運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)重點(diǎn)

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)重點(diǎn)V:1.0精細(xì)整理，僅供參考運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)重點(diǎn)日期：20xx年X月運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)第一章運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是生物力學(xué)的一個(gè)重要分支，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)。它是將體育運(yùn)動(dòng)中人體（或器械）復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式及變化規(guī)律結(jié)合力學(xué)和生物學(xué)的原理進(jìn)行研究的一門科學(xué)。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的任務(wù)：1改進(jìn)運(yùn)動(dòng)技術(shù)。2改善訓(xùn)練手段。3改革運(yùn)動(dòng)器材。4預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷。5運(yùn)動(dòng)康復(fù)與健康促進(jìn)。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法：分析法測(cè)量法測(cè)量方法有：運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)量、動(dòng)力學(xué)測(cè)量、人體測(cè)量及肌電圖測(cè)量。運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)量參數(shù)---肢體的（角）位移、（角）速度、（角）加速度等。運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)---主要界定在力的測(cè)量。人體測(cè)量參數(shù)----人體環(huán)節(jié)的長(zhǎng)度、圍度及慣性參數(shù)如質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。肌電圖參數(shù)----測(cè)量肌肉收縮時(shí)的神經(jīng)支配特性。20世紀(jì)生物力學(xué)的發(fā)展主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：1生物力學(xué)發(fā)展成為大學(xué)的專業(yè)課程。2生物力學(xué)研究結(jié)果逐漸用于實(shí)踐，如醫(yī)學(xué)工業(yè)體育等方面。3生物力學(xué)研究人類和動(dòng)物運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)對(duì)肌肉—骨骼系統(tǒng)的影響。第二章動(dòng)作結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)所組成的各動(dòng)作間相互聯(lián)系、相互作用的方式或順序稱為動(dòng)作結(jié)構(gòu)。人體動(dòng)作結(jié)構(gòu)特征1.運(yùn)動(dòng)學(xué)特征---時(shí)間特征、空間特征、時(shí)空特征。2.動(dòng)力學(xué)特征---力的特征、能量特征、慣性特征。動(dòng)作系統(tǒng)-不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的動(dòng)作技術(shù)，都是由若干單一動(dòng)作組成的。大量單一動(dòng)作按一定規(guī)律組成為成套的動(dòng)作技術(shù)，這些成套的動(dòng)作技術(shù)稱為動(dòng)作系統(tǒng)。動(dòng)作系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)周期性動(dòng)作系統(tǒng)特點(diǎn)---反復(fù)性和連貫性、節(jié)律性、交互性、慣性作用。非周期性動(dòng)作系統(tǒng)特點(diǎn)---獨(dú)立性、復(fù)雜性和穩(wěn)定性。混合性動(dòng)作系統(tǒng)。特點(diǎn)---兩種動(dòng)作成分有相互制約性、兩種動(dòng)作的組合部分是動(dòng)作系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。不固定動(dòng)作系統(tǒng)特點(diǎn)---復(fù)雜多變性、固定于不固定相結(jié)合。人體基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作形式上肢基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作形式:推拉鞭打下肢基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作形式:緩沖蹬伸鞭打全身基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作形式:擺動(dòng)軀干扭轉(zhuǎn)相向運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)--相鄰關(guān)節(jié)之間的部分稱環(huán)節(jié)；單生物運(yùn)動(dòng)鏈兩個(gè)相鄰骨環(huán)節(jié)及其之間的可動(dòng)連接構(gòu)成，包括相鄰兩個(gè)環(huán)節(jié)和連結(jié)這兩個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)節(jié)多生物運(yùn)動(dòng)鏈：兩個(gè)或兩個(gè)以上生物運(yùn)動(dòng)鏈串聯(lián)而成開放鏈：末端為自由環(huán)節(jié)的生物運(yùn)動(dòng)鏈，該自由環(huán)節(jié)又稱末端環(huán)節(jié)。閉合鏈：無自由環(huán)節(jié)的生物運(yùn)動(dòng)鏈自由度:物體在空間運(yùn)動(dòng)，描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的獨(dú)立變量的個(gè)數(shù)稱其為物體運(yùn)動(dòng)的自由度。自由剛體有6個(gè)自由度。骨杠桿P30圖平衡杠桿2.省力杠桿3.速度杠桿環(huán)節(jié)質(zhì)量-人體的環(huán)節(jié)質(zhì)量是環(huán)節(jié)含有物質(zhì)多少的重量；環(huán)節(jié)質(zhì)心即是環(huán)節(jié)的質(zhì)量中心。人體質(zhì)心：保持基本立姿的人體，質(zhì)心位置約為第二至第三骶椎所在的平面上。人體重心測(cè)量方法：平衡板法三角板法質(zhì)量：物體含有物質(zhì)的多少。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是量度轉(zhuǎn)動(dòng)物體慣性大小的物理量，用以描述物體保持原有轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的能力。平行軸定理---物體對(duì)某轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，等于物體對(duì)于通過其質(zhì)心且與該軸平行軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量加上物體的質(zhì)量與兩平行軸間距離平方的乘積。此為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理。人體慣性參數(shù)：人體整體及環(huán)節(jié)質(zhì)量質(zhì)心位置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及轉(zhuǎn)動(dòng)半徑。人體簡(jiǎn)化模型1質(zhì)點(diǎn)模型---質(zhì)點(diǎn)是具有一定質(zhì)量而幾何形狀和尺寸大小可以忽略不計(jì)的物體，是一個(gè)理想的物理模型，主要研究平動(dòng)；2剛體與多剛體模型如果研究人體運(yùn)動(dòng)涉及到轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，則在運(yùn)動(dòng)中人體的形狀與大小是變化的，人體各部分雖有形變但不影響整體運(yùn)動(dòng)，如僅僅研究人體整體運(yùn)動(dòng)，可以忽略其形變，這時(shí)把人體抽象為剛體，主要研究轉(zhuǎn)動(dòng)。剛體具有6個(gè)自由度，即3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。第三章慣性參照系：通常將地球相對(duì)于地球靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照物稱為~。非慣性參照系：將對(duì)于地球做變速運(yùn)動(dòng)的參照物，或者是相對(duì)于慣性參照系做變速度運(yùn)動(dòng)的參照物，稱為~平動(dòng)體內(nèi)任意兩點(diǎn)的連線，在運(yùn)動(dòng)中始終保持平行，物體上的任何一點(diǎn)瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)都具有相同的速度和加速度，這種運(yùn)動(dòng)稱為平動(dòng)人體運(yùn)動(dòng)的時(shí)空特征1時(shí)間特征：時(shí)刻時(shí)間2空間特征：位移軌跡和路程角位移3時(shí)空特征：速度速率和加速度角速度和角加速度人體運(yùn)動(dòng)的描述方法：1.表格法2.圖示法3.公式法1共點(diǎn)共線力系:兩個(gè)力組成的最簡(jiǎn)單的力系。其平衡稱為共點(diǎn)共線力系平衡。體育運(yùn)動(dòng)中一般是二力平衡（條件：等值反向共線）2平面匯交力系：三力構(gòu)成的力系中各力的作用線在同一平面內(nèi)，并相交于一點(diǎn)。條件：合力為零合力矩為零3空間一般力系平衡影響人體穩(wěn)定性的因素:1.支撐面的大小2重心的高度3.穩(wěn)定角4穩(wěn)定系數(shù)體育運(yùn)動(dòng)中的主要外力：1重力2支撐反作用力3彈性力4摩擦力5流體作用力6向心力動(dòng)量：物體的質(zhì)量和速度的乘積——物體運(yùn)動(dòng)量的量度沖量：作用于物體的合外力與其作用時(shí)間的乘積動(dòng)量矩是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的乘積沖量矩：外力矩對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)的累積效應(yīng)，即力矩和時(shí)間的乘積機(jī)械能包括：1平動(dòng)動(dòng)能2轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能3勢(shì)能伯努利定律壓強(qiáng)大的地方流速小，壓強(qiáng)小的地方流速大，這結(jié)論對(duì)于氣體也成立，稱為伯努利定律。如果拿流線來說明，即流線疏的地方壓強(qiáng)大，流線密的地方壓強(qiáng)小。馬格努斯效應(yīng)研究在流體中轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，比如球在空氣中以一定速度旋轉(zhuǎn)，由于球體表面不光滑和流體的粘滯性作用使緊靠球表面的一層流體將隨著球體轉(zhuǎn)動(dòng)，形成球體周圍的環(huán)流附面層。當(dāng)球向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)同時(shí)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，在球體上方環(huán)流與片流具有相同方向，因而上方相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較大，在球體下方由于環(huán)流和片流方向相反，故下方相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較小，根據(jù)伯努利定律，流速大壓強(qiáng)小，流速小壓強(qiáng)大，因此，球體受到一個(gè)由下方指向上方的離，使球的飛行軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象就是馬格努斯效應(yīng).旋轉(zhuǎn)球的空氣作用效應(yīng)1上旋球乒乓球的上旋球在空中飛行時(shí)是繞球的額狀軸向前旋轉(zhuǎn)的。這種上懸飛行的球在馬格努斯效應(yīng)下是飛行的球過臺(tái)后急速下降著臺(tái)，并有快速的前沖，入射角小于反射角。2下旋球同上旋球相反，球飛行時(shí)是繞球的額狀軸向前旋轉(zhuǎn)的。在馬克努斯效應(yīng)下球的飛行軌跡比較低平，乒乓球的入射角大于反射角。第四章動(dòng)作技術(shù)分析的一般方法：1了解技術(shù)動(dòng)作的構(gòu)成2明確技術(shù)動(dòng)作的目標(biāo)3確定實(shí)驗(yàn)對(duì)象與測(cè)試方法4確定動(dòng)作技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)5擬定分析報(bào)告內(nèi)容第五章影響步態(tài)的因素1.髖部旋轉(zhuǎn)2髖部側(cè)面下降3.支撐階段的膝關(guān)節(jié)屈曲4.踝關(guān)節(jié)的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)5下肢在平面的轉(zhuǎn)動(dòng)6膝內(nèi)收跑步擺動(dòng)技術(shù)：P180-181跑步蹬地技術(shù)力學(xué)內(nèi)容P181-182助跑的生物力學(xué)分析1助跑速度影響起跳速度2縮短起跳時(shí)間增大起跳力3提高肌肉的彈性勢(shì)能跳高助跑的生物力學(xué)分析背越式跳高助跑多采用弧線助跑，主要有以下幾點(diǎn)：1降低身體重心2弧線助跑起跳時(shí)身體有一個(gè)由內(nèi)傾轉(zhuǎn)向垂直的運(yùn)動(dòng)，其所產(chǎn)生的法向加速度可加大支撐點(diǎn)的壓力，增加起跳效果；其所產(chǎn)生的切向加速度是身體起跳后由垂直轉(zhuǎn)為水平的主要?jiǎng)恿Α?由于助跑弧線的曲率半徑逐漸縮小，在起跳時(shí)人體可獲得沿著橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力；蹬地時(shí)的支撐反作用力更多的用在垂直方向上，從而增大人體重心升起的高度，提高起跳效率。4弧線助跑由于身體內(nèi)傾，可避免起跳時(shí)過早倒向橫桿。投擲運(yùn)動(dòng)的基本原理和規(guī)律1關(guān)節(jié)活動(dòng)的順序性原理規(guī)律：先下后上先小后大。2先拉長(zhǎng)肌肉作用原理規(guī)律：環(huán)節(jié)現(xiàn)象反方向運(yùn)動(dòng)，使肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生最大力量。3動(dòng)慣量最小化原理規(guī)律：增大肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，提高鞭打效果。4延長(zhǎng)加速距離原理規(guī)律：增加做工距離，增大投擲器械初速度。5持動(dòng)作連貫原理規(guī)律：身體重心位移不間斷，是人體給投擲物產(chǎn)生良好施力狀態(tài)的必要條件。6.利用助跑動(dòng)能原理規(guī)律：助跑使運(yùn)動(dòng)員投擲器械時(shí)具有動(dòng)能。投擲助跑的生物力學(xué)分析1增大投擲時(shí)器械的初速度2提高肌肉的彈性勢(shì)能3為人體動(dòng)量向器械轉(zhuǎn)移創(chuàng)造條件第六章機(jī)械應(yīng)力對(duì)骨的生物學(xué)反應(yīng)塑形與重建是骨組織中對(duì)機(jī)械應(yīng)力作用響應(yīng)的兩個(gè)主要生理過程。骨塑形主要存在于青少年骨折愈合期，一定強(qiáng)度的刺激也會(huì)導(dǎo)致這一過程的發(fā)生，其主要作用是形成新骨質(zhì)以塑骨形，增加骨強(qiáng)度；重建過程主要體現(xiàn)在骨組織的更新，重建過程對(duì)骨組織的動(dòng)態(tài)平衡與微細(xì)損傷的修復(fù)有著重要的意義。骨的塑型與重建過程，是以機(jī)械負(fù)荷刺激為前提，骨組織存在“機(jī)械應(yīng)力—生物學(xué)反應(yīng)”的調(diào)控系統(tǒng)。這一系統(tǒng)中有3個(gè)基本力學(xué)參數(shù)：骨重建閾值、骨塑建閾值和疲勞損傷閾值。這些閾值參量影響著骨組織塑型與重建的進(jìn)行方向。關(guān)節(jié)軟骨的力學(xué)特性關(guān)節(jié)軟骨的滲透性很低，在快速加載和卸載時(shí)，軟骨類似于彈性材料，在承載時(shí)變形，卸載后立即復(fù)原。在持續(xù)性、緩慢負(fù)載時(shí)，其內(nèi)的液體被擠出，組織的變形將隨時(shí)間持續(xù)而加強(qiáng)。消除載荷后，若有充足時(shí)間使其吸收液體，軟骨組織可恢復(fù)原狀。關(guān)節(jié)軟骨的損傷關(guān)節(jié)軟骨損害變性與關(guān)節(jié)承載負(fù)荷的頻率和量級(jí)有關(guān)。關(guān)節(jié)的先天發(fā)育不良以及關(guān)節(jié)損傷等因素，可導(dǎo)致應(yīng)力集中。過度的應(yīng)力作用可降低關(guān)節(jié)面之間的液膜潤(rùn)滑，關(guān)節(jié)軟骨上凹凸不平的接觸，可引起微觀的應(yīng)力集中造成表面磨損。脊柱的力學(xué)結(jié)構(gòu)特征：1生理彎曲：頸腰前曲和胸骶后曲是脊柱具有彈性，是人體抬頭挺胸直立行走姿勢(shì)的需要。2椎間盤：連結(jié)相鄰兩個(gè)椎體的纖維軟骨盤。由纖維環(huán)，髓核和軟骨終板構(gòu)成。3腰椎是人體中間環(huán)節(jié)，由于位置，承載及運(yùn)動(dòng)的特殊性，因此在體力勞動(dòng)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，腰部損傷風(fēng)險(xiǎn)較高。脊椎的穩(wěn)定正常脊椎穩(wěn)定結(jié)構(gòu)有內(nèi)外兩類，外在因素主要靠腰腹背等肌肉的主動(dòng)調(diào)節(jié)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要靠骨關(guān)節(jié)，韌帶控制。除了脊椎和關(guān)節(jié)突的形狀限制脊柱活動(dòng)外，椎骨間韌帶也維持著脊柱的穩(wěn)定，椎間盤也是連接椎體，避免滑脫的內(nèi)部重要結(jié)構(gòu)。骨骼肌的生物力學(xué)模型圖示79骨骼肌張力——長(zhǎng)度特性圖示P281-282力的時(shí)間梯度