运动生物力学.doc

第一章1运动生物力学是研究人体运动力学规律的科学，是体育科学学科体系中的一门交叉学科，以机能解剖学，运动生理学和力学的理论与方法，研究人体运动器系的生物力学特性，人体运动动作的力学规律以及运动器械机械力学规律的科学。1. 为什么力学要生命化，生命要力学化？答:生命活动中处处包含有基本的力学原理，而作为基本学科的力学可以且应该被赋予研究生命现象的环境中，以此来寻求二者的相互促进达到改善生命质量的目的。2. 运动生物力学的学科特性？答：一研究对象的复杂性 二研究方法的综合性 三测量技术的先进性 四研究内容的实践性3. 运动生物力学的研究方法：主要是牛顿力学的方法体系但同时又收到研究对象的复杂性所导致的人体参数的拒测性，人体动作的随机性和人体功能的代偿性等生物学因素制约。4. 运动生物力学的学科任务是？答：1研究人体结构和运动功能的关系2研究人体运动技术的规律3研究人体运动技术的最佳化4设计和改进运动器械5研究运动损伤的力学原理第二章6. 人体运动生物力学参数包括：人体惯性参数 运动学参数 动力学参数以及生物学参数7. 人体惯性参数指人体整体及环节的质量，质心（重心）位置，转动惯量及转动半径。8. 人体惯性参数包括：质量（它是衡量物体平动惯性大小的物理量），重量（包括总重和环节重量），人体质心（物质的质量中心），环节质心（每个环节几乎都有一个固定的位置），转动惯量（衡量物体，人体转动惯性大小的物理量，具有可变性）9. 影响人体转动惯量的因素有哪些？举例说明这些因素在体育动作中的作用。答:影响因素有：质量，质量的分布和转动轴的位置。人体由多环节组成的系统，转动惯量会随着各环节的质量以及其空间分布的位置变化和转动轴的变化而变化，例如跳水运动员在完成空翻动作过程中通过变换转动轴和改变姿势来调整和改变转动惯量以完成动作。10. 人体惯性参数的测量方法：尸体测量法，活体研究（水浸法，称重法，放射性同为素罚，CT法，核共振法）数学模型计算法11. 运动学参数包括？答：1时间参数（时刻，时间，频率）2空间参数（路程，位移，角位移）3时空参数（速度，速率，角速度，加速度，角加速度）12. 参考系是为了描述人体运动所选定的作为参考标准的物体或者物体群。有惯性参考系和非惯性参考系。13. 运动学参数的采集方法有1摄像法2图像解析与数据处理14. 动力学参数，人体内力：若将人体看做一个生物力学系统，则人体内部各部分相互作用的力成为内力，如肌肉力，组织粘滞力等。人体外力：若将人体看做一个生物力学系统来自于外界作用于人体的力称为外力，如重力，摩擦力等。15. 人体处于支撑状态时，力作用于支点（支点面）上，支点或支点面又反作用于人体，这种反作用力称为支撑反作用力。分为静力性和动力性。16. 动力学参数采集方法有：一 三位测力台 二分布式足底压力测量系统 三等速测力系统四其他采集方法（握力计和背力计，应变式动态力测试仪）17. 运动生物力学参数特征？答：一非线性特征 二相对性特征 三复杂性特征第三章18. 骨骼对简单外力作用的反应有：拉伸，压缩，弯曲，剪切，扭转和复合载荷19. 疲劳骨折：是一种在运动中常见的低应力性骨折。例如行军骨折。当骨受低重复载荷作用时，常可观察到疲劳细微骨折。疲劳骨折的产生不仅与载荷大小和循环次数有关而且与载荷的频率有关。20. 20世纪30年代Hill的经典性的工作奠定了骨骼肌力学的基础。(a+F)(v+b)=b(F0+a)这就是著名的西尔方程。其中F0是肌肉在电压刺激下产生的张力，F是将肌肉松开后的张力，a 和b是常数，v是肌肉纤维缩短的速度。21. 最佳初长度是静息电位时的1.25倍时肌肉张力最佳。22. 三元素模型：1，收缩元代表相对滑动的肌浆球蛋白和肌动蛋白纤维丝，其张力与横桥数目有关。2，串联弹性元，代表肌浆球蛋白，肌动蛋白纤维，横桥，Z线以及结缔组织的固有弹性。3，并联弹性元代表静息状态下肌肉的力学性质。对肌肉性能的生物力学评价指标有：肌肉功率，肌肉变化梯度和等速肌力距。第四章24. 摆动动作是指人体肢体会增加人体的协调性及增加动作效果而某一轴进行的一定幅度的转动。意义有一增加全身活动的协调性保持平衡 二增加动作效果。25. 惯性力和相互作用力的区别：1惯性力不是物体之间的作用力不存在反作用力。2无论在惯性体系还是在非惯性体系都可以观察到相互作用力但是只有在非惯性体系中才能观察到惯性力。26. 肌力距是外力距，当肌力距大于阻力距 时环节做克制性工作，当肌力距小与阻力距时环节做退让性工作，当两者相等时环节处于平衡状态。27. 摆动动作的特征：一减小摆动肢体的转动惯量和增加肌力距可以加大摆动的角加速度。二摆动动作与主体动作之间应当合理配合。三摆动肢体的适时制动是动量矩转移的关键。28. 超越器械：增大运动动作半径增加器械的出手时的速度，身体早于器械运动。29. 超等长收缩效能好坏取决于：1肌肉离心收缩时弹性能量的产生，储存和向心收缩储存弹性势能的再利用程度。2运动神经中枢对肌肉的反射性调节作用。30. 体育运动中冲击的分类：1人体对器械的冲击2人体对人体的冲击3人体对外界环境的冲击4器械对器械的冲击5器械对人体的冲击31. 简述上旋弧圈球的反弹后产生强烈前冲的力学原理？答：1根据马格努斯效应球体在流体中旋转运动，流体具有粘性会随着球体进行运动。2球体上层气流方向与球体旋转方向相反导致流速慢压强大，而下层流体运动方向与球体运动方向一致流速快压强小。因此整体作用效果使得球体向下运动后会强烈的前进。32. 缓冲动作的特征：1延长力的作用时间可减少对人体的冲击2促使非代谢能的产生和利用3缓冲动作与人体解剖学特点有关4利用器械可提高缓冲效果。33. 简述缓冲动作的力学原理举例说明答：1缓冲动作减小冲力（减小力的大小来减小冲击力）2缓冲动作的肌肉退让性工作（缓冲动作效果的好坏主要取决于参与完成缓冲的肌肉的退让性工作能力）三缓冲动作非代谢的利用（缓冲动作能提高肌肉的弹性势能和张力，以此来更好的完成后边的动作）。例如体操中的踏板就很好的利用了这一原理。人体快速助跑的冲力以及重力还有地面的反作用力相互作用，当即将离开踏板时要积极主动的伸膝、立腰、提踵。摆动动作的动作特征；1、减小摆动肢体的转动惯量和增加肌力矩可以加大摆动的角加速度2、摆动动作与主体动作之间应当合理配合3、摆动肢体的适时制动是动量矩合理转移的关键相向动作的动作特征；1、相向动作是人体在空中自动化的动作过程2、通过人体转动惯量控制动作的角速度3、肌肉收缩形式是超等长收缩4、遵守大关节带动小关节活动原理冲击动作的动作特征；1、为了增大给器械的冲击力，一方面要增大人体末端或器械的动量，另一方面要缩短人体末端或器械与器械冲撞的作用时间2、为了减小外界或器械对人体的冲击力，通常需要延长冲击动作中力的作用时间缓冲动作的动作特征；1、延长力的作用时间减小对人体的冲击力2、促使非代谢能的产生与利用3、缓冲动作与人体解剖特点有关4、利用器械增加缓冲效果鞭打动作的力学原理；1、动量矩的传递2肌肉活动的顺序性3肌肉的预先拉长4、肌肉转动惯量的可变性鞭打动作的动作特征；1参加鞭打动作的关节表现出活动的顺序性2、要重视小关节的作用，3、鞭打动作是一个关节肌肉主动力产生的冲量矩的过程4、鞭打动作受到关节解剖结构的制约蹬伸动作的动作特征；1、蹬伸力量曲线特征2、各关节发力特征3、蹬伸的速度特征4、蹬伸合理配合特征34何为相向运动？以及力学原理。答：人体腾空时，由于肌群的收缩使身体两部分朝着相反的方向转动。原理（没有找到）第五章35.人体重心也就是人体所受重力的作用点，环节的重心是环节所受重力的作用点，人体重心是人体全部环节所受重力合力的作用点。36.人体平衡的分类：（1）根据支点相对于重心的位置不同可分上支撑平衡、下支撑平衡和混合支撑平衡。（2）根据平衡的稳定程度分为稳定、不稳定平衡、有限度的稳定平衡和随遇平衡。37.刚体： 指在外力的作用下，其内部任意两点间的距离之始终保持不变的物体。38.约束是阻止物体自由移动的限制。约束反力是指约束反作用于物体的力，大小等于物体加在约束力上的力，方向相反。39.力具有可传性，可以沿着力的作用线任意移动而不改变其对物体的效应。40.影响人体平衡的力学因素有：支撑面，重心高度，体重。41.影响人体平衡的生物学因素有：1人体不能绝对静止。2人体有效支撑面小与支撑面。3人体具有一定的自身平衡调节能力。4人体平衡受心理因素影响。5人体平衡动作消耗肌肉的生理能42.影响抛体远度的因素：1出手速度对飞行速度的影响2抛射角对飞行的影响3出手高度对飞行的影响。抛体远度公式：（课本160页)43.影响抛体高度的因素：1初速度2抛射角 高度公式（课本162页）44.连续原理：如果考虑到过流断面的面积是变化的，平均速度在同一断面上有相同的速度分布。连续方程：V1A1=V2A2=Q A表示过流断面的面积。45.流体的能量守恒原理-白努力方程。假设理想液体在水平管中稳定流动，截面积大的大流速慢压强大，截面积小的流速快压强小。其方程式：（课本169页）46.压力中心和器械的飞行稳定性有关。如果压力中心在器械质心的后面（相对于飞行方向）