靜態(tài)載荷

16、，其載荷量值不變化，只要不超過骨的安全強(qiáng)度，骨不會(huì)受傷。（6） 動(dòng)態(tài)載荷：在運(yùn)動(dòng)過程中骨骼承受動(dòng)態(tài)載荷。2.詳述載荷增大時(shí)，肌肉收縮力學(xué)特性的變化。 當(dāng)載荷增大時(shí)肌肉收縮力學(xué)特性的變化如下：（1） 動(dòng)作潛伏期延長。 肌肉激活后收縮元的張力首先使串聯(lián)彈性元形變張力發(fā)生變化，只有當(dāng)肌肉張力發(fā)展到大于起止點(diǎn)的阻力時(shí)，肌肉才開始向心收縮產(chǎn)生動(dòng)作，使載荷產(chǎn)生位移。載荷增大時(shí)發(fā)展所經(jīng)歷的時(shí)間長，肌肉收縮產(chǎn)生動(dòng)作的潛伏期隨著載荷的增大而延長。（2） 收縮幅度減小。 當(dāng)載荷增加時(shí)收縮幅度減小，直至增加到一定份量時(shí)，動(dòng)作不能完成，肌肉不能縮短。（3） 收縮速度下降。 由實(shí)驗(yàn)得出在零載荷時(shí)，收縮速度最大，隨著載荷

17、的增加，收縮速度跟著下降，加至肌肉恰好不能舉起的重量時(shí)，收縮速度為零。3.肌肉及肌腱的生物力學(xué)特性對(duì)完成動(dòng)作有何影響？（1）增加動(dòng)作的力和速度。 眾所周知，做縱跳時(shí)若下蹲到最低點(diǎn)稍事停頓，跳起的高度要低于不停頓立即起跳所達(dá)到的高度，這是因?yàn)榈诙N做法運(yùn)用了肌肉預(yù)拉伸和預(yù)加載荷所產(chǎn)生的形變勢(shì)能，第一種做法是由于稍事停頓，使肌肉產(chǎn)生松弛的結(jié)果。（2） 提高動(dòng)作的經(jīng)濟(jì)性。 在周期性運(yùn)動(dòng)中，肌肉及腱形變勢(shì)能的再利用，大大地節(jié)省了能量消耗。如運(yùn)動(dòng)員在做基本動(dòng)作之前，往往有一個(gè)反向動(dòng)作作為前導(dǎo)，前導(dǎo)動(dòng)作使得即將完成的基本動(dòng)作的肌肉被拉伸，從而積累了形變勢(shì)能，這份能量在后繼的基本動(dòng)作中轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（3） 對(duì)

18、沖擊載荷和振動(dòng)載荷的緩沖。 山地滑雪運(yùn)動(dòng)員身體各部位垂直于山坡方向的加速度，在足部可達(dá)100 G（重力加速度），而在頭部要小得多。原因之一是由于肌肉及肌腱的彈性形變起緩沖作用的結(jié)果。4. 簡述人體基本運(yùn)動(dòng)原理。（1）杠桿原理（2）復(fù)杠桿原理（3）關(guān)節(jié)活動(dòng)順序原理（4） 鞭打動(dòng)作原理（5） 緩沖動(dòng)作原理（6） 蹬伸動(dòng)作原理（7） 擺動(dòng)動(dòng)作原理（8） 軀干扭轉(zhuǎn)動(dòng)作原理（9） 相向運(yùn)動(dòng)原理5.人體基本運(yùn)動(dòng)形式有哪些？結(jié)合體與實(shí)例說明。關(guān)節(jié)活動(dòng)順序性原理是什么？結(jié)合體育實(shí)例說明。8.說明在人體運(yùn)動(dòng)中，小關(guān)節(jié)活動(dòng)的重要性。答：小關(guān)節(jié)活動(dòng)非常重要，如跳遠(yuǎn)緩沖階段膝關(guān)節(jié)肌力矩大于踝關(guān)節(jié)，但蹬伸階段踝關(guān)節(jié)肌力矩大于膝關(guān)節(jié)。另外，小關(guān)節(jié)是人體支撐點(diǎn)，小關(guān)節(jié)的強(qiáng)弱直接決定完成動(dòng)作時(shí)支撐的穩(wěn)固性，如果小關(guān)節(jié)肌力矩強(qiáng)大，可縮短完成動(dòng)作的時(shí)間，提高動(dòng)作的速度。9.結(jié)合體與實(shí)例簡述鞭打動(dòng)作原理。 10.緩沖動(dòng)作的意義是什么？11.跳高、跳遠(yuǎn)時(shí)兩臂及擺動(dòng)腿的合理擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征是什么？12.跳高時(shí)運(yùn)動(dòng)員肢體的擺動(dòng)起什么作用？13.什么是相向運(yùn)動(dòng)？相向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因是什么？14.走步式跳遠(yuǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員騰空階段的走步動(dòng)作的作用是什么？1.根據(jù)下圖說明實(shí)驗(yàn)原理1. 試述短跑運(yùn)動(dòng)員采用蹲踞式起跑的原因。答：短跑運(yùn)動(dòng)員采用蹲踞式起跑，選擇為