運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)多媒體教學(xué)第二章

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)多媒體教學(xué)第二章第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2.1人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)任務(wù)就是通過位置、速度、加速度等物理量描述和研究人體和器械的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律或在運(yùn)動(dòng)過程中所經(jīng)過的軌跡，而不考慮導(dǎo)致人體和器械位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因。

第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日人體的簡(jiǎn)化

人體極為復(fù)雜，而人體的運(yùn)動(dòng)更為復(fù)雜，因此必須把人體簡(jiǎn)化，這樣可為分析人體動(dòng)作提供方便，

人體的簡(jiǎn)化質(zhì)點(diǎn)(只有質(zhì)量而沒有形狀大小)剛體(既考慮物體的質(zhì)量又考慮物體的形狀和大小)第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日人體多剛體模型示意圖第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2.1.1運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性及參考系1.

運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，物體運(yùn)動(dòng)取決于參考物體的性質(zhì)叫做運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。2.

參考系與坐標(biāo)系描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)選作為參考的物體或物體群叫做參考系（或參照系）。用于定量描述物體運(yùn)動(dòng)的參考系叫做坐標(biāo)系。1、2、3維直角坐標(biāo)系。3.

慣性參考系（靜系）與非慣性參考系（靜系）。第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日坐標(biāo)系

概念：坐標(biāo)系是指設(shè)置在參考系上的數(shù)軸，是參考系的數(shù)學(xué)抽象。它在性質(zhì)上起著參考系的作用，而在數(shù)量上又能精確描述。三要素是：參照原點(diǎn)、參照方向、參照單位。第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日常用的坐標(biāo)系有三種：

一維坐標(biāo)系（沿著一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。如100跑、游泳等

坐標(biāo)系二維坐標(biāo)系（在某一個(gè)固定平面上運(yùn)動(dòng)）

三維坐標(biāo)（在空間隨意運(yùn)動(dòng)）第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日1、2、3維坐標(biāo)系第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日矢狀面矢狀軸水平面額狀面額狀軸垂直軸第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日慣性參考系（靜系）與非慣性參考系（靜系）第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2.1.2人體運(yùn)動(dòng)的形式和基本概念1.

軌跡、路程和位移軌跡的概念，路程和位移的區(qū)別。2.

人體運(yùn)動(dòng)的形式人體運(yùn)動(dòng)的形式多種多樣，如把人體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)，按質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡可分為直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)。第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日人體運(yùn)動(dòng)的分類

人體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)：可將人體運(yùn)動(dòng)分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)；人體簡(jiǎn)化為剛體：可將人體運(yùn)動(dòng)分為平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)。第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日人體運(yùn)動(dòng)的分類豎直上拋（質(zhì)點(diǎn)）直線運(yùn)動(dòng)（質(zhì)點(diǎn)）曲線運(yùn)動(dòng)自由落體變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)（剛體）平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、復(fù)合運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)一般曲線運(yùn)動(dòng)第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日勻速直線運(yùn)動(dòng)：在任意相等時(shí)間內(nèi)通過的路程都相等。V=C,a=0勻變速直線運(yùn)動(dòng)：當(dāng)人體沿任意相等的時(shí)間內(nèi)，速度變化量都相等。a=C,a>0,a<0變速直線運(yùn)動(dòng)：在任意相等時(shí)間內(nèi)通過的路程并不都相等。第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日自由落體的公式為：Vt=gtH=1/2gtVt=(2gH)1/2第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日豎直上拋運(yùn)動(dòng)的公式：t=V0/g；H=V20/2g。

藝術(shù)體操的拋接球動(dòng)作第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日曲線運(yùn)動(dòng)例如；彎道跑，和回環(huán)類動(dòng)作。第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日平動(dòng)：人體內(nèi)任意兩點(diǎn)的連線，在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持平行。例如；滑冰運(yùn)動(dòng)員蹬冰后在直線上依慣性滑行，即為直線運(yùn)動(dòng)。高臺(tái)跳雪第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日轉(zhuǎn)動(dòng)：人體內(nèi)的各點(diǎn)都繞同一軸線（轉(zhuǎn)軸）作圓周運(yùn)動(dòng)。例如：投擲鐵餅的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日復(fù)合運(yùn)動(dòng)：既有平動(dòng)又有轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。例如；走、跑、滑冰、滑雪都是一種復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在研究中通常將復(fù)合運(yùn)動(dòng)分解為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)兩部分分別進(jìn)行討論，然后加以綜合，以達(dá)到簡(jiǎn)化的。喬依娜短跑（點(diǎn)擊圖像播放）劉翔110米跨欄（點(diǎn)擊圖像播放）第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2.1.3人體運(yùn)動(dòng)的速度和加速度

1、

速率和速度（單位：米/秒）①

速率：

②

速度：

③

瞬時(shí)速度：

在體育運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中重要性。第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日關(guān)于瞬時(shí)速度

優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員100m跑速度與時(shí)間變化

第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日

2、加速度（單位：米/秒/秒）描述速度變化快慢的物理量。①

平均加速度：加速度的方向：a=0,a>0,a<0的三種情況分析。

②瞬時(shí)加速度：第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2.1.4運(yùn)動(dòng)合成與分解1.

運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理（運(yùn)動(dòng)疊加原理）若一物體同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng)（分運(yùn)動(dòng)），則每一運(yùn)動(dòng)不受其它運(yùn)動(dòng)影響。物體的運(yùn)動(dòng)可以看成幾個(gè)各自獨(dú)立分運(yùn)動(dòng)疊加而成。第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2.

速度矢量的合成與分解（p27圖示）V1V2V水流方向V=V1+V2第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日①

速度合成（矢量和的運(yùn)算,平行四邊形法則）速度大?。悍较颍海瑸楹纤俣葀與水平方向的夾角。第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日②

速度分解是速度合成的逆運(yùn)算。

V1V2V第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日

3.

質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)①

質(zhì)點(diǎn)的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：動(dòng)點(diǎn)相對(duì)靜止參考系的運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)：動(dòng)點(diǎn)相對(duì)動(dòng)參考系的運(yùn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)：動(dòng)參考系相對(duì)靜參考系的運(yùn)動(dòng)動(dòng)點(diǎn)動(dòng)系靜系相對(duì)運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)三種運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系乘電梯問題，投擲問題第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日②

質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度合成P30例題第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日XYVaVeVr3060第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日③

質(zhì)點(diǎn)加速度合成（介紹）作業(yè)：教材P51:4,7,8題

第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2.1.5運(yùn)動(dòng)的描述方法1.

運(yùn)動(dòng)學(xué)方程勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和應(yīng)用基本方程：0t0,v0,x0t運(yùn)動(dòng)方向x第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日當(dāng)t0=0時(shí)，x0=0，公式簡(jiǎn)化為：

位移速度第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日自由落體運(yùn)動(dòng)(忽略空氣阻力)：加速度為重力加速度g=9.8米/秒2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，方向指向地心。運(yùn)動(dòng)方程：

第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日豎直上拋運(yùn)動(dòng)：重力加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)后為自由落體運(yùn)動(dòng)。第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2、

圖像法①運(yùn)動(dòng)軌跡曲線

yx拋射體運(yùn)動(dòng)的軌跡第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日②位移與時(shí)間曲線st勻速直線運(yùn)動(dòng)st變速直線運(yùn)動(dòng)第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日st物體的位移與時(shí)間曲線什么運(yùn)動(dòng)形式？勻變速直線運(yùn)動(dòng)第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日③速度與時(shí)間曲線勻速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)（加速）vt變速直線運(yùn)動(dòng)第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日勻減速直線運(yùn)動(dòng)第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日④加速度與時(shí)間曲線at勻加速（紅）、減速（藍(lán)）直線運(yùn)動(dòng)非勻變速直線運(yùn)動(dòng)at第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日⑤曲線的特點(diǎn)分析其運(yùn)動(dòng)形式第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2.1.6人體和器械的斜拋運(yùn)動(dòng)受到重力和空氣阻力，有一定的初速度和恒定加速度的平面曲線運(yùn)動(dòng)。形式上有豎直上拋、平拋、豎直下拋、斜上、下拋等運(yùn)動(dòng)。

第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日1、

拋射運(yùn)動(dòng)的基本公式拋射運(yùn)動(dòng)水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)

垂直方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)

第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2、體育運(yùn)動(dòng)中常見的斜上拋運(yùn)動(dòng)①

拋點(diǎn)與落點(diǎn)在同一水平面a.全程飛行的時(shí)間

（拋射體上升到最高點(diǎn)時(shí)間）

全程時(shí)間

b.最大高度第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日c.水平射程第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日②

拋點(diǎn)高于落點(diǎn)的斜上拋運(yùn)動(dòng)第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日a.全程飛行的時(shí)間c.水平射程第48頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日

③拋點(diǎn)低于落點(diǎn)的斜拋運(yùn)動(dòng)（同上）

④平拋運(yùn)動(dòng)

總結(jié)與習(xí)題P47,P53-13題第49頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日3、拋射體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律①

影響遠(yuǎn)度的因素出手速度、出手角度、出手高度。影響高度的因素

第50頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日小結(jié)：運(yùn)動(dòng)學(xué)量的特性①

瞬時(shí)性研究某時(shí)刻人體或器械的運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)量有位置、瞬時(shí)速度、加速度。

②

矢量性考慮運(yùn)動(dòng)學(xué)量的大小和方向；矢量的合成與分解。

③

相對(duì)性正確地選擇參考系和坐標(biāo)系。

④

獨(dú)立性運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理，研究復(fù)合運(yùn)動(dòng)的方法。

第51頁，共53頁，2023年，2