人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)

1、人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)第1頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日人體運(yùn)動(dòng)中的力 力的概念 影響力的作用效果的三個(gè)要素：大小、方向和作用點(diǎn)。力的矢量性。 人體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)力和外力 外力與內(nèi)力的相對性：如果把人體看成一個(gè)力學(xué)系統(tǒng)，那么來自于人體外界的力稱為外力。例如重力、支撐反作用力、摩擦力等。只有外力才能引起人體的整體運(yùn)動(dòng)。 第2頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日 人體運(yùn)動(dòng)中所受到的外力 a.重力 大小與方向： ，方向：指向地球心。 g=9.8m/s/s 重力與重量的關(guān)系；重量與質(zhì)量和區(qū)別。第3頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日 b. 摩擦力概念

2、，和特性。b1.靜摩擦力和最大靜摩擦力b2.滑動(dòng)摩擦力第4頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日 c.彈性力概念：由物體發(fā)生形變產(chǎn)生的力。彈性力的胡克定律：人體運(yùn)動(dòng)中所受到的外力在體育運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)用。 第5頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日3.1.2 關(guān)于內(nèi)外力之間關(guān)系在跑、跳等動(dòng)作中，人們一般都知道要跑得跟快、跳得更高更遠(yuǎn)就必須加大蹬地力量，實(shí)際上人體所獲得的動(dòng)力并不是人的蹬地力，而是地面對人的反作用力，這就是人向后下用力而身體卻向前上方運(yùn)動(dòng)的原因。第6頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日要獲得較大的反作用力作為人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，必須加

3、大人的蹬地力，這又取決于人體肌肉活動(dòng)引起的對地面作用力的大小。肌肉活動(dòng)是主動(dòng)的，為了提高人體運(yùn)動(dòng)效果，最重要的是提高肌肉收縮的力量（內(nèi)力），以加大蹬地力從而得到一個(gè)大的反作用力（外力），使人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。另外，實(shí)踐中采取一些措施，利用外部條件在一定程度上也可提高地面對人體的作用力，例如，在跑些、跳鞋上安上釘子，起跑時(shí)用起跑器等 。第7頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日跳高起跳過程中的外力作用第8頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日起跑過程中的外力作用第9頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日力量訓(xùn)練過程中人體肌肉收縮抵抗負(fù)荷的內(nèi)

4、外力作用第10頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日復(fù)習(xí)：人體的受力分析3.2牛頓定律及其應(yīng)用第11頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日掌握物體受力的分析方法確定受力分析對象，取出隔離體確定場力（重力、電磁場力等）確定所有外力：動(dòng)力，阻力（摩擦力、空氣阻力等），接觸力等。畫受力分析圖第12頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日abcd第13頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日跑的人體受力分析第14頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日1. 牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用 若物體A對物體B作用一力FAB，則物

5、體B同時(shí)以力FBA反作用物體A，兩力的大小相等，方向相反，并在同一直線上。即： FAB= -FBA 第15頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日正確理解和應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的幾點(diǎn)：(1) 作用力和反作用力分別作用在不同的物體上，分別產(chǎn)生各自的效應(yīng)。它們不同于一對平衡力。如踢足球，腳對球的作用力為F，作用在球上，使球產(chǎn)生加速度和形變。而球?qū)δ_的作用力F，同時(shí)作用在腳上，使腳產(chǎn)生向后，的加速度和受到壓迫。雖然二力大小相等，但作用在不同的物體上，產(chǎn)生不同的效果。第16頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日(2) 作用力和反作用力互為存在條件。它們總是同時(shí)產(chǎn)生、

6、同時(shí)存在，同時(shí)消失。(3) 作用力和反作用力必是同種性質(zhì)的力。如果作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力；如果作用力是彈性力，反作用力一定也是彈性力。(4) 作用力與反作用力等值反向，沿同一直線這一規(guī)律，不受相互作用的兩物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。不管它們處于靜止?fàn)顟B(tài)還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，相互作用力的上述規(guī)律仍然成立。第17頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日第三運(yùn)動(dòng)定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用當(dāng)人們進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用力與反作用力問題是普遍存在的。弄清它們的關(guān)系，才能正確分析體育運(yùn)動(dòng)中各力的特點(diǎn)，結(jié)合牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行深入研究。 第18頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日2

7、. 牛頓第一定律(慣性定律)及其應(yīng)用 任何物體，在不受力作用時(shí)，都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。慣性:物體具有保持其原有“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的性質(zhì).第19頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日第20頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日牛頓定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用1.長跑的勻速跑2.舉重等動(dòng)作的連貫性第21頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日3、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用 要使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，就必須對物體施加力。當(dāng)物體受到的合外力不為零時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力成正比，與其質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向一致，用公式可表示為： 第22頁，

8、共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日 在應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)應(yīng)注意的幾點(diǎn)： 牛頓第二定律中的物體是被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。在體育運(yùn)動(dòng)中對人體進(jìn)行研究時(shí)，也不例外，在處理多環(huán)節(jié)連接體的動(dòng)力學(xué)問題時(shí)，要用“隔離物體法”，也就是把物體分割成多個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物體，以便對每一質(zhì)點(diǎn)直接應(yīng)用牛頓第二定律。第23頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日牛頓第二定律反映的是加速度與力的矢量關(guān)系，指出加速度方向永遠(yuǎn)與外力的方向一致。如果物體同時(shí)受到若干個(gè)外力的作用，那么物體的加速度就由這些外力的合力產(chǎn)生，其方向與合外力的方向一致。若將合外力分解為水平分力和垂直分力，那么，水平分力只產(chǎn)生水平加速度

9、，垂直分力只產(chǎn)生垂直加速度。因而牛頓第二定律的分量式為： 第24頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日力的單位 力的單位有國際單位制和工程單位制，本書采用國際單位制。在國際單位制中，質(zhì)量的單位為“千克”(kg)，加速度的單位為“米秒2”(ms2)，力的單位為“牛頓”(N)，即： 1(N)1(kg) *(ms2) 在體育動(dòng)作的分析中，也常用“公斤”作為力的單位，在用牛頓第二定律計(jì)算時(shí)，“公斤”應(yīng)換算為“牛頓”。1(公斤力)9.8(牛頓)。 第25頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日例題講解：P63作業(yè) P86：3，5，7，18第26頁，共41頁，2022年，

10、5月20日，9點(diǎn)58分，星期日4、牛頓運(yùn)動(dòng)定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用實(shí)例向心力和離心力向心加速度向心力 第27頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日向心力與離心力分析第28頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日 支撐反作用力力的性質(zhì)計(jì)算方法GRa第29頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日靜態(tài)與動(dòng)態(tài)支撐反作用力。討論a, R, G的方向關(guān)系。 靜態(tài)支撐反作用力 R=G=mg動(dòng)態(tài)支撐反作用力 R=G+ma=(g+a)m a0 RG 超重 a0 RG 失重第30頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日原地縱跳t1t2TtF0圖6-1

11、-7 CMJ垂直力與時(shí)間曲線第31頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日3.3 動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用1. 動(dòng)量與沖量的概念 動(dòng)量（矢量性） ，單位：米.千克/秒（m. kg / s）。 沖量（矢量性） 單位：牛頓.秒（N. s） 第32頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日沖量的幾何含義：S=F*t tFS第33頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日2. 動(dòng)量定理 物體在運(yùn)動(dòng)過程中，在某段時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的改變，等于所受所受合外力在這段時(shí)間內(nèi)的沖量。即： 第34頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日動(dòng)量定理的矢量性。例

12、題：P73 第35頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日3、動(dòng)量定理在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用1在投擲項(xiàng)目中，為了增加器械的出手速度，即增加器械的出手動(dòng)量，應(yīng)增加在最后用力階段對器械的沖量。這要求在發(fā)揮最大力量的同時(shí)，延長力的作用時(shí)間。 第36頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日2若要減少對人體的沖力，就得延長力作用的時(shí)間，各種落地緩沖動(dòng)作就是典型的例子。 第37頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日3運(yùn)用動(dòng)量定理還可以計(jì)算人體運(yùn)動(dòng)中的一些力學(xué)參數(shù)。在跳躍項(xiàng)目中，用測力臺測出踏跳力隨時(shí)間的變化曲線，就可以求出人體所受的沖量，運(yùn)用動(dòng)量定理，則可求出人體騰空的速度。在另一些情況下，在動(dòng)作的電影圖片上可以計(jì)算出人體或器械的運(yùn)動(dòng)速度。反過來，也可以計(jì)算出相應(yīng)的平均沖力大小。 第38頁，共41頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)58分，星期日4、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用任何物質(zhì)系統(tǒng)在不受外力作用或所受外力之和為零時(shí)，其總動(dòng)量保持不變。這就是動(dòng)量守恒定律。 在動(dòng)量定理中，當(dāng)Ft=0時(shí)得 mVtmV1=0 即： m