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运动生物力学 第一章 运动生物力学是生物力学的一个重要分支，是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。它是将体育运动中人体（或器械）复杂的运动形式及变化规律结合力学和生物学的原理进行研究的一门科学。 运动生物力学的任务： 1改进运动技术。 2改善训练手段。 3改革运动器材。 4预防运动损伤。 5运动康复与健康促进。 运动生物力学的研究方法：分析法 测量法 测量方法有：运动学测量、动力学测量、人体测量及肌电图测量。 运动学测量参数---肢体的（角）位移、（角）速度、（角）加速度等。 运动学参数---主要界定在力的测量。 人体测量参数----人体环节的长度、围度及惯性参数如质量、转动惯量。 肌电图参数----测量肌肉收缩时的神经支配特性。 20世纪生物力学的发展主要体现在3个方面： 1生物力学发展成为大学的专业课程。 2生物力学研究结果逐渐用于实践，如医学 工业 体育等方面。 3生物力学研究人类和动物运动及运动对肌肉—骨骼系统的影响。 第二章 动作结构运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的方式或顺序称为动作结构。 人体动作结构特征 1.运动学特征---时间特征、空间特征、时空特征。 2.动力学特征---力的特征、能量特征、惯性特征。 动作系统-不同运动项目中的动作技术，都是由若干单一动作组成的。大量单一动作按一定规律组成为成套的动作技术，这些成套的动作技术称为动作系统。 动作系统的分类及特点 周期性动作系统 特点---反复性和连贯性、节律性、交互性、惯性作用。 非周期性动作系统 特点---独立性、复杂性和稳定性。 混合性动作系统。 特点---两种动作成分有相互制约性、两种动作的组合部分是动作系统的关键部分。 不固定动作系统 特点---复杂多变性、固定于不固定相结合。 人体基本运动动作形式 上肢基本运动动作形式: 推 拉 鞭打 下肢基本运动动作形式: 缓冲 蹬伸 鞭打 全身基本运动动作形式: 摆动 躯干扭转 相向运动 环节--相邻关节之间的部分称环节； 单生物运动链两个相邻骨环节及其之间的可动连接构成，包括相邻两个环节和连结这两个环节之间的关节 多生物运动链：两个或两个以上生物运动链串联而成 开放链：末端为自由环节的生物运动链，该自由环节又称末端环节。 闭合链：无自由环节的生物运动链 自由度:物体在空间运动，描述物体运动状态的独立变量的个数称其为物体运动的自由度。自由刚体有6个自由度。 骨杠杆P30图 平衡杠杆2.省力杠杆3.速度杠杆 环节质量-人体的环节质量是环节含有物质多少的重量； 环节质心即是环节的质量中心。 人体质心：保持基本立姿的人体，质心位置约为第二至第三骶椎所在的平面上。 人体重心测量方法：平衡板法 三角板法 质量：物体含有物质的多少。 转动惯量是量度转动物体惯性大小的物理量，用以描述物体保持原有转动状态的能力。 平行轴定理---物体对某转动轴的转动惯量，等于物体对于通过其质心且与该轴平行轴的转动惯量加上物体的质量与两平行轴间距离平方的乘积。此为转动惯量的平行轴定理。 人体惯性参数：人体整体及环节质量 质心位置 转动惯量以及转动半径。 人体简化模型 1质点模型---质点是具有一定质量而几何形状和尺寸大小可以忽略不计的物体，是一个理想的物理模型，主要研究平动； 2刚体与多刚体模型如果研究人体运动涉及到转动运动，则在运动中人体的形状与大小是变化的，人体各部分虽有形变但不影响整体运动，如仅仅研究人体整体运动，可以忽略其形变，这时把人体抽象为刚体，主要研究转动。刚体具有6个自由度，即3个平动自由度和3个转动自由度。 第三章 惯性参照系：通常将地球 相对于地球静止或做匀速直线运动的参照物称为~。 非惯性参照系：将对于地球做变速运动的参照物，或者是相对于惯性参照系做变速度运动的参照物，称为~ 平动 体内任意两点的连线，在运动中始终保持平行，物体上的任何一点瞬时运动都具有相同的速度和加速度，这种运动称为平动 人体运动的时空特征 1时间特征：时刻 时间 2空间特征：位移轨迹和路程 角位移 3时空特征：速度速率和加速度 角速度和角加速度 人体运动的描述方法： 1.表格法2.图示法3.公式法 1共点 共线力系:两个力组成的最简单的力系。其平衡称为共点共线力系平衡。 体育运动中一般是二力平衡（条件：等值 反向 共线） 2平面汇交力系：三力构成的力系中各力的作用线在同一平面内，并相交于一点。 条件：合力为零 合力矩为零 3空间一般力系平衡 影响人体稳定性的因素: 1.支撑面的大小 2重心的高度 3.稳定角 4稳定系数 体育运动中的主要外力： 1重力2支撑反作用力3弹性力4摩擦力5流体作用力6向心力 动量：物体的质量和速度的乘积——物体运动量的量度 冲量：作用于物体的合外力与其作用时间的乘积 动量矩 是转动惯量和角速度的乘积