人體運(yùn)動學(xué)總論學(xué)習(xí)教案課件

會計學(xué)1人體運(yùn)動學(xué)總論會計學(xué)1人體運(yùn)動學(xué)總論第一節(jié)運(yùn)動學(xué)概念第1頁/共106頁第一節(jié)運(yùn)動學(xué)概念第1頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握人體運(yùn)動學(xué)、功能解剖學(xué)、生物力學(xué)、運(yùn)動生物力學(xué)，質(zhì)點(diǎn)、剛體，軌跡、位移、路程的定義；直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動，人體運(yùn)動的速度和加速度，平動、轉(zhuǎn)動和復(fù)合運(yùn)動等基本概念。熟悉時程、速率、角加速度、角位移等概念。了解速度與速率的區(qū)別，運(yùn)動的量的特點(diǎn)。2.掌握運(yùn)動的相對性的原理，人體運(yùn)動的三個面和三個軸，和康復(fù)醫(yī)學(xué)中人體運(yùn)動的始發(fā)姿勢。熟悉兩種參考系的定義，自由度的概念。3.了解人體運(yùn)動學(xué)發(fā)展簡史。4.熟悉人體運(yùn)動學(xué)的內(nèi)容、方法、與康復(fù)治療學(xué)的關(guān)系和意義。第2頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)第2頁/共106頁運(yùn)動學(xué)（kinesiology）是理論力學(xué)的一個分支學(xué)科，它是運(yùn)用幾何學(xué)的方法來研究物體的運(yùn)動，主要研究質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動規(guī)律。運(yùn)動學(xué)為動力學(xué)、機(jī)械原理(機(jī)械學(xué))提供理論基礎(chǔ)，也包含有自然科學(xué)和工程技術(shù)等多個學(xué)科所必需的基本知識，包括物體的運(yùn)動在空間和時間等方面的差異。第3頁/共106頁運(yùn)動學(xué)（kinesiology）是理論力學(xué)的一個分支學(xué)科，它人體運(yùn)動學(xué)概念是研究人體活動科學(xué)的領(lǐng)域。是通過位置、速度、加速度等物理量描述和研究人體和器械的位置隨時間變化的規(guī)律或在運(yùn)動過程中所經(jīng)過的軌跡，而不考慮人體和器械運(yùn)動狀態(tài)改變的原因。本書所講的人體運(yùn)動學(xué)，主要指人體的功能解剖學(xué)、生物力學(xué)和部分運(yùn)動生物力學(xué)的內(nèi)容。第4頁/共106頁人體運(yùn)動學(xué)概念是研究人體活動科學(xué)的領(lǐng)域。是通過位置、速度、加

研究運(yùn)動器官的結(jié)構(gòu)是如何適應(yīng)其生理功能的學(xué)科，為功能解剖學(xué)。研究生物體機(jī)械運(yùn)動的規(guī)律，以及力與生物體的運(yùn)動、生理、病理之間關(guān)系的學(xué)科為生物力學(xué)。研究運(yùn)動中人體和器械運(yùn)動力學(xué)規(guī)律的學(xué)科，為運(yùn)動生物力學(xué)。

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研究運(yùn)動器官的結(jié)構(gòu)是如何適應(yīng)其生理功能的學(xué)科，為功能解剖學(xué)在研究人體運(yùn)動時，是以牛頓力學(xué)理論為基礎(chǔ)的。在運(yùn)動生物力學(xué)中，把人體簡化為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、剛體和多剛體系等力學(xué)模型，而使研究的問題大大簡化。但是人體是生命體，因此在研究人體運(yùn)動學(xué)時，還要盡可能地考慮人的生命特征，才能正確地研究人體的運(yùn)動。

第6頁/共106頁在研究人體運(yùn)動時，是以牛頓力學(xué)理論為基礎(chǔ)的。第6頁/共106運(yùn)動學(xué)基本概念只有大小沒有方向的物理量叫標(biāo)量。如溫度、時間。其運(yùn)算是簡單的代數(shù)運(yùn)算。既有大小又有方向的物理量叫矢量。力、位移、速度等力學(xué)中的大多數(shù)物理量都是矢量。其計算有自己的規(guī)律。矢量的合成遵循平行四邊形法則。矢量的乘積有點(diǎn)積和差積：點(diǎn)積的結(jié)果是標(biāo)量，數(shù)值大小等于兩個矢量大小的積乘以它們夾角的余弦值，即A·B=︱A︱︱B︱Cosθ。差積的結(jié)果是矢量，大小等于兩個矢量大小的積乘以它們夾角的正弦值：︱A︱︱B︱Sinθ，方向由右手法則判斷。所以矢量的差積又叫矢量的矢積。

第7頁/共106頁運(yùn)動學(xué)基本概念只有大小沒有方向的物理量叫標(biāo)量。如溫度、時間。運(yùn)動的獨(dú)立性若運(yùn)動同時參與幾個分運(yùn)動，則每個分運(yùn)動不受其他分運(yùn)動的影響。物體的運(yùn)動是由各個彼此獨(dú)立的分運(yùn)動疊加而成。人體運(yùn)動的合成和分解，其理論基礎(chǔ)就是運(yùn)動的獨(dú)立性原理。人體運(yùn)動學(xué)中量的特性：瞬時性，矢量性、相對性和獨(dú)立性。第8頁/共106頁運(yùn)動的獨(dú)立性若運(yùn)動同時參與幾個分運(yùn)動，則每個分運(yùn)動不受其他分描述人體運(yùn)動時間的物理量時刻是人體位置的時間量度，用于運(yùn)動的開始、結(jié)束和運(yùn)動過程中許多重要位相的瞬間。時間是人體運(yùn)動持續(xù)時間的量度，是指人體運(yùn)動從某時刻到另一時刻所經(jīng)過的時間間隔。描述人體的運(yùn)動在時間方面的概念主要包括運(yùn)動的次序、持續(xù)時間、速度和加速度。

第9頁/共106頁描述人體運(yùn)動時間的物理量時刻是人體位置的時間量度，用于運(yùn)動的

描述人體運(yùn)動空間的物理量

1.質(zhì)點(diǎn)是指具有質(zhì)量、但可以忽略其大小、形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)而視為幾何點(diǎn)的物體，是由實際物體抽象出來的力學(xué)簡化模型。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動包括直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動。直線運(yùn)動又分為勻速直線運(yùn)動和變速直線運(yùn)動，后者在運(yùn)動中比較多見。曲線的運(yùn)動方向始終在變化，具有矢量性。曲線運(yùn)動又常分為圓周運(yùn)動和斜拋物體運(yùn)動：斜拋物體作為質(zhì)點(diǎn)，在運(yùn)動中形成的軌跡是一條拋物線。第10頁/共106頁

描述人體運(yùn)動空間的物理量

1.質(zhì)點(diǎn)是指具有質(zhì)量、但可

2.剛體是由相互間距離始終保持不變的許多質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)體，它有一定形狀、占據(jù)空間一定位置，是由實際物體抽象出來的力學(xué)簡化模型。在運(yùn)動生物力學(xué)中，把人體看作是一個多剛體系統(tǒng)。第11頁/共106頁

2.剛體是由相互間距離始終保持不變的許多質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)體，人體的運(yùn)動形式

（1）平動：指運(yùn)動過程中，身體上的任意兩點(diǎn)的連線始終保持等長和平行。其運(yùn)動軌跡是直線或曲線，人體平動時，身體上各點(diǎn)的位移、速度和加速度都一致，可簡化成質(zhì)點(diǎn)處理。第12頁/共106頁人體的運(yùn)動形式

（1）平動：指運(yùn)動過程中，身體上的任意兩點(diǎn)（2）轉(zhuǎn)動：指運(yùn)動過程中，身體上的各點(diǎn)都圍繞同一直線（即軸）作圓周運(yùn)動，稱轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動時人體各點(diǎn)距離軸的距離不同，所以其線速度也不同，只能簡化成剛體來處理。第13頁/共106頁（2）轉(zhuǎn)動：指運(yùn)動過程中，身體上的各點(diǎn)都圍繞同一直線（即軸）（3）復(fù)合運(yùn)動：人體的絕大部分運(yùn)動包括平動和轉(zhuǎn)動，兩者結(jié)合的運(yùn)動稱為復(fù)合運(yùn)動。如騎自行車時，軀干可近似地看作平動，下肢各關(guān)節(jié)圍繞關(guān)節(jié)軸進(jìn)行多級轉(zhuǎn)動。研究中通常把復(fù)合運(yùn)動分解為平動和轉(zhuǎn)動，使問題大大簡化。

人體的機(jī)械運(yùn)動都是在一定的空間和時間中進(jìn)行的。

第14頁/共106頁（3）復(fù)合運(yùn)動：人體的絕大部分運(yùn)動包括平動和轉(zhuǎn)動，兩者結(jié)合的人體平動的空間物理量軌跡：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路徑。當(dāng)把人體轉(zhuǎn)化成質(zhì)點(diǎn)來描述其運(yùn)動時，把代表人體或器械的質(zhì)點(diǎn)在一定時間內(nèi)用坐標(biāo)值確定的位置點(diǎn)連接起來，就是人體或器械某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。路程：是指物體從一個位置移動到另一個位置時的實際運(yùn)動路線的長度，也是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的全長。路程是標(biāo)量，只有數(shù)值的大小，沒有方向。第15頁/共106頁人體平動的空間物理量軌跡：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路徑。當(dāng)把人體轉(zhuǎn)化成質(zhì)點(diǎn)位移：大小等于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線距離，方向由起點(diǎn)指向終點(diǎn)。位移是矢量，同時表明運(yùn)動的長度和運(yùn)動的方向。位移一般小于路程。人體的機(jī)械運(yùn)動表現(xiàn)為人體某一部分相對身體另一部分的空間、時間位移；人體整體相對外界環(huán)境的空間、時間位移；由人體局部位移而造成器械的空間位移。第16頁/共106頁位移：大小等于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線距離，方向由起點(diǎn)指向

人體平動的時空物理量

速率指路程與通過這段路程所經(jīng)歷的時間之比。速度指位移與通過這段位移所經(jīng)歷的時間之比，是矢量。瞬時速度指物體在某一時刻或通過運(yùn)動軌跡上某一點(diǎn)的速度。加速度是描述速度的時間變化率的物理量。它是一個矢量，有大小和方向?？梢詾檎怠⒇?fù)值和0。加速度也有平均加速度和瞬時加速度。位移、速度和加速度都可以合成和分解，遵循平行四邊形法則。

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人體平動的時空物理量

速率指路程與通過這段路程所經(jīng)歷的時間

人體轉(zhuǎn)動的空間物理量

角位移：人體整體或環(huán)節(jié)圍繞某個軸轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)過的角度叫角位移。它是矢量，大小為轉(zhuǎn)過角度的大小，方向由物理學(xué)中的“右手法則”判定。通常規(guī)定逆時針轉(zhuǎn)動的角位移為正，順時針轉(zhuǎn)動的角位移為負(fù)值。角位移的單位以弧度表示。第18頁/共106頁

人體轉(zhuǎn)動的空間物理量

角位移：人體整體或環(huán)節(jié)圍繞某個軸轉(zhuǎn)動

人體轉(zhuǎn)動的時空物理量

角速度、線速度和角加速度等內(nèi)容如后述。第19頁/共106頁

人體轉(zhuǎn)動的時空物理量

角速度、線速度和角加速度等內(nèi)容如后述二、人體運(yùn)動的相對性、坐標(biāo)系和始發(fā)姿勢

宇宙萬物處于永恒的運(yùn)動狀態(tài)，從哲學(xué)的觀點(diǎn)看，運(yùn)動是絕對的。機(jī)械運(yùn)動是物體間相對位置的變化，要描述某物體的運(yùn)動情況，一般需要選定一個或多個物體作參考，觀察要描述的物體與這些參考物體相對位置的變化情況。如果相對位置變化了，稱物體是運(yùn)動的，如果沒有變化，稱物體是靜止的。可見，判斷一個物體是運(yùn)動還是靜止是相對而言的。從這個角度觀察運(yùn)動，運(yùn)動又是相對的。

物體的運(yùn)動取決于參考物體選取的性質(zhì)叫運(yùn)動的相對性。第20頁/共106頁二、人體運(yùn)動的相對性、坐標(biāo)系和始發(fā)姿勢

宇宙萬物處于永恒的運(yùn)

運(yùn)動的參考系的分類

描述物體運(yùn)動時選擇作為參考的物體或物體群叫參考系（或參照系）。在描述人體某環(huán)節(jié)運(yùn)動時，多選用人體總重心或鄰近環(huán)節(jié)作為參考系。根據(jù)選定的參考系，可以定性地描述物體的運(yùn)動情況。分為兩種：慣性參考系：把相對于地球靜止的物體或相對于地球作勻速直線運(yùn)動的物體作為參考系叫慣性參考系。非慣性參考系：把相對于地球作變速運(yùn)動的物體作為參考標(biāo)準(zhǔn)的參考系叫非慣性參考系。在描述人體運(yùn)動的局部肢體的運(yùn)動狀態(tài)時，多需要這種參考系。第21頁/共106頁

運(yùn)動的參考系的分類描述物體運(yùn)動時選擇作為參考的物體或人體的面與軸

人體的運(yùn)動有三個面:水平面：與地面平行的面，把人體分為上下兩部分；額狀面：與身體前或后面平行的面，把人體分成前后兩部分；矢狀面：與身體側(cè)面平行的面，把人體分為左右兩部分。人體的運(yùn)動有三個軸：橫軸（與地面平行且與額狀面平行的軸）縱軸（額狀面與矢狀面相交叉形成的、上下貫穿人體正中的軸）矢狀軸（與地平面平行且又與矢狀面平行的軸，在水平方向上前后貫穿人體）第22頁/共106頁人體的面與軸人體的運(yùn)動有三個面:第22頁/共106頁

第23頁/共106頁

第23頁/共106頁在康復(fù)醫(yī)學(xué)中，為人體運(yùn)動的始發(fā)姿勢，即：身體直立，面向前，雙目平視，雙足并立，足尖向前，雙上肢下垂于體側(cè)，掌心貼于體側(cè)。其中手的姿勢（又名中立位）是手的掌心貼于軀干兩側(cè)，是唯一有別于解剖學(xué)中的人體基本姿勢的，應(yīng)提起注意。

人體運(yùn)動的始發(fā)姿勢第24頁/共106頁在康復(fù)醫(yī)學(xué)中，為人體運(yùn)動的始發(fā)姿勢，即：身體直立，面向前，雙自由度關(guān)節(jié)面的形態(tài)及結(jié)構(gòu)決定了關(guān)節(jié)可能活動的軸，自由度與關(guān)節(jié)活動軸有關(guān)，關(guān)節(jié)軸有幾個活動方向，就有幾個自由度。例如，髖關(guān)節(jié)可作屈伸、內(nèi)收外展、內(nèi)旋外旋三個軸的運(yùn)動，有三個自由度。凡具備兩個以上自由度的關(guān)節(jié)均可產(chǎn)生環(huán)繞動作。肢體一般環(huán)繞關(guān)節(jié)軸來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)活動。關(guān)節(jié)軸（即活動軸）可反映肢體活動范圍和運(yùn)動方式。

第25頁/共106頁自由度關(guān)節(jié)面的形態(tài)及結(jié)構(gòu)決定了關(guān)節(jié)可能活動的軸，自由度與關(guān)節(jié)

三、發(fā)展簡史

古代人通過對地面物體和天體運(yùn)動的觀察，逐漸形成了物體在空間中位置的變化和時間的概念。中國戰(zhàn)國時期在《墨經(jīng)》中已有關(guān)于運(yùn)動和時間先后的描述。公元前，稱為“人體運(yùn)動學(xué)之父”的亞里士多德首次對肌的作用進(jìn)行了描述，并且分析了步行的復(fù)雜過程，以及重心的作用、運(yùn)動定律和杠桿原理，為運(yùn)動學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨后，阿基米德和蓋倫在有關(guān)重力、杠桿原理及肌收縮領(lǐng)域取得了進(jìn)一步的成就。第26頁/共106頁

三、發(fā)展簡史

古代人通過對地面物體和天體運(yùn)動的

達(dá)·芬奇對與動作有關(guān)的人體結(jié)構(gòu)，重心與平衡的關(guān)系及阻力中心進(jìn)行了研究，闡述了身體在站立、上下坡、從坐位起立、以及跳躍時的力學(xué)原理。是第一個記載人體步態(tài)的科學(xué)數(shù)據(jù)的人。伽利略建立了加速度的概念，運(yùn)動/速度合成的平行四邊形法則，為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)奠定了基礎(chǔ)。惠更斯在對擺的運(yùn)動和牛頓在對天體運(yùn)動的研究中，各自獨(dú)立地提出了離心力的概念，從而發(fā)現(xiàn)了向心加速度與速度的二次方成正比、同半徑成反比的規(guī)律。第27頁/共106頁

達(dá)·芬奇對與動作有關(guān)的人體結(jié)構(gòu)，重心與平衡的關(guān)系及阻力中心18世紀(jì)后期，歐拉研究了剛體的定軸轉(zhuǎn)動和定點(diǎn)運(yùn)動問題，提出歐拉角概念，建立了歐拉運(yùn)動學(xué)方程和剛體有限轉(zhuǎn)動位移定理，及剛體瞬時轉(zhuǎn)動軸和瞬時角速度矢量的概念，揭示了剛體運(yùn)動形式的特征，稱為剛體運(yùn)動學(xué)的奠基人。拉格朗日和漢密爾頓分別引入了廣義坐標(biāo)、廣義速度和廣義動量等概念，為在多維空間中用幾何方法描述多自由度質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動開辟了新途徑，促進(jìn)了分析動力學(xué)的發(fā)展。第28頁/共106頁18世紀(jì)后期，歐拉研究了剛體的定軸轉(zhuǎn)動和定點(diǎn)運(yùn)動問題，提出歐19世紀(jì)末以來，為了適應(yīng)不同生產(chǎn)需要、各種機(jī)器廣泛使用，機(jī)構(gòu)學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)構(gòu)學(xué)的任務(wù)是分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律，根據(jù)需要實現(xiàn)的運(yùn)動設(shè)計新的機(jī)構(gòu)和進(jìn)行機(jī)構(gòu)的綜合?，F(xiàn)代儀器和自動化技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)機(jī)構(gòu)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，提出了各種平面和空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析和綜合的問題。作為機(jī)構(gòu)學(xué)的理論基礎(chǔ)，運(yùn)動學(xué)已逐漸脫離動力學(xué)而成為經(jīng)典力學(xué)中一個獨(dú)立的分支。

第29頁/共106頁19世紀(jì)末以來，為了適應(yīng)不同生產(chǎn)需要、各種機(jī)器廣泛使用，機(jī)構(gòu)20世紀(jì)，運(yùn)動學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展，關(guān)節(jié)力學(xué)、人體運(yùn)動學(xué)、運(yùn)動生理學(xué)等醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容都融入了運(yùn)動學(xué)范疇。人們依據(jù)人體的功能解剖、運(yùn)動的變化規(guī)律，把生物力學(xué)原理運(yùn)用到康復(fù)治療中，形成了一整套的康復(fù)運(yùn)動學(xué)治療理論。并進(jìn)一步研究出卓有成效的運(yùn)動治療方法。生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員還根據(jù)人體的關(guān)節(jié)力學(xué)原理，為截肢和功能障礙的患者制作了合適的支具，大大提高了患者的生存質(zhì)量。

第30頁/共106頁20世紀(jì)，運(yùn)動學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展，關(guān)節(jié)力學(xué)、人體運(yùn)

（一）內(nèi)容人體運(yùn)動學(xué)，主要指人體的功能解剖學(xué)、生物力學(xué)和部分運(yùn)動生物力學(xué)的內(nèi)容。功能解剖學(xué)，主要研究運(yùn)動器官的結(jié)構(gòu)是如何適應(yīng)其生理功能的學(xué)科。生物力學(xué)，主要采用力學(xué)原理分析骨骼、肌、關(guān)節(jié)運(yùn)動中的力學(xué)現(xiàn)象，分析人體在靜態(tài)和動態(tài)時，力在各部位所起的作用。運(yùn)動生物力學(xué)，主要運(yùn)用力學(xué)和生物學(xué)的基本理論和方法，研究運(yùn)動著人體的生物和力學(xué)的規(guī)律，為進(jìn)行運(yùn)動治療建立合理的訓(xùn)練方法和恰當(dāng)?shù)氖址ǖ忍峁┮罁?jù)。四、內(nèi)容、方法和意義第31頁/共106頁

（一）內(nèi)容四、內(nèi)容、方法和意義第31頁/共106頁（二）方法運(yùn)動學(xué)的研究方法有多種，主要包括描述性方法和規(guī)定性方法。描述性方法主要是依據(jù)人體運(yùn)動時測量出的數(shù)據(jù)，應(yīng)用運(yùn)動方程、圖像法和表格法來描述人體運(yùn)動當(dāng)時的狀態(tài)。規(guī)定性方法則是對測量出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和歸納。

第32頁/共106頁（二）方法運(yùn)動學(xué)的研究方法有多種，主要包括描述性方法和規(guī)定性

運(yùn)動生物力學(xué)的研究方法包括實驗方法和理論分析方法。前者主要是運(yùn)用CT測試結(jié)合計算機(jī)圖像處理分析系統(tǒng)測定人體慣量參數(shù)、采用三維測力平臺及計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、等速測力器和肌電圖儀測定人體的力參數(shù)、以及采用高速攝像圖像分析系統(tǒng)測量人體的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，求得描述研究對象的某項運(yùn)動特征的各項指標(biāo)，以便提供進(jìn)行該運(yùn)動的必要條件。后者則是采用人體系統(tǒng)仿真方法/多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論建立抽象的力學(xué)模型，將運(yùn)動主體和運(yùn)動過程進(jìn)行數(shù)學(xué)語言的描述，應(yīng)用數(shù)學(xué)、力學(xué)理論和計算推導(dǎo)出各種人體運(yùn)動的普遍規(guī)律和內(nèi)在機(jī)理。

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運(yùn)動生物力學(xué)的研究方法包括實驗方法和理論分析方法。第33頁（三）人體運(yùn)動學(xué)與康復(fù)治療學(xué)的關(guān)系

康復(fù)治療學(xué)的對象是損傷和疾病所導(dǎo)致的功能障礙，尤其是運(yùn)動功能及與之相關(guān)的功能損害，康復(fù)治療的目的是使患者的功能達(dá)到最大限度的恢復(fù)，能夠生活自理，重返社會?？祻?fù)治療中運(yùn)用藥物和手術(shù)比較少，而以物理治療、作業(yè)治療、言語治療、假肢矯形器裝配、心理治療等作為主要治療手段，其中，運(yùn)動治療作為物理治療的中心，是最為主要的治療手段之一。第34頁/共106頁（三）人體運(yùn)動學(xué)與康復(fù)治療學(xué)的關(guān)系

康復(fù)治療學(xué)的對象是損傷和

運(yùn)動治療（kinesiotherapy）是使用器械、徒手手法或患者自身的力量，通過某些方式的運(yùn)動，使患者獲得全身或局部的運(yùn)動、感覺功能恢復(fù)的訓(xùn)練方法。為了保持正常的人體運(yùn)動功能，需要骨骼肌肉系統(tǒng)、心肺血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的共同協(xié)作。骨骼與肌等是運(yùn)動的基礎(chǔ)；心肺血管系統(tǒng)提供運(yùn)動能量，決定運(yùn)動功能的容量；神經(jīng)系統(tǒng)是運(yùn)動的控制系統(tǒng)。當(dāng)三大系統(tǒng)發(fā)生疾病而影響其正常功能時，人體的運(yùn)動功能等就會發(fā)生障礙，需要制訂科學(xué)的康復(fù)治療方案進(jìn)行康復(fù)。在這類方案中，往往是通過各類運(yùn)動/活動的訓(xùn)練來增強(qiáng)上述系統(tǒng)的功能，恢復(fù)其運(yùn)動功能和個體活動能力，以便重返社會。第35頁/共106頁

運(yùn)動治療（kinesiotherapy）是使用器械、徒手手人體運(yùn)動學(xué)是康復(fù)治療學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程。學(xué)習(xí)人體運(yùn)動學(xué)，通過對人體結(jié)構(gòu)和機(jī)能的力學(xué)研究和運(yùn)動動作的生物力學(xué)分析，掌握熟悉運(yùn)動器官的結(jié)構(gòu)與功能相一致的關(guān)系，可以幫助我們更深入地理解運(yùn)動障礙的實質(zhì)、掌握各項運(yùn)動治療的適應(yīng)證/禁忌證、技巧和手法，制定運(yùn)動治療方案、選擇恰當(dāng)?shù)挠?xùn)練手段，準(zhǔn)確地實施運(yùn)動治療，省力又安全高效地進(jìn)行訓(xùn)練。第36頁/共106頁人體運(yùn)動學(xué)是康復(fù)治療學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程。第36頁/共106頁通過研究不同的運(yùn)動對于人體的某一局部施加的力量負(fù)荷的特點(diǎn)，可以采取預(yù)防措施防止治療時給病人造成誤用性綜合征的可能，防止治療師本人治療時用力過度/不當(dāng)導(dǎo)致自身外傷的發(fā)生，也有益于外傷后康復(fù)訓(xùn)練的適宜方法、強(qiáng)度、持續(xù)時間和間隔時間的選擇?？梢娙梭w運(yùn)動學(xué)是康復(fù)治療學(xué)必不可少的重要基礎(chǔ)課程。

第37頁/共106頁通過研究不同的運(yùn)動對于人體的某一局部施加的力量負(fù)荷的特點(diǎn)，可

人體運(yùn)動學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，又是一門技術(shù)科學(xué)，是多種科學(xué)與工程學(xué)的基礎(chǔ)。運(yùn)動學(xué)知識是骨關(guān)節(jié)疾病的正確診斷與治療的基礎(chǔ)，也是恢復(fù)患者運(yùn)動功能的假肢、支具等的力學(xué)性質(zhì)設(shè)計和正確使用的重要基礎(chǔ)，對于康復(fù)治療師為患者選擇恰當(dāng)?shù)妮喴魏椭Ь?，并?xùn)練他們學(xué)會熟練地使用，也是十分必要的。因此，掌握好人體運(yùn)動學(xué)的知識，對于康復(fù)治療學(xué)專業(yè)的學(xué)生，至關(guān)重要。第38頁/共106頁

人體運(yùn)動學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，又是一門技術(shù)科學(xué)，是多種科學(xué)與工第二節(jié)人體運(yùn)動的形式和原理第39頁/共106頁第二節(jié)人體運(yùn)動的形式和原理第39頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握關(guān)節(jié)運(yùn)動的形式和各個關(guān)節(jié)的主要運(yùn)動方向；掌握杠桿原理和關(guān)節(jié)活動順序性原理，熟悉相關(guān)概念。2.熟悉人體運(yùn)動的基本形式，推、拉、鞭打、蹬伸、緩沖的定義，掌握擺動、軀干扭轉(zhuǎn)和相向運(yùn)動的概念（能夠舉例說明）。3.了解人體簡化后的主要運(yùn)動形式。第40頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握關(guān)節(jié)運(yùn)動的形式和各個關(guān)節(jié)的主要運(yùn)動方向；掌握

一、人體運(yùn)動的形式

（一）人體簡化以后的運(yùn)動形式

人體運(yùn)動的形式多種多樣。如上所述，把人體簡化成質(zhì)點(diǎn)，按照質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡可分為直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動。把人體簡化成剛體，運(yùn)動形式包括平動、轉(zhuǎn)動和復(fù)合運(yùn)動。

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一、人體運(yùn)動的形式

（一）人體簡化以后的運(yùn)動形式

人體運(yùn)（二）人體關(guān)節(jié)的運(yùn)動形式

屈曲(flexion),伸展(extension):主要是以橫軸為中心,在矢狀面上的運(yùn)動。

內(nèi)收(adduction),外展(abduction):主要是以矢狀軸為中心,在前額面上的運(yùn)動。內(nèi)旋(internalrotation),外旋(externalrotation):主要是以縱軸為中心,在水平面上的運(yùn)動。

前臂和小腿有旋前和旋后運(yùn)動。足踝部還有內(nèi)翻(inversion)和外翻(eversion)運(yùn)動。

第42頁/共106頁（二）人體關(guān)節(jié)的運(yùn)動形式

屈曲(flexion),伸展(e（三）人體的基本運(yùn)動形式

運(yùn)動生物力學(xué)將人體看作是由上肢、頭、軀干和下肢組成的多環(huán)節(jié)鏈狀形式，它的基本運(yùn)動形式如下：1.上肢的基本運(yùn)動形式由上肢各關(guān)節(jié)共同完成。（1）推：在克服阻力時，上肢由屈曲態(tài)變?yōu)樯煺箲B(tài)的動作過程。如胸前傳球。（2）拉：在克服阻力時，上肢由伸展態(tài)變?yōu)榍鷳B(tài)的動作過程。如游泳。

在運(yùn)動中，上肢往往是推、拉動作相結(jié)合的運(yùn)動形式，如劃船；有時在伸直時做推拉。（3）鞭打：在克服阻力或自體位移時，上肢各環(huán)節(jié)依次加速、制動，使末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大速度的動作形式，叫鞭打動作。如投擲。

第43頁/共106頁（三）人體的基本運(yùn)動形式

運(yùn)動生物力學(xué)將人體看作是由上2.下肢的基本運(yùn)動形式

（1）緩沖：在克服阻力時，下肢由伸展態(tài)轉(zhuǎn)為較為屈曲態(tài)的動作過程。如跳遠(yuǎn)前起跳時擺動腿的動作。（2）蹬伸：在克服阻力時，下肢由屈曲態(tài)主動轉(zhuǎn)為伸展態(tài)的動作過程。如跳遠(yuǎn)前起跳時起跳腿的動作。（3）鞭打：在完成自由泳的兩腿打水動作時，下肢各環(huán)節(jié)有類似上肢的鞭打動作。第44頁/共106頁2.下肢的基本運(yùn)動形式

（1）緩沖：在克服阻力時，下肢由伸展

3.全身基本運(yùn)動形式

（1）擺動：身體某一部分完成主要動作（如一條腿的起跳）時,另一部分配合主要動作進(jìn)行加速擺動（如雙臂和另一條腿配合起跳的擺動）動作形式,稱擺動。（2）軀干扭轉(zhuǎn)：在身體各部位完成動作時,軀體上下肢沿身體縱軸的反向轉(zhuǎn)動的運(yùn)動形式。（3）相向運(yùn)動：依據(jù)運(yùn)動形式,把身體兩部分相互接近或遠(yuǎn)離的運(yùn)動形式稱相向運(yùn)動。

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3.全身基本運(yùn)動形式

（1）擺動：身體某一部分完成主（2）軀干扭轉(zhuǎn)第46頁/共106頁（2）軀干扭轉(zhuǎn)第46頁/共106頁

二、人體基本動作原理

（一）杠桿原理

運(yùn)用杠桿原理對運(yùn)動進(jìn)行分析，是運(yùn)動力學(xué)研究的重要途徑之一。

1.概念

1）支點(diǎn)（F）是指杠桿繞著轉(zhuǎn)動的軸心點(diǎn)，在肢體杠桿上，支點(diǎn)是關(guān)節(jié)的運(yùn)動中心。

2）力點(diǎn)（E）動力作用點(diǎn)稱為力點(diǎn)，在骨杠桿上力點(diǎn)是肌肉的附著點(diǎn)。

3）阻力點(diǎn)（W）阻力杠桿上的作用點(diǎn)稱為阻力點(diǎn)，是指運(yùn)動階段的重力、運(yùn)動器械的重力、摩擦力或彈力以及拮抗肌的張力，韌帶、筋膜抵抗?fàn)繌埩Φ牧Φ人斐傻淖枇?。它們在一個杠桿系統(tǒng)中的阻力作用點(diǎn)只有一個，即全部阻力的合力作用點(diǎn)為唯一的阻力點(diǎn)。

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4）力臂從支點(diǎn)到動力作用線的垂直距離。

5）阻力臂從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離。

6）力矩（M）是力對物體轉(zhuǎn)動作用的量度。人體的各種運(yùn)動多是肌肉的拉力矩作用于相應(yīng)環(huán)節(jié)，使之圍繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)的。肌力的測定和訓(xùn)練一般是就肌力矩而言。

7）阻力矩阻力和阻力臂的乘積為阻力矩。力矩和阻力矩的作用方向一律用“順時針方向”和“逆時針方向”來表示。習(xí)慣上把順時針方向的力矩規(guī)定為正力矩，逆時針方向的力矩規(guī)定為負(fù)力矩。規(guī)定正、負(fù)之后，幾個力矩的合成就可用其代數(shù)和來計算。

第48頁/共106頁4）力臂從支點(diǎn)到動力作用線的垂直距離。

5）阻力臂2.杠桿的分類

（1）第1類杠桿其支點(diǎn)位于力點(diǎn)和阻力點(diǎn)中間，主要作用是傳遞動力和保持平衡，它既產(chǎn)生力又產(chǎn)生速度。在人體中這類杠桿較少。

（2）第2類杠桿其阻力點(diǎn)在力點(diǎn)和支點(diǎn)的中間，。其力臂始終大于阻力臂，可用較小的力來克服較大的阻力，故稱省力杠桿。

（3）第3類杠桿其力點(diǎn)在阻力點(diǎn)和支點(diǎn)的中間，如使用鑷子。此類杠桿在人體上最為普遍。此類杠桿因為力臂始終小于阻力臂，動力必須大于阻力才能引起運(yùn)動，但可使阻力點(diǎn)獲得較大的運(yùn)動速度和幅度，故稱速度杠桿。

第49頁/共106頁2.杠桿的分類

（1）第1類杠桿其支點(diǎn)位于力點(diǎn)和阻力點(diǎn)中3.杠桿的原理在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

（1）省力要用較小的力去克服較大阻力，就要使力臂增長或縮短阻力臂。在人體杠桿中肌拉力的力臂一般都短，可以通過籽骨、肌在骨上附著點(diǎn)的隆起等來延長力臂。提重物時，使重物靠近身體可以縮短阻力臂而省力，舉重的技術(shù)關(guān)鍵就是讓杠鈴盡可能貼近身體。（2）獲得速度許多動作不要求省力，而要求獲得較大的運(yùn)動速度和運(yùn)動幅度，如投擲、踢球等。為使阻力點(diǎn)移動的幅度和速度增大，就要增加阻力臂和縮短力臂。人體杠桿中大多數(shù)雖是速度杠桿，但在運(yùn)動中為了獲得更大速度，還經(jīng)常使幾個關(guān)節(jié)組成一個長的阻力臂，如擲鐵餅就先要伸展手臂。有時要附加延長的阻力臂，如利用擊球棒和球拍的桿來延長阻力臂。

第50頁/共106頁3.杠桿的原理在康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

（1）省力要用較小的力（3）防止損傷從杠桿原理可知速度杠桿一般不能省力，而人體骨骼與肌組成的杠桿大多屬于速度杠桿，所以阻力過大的時候，容易引起運(yùn)動杠桿各環(huán)節(jié)，特別是其力點(diǎn)和支點(diǎn)，即肌腱、肌止點(diǎn)以及關(guān)節(jié)的損傷。除通過訓(xùn)練增強(qiáng)肌力以外，還應(yīng)適當(dāng)控制阻力及阻力矩，以保護(hù)肌杠桿。

第51頁/共106頁（3）防止損傷從杠桿原理可知速度杠桿一般不能省力，而人體（二）關(guān)節(jié)活動順序性原理

運(yùn)動中需要克服大的阻力/需要快的速度時，雖然運(yùn)動鏈中各個關(guān)節(jié)同時用力，但總是大關(guān)節(jié)最先產(chǎn)生運(yùn)動，然后依據(jù)關(guān)節(jié)的大小出現(xiàn)一定的先后順序。其意義在于主動強(qiáng)化訓(xùn)練大關(guān)節(jié)，發(fā)揮其潛力，利于訓(xùn)練的完成。小關(guān)節(jié)是人體動作的支撐點(diǎn)，對動作完成后身體的平衡保持有重要作用，還可影響動作時間，提高速度。不需要克服大的阻力/需要快的速度的運(yùn)動，可以不采用以上所述的順序。

第52頁/共106頁（二）關(guān)節(jié)活動順序性原理

運(yùn)動中需要克服大的阻力/需要快的速第三節(jié)人體運(yùn)動的動力學(xué)第53頁/共106頁第三節(jié)人體運(yùn)動的動力學(xué)第53頁/共106頁

1.掌握動力學(xué)基本概念，如力、應(yīng)力和應(yīng)變、強(qiáng)度和剛度、彈性和塑性、蠕變、應(yīng)力松弛等。掌握梅脫、心臟的功能能力、運(yùn)動能力和靶心率的概念。2.熟悉牛頓的三個運(yùn)動定律；熟悉人體的功能關(guān)系在制定運(yùn)動處方中的重要作用。3.了解人體簡化后的主要運(yùn)動形式，以及動量定理和動量守恒定律。學(xué)習(xí)目標(biāo)第54頁/共106頁

1.掌握動力學(xué)基本概念，如力、應(yīng)力和應(yīng)變、強(qiáng)度和剛度、彈性

人體運(yùn)動的動力學(xué)

一、概念

1.動力學(xué)是研究人體運(yùn)動與受力的關(guān)系的學(xué)科。人體受力可分為動力和制動力。如果力的方向與人體運(yùn)動（速度）方向相同，就稱此力為人體動力，反之則稱為人體制動力。

2.力一物體作用在另一物體上的推力或拉力。如果把人體看作一個力學(xué)系統(tǒng)，則人體受力可分為內(nèi)力、外力。二者互相作用產(chǎn)生適應(yīng)、協(xié)調(diào)和平衡。

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人體運(yùn)動的動力學(xué)

主要有：

1）人體重力是地球?qū)θ梭w的引力。是人體保持直立姿勢以及活動時必須克服的負(fù)荷。人體重力的作用方向向下，大小與人體及負(fù)荷的質(zhì)量相等。

2）支撐反作用力當(dāng)人體對支撐點(diǎn)施加作用力時，支撐點(diǎn)對人體的反作用力叫支撐反作用力。靜力支撐反作用力：其大小與人體體重相同，方向相反。動力支撐反作用力：大于人體體重。例如加速起蹲。

3）摩擦力指人體或肢體在地面或器械上運(yùn)動或有運(yùn)動趨勢時，所受到的阻礙運(yùn)動的力。其大小因人體或肢體重量及地面或器械表面的凸起程度不同而異，其方向與運(yùn)動方向相反。（1）外力第56頁/共106頁主要有：

1）人體重力是地球?qū)θ梭w的引力。是人體

4）慣性力指變速運(yùn)動物體對施力物體的反作用力。其大小等于變速運(yùn)動物體的質(zhì)量與加速度的乘積，方向與加速度方向相反，作用于引起加速度的物體上。如推鉛球時手對鉛球的推力使得鉛球產(chǎn)生了加速度，同時鉛球?qū)κ值姆醋饔昧κ瞧滟|(zhì)量對加速度的阻力，即慣性力。

5）流體阻力指人體在流體中運(yùn)動時所承受的流體阻力。其大小與流體密度、運(yùn)動速度和人體的正面面積成正比。在水中運(yùn)動的阻力比在空氣中運(yùn)動受到的阻力要大，但是因為水的浮力作用又抵消了人的大部分體重，故人體在水中運(yùn)動比較省力。

第57頁/共106頁

4）慣性力指變速運(yùn)動物體對施力物體的反作用力。其大小等6）器械的其他阻力肢體推動運(yùn)動器械進(jìn)行訓(xùn)練時，除要克服器械重力外，還需要克服器械的慣性力、摩擦力或彈力所產(chǎn)生的阻力，其大小與肢體的推力大小相等，方向相反。

各種外力經(jīng)常被用來作為康復(fù)訓(xùn)練/治療的負(fù)荷，這種負(fù)荷要求選擇肢體中適合的投入訓(xùn)練的肌群及其收縮強(qiáng)度，以便使得肢體運(yùn)動的方向和力量與負(fù)荷互相適應(yīng)，這是增強(qiáng)肌力訓(xùn)練的方法學(xué)基礎(chǔ)。

第58頁/共106頁6）器械的其他阻力肢體推動運(yùn)動器械進(jìn)行訓(xùn)練時，除（2）內(nèi)力主要有：

1）肌拉力這種力通過其在骨骼上的附著點(diǎn)，可以維持人體姿勢，引起人體內(nèi)部各部分、各環(huán)節(jié)間的相對運(yùn)動。是人體內(nèi)力中最重要的主動力。

2）各組織器官間的被動阻力當(dāng)一肢體做屈曲或伸展運(yùn)動時，其相反方向的組織受到牽拉，由于組織內(nèi)存在各種張力或粘滯力可以產(chǎn)生對抗?fàn)坷淖枇?，尤其是拮抗肌的張力，此時必須做相應(yīng)松弛，以保證運(yùn)動的完成；這些阻力的存在，又使得松弛有一定限度，保證了主要運(yùn)動方向運(yùn)動的適時和適度。第59頁/共106頁（2）內(nèi)力主要有：

1）肌拉力這種力通過其在骨骼上的附

3）各內(nèi)臟器官的摩擦力例如胃腸蠕動時候腸袢間的摩擦力（盡管很?。呐K搏動時與肺、縱隔和胸廓間的摩擦力等。

4）內(nèi)臟器官和固定裝置間的阻力如胃腸蠕動與腹膜、腸系膜、大血管間的阻力，食管的蠕動與縱隔間的阻力等。

5）血液淋巴液在管道內(nèi)流動時產(chǎn)生的流體阻力，在分流時產(chǎn)生的湍流等。第60頁/共106頁

3）各內(nèi)臟器官的摩擦力例如胃腸蠕動時候腸袢間的摩擦力（4）應(yīng)力指人體結(jié)構(gòu)內(nèi)某一平面對外部負(fù)荷的反應(yīng)，用單位面積上的力表示（N/cm2）。

5）應(yīng)變：指人體機(jī)構(gòu)內(nèi)某一點(diǎn)受載時所發(fā)生的變形稱為應(yīng)變。用變化的長度與原始長度的比表示（%）。

6）強(qiáng)度和剛度強(qiáng)度是人體承受負(fù)荷時抵抗破壞的能力。用極限應(yīng)力表示。剛度是人體在受載時抵抗變形的能力。

第61頁/共106頁4）應(yīng)力指人體結(jié)構(gòu)內(nèi)某一平面對外部負(fù)荷的反應(yīng)，用單7）彈性和彈性限度物體受外力后發(fā)生變形，外力（在一定限度內(nèi)）一旦撤去，物體能恢復(fù)原有的體積和形狀的性質(zhì)，叫彈性。外力的這個限度叫彈性限度。彈性材料能保持固定形狀，特點(diǎn)是應(yīng)力與應(yīng)變成正比，外力作用下外力功轉(zhuǎn)變成彈性能。

8）塑性物體受外力后發(fā)生變形，當(dāng)外力超過彈性限度時，即使撤去外力，也不能恢復(fù)原狀而保持變形的性質(zhì)，即發(fā)生了永久變形，叫塑性。塑性材料變形不可恢復(fù)，特點(diǎn)是應(yīng)力與應(yīng)變呈非線性關(guān)系，外力作用下外力功轉(zhuǎn)變成變形能。第62頁/共106頁7）彈性和彈性限度物體受外力后發(fā)生變形，外力（在一9）粘彈性材料既具有彈性材料的力學(xué)性質(zhì)，又具有粘性材料的力學(xué)性質(zhì)的材料，叫粘彈性材料。粘彈性是引起能量消耗的重要原因。人體的骨、軟骨、肌肉、血管壁、皮膚都是粘彈性材料，其力學(xué)性質(zhì)與溫度、壓力等外界環(huán)境的關(guān)系極為密切。

第63頁/共106頁9）粘彈性材料既具有彈性材料的力學(xué)性質(zhì)，又具有粘性材料的

10）粘彈性材料的特點(diǎn)蠕變：若令應(yīng)力保持一定，物體的應(yīng)變隨時間的增加而增大，這種現(xiàn)象稱為蠕變。應(yīng)力松弛：當(dāng)物體突然發(fā)生應(yīng)變時，若應(yīng)變保持一定，則相應(yīng)的應(yīng)力將隨時間的增加而下降，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。滯后：若物體承受周期性的加載和卸載，則加載時的應(yīng)力應(yīng)變曲線常與卸載時的應(yīng)力應(yīng)變曲線不重合，這種現(xiàn)象稱為滯后。第64頁/共106頁

10）粘彈性材料的特點(diǎn)第64頁/共106頁3.力的三要素大小、方向和作用點(diǎn)。力是一種矢量，力的相加、相減為矢量的合成和

分解，遵循平行四邊形法則。第65頁/共106頁3.力的三要素大小、方向和作用點(diǎn)。第65頁/共106頁

二、牛頓運(yùn)動定律和動量定理、動量守

恒定律

如牛頓第一定律：物體如果不受到任何力或所受合外力為零，將保持其靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。它描述的是平動中人體和器械的慣性本質(zhì)。由于保持一定的速度比改變速度省力得多，所以進(jìn)行耐力訓(xùn)練如長途慢跑或快走的時候，提倡用穩(wěn)定的速度。另一方面，在作醫(yī)療體操時，如能保持動作的連貫性也可比較容易地完成動作，以減輕患者承受不必要的負(fù)荷。

第66頁/共106頁

二、牛頓運(yùn)動定律和動量定理、動量守

動量定理和動量守恒定律：

物體在某段時間內(nèi)所受合外力與其作用時間的乘積稱為力的沖量；物體質(zhì)量與運(yùn)動速度的乘積稱為運(yùn)動物體的動量。

動量定理：物體在某段時間內(nèi)所受合外力的沖量等于它在這段時間內(nèi)動量的變化量，叫動量定理。它具有矢量性,主要用于研究運(yùn)動技術(shù)。

第67頁/共106頁動量定理和動量守恒定律：

物體在某段時間內(nèi)所受合外力與其動量守恒定律當(dāng)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零時，系統(tǒng)的總動量保持不變,叫動量守恒定律。人體是由多環(huán)節(jié)組成的生物系統(tǒng)，各個環(huán)節(jié)的動量的矢量和等于人體的總動量。當(dāng)人體整體所受外力為零時，人體內(nèi)力可改變各個環(huán)節(jié)的相對位置，使環(huán)節(jié)的動量發(fā)生相互傳遞，但不能改變?nèi)梭w的總動量。

在康復(fù)訓(xùn)練中，可考慮利用這一定律，制動某環(huán)節(jié)以提高鄰近的需要加強(qiáng)訓(xùn)練環(huán)節(jié)的運(yùn)動能力。

第68頁/共106頁動量守恒定律當(dāng)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零時，系統(tǒng)的總動量三、人體運(yùn)動中的功能關(guān)系

人體運(yùn)動的過程就是能量的轉(zhuǎn)換過程。在運(yùn)動時，肌的收縮力牽引骨杠桿發(fā)生位移，改變?nèi)梭w的姿勢、位置和運(yùn)動的速度，從而做功。即使人體靜止的時候，保持一定張力的肌肉維持身體的姿勢也要消耗能量。因此，掌握人體運(yùn)動中的功能關(guān)系對正確認(rèn)識人體運(yùn)動的規(guī)律，進(jìn)而恰當(dāng)?shù)匕才趴祻?fù)訓(xùn)練的運(yùn)動量，是十分必要的。

第69頁/共106頁三、人體運(yùn)動中的功能關(guān)系

人體運(yùn)動的過程就是能量的轉(zhuǎn)換過程。

運(yùn)動處方指根據(jù)個體的年齡、性別、健康情況、傷病診斷、功能評定結(jié)果、運(yùn)動史等，為患者或健身活動者，以處方形式制定的，包括活動內(nèi)容、運(yùn)動量、注意事項等內(nèi)容的訓(xùn)練計劃，稱為運(yùn)動處方。其中運(yùn)動量中運(yùn)動強(qiáng)度的選擇對于患者訓(xùn)練的效果和安全性都很重要。

第70頁/共106頁

運(yùn)動處方指根據(jù)個體的年齡、性別、健康情況、傷病診斷、功能評確定運(yùn)動強(qiáng)度的要點(diǎn)

是采取的運(yùn)動所消耗的能量與患者本身所具備的做功能力(負(fù)荷能力)要匹配，完成最大負(fù)荷的60%～80%即可。一般采用心率作為運(yùn)動強(qiáng)度指標(biāo)的計算方法?？梢园凑沼故希↗ungmann）公式進(jìn)行簡易推算。如年齡50歲以上、有慢性病史的中老年人步行運(yùn)動最高心率一般每分鐘應(yīng)不超過（170-年齡）。如某人55歲，步行鍛煉時每分鐘最高心率應(yīng)不超過（170-55），即115次。第71頁/共106頁確定運(yùn)動強(qiáng)度的要點(diǎn)

是采取的運(yùn)動所消耗的能量與患者本身所具備

對于心血管疾病患者以及心血管疾病的高危人群則要進(jìn)行運(yùn)動耐量試驗（使用功率自行車、跑臺，或者二次階梯試驗），對心臟的功能能力（functionalcapacity,F.C.）進(jìn)行評定以后，再確定運(yùn)動強(qiáng)度、運(yùn)動能力（exercisecapacity,E.C.）和靶心率（targetheartrate,THR）。第72頁/共106頁對于心血管疾病患者以及心血管疾病的高危人群

運(yùn)動耐量試驗相關(guān)概念：

1.梅脫（MET）能量代謝當(dāng)量。每公斤體重從事1分鐘活動，消耗3.5毫升的氧，其運(yùn)動強(qiáng)度為1MET。用公式表示為：

1MET=3.5mlO2/Kg·min

1MET的活動強(qiáng)度，相當(dāng)于健康成年人坐位安靜時的代謝水平。稍高于基礎(chǔ)代謝（3.3mlO2（/Kg·min）。MET是由吸氧量計算而來。使用方便，不論活動是否需要克服體重，均可用MET來表示運(yùn)動強(qiáng)度。第73頁/共106頁

運(yùn)動耐量試驗相關(guān)概念：

1.梅脫（MET）能2.心臟的功能能力（F.C.）指機(jī)體在盡力活動時所能達(dá)到的最大MET值?；蛟谟醒醴秶鷥?nèi)機(jī)體所能完成的最大強(qiáng)度活動的最大MET值?；蛐呐K功能容量/體力功能容量，即體力活動能力。在健康人，F(xiàn).C.相當(dāng)于最大吸氧量相應(yīng)的MET值。計算方法：

F.C.=VO2max（mlO2/kg·min）/3.5mlO2/kg·min在年老體弱有病的人來說，F(xiàn).C.只相當(dāng)于沒有出現(xiàn)，或剛剛出現(xiàn)異常時，所能達(dá)到的吸氧量水平的相應(yīng)MET值。第74頁/共106頁2.心臟的功能能力（F.C.）指機(jī)體在盡力活動時所能達(dá)到的最3.運(yùn)動能力（E.C.）即進(jìn)行心臟康復(fù)訓(xùn)練時，應(yīng)達(dá)到并保持的運(yùn)動強(qiáng)度。它由F.C.的百分?jǐn)?shù)得來，是制定處方時表示運(yùn)動強(qiáng)度的最好方法。按不同對象，可以取F.C.的40%～90%不等。4.靶心率（THR）是經(jīng)過心臟功能能力評定后，確定的在康復(fù)訓(xùn)練時應(yīng)達(dá)到和保持的心率。針對不同的疾病，可以制定具有不同訓(xùn)練側(cè)重點(diǎn)的運(yùn)動處方，如增強(qiáng)全身耐力（心肺功能）的運(yùn)動處方、增強(qiáng)肌肉力量的運(yùn)動處方、加大關(guān)節(jié)活動度的運(yùn)動處方等。

第75頁/共106頁3.運(yùn)動能力（E.C.）即進(jìn)行心臟康復(fù)訓(xùn)練時，應(yīng)達(dá)到并保持第四節(jié)人體運(yùn)動的靜力學(xué)第76頁/共106頁第四節(jié)人體運(yùn)動的靜力學(xué)第76頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握靜力學(xué)的概念和作用；掌握力矩、力偶、力的平移定理，穩(wěn)定角、平衡角、穩(wěn)定系數(shù)和人體重心的概念，以及人體重心的位置。2.熟悉恢復(fù)力矩、傾倒力矩的概念，和保持人體平衡的條件。第77頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)第77頁/共106頁

人體運(yùn)動的靜力學(xué)

人體靜力學(xué)是研究人體在外力作用下處于平衡狀態(tài)下的性質(zhì)和行為的力學(xué)分支。它是主要討論人體在完成靜力性動作，即處于相對靜止的姿勢（或稱平衡狀態(tài)）時的受力情況，以及獲得和維持平衡的力學(xué)條件。第78頁/共106頁

人體運(yùn)動的靜力學(xué)

人體靜力學(xué)是研究人體在外力作用下處掌握人體運(yùn)動的靜力學(xué)的重要性康復(fù)治療對象的問題主要是運(yùn)動功能障礙，其平衡功能的恢復(fù)對其身體姿勢的保持、意外摔傷的預(yù)防和全身運(yùn)動功能的恢復(fù)至關(guān)重要，不僅要恢復(fù)他們的坐位和立位的自動態(tài)和他動態(tài)的靜態(tài)平衡，還要恢復(fù)其行走、從事各種醫(yī)療體操、健身和家務(wù)勞動等活動中的動態(tài)平衡。第79頁/共106頁掌握人體運(yùn)動的靜力學(xué)的重要性康復(fù)治療對象的問題主要是運(yùn)動功能

一、人體平衡

（一）相關(guān)概念

1.力矩是力對物體轉(zhuǎn)動作用的量度，是力和力臂的乘積。

力使物體繞點(diǎn)或定軸轉(zhuǎn)動，其效果除了取決于力的大小和方向以外，還取決于所圍繞的定點(diǎn)或者定軸與作用線的距離。只有與軸既不平行，也不相交的力才能使物體轉(zhuǎn)動，且起作用的僅僅是該力在垂直轉(zhuǎn)軸平面內(nèi)的分力。

通常規(guī)定從軸的正面看去，力使物體按逆時針方向轉(zhuǎn)動時，力矩為正，力使物體按順時針方向轉(zhuǎn)動時，力矩為負(fù)。力矩的單位用牛頓·米來表示。第80頁/共106頁

一、人體平衡

（一）相關(guān)概念

1.力矩是力對物體轉(zhuǎn)動人體的各種運(yùn)動多是肌的拉力矩作用于相應(yīng)環(huán)節(jié)，使之圍繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)的。所以，肌力的測定和訓(xùn)練一般是就肌力矩而言?；謴?fù)力矩是使物體恢復(fù)到原來平衡位置的力矩，它等于重力乘以重力對傾倒支點(diǎn)的力臂。傾倒力矩為傾倒力乘以對傾倒支點(diǎn)力臂的乘積。

第81頁/共106頁人體的各種運(yùn)動多是肌的拉力矩作用于相應(yīng)環(huán)節(jié)，使之圍繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)恢復(fù)力矩和傾倒力矩第82頁/共106頁恢復(fù)力矩和傾倒力矩第82頁/共106頁2.力偶：通常把兩個大小相等、方向相反、作用線互相平行、但不在同一條直線上的一對力稱為力偶。它作用在剛體上，能改變剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。力與力偶臂的乘積稱為力偶矩。使物體產(chǎn)生逆時針方向轉(zhuǎn)動的力偶矩，取正值，反之取負(fù)值。

第83頁/共106頁2.力偶：通常把兩個大小相等、方向相反、作用線互相平行、但不3.力的平移定理

剛體上的力可以平行于自身移動到任一點(diǎn)，但需要添加一力偶，其力偶矩等于原力對于新作用點(diǎn)的力矩。這樣，就可以把力平移到重心上去分析，并且不需要改變對人體的作用效果；但是，必須附加上一個力偶，此力偶等于原力對重心之距。這種方法可以簡化受力圖，對運(yùn)動的受力分析有重要意義。設(shè)有力F作用于A點(diǎn)，如何使力平移后與原來的力等效呢？第84頁/共106頁3.力的平移定理剛體上的力可以平行于自身移動到任一點(diǎn)，力的平移現(xiàn)在任選O點(diǎn)并在這一點(diǎn)加反向的兩個力F’和F”，使其大小均等于F，作用線與F平行。由于F’和F”為一平衡力系，故F、F’、F”的作用與F單獨(dú)的作用等效。但F和F”可視為一力偶，因此作用于A點(diǎn)的力F可用作用于O點(diǎn)的F’和力偶矩M=F﹣d來代替。第85頁/共106頁力的平移現(xiàn)在任選O點(diǎn)并在這一點(diǎn)加反向的兩個力F’和F”，使其（二）人體平衡的條件

人體平衡的力學(xué)條件是合外力為0，合外力矩為0。兩個基本點(diǎn)條件同時滿足，人體才能平衡。平衡穩(wěn)定性反映了物體維持原有平衡狀態(tài)和抵抗傾倒的能力，對于康復(fù)治療對象來講很重要。與平衡有關(guān)的因素:支撐面；重心；人體的重心垂直投影線越遠(yuǎn)離支撐面的邊緣，則穩(wěn)定性越大。第86頁/共106頁（二）人體平衡的條件

人體平衡的力學(xué)條件是合外力為0，合外力

穩(wěn)定角

是重心垂直投影線和重心至支撐面邊緣相應(yīng)點(diǎn)的連線間的夾角。穩(wěn)定角是影響人體平衡穩(wěn)定性的力學(xué)因素。某方向上的穩(wěn)定角越大，人體在該方向上的穩(wěn)定程度越大，即在某方位上平衡穩(wěn)定性的儲備能力越大。它綜合反映支撐面積大小、重心高低和重心垂直投影線在支撐面內(nèi)的相對位置對平衡穩(wěn)定性的影響。

第87頁/共106頁

穩(wěn)定角

是重心垂直投影線和重心至支平衡角等于某方位平面上穩(wěn)定角的總和。它可以說明物體在某方位上總的穩(wěn)定程度，通常稱為穩(wěn)度，即物體失去平衡的難易程度。

第88頁/共106頁平衡角等于某方位平面上穩(wěn)定角的總和。它可以說明物體在某方位上一個物體是否失去平衡，取決于該物體重心垂直投影線是否落在支撐面內(nèi)。物體開始傾斜時，隨著物體的傾斜，重力產(chǎn)生一個使物體恢復(fù)到原來平衡位置的恢復(fù)力矩，它等于重力乘以重力對傾倒支點(diǎn)的力臂。傾倒力矩為傾倒力乘以對傾倒支點(diǎn)力臂的乘積。傾倒過程中，如恢復(fù)力矩大于傾倒力矩，即重力作用線在支撐面內(nèi)，則恢復(fù)力矩使物體恢復(fù)到原位置。第89頁/共106頁一個物體是否失去平衡，取決于該物體重心垂直投影線是否落在支撐傾倒過程中，如傾倒使得重力作用線通過支點(diǎn)時，則恢復(fù)力矩為0，重力矩起著加劇傾倒的作用。

穩(wěn)定系數(shù)為傾倒力開始作用時穩(wěn)定力矩與傾倒力矩的比值。當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)大于1時，物體本身重力產(chǎn)生的恢復(fù)力矩足以對抗傾倒，當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)小于1時，物體恢復(fù)力矩對抗不了傾倒力矩，物體傾倒，平衡破壞。所以，物體越重，其穩(wěn)定力矩越大，抗傾倒的能力越強(qiáng)。第90頁/共106頁傾倒過程中，如傾倒使得重力作用線通過支點(diǎn)時，則恢復(fù)力矩為0，

二、人體重心

整個人體所受重力的合力的作用點(diǎn)，叫人體重心。它位于身體正中面上第三骶椎上緣前方7厘米處，大約在身高的55%～56%。

重心移動的幅度取決于身體移動的幅度和移動部分的質(zhì)量。如上肢上伸時重心上移，下蹲時重心下移，大幅度體前屈或作“橋式動作”可以引起重心移出體外。

第91頁/共106頁

人體重心

第92頁/共106頁人體重心

第92頁/共106頁為了訓(xùn)練平衡功能差的患者的平衡能力，開始訓(xùn)練時，可以先練習(xí)坐位（重心低支撐面較大）平衡，完成后練習(xí)立位平衡時，可先分開雙腿以加大支撐面使重心比較低，練習(xí)靜態(tài)和動態(tài)平衡，達(dá)到一定效果后，再逐漸過渡到并足訓(xùn)練。第93頁/共106頁為了訓(xùn)練平衡功能差的患者的平衡能力，開始訓(xùn)練時，可以先練習(xí)坐

三、人體平衡的特點(diǎn)

由于人體的呼吸和循環(huán)的存在，肌張力也不恒定，重心在一定范圍內(nèi)波動，因此人體平衡是相對的靜態(tài)平衡。第94頁/共106頁

三、人體平衡的特點(diǎn)

由于人體的呼吸和循環(huán)的存在，肌張力也當(dāng)人體重心偏移時，人體能借助補(bǔ)償動作來抵消和中和重心的不適宜移動，如果還不足以維持平衡時，則可借助恢復(fù)動作/改變支撐面來獲得新的平衡。即人體可以通過視覺和本體感覺，在大腦皮質(zhì)的控制下，通過肌肉收縮造成平衡的力學(xué)條件，恢復(fù)和維持平衡。第95頁/共106頁當(dāng)人體重心偏移時，人體能借助補(bǔ)償動作來抵消和中和重心的不適宜因此，人的平衡離不開肌的收縮。肌力主要起固定關(guān)節(jié)、調(diào)節(jié)控制人體平衡的作用，其活動需消耗生理能量。如果保持平衡的時間太長，能量消耗增多，肌肉疲勞，會使人體控制平衡的能力降低。緊張、疲勞、注意力不集中及突然的聲、光刺激都會影響平衡的穩(wěn)定性。人體平衡還受心理的影響。所以對患者進(jìn)行平衡訓(xùn)練時，除了注意適宜技術(shù)的使用，還要進(jìn)行鼓勵，解除患者平衡訓(xùn)練時心理上的恐懼感。

第96頁/共106頁因此，人的平衡離不開肌的收縮。第96頁/共106頁第五節(jié)人體轉(zhuǎn)動力學(xué)第97頁/共106頁第五節(jié)人體轉(zhuǎn)動力學(xué)第97頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握人體轉(zhuǎn)動的力學(xué)條件，和肢體圍繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動的力學(xué)條件。2.熟悉康復(fù)治療中所評測和訓(xùn)練肌力中肌力概念的實質(zhì)。3.了解轉(zhuǎn)動定律、動量矩和沖量矩的內(nèi)容。第98頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)第98頁/共106頁第五節(jié)人體轉(zhuǎn)動力學(xué)

人體各個環(huán)節(jié)的運(yùn)動都是圍繞關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)動,走、跑、跳等動作是通過關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的。所以，轉(zhuǎn)動是人體運(yùn)動的基礎(chǔ)。在康復(fù)醫(yī)學(xué)中所講的關(guān)節(jié)活動度的測定和訓(xùn)練，都是指肢體圍繞關(guān)節(jié)軸所進(jìn)行的轉(zhuǎn)動。第99頁/共106頁第五節(jié)人體轉(zhuǎn)動力學(xué)

人體各個環(huán)節(jié)的運(yùn)動都是圍繞關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)

一、轉(zhuǎn)動運(yùn)動學(xué)

1.角速度人體/肢體在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度叫角速度。它是矢量，其方向與角位移方向相同。采用等速訓(xùn)練器進(jìn)行患者的等速肌力訓(xùn)練時，“等速”是指肢體圍繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動時的角速度是相等的。2.線速度是質(zhì)點(diǎn)圍繞一點(diǎn)轉(zhuǎn)動或者人體圍繞某個軸轉(zhuǎn)動時，質(zhì)點(diǎn)或者人體上各點(diǎn)的瞬時速度。它具體描述轉(zhuǎn)動的人體或器械上各個點(diǎn)轉(zhuǎn)動的快慢。3.角加速度指單位時間內(nèi)角速度的變化量。它也是矢量。在描述勻變速運(yùn)動時，其特點(diǎn)是角加速度恒定。4.角位移人體整體或環(huán)節(jié)圍繞某個軸轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)過的角度叫角位移。第100頁/共106頁

一、轉(zhuǎn)動運(yùn)動學(xué)

1.角速度人體/肢體在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的

二、轉(zhuǎn)動動力學(xué)

人體的轉(zhuǎn)動包括肢體在肌力的作用下牽引骨圍繞關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)動和人體整體的轉(zhuǎn)動。人體轉(zhuǎn)動的力學(xué)條件是作用在人體上的外力對某一轉(zhuǎn)軸的力矩的矢量和不為零。

肢體繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動的條件是阻力矩與肌力矩之和不為零。對多軸關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動，要對每個軸做力矩的合成，正確判定阻力和肌力對于相應(yīng)軸的力矩。如上臂作肩關(guān)節(jié)的屈伸時，其阻力與肌力對額狀軸產(chǎn)生力矩，而上臂作肩關(guān)節(jié)的內(nèi)收外展時，其阻力與肌力對矢狀軸產(chǎn)生力矩。第101頁/共106頁

二、轉(zhuǎn)動動力學(xué)

人體的轉(zhuǎn)動包括肢體在肌力的作用下牽引骨圍繞

（一）轉(zhuǎn)動定律

物體的轉(zhuǎn)動慣量是物體轉(zhuǎn)動慣性的大小。由于人體的質(zhì)量分布不均勻，其轉(zhuǎn)動慣量的計算很困難。通常采用人體力學(xué)模型，將人體簡化成15個剛體，通過鉸鏈聯(lián)結(jié)形成剛體系統(tǒng)，然后分別計算各個剛體的轉(zhuǎn)動慣量。人體運(yùn)動時，隨著姿勢的變化轉(zhuǎn)動慣量也會發(fā)生變化，因此對一種姿勢算出的轉(zhuǎn)動慣量只是說明一瞬間的情況。這種可變性可以使人根據(jù)訓(xùn)練目的，調(diào)節(jié)姿勢以改變轉(zhuǎn)動慣量，達(dá)到自我控制的目的。轉(zhuǎn)動定律：剛體繞固定軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動慣量與角加速度的積等于作用在剛體上的合外力矩。第102頁/共106頁

（一）轉(zhuǎn)動定律

物體的轉(zhuǎn)動慣量是物體轉(zhuǎn)動慣性的大小

（二）動量矩

轉(zhuǎn)動慣量與轉(zhuǎn)動的角速度的乘積，叫動量矩。反映了剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。沖量矩是力矩和時間的乘積，表示外力矩對轉(zhuǎn)動物體作用于時間上的累積效用。第103頁/共106頁（二）動量矩

轉(zhuǎn)動慣量與轉(zhuǎn)動的角速度的（三）肢體的轉(zhuǎn)動作用

人的肢體在運(yùn)動時，大多是圍繞關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)動。當(dāng)肌力矩大于阻力矩時，肢體向肌拉力的方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)阻力矩大于肌力矩時，肢體向阻力方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)肌力矩等于阻力矩時，肢體平衡，肌肉作靜態(tài)的等長收縮。第104頁/共106頁（三）肢體的轉(zhuǎn)動作用

人的肢體在運(yùn)動時，大多是圍繞關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)為了增加肢體的轉(zhuǎn)動角速度，訓(xùn)練關(guān)節(jié)的活動度和靈活程度，可以增大肌力矩，主要通過增強(qiáng)肌力來實現(xiàn)。另一方面，當(dāng)肌力矩一定時，減小轉(zhuǎn)動慣量也可提高轉(zhuǎn)動的角速度。可以在完成動作時，盡量使肢體靠近關(guān)節(jié)軸，從而加大肢體的轉(zhuǎn)動速度。例如跑步時的擺臂擺腿動作，可以采用屈肘擺臂，從而減小上肢的轉(zhuǎn)動慣量；小腿后擺時，盡量靠近大腿做折疊動作，減小下肢圍繞髖關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動慣量，以便提高擺動的角速度。第105頁/共106頁為了增加肢體的轉(zhuǎn)動角速度，訓(xùn)練關(guān)節(jié)的活動度和靈活程度，可以增會計學(xué)107人體運(yùn)動學(xué)總論會計學(xué)1人體運(yùn)動學(xué)總論第一節(jié)運(yùn)動學(xué)概念第1頁/共106頁第一節(jié)運(yùn)動學(xué)概念第1頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握人體運(yùn)動學(xué)、功能解剖學(xué)、生物力學(xué)、運(yùn)動生物力學(xué)，質(zhì)點(diǎn)、剛體，軌跡、位移、路程的定義；直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動，人體運(yùn)動的速度和加速度，平動、轉(zhuǎn)動和復(fù)合運(yùn)動等基本概念。熟悉時程、速率、角加速度、角位移等概念。了解速度與速率的區(qū)別，運(yùn)動的量的特點(diǎn)。2.掌握運(yùn)動的相對性的原理，人體運(yùn)動的三個面和三個軸，和康復(fù)醫(yī)學(xué)中人體運(yùn)動的始發(fā)姿勢。熟悉兩種參考系的定義，自由度的概念。3.了解人體運(yùn)動學(xué)發(fā)展簡史。4.熟悉人體運(yùn)動學(xué)的內(nèi)容、方法、與康復(fù)治療學(xué)的關(guān)系和意義。第2頁/共106頁學(xué)習(xí)目標(biāo)第2頁/共106頁運(yùn)動學(xué)（kinesiology）是理論力學(xué)的一個分支學(xué)科，它是運(yùn)用幾何學(xué)的方法來研究物體的運(yùn)動，主要研究質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動規(guī)律。運(yùn)動學(xué)為動力學(xué)、機(jī)械原理(機(jī)械學(xué))提供理論基礎(chǔ)，也包含有自然科學(xué)和工程技術(shù)等多個學(xué)科所必需的基本知識，包括物體的運(yùn)動在空間和時間等方面的差異。第3頁/共106頁運(yùn)動學(xué)（kinesiology）是理論力學(xué)的一個分支學(xué)科，它人體運(yùn)動學(xué)概念是研究人體活動科學(xué)的領(lǐng)域。是通過位置、速度、加速度等物理量描述和研究人體和器械的位置隨時間變化的規(guī)律或在運(yùn)動過程中所經(jīng)過的軌跡，而不考慮人體和器械運(yùn)動狀態(tài)改變的原因。本書所講的人體運(yùn)動學(xué)，主要指人體的功能解剖學(xué)、生物力學(xué)和部分運(yùn)動生物力學(xué)的內(nèi)容。第4頁/共106頁人體運(yùn)動學(xué)概念是研究人體活動科學(xué)的領(lǐng)域。是通過位置、速度、加

研究運(yùn)動器官的結(jié)構(gòu)是如何適應(yīng)其生理功能的學(xué)科，為功能解剖學(xué)。研究生物體機(jī)械運(yùn)動的規(guī)律，以及力與生物體的運(yùn)動、生理、病理之間關(guān)系的學(xué)科為生物力學(xué)。研究運(yùn)動中人體和器械運(yùn)動力學(xué)規(guī)律的學(xué)科，為運(yùn)動生物力學(xué)。

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研究運(yùn)動器官的結(jié)構(gòu)是如何適應(yīng)其生理功能的學(xué)科，為功能解剖學(xué)在研究人體運(yùn)動時，是以牛頓力學(xué)理論為基礎(chǔ)的。在運(yùn)動生物力學(xué)中，把人體簡化為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、剛體和多剛體系等力學(xué)模型，而使研究的問題大大簡化。但是人體是生命體，因此在研究人體運(yùn)動學(xué)時，還要盡可能地考慮人的生命特征，才能正確地研究人體的運(yùn)動。

第6頁/共106頁在研究人體運(yùn)動時，是以牛頓力學(xué)理論為基礎(chǔ)的。第6頁/共106運(yùn)動學(xué)基本概念只有大小沒有方向的物理量叫標(biāo)量。如溫度、時間。其運(yùn)算是簡單的代數(shù)運(yùn)算。既有大小又有方向的物理量叫矢量。力、位移、速度等力學(xué)中的大多數(shù)物理量都是矢量。其計算有自己的規(guī)律。矢量的合成遵循平行四邊形法則。矢量的乘積有點(diǎn)積和差積：點(diǎn)積的結(jié)果是標(biāo)量，數(shù)值大小等于兩個矢量大小的積乘以它們夾角的余弦值，即A·B=︱A︱︱B︱Cosθ。差積的結(jié)果是矢量，大小等于兩個矢量大小的積乘以它們夾角的正弦值：︱A︱︱B︱Sinθ，方向由右手法則判斷。所以矢量的差積又叫矢量的矢積。

第7頁/共106頁運(yùn)動學(xué)基本概念只有大小沒有方向的物理量叫標(biāo)量。如溫度、時間。運(yùn)動的獨(dú)立性若運(yùn)動同時參與幾個分運(yùn)動，則每個分運(yùn)動不受其他分運(yùn)動的影響。物體的運(yùn)動是由各個彼此獨(dú)立的分運(yùn)動疊加而成。人體運(yùn)動的合成和分解，其理論基礎(chǔ)就是運(yùn)動的獨(dú)立性原理。人體運(yùn)動學(xué)中量的特性：瞬時性，矢量性、相對性和獨(dú)立性。第8頁/共106頁運(yùn)動的獨(dú)立性若運(yùn)動同時參與幾個分運(yùn)動，則每個分運(yùn)動不受其他分描述人體運(yùn)動時間的物理量時刻是人體位置的時間量度，用于運(yùn)動的開始、結(jié)束和運(yùn)動過程中許多重要位相的瞬間。時間是人體運(yùn)動持續(xù)時間的量度，是指人體運(yùn)動從某時刻到另一時刻所經(jīng)過的時間間隔。描述人體的運(yùn)動在時間方面的概念主要包括運(yùn)動的次序、持續(xù)時間、速度和加速度。

第9頁/共106頁描述人體運(yùn)動時間的物理量時刻是人體位置的時間量度，用于運(yùn)動的

描述人體運(yùn)動空間的物理量

1.質(zhì)點(diǎn)是指具有質(zhì)量、但可以忽略其大小、形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)而視為幾何點(diǎn)的物體，是由實際物體抽象出來的力學(xué)簡化模型。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動包括直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動。直線運(yùn)動又分為勻速直線運(yùn)動和變速直線運(yùn)動，后者在運(yùn)動中比較多見。曲線的運(yùn)動方向始終在變化，具有矢量性。曲線運(yùn)動又常分為圓周運(yùn)動和斜拋物體運(yùn)動：斜拋物體作為質(zhì)點(diǎn)，在運(yùn)動中形成的軌跡是一條拋物線。第10頁/共106頁

描述人體運(yùn)動空間的物理量

1.質(zhì)點(diǎn)是指具有質(zhì)量、但可

2.剛體是由相互間距離始終保持不變的許多質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)體，它有一定形狀、占據(jù)空間一定位置，是由實際物體抽象出來的力學(xué)簡化模型。在運(yùn)動生物力學(xué)中，把人體看作是一個多剛體系統(tǒng)。第11頁/共106頁

2.剛體是由相互間距離始終保持不變的許多質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)體，人體的運(yùn)動形式

（1）平動：指運(yùn)動過程中，身體上的任意兩點(diǎn)的連線始終保持等長和平行。其運(yùn)動軌跡是直線或曲線，人體平動時，身體上各點(diǎn)的位移、速度和加速度都一致，可簡化成質(zhì)點(diǎn)處理。第12頁/共106頁人體的運(yùn)動形式

（1）平動：指運(yùn)動過程中，身體上的任意兩點(diǎn)（2）轉(zhuǎn)動：指運(yùn)動過程中，身體上的各點(diǎn)都圍繞同一直線（即軸）作圓周運(yùn)動，稱轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動時人體各點(diǎn)距離軸的距離不同，所以其線速度也不同，只能簡化成剛體來處理。第13頁/共106頁（2）轉(zhuǎn)動：指運(yùn)動過程中，身體上的各點(diǎn)都圍繞同一直線（即軸）（3）復(fù)合運(yùn)動：人體的絕大部分運(yùn)動包括平動和轉(zhuǎn)動，兩者結(jié)合的運(yùn)動稱為復(fù)合運(yùn)動。如騎自行車時，軀干可近似地看作平動，下肢各關(guān)節(jié)圍繞關(guān)節(jié)軸進(jìn)行多級轉(zhuǎn)動。研究中通常把復(fù)合運(yùn)動分解為平動和轉(zhuǎn)動，使問題大大簡化。

人體的機(jī)械運(yùn)動都是在一定的空間和時間中進(jìn)行的。

第14頁/共106頁（3）復(fù)合運(yùn)動：人體的絕大部分運(yùn)動包括平動和轉(zhuǎn)動，兩者結(jié)合的人體平動的空間物理量軌跡：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路徑。當(dāng)把人體轉(zhuǎn)化成質(zhì)點(diǎn)來描述其運(yùn)動時，把代表人體或器械的質(zhì)點(diǎn)在一定時間內(nèi)用坐標(biāo)值確定的位置點(diǎn)連接起來，就是人體或器械某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。路程：是指物體從一個位置移動到另一個位置時的實際運(yùn)動路線的長度，也是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的全長。路程是標(biāo)量，只有數(shù)值的大小，沒有方向。第15頁/共106頁人體平動的空間物理量軌跡：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路徑。當(dāng)把人體轉(zhuǎn)化成質(zhì)點(diǎn)位移：大小等于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線距離，方向由起點(diǎn)指向終點(diǎn)。位移是矢量，同時表明運(yùn)動的長度和運(yùn)動的方向。位移一般小于路程。人體的機(jī)械運(yùn)動表現(xiàn)為人體某一部分相對身體另一部分的空間、時間位移；人體整體相對外界環(huán)境的空間、時間位移；由人體局部位移而造成器械的空間位移。第16頁/共106頁位移：大小等于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線距離，方向由起點(diǎn)指向

人體平動的時空物理量

速率指路程與通過這段路程所經(jīng)歷的時間之比。速度指位移與通過這段位移所經(jīng)歷的時間之比，是矢量。瞬時速度指物體在某一時刻或通過運(yùn)動軌跡上某一點(diǎn)的速度。加速度是描述速度的時間變化率的物理量。它是一個矢量，有大小和方向?？梢詾檎怠⒇?fù)值和0。加速度也有平均加速度和瞬時加速度。位移、速度和加速度都可以合成和分解，遵循平行四邊形法則。

第17頁/共106頁

人體平動的時空物理量

速率指路程與通過這段路程所經(jīng)歷的時間

人體轉(zhuǎn)動的空間物理量

角位移：人體整體或環(huán)節(jié)圍繞某個軸轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)過的角度叫角位移。它是矢量，大小為轉(zhuǎn)過角度的大小，方向由物理學(xué)中的“右手法則”判定。通常規(guī)定逆時針轉(zhuǎn)動的角位移為正，順時針轉(zhuǎn)動的角位移為負(fù)值。角位移的單位以弧度表示。第18頁/共106頁

人體轉(zhuǎn)動的空間物理量

角位移：人體整體或環(huán)節(jié)圍繞某個軸轉(zhuǎn)動

人體轉(zhuǎn)動的時空物理量

角速度、線速度和角加速度等內(nèi)容如后述。第19頁/共106頁

人體轉(zhuǎn)動的時空物理量

角速度、線速度和角加速度等內(nèi)容如后述二、人體運(yùn)動的相對性、坐標(biāo)系和始發(fā)姿勢

宇宙萬物處于永恒的運(yùn)動狀態(tài)，從哲學(xué)的觀點(diǎn)看，運(yùn)動是絕對的。機(jī)械運(yùn)動是物體間相對位置的變化，要描述某物體的運(yùn)動情況，一般需要選定一個或多個物體作參考，觀察要描述的物體與這些參考物體相對位置的變化情況。如果相對位置變化了，稱物體是運(yùn)動的，如果沒有變化，稱物體是靜止的?？梢?，判斷一個物體是運(yùn)動還是靜止是相對而言的。從這個角度觀察運(yùn)動，運(yùn)動又是相對的。

物體的運(yùn)動取決于參考物體選取的性質(zhì)叫運(yùn)動的相對性。第20頁/共106頁二、人體運(yùn)動的相對性、坐標(biāo)系和始發(fā)姿勢

宇宙萬物處于永恒的運(yùn)

運(yùn)動的參考系的分類

描述物體運(yùn)動時選擇作為參考的物體或物體群叫參考系（或參照系）。在描述人體某環(huán)節(jié)運(yùn)動時，多選用人體總重心或鄰近環(huán)節(jié)作為參考系。根據(jù)選定的參考系，可以定性地描述物體的運(yùn)動情況。分為兩種：慣性參考系：把相對于地球靜止的物體或相對于地球作勻速直線運(yùn)動的物體作為參考系叫慣性參考系。非慣性參考系：把相對于地球作變速運(yùn)動的物體作為參考標(biāo)準(zhǔn)的參考系叫非慣性參考系。在描述人體運(yùn)動的局部肢體的運(yùn)動狀態(tài)時，多需要這種參考系。第21頁/共106頁

運(yùn)動的參考系的分類描述物體運(yùn)動時選擇作為參考的物體或人體的面與軸

人體的運(yùn)動有三個面:水平面：與地面平行的面，把人體分為上下兩部分；額狀面：與身體前或后面平行的面，把人體分成前后兩部分；矢狀面：與身體側(cè)面平行的面，把人體分為左右兩部分。人體的運(yùn)動有三個軸：橫軸（與地面平行且與額狀面平行的軸）縱軸（額狀面與矢狀面相交叉形成的、上下貫穿人體正中的軸）矢狀軸（與地平面平行且又與矢狀面平行的軸，在水平方向上前后貫穿人體）第22頁/共106頁人體的面與軸人體的運(yùn)動有三個面:第22頁/共106頁

第23頁/共106頁

第23頁/共106頁在康復(fù)醫(yī)學(xué)中，為人體運(yùn)動的始發(fā)姿勢，即：身體直立，面向前，雙目平視，雙足并立，足尖向前，雙上肢下垂于體側(cè)，掌心貼于體側(cè)。其中手的姿勢（又名中立位）是手的掌心貼于軀干兩側(cè)，是唯一有別于解剖學(xué)中的人體基本姿勢的，應(yīng)提起注意。

人體運(yùn)動的始發(fā)姿勢第24頁/共106頁在康復(fù)醫(yī)學(xué)中，為人體運(yùn)動的始發(fā)姿勢，即：身體直立，面向前，雙自由度關(guān)節(jié)面的形態(tài)及結(jié)構(gòu)決定了關(guān)節(jié)可能活動的軸，自由度與關(guān)節(jié)活動軸有關(guān)，關(guān)節(jié)軸有幾個活動方向，就有幾個自由度。例如，髖關(guān)節(jié)可作屈伸、內(nèi)收外展、內(nèi)旋外旋三個軸的運(yùn)動，有三個自由度。凡具備兩個以上自由度的關(guān)節(jié)均可產(chǎn)生環(huán)繞動作。肢體一般環(huán)繞關(guān)節(jié)軸來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)活動。關(guān)節(jié)軸（即活動軸）可反映肢體活動范圍和運(yùn)動方式。

第25頁/共106頁自由度關(guān)節(jié)面的形態(tài)及結(jié)構(gòu)決定了關(guān)節(jié)可能活動的軸，自由度與關(guān)節(jié)

三、發(fā)展簡史

古代人通過對地面物體和天體運(yùn)動的觀察，逐漸形成了物體在空間中位置的變化和時間的概念。中國戰(zhàn)國時期在《墨經(jīng)》中已有關(guān)于運(yùn)動和時間先后的描述。公元前，稱為“人體運(yùn)動學(xué)之父”的亞里士多德首次對肌的作用進(jìn)行了描述，并且分析了步行的復(fù)雜過程，以及重心的作用、運(yùn)動定律和杠桿原理，為運(yùn)動學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨后，阿基米德和蓋倫在有關(guān)重力、杠桿原理及肌收縮領(lǐng)域取得了進(jìn)一步的成就。第26頁/共106頁

三、發(fā)展簡史

古代人通過對地面物體和天體運(yùn)動的

達(dá)·芬奇對與動作有關(guān)的人體結(jié)構(gòu)，重心與平衡的關(guān)系及阻力中心進(jìn)行了研究，闡述了身體在站立、上下坡、從坐位起立、以及跳躍時的力學(xué)原理。是第一個記載人體步態(tài)的科學(xué)數(shù)據(jù)的人。伽利略建立了加速度的概念，運(yùn)動/速度合成的平行四邊形法則，為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)奠定了基礎(chǔ)。惠更斯在對擺的運(yùn)動和牛頓在對天體運(yùn)動的研究中，各自獨(dú)立地提出了離心力的概念，從而發(fā)現(xiàn)了向心加速度與速度的二次方成正比、同半徑成反比的規(guī)律。第27頁/共106頁

達(dá)·芬奇對與動作有關(guān)的人體結(jié)構(gòu)，重心與平衡的關(guān)系及阻力中心18世紀(jì)后期，歐拉研究了剛體的定軸轉(zhuǎn)動和定點(diǎn)運(yùn)動問題，提出歐拉角概念，建立了歐拉運(yùn)動學(xué)方程和剛體有限轉(zhuǎn)動位移定理，及剛體瞬時轉(zhuǎn)動軸和瞬時角速度矢量的概念，揭示了剛體運(yùn)動形式的特征，稱為剛體運(yùn)動學(xué)的奠基人。拉格朗日和漢密爾頓分別引入了廣義坐標(biāo)、廣義速度和廣義動量等概念，為在多維空間中用幾何方法描述多自由度質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動開辟了新途徑，促進(jìn)了分析動力學(xué)的發(fā)展。第28頁/共106頁18世紀(jì)后期，歐拉研究了剛體的定軸轉(zhuǎn)動和定點(diǎn)運(yùn)動問題，提出歐19世紀(jì)末以來，為了適應(yīng)不同生產(chǎn)需要、各種機(jī)器廣泛使用，機(jī)構(gòu)學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)構(gòu)學(xué)的任務(wù)是分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律，根據(jù)需要實現(xiàn)的運(yùn)動設(shè)計新的機(jī)構(gòu)和進(jìn)行機(jī)構(gòu)的綜合?，F(xiàn)代儀器和自動化技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)機(jī)構(gòu)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，提出了各種平面和空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析和綜合的問題。作為機(jī)構(gòu)學(xué)的理論基礎(chǔ)，運(yùn)動學(xué)已逐漸脫離動力學(xué)而成為經(jīng)典力學(xué)中一個獨(dú)立的分支。

第29頁/共106頁19世紀(jì)末以來，為了適應(yīng)不同生產(chǎn)需要、各種機(jī)器廣泛使用，機(jī)構(gòu)20世紀(jì)，運(yùn)動學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展，關(guān)節(jié)力學(xué)、人體運(yùn)動學(xué)、運(yùn)動生理學(xué)等醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容都融入了運(yùn)動學(xué)范疇。人們依據(jù)人體的功能解剖、運(yùn)動的變化規(guī)律，把生物力學(xué)原理運(yùn)用到康復(fù)治療中，形成了一整套的康復(fù)運(yùn)動學(xué)治療理論。并進(jìn)一步研究出卓有成效的運(yùn)動治療方法。生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員還根據(jù)人體的關(guān)節(jié)力學(xué)原理，為截肢和功能障礙的患者制作了合適的支具，大大提高了患者的生存質(zhì)量。

第30頁/共106頁20世紀(jì)，運(yùn)動學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展，關(guān)節(jié)力學(xué)、人體運(yùn)

（一）內(nèi)容人體運(yùn)動學(xué)，主要指人體的功能解剖學(xué)、生物力學(xué)和部分運(yùn)動生物力學(xué)的內(nèi)容。功能解剖學(xué)，主要研究運(yùn)動器官的結(jié)構(gòu)是如何適應(yīng)其生理功能的學(xué)科。生物力學(xué)，主要采用力學(xué)原理分析骨骼、肌、關(guān)節(jié)運(yùn)動中的力學(xué)現(xiàn)象，分析人體在靜態(tài)和動態(tài)時，力在各部位所起的作用。運(yùn)動生物力學(xué)，主要運(yùn)用力學(xué)和生物學(xué)的基本理論和方法，研究運(yùn)動著人體的生物和力學(xué)的規(guī)律，為進(jìn)行運(yùn)動治療建立合理的訓(xùn)練方法和恰當(dāng)?shù)氖址ǖ忍峁┮罁?jù)。四、內(nèi)容、