《運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)》課程 作業(yè)習(xí)題

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總復(fù)習(xí)

一、名詞解釋

特征畫面:特征畫面是指人體運(yùn)動(dòng)過程中整體或局部肢體神態(tài)所處的特別位置,特征畫面可作為區(qū)分不同動(dòng)作

階段的臨界點(diǎn)

骨杠桿:骨骼是生物運(yùn)動(dòng)鏈的剛性環(huán)節(jié)，它們的可動(dòng)連接構(gòu)成了生物運(yùn)動(dòng)鏈的基礎(chǔ)。在生物運(yùn)動(dòng)鏈中環(huán)節(jié)繞

關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其功能與杠桿一致，稱做骨杠桿

剛度:剛度是指材料的抗?fàn)幾冃蔚哪芰?/p>

強(qiáng)度:強(qiáng)度是指材料抗?fàn)幤茐牡哪芰?，大小取決于材料的強(qiáng)度極限。

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: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。

相向運(yùn)動(dòng):相向運(yùn)動(dòng)動(dòng)作是指身體一部分向某一方向運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng))時(shí)，身體的另一部分會(huì)同時(shí)產(chǎn)生反方向的運(yùn)動(dòng)

(轉(zhuǎn)動(dòng))。

環(huán)節(jié):相鄰關(guān)節(jié)之間的部分稱環(huán)節(jié)

相對(duì)力量:相對(duì)力量是指運(yùn)動(dòng)員單位體重所具備的力量。

肌肉松弛:被拉長的肌肉張力隨時(shí)間延長而變小。人們把被拉長的肌肉張力隨時(shí)間的延長而下降的特性稱為肌肉

松弛

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)成了單生物運(yùn)動(dòng)鏈，包括相鄰的兩個(gè)環(huán)節(jié)和連接在這兩個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)節(jié)

動(dòng)作技術(shù)原理：指完成某一基本動(dòng)作所要遵循的一般規(guī)律，不考慮運(yùn)動(dòng)員的個(gè)體差異。

最正確運(yùn)動(dòng)技術(shù):指考慮了運(yùn)動(dòng)員的個(gè)體差異，應(yīng)用一般技術(shù)原理，以達(dá)到最理想的運(yùn)動(dòng)成績，是既有共性又有個(gè)

性特征的運(yùn)動(dòng)技術(shù)。

運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：運(yùn)動(dòng)體在時(shí)間和空間等方面所表現(xiàn)出的差異特性。包括時(shí)間特征、空間特征與時(shí)空特征人體重心：人體各個(gè)環(huán)節(jié)所受地球吸引力的合力作用點(diǎn)。

穩(wěn)定角：穩(wěn)定角是指重力作用線和重心至支撐面邊緣相應(yīng)點(diǎn)的連線間的夾角肌肉的激活狀態(tài)：肌肉興奮時(shí)其收縮成分力學(xué)狀態(tài)的變化。肌肉靜息長度：肌肉興奮時(shí)，其收縮元表現(xiàn)最大張力時(shí)的長度。

緩沖：在抗?fàn)幫饬ψ饔玫倪^程中，人體環(huán)節(jié)由伸展?fàn)顟B(tài)過度到屈曲狀態(tài)的過程。

鞭打動(dòng)作：在戰(zhàn)勝自重或外周阻力的過程中，人體各環(huán)節(jié)依次加速和制動(dòng)，使其末端獲得極大速度的動(dòng)作形式。環(huán)節(jié)相對(duì)重量：環(huán)節(jié)重量與人體體重的比值。

二、填充題

1．在生物力學(xué)中，描述點(diǎn)的坐標(biāo)位置、速度、加速度隨時(shí)間變化的方法有三種，他們是___________、

______________和_______________。

2.人體運(yùn)動(dòng)是十分繁雜的，尋常把人體簡化為質(zhì)點(diǎn)。按質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，可將人體運(yùn)動(dòng)分為_________

和_________；按機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式，可將人體運(yùn)動(dòng)分為_________、_________和________________。

3.加速度是描述_______________________________的物理量。假使質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度的大小發(fā)生改

變，則必將產(chǎn)生_____________加速度，假使質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度的方向發(fā)生改變，則必將產(chǎn)生_____________加速度。

4.人體保持平衡的穩(wěn)定性的好壞直接影響到運(yùn)動(dòng)成績，如運(yùn)動(dòng)員的體重就影響了人體的平衡的穩(wěn)定

性，其他影響穩(wěn)定性的因素有___________，_________________。

5.所謂上支撐平衡是指重心位于支撐點(diǎn)_______的平衡。假使質(zhì)量為m的人體處于上支持狀態(tài)下,作

加速度為a的垂直向上的加速運(yùn)動(dòng)，則支撐反作用力為__________；假使下支撐狀態(tài)下作加速度為a的垂直向下運(yùn)動(dòng)，則支撐反作用力為_______。

6．物體以Vo的初速度和α的拋射角向右斜拋出去，當(dāng)它到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，其速度的大小為

_____________，方向是____________，加速度為_________，方向是___________。

7．當(dāng)物體作非彈性碰撞時(shí)，它們的_________守恒，而_____不守恒。假使一個(gè)乒乓球從2m高高處落

到地板上，反彈的高度為1.28m，則球和地板的碰撞中，恢復(fù)系數(shù)為____。

8．在有多個(gè)力作用于人體的狀況下，欲分析這些力對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的影響，就需要將這些力向某簡化中

心簡化，該簡化點(diǎn)一般取在__________位置，簡化的結(jié)果得到一個(gè)_____，它等于____________________________；以及一個(gè)________，它等于_____________________________。假使人體在這些力的作用下保持平衡必需滿足____________和_______________。

9．描述物體運(yùn)動(dòng)慣性大小的物理量有兩個(gè)。一個(gè)是________，它表示的是物體運(yùn)動(dòng)的慣性；另一個(gè)

是_________，它表示的是物體_________運(yùn)動(dòng)的慣性。

10．體育運(yùn)動(dòng)中常見的人體外力有________、________、_________。決定力的作用效應(yīng)的因素是

___________、___________、___________。

11．?dāng)S鐵餅和鏈球等是利用力對(duì)空間的積累效應(yīng)來使被擲器械具有很大的初始機(jī)械能，這中間含有

_________（原理）；體操好多屈伸上動(dòng)作是利用了軀體肢體間的_________的傳遞。12．人體動(dòng)量守恒的條件是___________________________________________________。

人體相對(duì)于總重心的動(dòng)量矩守恒的條件是___________________________________。人體機(jī)械能守恒的條件是_________________________________________________。

13．體操運(yùn)動(dòng)員在空中做空翻動(dòng)作時(shí)，若因其團(tuán)身使身體相對(duì)于重心橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少為原來的1/2，此時(shí)人體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能是原來的______倍，發(fā)生變化的原因是____________。

14人體騰空時(shí)，若空氣阻力不計(jì)，那么在人體各環(huán)節(jié)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的狀況下，人體相對(duì)于總質(zhì)心的動(dòng)量矩_____（填守恒或不守恒），總機(jī)械能____________。

15某人依照左圖所示的方向勻速率地跑步，他第一次離開A點(diǎn)，又返回A點(diǎn)，這段時(shí)間內(nèi)他所經(jīng)歷的

路程、位移、平均速度、速率、平均加速度這5個(gè)參數(shù)中__________________________為零，_________________不為零。16．長40cm的小腿繞質(zhì)心額壯軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是0.3kgm,小腿的環(huán)節(jié)半徑系數(shù)是0.455，當(dāng)小腿在額壯軸內(nèi)繞膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為

_______。

17跳水運(yùn)動(dòng)員從10米的跳臺(tái)作屈體空翻三周半動(dòng)作，此時(shí)身體可以看作______運(yùn)動(dòng)，尋常分解為隨______的平動(dòng)和隨_________的轉(zhuǎn)動(dòng)。

2

18在利用力矩合成法求人體重心時(shí)，有時(shí)需要用環(huán)節(jié)的相對(duì)長度和環(huán)節(jié)重心半徑系數(shù)，所謂環(huán)節(jié)的相對(duì)重量是__________和___________的比值，所謂環(huán)節(jié)重心半徑系數(shù)是指____________________________________和_________________的比值。19影響拋物體遠(yuǎn)度的因素有______________和______________。

20體育實(shí)踐中增大摩擦力的有、和等實(shí)例。

21同一個(gè)人，分別以團(tuán)身、屈體、直體三種神態(tài)做后空翻時(shí)，其對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，相比最大的是神態(tài)；最小的是神態(tài)。

22人體平衡的力學(xué)條件是：和(用公式表示)。

23根據(jù)骨杠桿的支點(diǎn)、力點(diǎn)和阻力點(diǎn)三者的位置關(guān)系，骨杠桿可分三類：、和。

24.力偶是一對(duì)大小方向的力。

25.根據(jù)平衡的穩(wěn)定程度可把人體平衡分為：、不穩(wěn)定平衡、、有限度的穩(wěn)定平衡。

26.根據(jù)人體平衡支撐點(diǎn)相對(duì)于人體重心的位置不同，將人體平衡為：、、。三、是非題

1．緩沖對(duì)人體能起保護(hù)作用，是由于他能減少地面的反作用力的沖量，從而也就減少了地面反作用

力的大?。ǎ?．假使作用于剛體上的合外力是零，則它就處于平衡狀態(tài)（）3．根據(jù)牛頓其次定律F=ma和轉(zhuǎn)動(dòng)定律Mo=Ioβ,假使作用在人體上的合外力F和對(duì)轉(zhuǎn)軸O的合外力矩

Mo保持不變，那么無論人體保持何鐘神態(tài)，人體加速度a和人體轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度β將被唯一的確定。（）

4．在忽略空氣阻力的時(shí)候，斜拋運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)心是作勻加速運(yùn)動(dòng)。（）5物體的速度方向始終與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，加速度的方向不一定與運(yùn)動(dòng)方向一致。（）6作曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其瞬時(shí)法向加速度必定不為零。（）7若質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度不為零，則其運(yùn)動(dòng)速率可能保持不變。（）8一輕質(zhì)球（比重大于空氣）被垂直向上擊出后，由于空氣作用力的影響，其上升到最高點(diǎn)的時(shí)間將少于它從最高點(diǎn)落到擊出點(diǎn)高度的時(shí)間。（）

9自行車在平坦的道路上加速行駛時(shí)，作用在后輪的摩擦力向前，而在減速行駛時(shí)其上的摩擦力是向后。（）10運(yùn)動(dòng)員在50米的游泳池中游完了250米，計(jì)時(shí)為100秒，則他的平均速度值2.5m/s。（）11假使質(zhì)點(diǎn)在任意一致的時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)歷的路程相等。則該質(zhì)點(diǎn)是作勻速率運(yùn)動(dòng)，但它的加速度不一定為零。（）12兩個(gè)質(zhì)量相等的做平面運(yùn)動(dòng)的物體，假使他們質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)速度大小一致，那么它們做具有的動(dòng)能也一致。（）

13．人體從高處跳下著地時(shí)，下肢有關(guān)關(guān)節(jié)需屈曲緩沖，由于緩沖減少了地面反作用力的沖量，故能避免人體各部位損傷。（）14人體某一環(huán)節(jié)在作快速往復(fù)的屈伸運(yùn)動(dòng)過程中，在屈的時(shí)相始終是屈肌力矩占主導(dǎo)地位，在伸的時(shí)相始終是伸肌力矩占主導(dǎo)地位。（）16沖量是描述力的累積效應(yīng)的物理量，是矢量。（）17力偶是大小相等，方向相反的兩個(gè)力。（）18人體騰空后重心軌跡已定，不能由肌力改變。（）19慣性參照系又稱為靜參照系。（）20二維坐標(biāo)系又稱為平面坐標(biāo)系。（）21人體的重心可能移至體外。（）22背越式跳高過竿技術(shù)好的運(yùn)動(dòng)員能充分利用角動(dòng)量補(bǔ)償原理，使在重心軌跡稍低于橫竿的狀況下也能過竿。（）23、運(yùn)動(dòng)員跑的越快、其慣性越大。（）24、根據(jù)離體肌肉收縮的力學(xué)特征，當(dāng)負(fù)荷的增大時(shí)，肌肉收縮速度下降。（）25、拔河比賽甲隊(duì)獲勝，則甲隊(duì)作用于繩子上的力大于乙隊(duì)作用于繩子（）26、摩擦力的方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向（或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）相反，因此對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)總是起阻礙作用27、當(dāng)人體或器械同時(shí)受到幾個(gè)方向不同的外力作用時(shí)，其一定要做加速運(yùn)動(dòng)。（）四、選擇題（每題2分，共20分）

1．在忽略空氣阻力的狀況下，對(duì)于被推出的鉛球以及在單杠上作團(tuán)身空翻兩周下的人體這兩種狀況

而言（前者為甲，后者為乙），符合機(jī)械能守恒條件的是A、狀況甲B、狀況乙C、狀況甲和狀況乙D、兩鐘狀況均不符

2．兩人拔河，乙方不敵甲方，當(dāng)乙方剛向中線移動(dòng)時(shí)，則此刻甲、乙雙方作用在繩子上的力，甲、

乙雙方受到的地面摩擦力，以及甲方受到的繩子作用力和摩擦力的關(guān)系分別為A、甲大于乙，甲大于乙和繩子作用力等于地面摩擦力B、甲大于乙，甲等于乙和繩子作用力小于地面摩擦力C、甲等于乙，甲大于乙和繩子作用力小于地面摩擦力D、甲等于乙，甲大于乙和繩子作用力等于地面摩擦力

3．右面示意圖表示了在跑的支撐階段中，作用于足上的地面反作用力的前后水平分力Fx的變化歷

程（負(fù)值表示向后，正值表示向前）。從圖中可以看出運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)的向前速度將離地時(shí)的向前速度

A、大于B、等于C、小于

4體操運(yùn)動(dòng)員作空翻時(shí)，若他團(tuán)身后繞重心橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少到原來的1/3，則整個(gè)身體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能分別是原來的（）A

、

3倍和B、3

3/3倍和保持不變C、1.5倍和1/2D、3倍和3倍

5運(yùn)動(dòng)員作原地縱跳，當(dāng)他預(yù)蹲到最低點(diǎn)時(shí)，其重心的垂直速度V，垂直加速度a以及地面反作用力N的瞬時(shí)狀況為

A、V=0,a=0,N=體重B、、V=0,a≠0且方向向下,N體重D、V=0,a=重力加速度0,N=0

6某人依照左圖所示的方向勻速率地跑步，他第一次離開A點(diǎn)，又返回A點(diǎn)，這段時(shí)間內(nèi)他所經(jīng)歷的路程、位移、平均速度、速率、平均加速度這5個(gè)參數(shù)中________不為零。

A、位移、平均加速度B、路程、平均速度、平均加速度C、速率、平均加速度D、路程、平均速度、速率平均加速度

7跳高運(yùn)動(dòng)員向右后方起跳后重心升至最高點(diǎn)時(shí)，垂直速度為零，此時(shí)他的重心加速度為__：A、零B、由上變下C、向下D、向右后方

8跳水運(yùn)動(dòng)員從高臺(tái)上跳下，從最高點(diǎn)落下H高度后入水，設(shè)入水時(shí)的垂直速度為V，那么他落下1/4H高度時(shí)的垂直速度是____。

A、1/4VB、1/2VC、V9．人體平衡時(shí)的穩(wěn)定角是（）A、重心的傾斜角

B、重心垂線與重心到支撐面邊緣的相應(yīng)點(diǎn)連線的夾角C、重心與支撐面邊緣相應(yīng)連線的夾角D、重心垂線與重心到支撐面中心連線的夾角10跳高運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)要用力擺臂擺腿，這是由于（）

A、能帶動(dòng)重心，超越較高的橫桿

B、把動(dòng)量傳遞到起跳腿上，帶動(dòng)起跳腿向上C、改變支撐反作用力，能增加起跳腿的蹬地力量D、上述答案都不對(duì)

11利用合力矩原理求人體重心時(shí)，需要使用環(huán)節(jié)長度比，環(huán)節(jié)的長度比是：A環(huán)節(jié)長度/身高

B環(huán)節(jié)重心到近側(cè)關(guān)節(jié)中心的距離/身高C環(huán)節(jié)重心到近側(cè)關(guān)節(jié)中心的距離/環(huán)節(jié)長度D環(huán)節(jié)重心到遠(yuǎn)側(cè)關(guān)節(jié)中心的距離/環(huán)節(jié)長度12轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中描述角量的物理量有：（）

A時(shí)間、位移、速度、加速度；B時(shí)間、位移、速度、角速度；C時(shí)間、位移、角速度、角加速度；D時(shí)間、角位移、角速度、角加速度。13人體在完成轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是：（）

A由于身體內(nèi)的各點(diǎn)離轉(zhuǎn)軸的距離不同，因而各質(zhì)點(diǎn)的線速度也不一致；B由于身體內(nèi)的各點(diǎn)離轉(zhuǎn)軸的距離不同，因而各質(zhì)點(diǎn)的角速度也不一致；C人體的轉(zhuǎn)動(dòng)是絕對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)；

D轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置和方向是絕對(duì)固定的。

2/2D、

3/2V

14肌肉的靜息長度約為平衡長度的（）倍。

A、1．20B、1.25C、1.5D、215、單杠直臂懸垂動(dòng)作屬于（）

A.穩(wěn)定平衡B.不穩(wěn)定平衡C.隨遇平衡D.有限穩(wěn)定平衡

16、乒乓球靜止放于球桌上，球與面之間存在著彈力，彈力的大?。ǎ?/p>

A、大于球的重力B、等于球的重力C、小于球的重力D、沒有彈力17、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是度量物體慣性大小的物理量。（）

A、平動(dòng)B、轉(zhuǎn)動(dòng)C、靜止D、扭動(dòng)

18、跟腱附著點(diǎn)的跟骨骨折，是由于小腿三頭肌的強(qiáng)力收縮對(duì)跟骨產(chǎn)生異常大的（）引起的。

A、剪切載荷B、拉伸載荷C、壓縮載荷D、復(fù)合載荷19、體操動(dòng)作中的直體空翻比團(tuán)身空翻的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大是由于：（）

A：質(zhì)量的變化；B：質(zhì)量分布的變化；C：轉(zhuǎn)軸位置的不同；D：轉(zhuǎn)動(dòng)速度的不同20、單杠大回環(huán)的難度較腹回環(huán)大是由于：（）

A：質(zhì)量因素；B：質(zhì)量分布的因素；C：轉(zhuǎn)軸位置的因素；D：轉(zhuǎn)動(dòng)速度的因素

21.成人骨密質(zhì)試樣壓縮、拉伸和剪切試驗(yàn)時(shí)的極限應(yīng)力比較為（）

A．壓縮＞拉伸＞剪切B．壓縮＞拉伸＜剪切C．壓縮＜拉伸＞剪切D．壓縮＜拉伸＜剪切22、肌肉長度在大于其平衡長度收縮時(shí)，其收縮力等于。

A.收縮元產(chǎn)生的主動(dòng)張力與并聯(lián)彈性元產(chǎn)生的主動(dòng)張力之和。B.收縮元產(chǎn)生的被動(dòng)張力與并聯(lián)彈性元產(chǎn)生的被動(dòng)張力之和。C.收縮元產(chǎn)生的主動(dòng)張力與并聯(lián)彈性元產(chǎn)生的被動(dòng)張力之和。D.收縮元產(chǎn)生的被動(dòng)張力與并聯(lián)彈性元產(chǎn)生的主動(dòng)張力之和。23、力偶的作用效果。

A.只能使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。B.只能使物體發(fā)生平動(dòng)。

C.既能使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，又能使物體發(fā)生平動(dòng)。D.物體處于平衡狀態(tài)。

24、緩沖動(dòng)作對(duì)運(yùn)動(dòng)員可起到良好的保護(hù)作用，這是由于。

A.緩沖減小了運(yùn)動(dòng)員所受外力的沖量。B.延長了作用時(shí)間，減小了人體動(dòng)量的變化量。C.延長了作用時(shí)間，減小了人體所獲得的沖量。D.延長了作用時(shí)間，減小了人體所受的沖擊力。

25、后旋球與有摩擦的固定平面發(fā)生斜碰后其入射角與反彈角的關(guān)系是。

A．入射角大于反彈角B．入射角小于反彈角C．入射角等于反彈角D．無法確定

問答題與計(jì)算

1、簡述肌肉力學(xué)希爾方程的主要意義及其在實(shí)踐中的應(yīng)用。2、體育中參見的外力有哪些?3、簡述肌肉三元素力學(xué)模型。

4、舉例說明體育運(yùn)動(dòng)中如何解決增大作用力和延長力的作用時(shí)間的矛盾？5、簡述骨的受力形式。

6、足球運(yùn)動(dòng)員用20m/s的初速度向與水平成30角的方向?qū)⒆闱驈牡孛嫣叱?，求足球可能達(dá)到的最

大高度以及飛行的遠(yuǎn)度（不考慮空氣的阻力，g取10米/秒）

7、跳水運(yùn)動(dòng)員從10米的跳臺(tái)垂直跳下，人體重心高度距離跳臺(tái)為（空氣阻力不計(jì)），求人體落到水

面所需要的時(shí)間以及人體入水時(shí)的速度。

8、人體基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作形式有哪些？結(jié)合體育實(shí)例說明9、影響人體平衡穩(wěn)定性的因素有哪些？

10、運(yùn)動(dòng)員垂直縱跳，若蹬伸階段身體重心垂直位移為0.5米，蹬伸時(shí)間0.2，求他起跳速度和重

心上升的高度。

11、人體運(yùn)動(dòng)中內(nèi)外力的相對(duì)性及其相互關(guān)系

12、測(cè)得某跳高運(yùn)動(dòng)員，在離地瞬時(shí)身體重心的高度為1.04米，騰起角為60度，重心達(dá)到的最大高

度為2.26m，求離地瞬時(shí)身體重心騰起初速度的大小。

13、運(yùn)動(dòng)員離杠時(shí)具有角速度3弧度/秒，此時(shí)人體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I=15千克?米，假使運(yùn)動(dòng)員做屈體