南体生物力学期末复习重点(共6页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上生物力学期末复习一、名解1、运动生物力学：是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。2、转动惯量：物体转动时惯性大小的量度。3、影片比例系数：物体实际尺寸与物体影片图像尺寸之比。4、生物力学：研究活体系统机械运动规律的科学。5、机械运动：物体的空间位置随时间变化的运动。6、影片数字化：在拍摄的影片上取出人体各关节点及有关点的坐标。7、应力：物体某一截面上单位面积所受的力。包括：正应力和剪应力两种。8、应变：受载物体结构形变时，单位长度的变化称线应变、结构单元体角度的变化称剪应变。9、.肌肉离心收缩：当肌肉收缩力小于外力，肌肉长度变长的收缩。.10、肌肉的静息长度：收缩元

2、的张力随长度变化，表现最大张力时的长度。11、肌肉等长性收缩：当肌肉收缩力等于外力，肌肉长度不变的收缩。二、填空1、人体惯性参数是指人体整体以及环节的质量、质心位置及 转动惯量 。2、落地缓冲的原理是因为 增加 了力的作用时间，因而 减少 了外力对人体作用。3、动量矩守恒原理和人体转动惯量的实验观察结果：上体向左转，下体 向右转 ；上体向右转，下体 向左转 ；哑铃从胸前变到侧平举时，角速度由 大 变 小 ；哑铃从侧平举变到胸前时，角速度由 小 变 大 ；调速器半径由大减小时，角速度由 小 变 大 ；调速器半径由小增大时，角速度由 大 变 小 .4、跳高踏跳时使肢体 向上 摆动可增加人体总重心向

3、上的 惯性力或加速度 ，且也能提高身体 重心 的高度。5、足球踢角球时产生“香蕉球”的原因是运动员踢球时使球 产生旋转 ，由于空气流体动力学的作用，根据 伯努利 定理，流速大的地方 压强小 ，流速小的地方 压强大 。产生了 马格努斯 效应的结果。6、运动生物力学使用的三大测量仪器系统是 高速摄象解析系统 ， 三维测力系统 ， 肌电测量系统 。7、物体的机械运动是指 物体的空间位置 随 时间 变化的运动。8、人体处于腾空状态，由于不受外力矩作用，因此人体运动服从 角动量 守恒定律。当人体某一环节有转动角动量时，必然被另一环节的 反向 角动量所抵消。9、重心移动规律是人体总重心的运动由人体各环节

4、分体质心 的运动决定的。10、 鞭打动作可使运动链 末端 环节产生极大的_速度 和_打击力 。11、在理想流体中，流速大的地方 压强小 ，流速小的地方 压强大 。12、肌肉结构力学模型由 收缩元 、串联弹性元 、并联弹性元组成。13、 根据肌肉力学模型，肌肉长度的增加，对其收缩速度有良好影响，但不影响它的 力量 ，肌肉生理模断面的增加会导致肌肉收缩力的增加，但不影响肌肉 收缩速度。14、肌肉力学的希尔方程描述了骨骼肌收缩时的 力-速度 关系。15、肌肉在小于其平衡长度收缩时，其总张力由 收缩元的张力 构成的，肌肉在大于其平衡长度收缩时，其总张力是由 收缩元 与 并联弹性元的张力 构成的。16、

5、决定肌肉收缩功率的因素是 肌肉收缩力和收缩速度 。三、选择1、转动惯量是度量 （ A ） 物体惯性大小的物理量。A、转动 B、平动和转动 C、平动 D、静止2、 平动刚体的运动轨迹是（ A ）A、直线或曲线 B、直线 C、曲线 D、以上说法都不对3、肩关节有（ B ）个自由度。 A、2 B、3 C、4 D、64、 人体平衡时的稳定角是（ A ）A、重心垂线与重心到支撑面边缘相应点连线的夹角 B、重心到地面的垂直角 C、重心到支撑面边缘连线与地面的夹角 D、重心到支撑面中心连线与地面的夹角5、 运动器械飞行时绕其纵轴以一定的角速度旋转，可产生定向作用，增强飞行的（ C ）A、高度 B、远度 C、

6、稳定性 D、速度6、助跑胸前传球，助跑速度V1是人体相对地面运动的速度，手握球向前传出相对人体运动的速度是V2，则球运动的绝对速度说法错误的是：（ B ）A 球的绝对速度V= V1+V2； B 球传出的速度为牵连速度；C 球相对手传出的速度为相对速度； D球的绝对速度是牵连速度与相对速度的矢量和。7、在下蹲之后的纵跳实验中，不加摆臂的纵跳高度（ B ）加摆臂的纵跳高度。A、 大于 B、 小于 C、 等于 D、 不能判断 C、重心到支撑面边缘连线与地面的夹角 D、重心到支撑面中心连线与地面的夹角8、人体原地蹬起时，动态支撑反作用力会（ D ）体重。A、不能确定 B、 等于； C、 小于； D、大

7、于9、可以把人体或器械运动简化为质点运动的条件是（ C ） A、 有转动和形变 B、 有质量和形变 C、 只考虑质量 D、 只考虑形变10、质量是度量 （ C ） 物体惯性大小的物理量。A 、静止 B、 转动 C、平动 D 、平动和转动11、 髋关节有（ B ）个自由度。 A、2 B、3 C、4 D、612、人体平衡时的平衡角是（ A ）A、某一方向上两个稳定角的和。 B、重心到地面的垂直角 C、重心到支撑面边缘连线与地面的夹角 D、重心到支撑面中心连线与地面的夹角13、 在忽略空气阻力的情况下，铅球从运动员手中抛出后，可看作（ D ）A、在水平方向的匀加速直线运动和在竖直方向的自由落体运动的

8、合成B、在水平方向的匀加速直线运动和在竖直方向的匀速直线运动的合成C、在斜向下方的匀速直线运动和在竖直方向的自由落体运动的合成D、在水平方向的匀速直线运动和在竖直方向的匀减速直线运动的合成14、体突然下蹲时，动态支撑反作用力会（ D ）体重。A、不能确定 B、等于； C；大于 D；小于15、骨干最经常承受的载荷是（ C ）。A、剪切载荷 B、拉伸载荷 C、压缩载荷 D、复合载荷16、（ D ）是人体环节运动的枢纽。A、大腿 B、躯干 C、脊椎 D、关节17、肌肉结构力学模型是由（ D ）、并联弹性元和串联弹性元三元素组成。A、肌原纤维的Z线 B、肌纤维膜 C、肌束膜 D、收缩元四、判断1、当合

9、外力为零时，物体保持平衡状态。 （×）2、在身体姿势的变化过程中，人体的重心可以移出体外。 （）3、运动时，运动员的加速度方向与速度方向总是一致的。 （×）4、引起人体由静止状态改变为运动状态只能是人体外力。 （）5、跳远踏跳时，运动员在水平方向上的动量变化等于水平方向蹬力的冲量。 （）6、根据动量守恒定律，跳远运动员腾空阶段水平与垂直方向的运动速度都不变。（忽略空气阻力）。 （×）7、游泳时人浮在水上，说明浮力大于体重。 （×）8、标枪在空中飞行的原因是因为始终有投掷力的作用。 （×）9、当合外力矩为零时，物体保持静止状态。 （×）

10、10、人在自然站立时，女子和男子的平均重心高度是一样的。 （×）11、影响人体下支撑平衡稳定性的因素有身体重心高度、支撑面大小及体重。 （）12、人体做单杠大回环时，假如把人体看作是刚体的匀速圆周运动，则此人的切向加速度为0，法向加速度也为0。 （×） 13、根据动量守恒定律，跳远运动员腾空阶段水平方向的运动速度不变（忽略空气阻力）。 （）14、投掷标枪时的“超越器械”只是为了增加投掷动作的幅度。 （×）15、被拉长的肌肉的张力随时间的延长而下降的现象称为肌肉的松弛。 （）16、肌肉在平衡长度时，其收缩元的张力为零。 （×）17、肌肉收缩力量的大小，主要

11、取决于参与收缩的粗、细肌丝数目。 （×）五、问答 1、试比较电阻应变片力传感器与石英晶体力传感器的优劣，并说明各自的工作原理。答：电阻应变片力传感器是通过外力改变应变片的长度，由于外力与应变片长度变化成正比，而电阻R与应变片的长度成正比，当电流稳定时，R与电压成正比，故由电压的变化可算出外力的大小，而石英晶体力传感器是通过外力改变其晶体内部的结构，使得其电荷发生改变，从而改变其电压，故可算出外力，显而易见，电荷的改变比应变比长度的改变，在精度上有不可比的差别。2、阐明人体二维相片重心测定的原理。列出测定计算公式，解释公式中各个量的含义，并且说明如何获得。答：.定比分点: x=(1-)

12、x+x y=(1-)y+y其中为分体环节质心位置比，由人体模型资料给出，（x，y）（x，y）为分体环节上下关节中心点的坐标，由影像解析得到，而所计算的（x，y）为分体环节质心所在的坐标。.力线平移定理:刚体上的力可与自身平行移动到任一点（FF），但需添加一力偶，其力偶矩等于原力对于新作用点的矩M=M(F)=Fd。.合力矩定理：各分力对任一点力矩的代数和等于各分力的合力对于同一点的矩.求人体总重心坐标:公式 其中为分体环节的相对质量，由人体模型资料给出，而（x1c, y1c）(x14c, y14c)为身体14个分体环节的质心坐标，由上面1.定比分点计算出。而所得（Xc，Yc）为人体总重心所在的坐

13、标。3、在三维测力实验中，原地纵跳人体重心离板时的速度是如何求得的？答：S2原地纵跳的目的是跳得高，而影响高度的关键是离板瞬时的速度v2。N原地纵跳起跳后质心做竖直上抛运动.（1）根据动量定理:mv2-mv1=Fttt0t1S3 得v2=t3t2同时F=N-G，（N为地面给人的支撑反作用力，F为合力)所以v2=-gt,由此式子可得N的大小决定v2的大小。S1（2）由牛顿第二运动定理：F=ma, F=N-G 图：原地纵跳垂直力图 得N=ma+G，可知人体总质心加速度a的大小决定N的大小。（3）由微积分可以算出的S1、S2+S3 面积，因为S1=S2 所以可以求得S3的面积，由S1=S2可以算出t

14、2 t=t3-t2 ， =S3 （4）最终求得v2=-gt=-g（t3-t2） 4、在运动技术影片解析与数据处理实验中用到哪些设备？画出仪器连接系统框图，并写出影片解析及数据处理的过程。答：实验设备有分析放映机，数字化板，计算机，打印机。分析放映机 数字化板 计算机 打印机影片解析及处理的过程 影片数字化 参数设置 数据平滑 数据计算 棍图显示 常规指标5、试给出通过三维测力台测试计算原地纵跳离板瞬间身体质心速度的公式。答：设Vt为离板时速度Ft=mvt-mv0 由于蹬伸时，v0=0故（Ft）/m=vt 又：F=N-G 则vt=（Nt）/m -(Gt)/m ，Nt即三维测力台测出，通过计算其面

15、积算出。 6、阐明人体一维重心板实测实验的原理。列出实验计算公式，解释公式中各个量的含义，并且说明实验中应注意的问题。答：此实验设备是由一块特制的一定长度的均匀木板和体重秤组成。根据静力学中力矩平衡方程式进行重心位置的测定。公式：M0(F)=0即RL-Wd-（L/2）R=0 d = (R-R /2)（L） W d人体重心位置 W 人体体重 L 板长 R人仰卧时秤的读数 R板的重量实验中特别应注意的问题：1,在正式测量之前检查体重秤自身是否调零,调零时需把板抬下来，调整秤的零点。2,测试时两脚要顶到底部即d的零点。7、百米起跑姿势“预备”时，为何重心要尽量前移？ 答：向前的稳定角小，接近于零，故

16、容易出发。8、在100m跑的起跑的“预备”动作中，为什么使下肢的各肌群处于激活状态，可以提高反应速度？答：当载荷增大时，动作潜伏期延长。依据肌肉这一特性，在完成需要快速反应和位移动作时，如100米的起跑，在“预备”时使蹬伸下肢的各肌群产生“预张力”，这样可以提高反应速度和起跑能力。其原因实际上是在起跑前使肌肉处于活化状态，预先提高了串联弹性元及肌肉的张力，因而当运动员听到“跑”的信号时，收缩元的主动张力“不再”被缓冲，而直接用于克服外界阻力了。因此提高肌肉的预张力可以缩短动作的潜伏期。六、计算1、体重60kg的撑竿跳高运动员，从5m高处落地，落地缓冲时间为1.5s，求他受的冲力，如果缓冲时间为

17、0.5s，冲力又是多少？(g=10m/s2)解：已知m=60kg ，H=5m，t1=1.5s，t2=0.5sVt2- V02=2gH ，V0=0 Vt=（2gH）=（2×10×5）=10 m/s求：（1）当缓冲时间为t1时 （2）当缓冲时间为t2时 F1=m Vtt1G F2=m Vtt2GF1（60×10）1.560×101000 F2（60×10）0.560×101800 N2、铅球运动员在最后用力时使7.26公斤铅球的速度从3米秒增加到12米秒，最后用力的时间为0.08秒，求（1）铅球的动量变化量，（2）运动员对铅球施加的冲力？

18、(1)、Ft=mv1-mv0=7.26×12-7.26×3=65.343、铁饼重2公斤水平放置手上，对过质心且垂直饼面轴的转动惯量为0.01公斤米²。设出手时受到与饼面平行的力的作用，力的大小为500N，力的作用线至铁饼中心的垂直距离为0.02米，问（1）铁饼质心的加速度a为多大？（2）铁饼对过质心且垂直于铁饼饼面轴的角加速度为多大？答（1）、F=maa=5002=250ms² （2）、M=FL=I=(500×0.02) 0.01=1000弧度秒4、某运动员原地纵跳离板瞬间质心速度为3.36米秒。问（1）、质心能达到的最大高度？（2）、如果运动员在空中加速度摆动大腿，质心能够再升高多少？（忽略空气阻力） 答：（1）、2gh=Vt²-Vo²10×2h=-3.36² h=0.56m （2）、质心再上升高度为零5、体重为60kg的跳高运动员，从2米高处落地，如果落地的缓冲时间为2秒，问他受到的地面作用力有多大？如果缓冲时间为1.5秒，他受到的地面作用力又为多大？解：已知m=60kg ，H=2m，t1=2s，t2=1.5sVt2- V02