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优秀精品课件文档资料 第四章 人体运动的动力学 主要内容： 牛顿运动基本定律 动量定理与动量守恒 转动力学的基本参量和基本方程 人体转动惯量的计算 动量矩定理与动量矩守恒 一、人体运动中的力 （一）力的概念 力是物体间的相互作用。力作用在物体上，可使物体的运动状态发生变化，或者使物体发生形变。力的作用效果受其的大小、方向和作用点的影响，称为力的三要素。 牛顿运动定律及应用范围 牛顿运动定律适用于质点和刚体，将人体简化后，可以运用牛顿定律进行受力分析和动力学特征研究。 静止状态∑F＝0 刘翔洛桑三连冠 起跑蓄势待发 （一）牛顿第一运动定律及其应用 牛顿第一定律 物体不受外力或所受合外力为0时，将保持原来的静止状态或匀速直线运动状态不变。 由牛顿第一定律可知： 物体具有惯性—保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质，惯性是物体的固有属性。 牛顿第一定律的内容-力的意义 外力不是维持物体匀速直线运动的原因。我们所见到的物体不能保持匀速直线运动是因为物体并非不受外力，而是受到了空气阻力，摩擦力等外力，故要保持匀速直线运动需要外力来克服空气阻力和摩擦力等，在合外力为0条件下保持匀速直线运动，者仍然是符合牛顿第一定律的。 牛顿第一定律在体育运动中的应用 物体具有惯性，如何合理利用惯性、提高人体运动效率、减小体能消耗具有重要意义。根据牛顿第一定律，要保持匀速直线运动并不需要外力，所以长距离运动如长跑运动、赛艇、自行车等强调途中要保持适宜的均匀速度，这样可以节省体力提高运动效率。当物体由静止转入运动时需要外力克服惯性，已经运动起来了就要利用惯性保持运动，例如举起杠铃时要求动作连贯，不要停顿，这样才能充分利用惯性，取得好的运动效果。 ∑F≠0 （二）牛顿第二定律及其应用 当物体受到外力不等于零时物体的运动状态如何呢？这就是牛顿第二定律要回答的问题。 牛顿第二定律 当质量为m的物体受到外力F的作用时，将产生加速度a,加速度的大小与外力成正比，与质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。 F=ma 注意问题 1. 物体受力指的是合外力 2. 力与加速度为瞬间对应关系 3. 研究的质点力学模型的平动问题 牛顿第二定律在体育运动中的应用 在体育运动中，牛顿第二定律用于研究人体或器械受力和运动状况的变化。 牛顿第二定律主要用于计算。 (三)牛顿第三定律及其应用 牛顿第三定律 两物体相互作用时，物体甲对物体乙的作用力F1与物体乙对物体甲的反作用力F2大小相等，方向相反，沿着同一直线，即 F1=-F2 牛顿第三定律反映了力的相互作用性质，也称作用反作用定律。需要注意，作用力和反作用力作用在不同的物体上，因此虽然它们大小相等方向相反，却不能互相抵消。 手和球之间的作用、 人体和地面也构成相 互作用都不能抵消 推铅球时手和球之间的作用为作用力和反作用力 同时人体和地面也构成相互作用，人体对地面的作用力作用于地面，而地面对人体的反作用力作用于人体。 牛顿第三定律在体育运动中的应用 1、该定律应用普遍，凡是两物体相互作用都存在作用力和反作用力 2、作用力和反作用力总是作用在不同的物体上 3、作用力和反作用力虽然等大，但会产生不同的作用效果 4、作用力和反作用力是性质相同的力 牛顿第三定律举例2 跳高起跳时，为什么要向上摆腿、摆臂？ 向上摆腿、摆臂加大了对地面的作用力，也就加大了地面对人体的反作用力，反作用力和作用力是大小相等，方向相反，沿着同一直线的，而且是恰好与作用力同时产生，地面对人体的反作用力越大，才能跳得越高。 牛顿第三定律举例3 跳高、跳远的起跳点地面必须坚实，这样才可以充分的向下施加作用力，作用力大，反作用力也就大。 体操运动场地不能铺设海绵垫之类的缓冲物，因为体操中有的需要起跳到一定的高度才能完成的动作，要达到一定起跳高度，场地也应当相当坚实，才能充分利用反作用力。 体育运动和其他人体活动中，产生各种人体运动的力是外界的反作用力，外界的反作用力是通过人体向外界施加作用力获得的。 解释跳高运动中摆臂动作为什么能增加跳跃高度？ 牛顿第三定律举例5 关于牛顿第三定律的几个问题 拔河时既然双方的作用力和反作用力大小相等，方向相反，为什么还有胜负之分？ F1 F2 F3 F4 F1=-F2 F3=-F4 甲方脚部受的力与乙方脚部受的力相比较，大者胜。 牛顿第三定律应用之5 马拉车的问题与此类似。 F1 F2 F1与F2并不是作用力与反作用力关系，F1大左边胜，反之右边胜。 1.人体有多个环节组成，人体在多个力的 作用下