运动生物力学(第三版).ppt

二、运动生物力学的课程内容 （一）绪论 （二）运动生物力学学科概述 （三）运动生物力学参数 （四）骨、关节、肌肉生物力学 （五）运动生物力学原理 （六）运动生物力学应用 三、运动生物力学的学习要求 （一）掌握运动生物力学的基本知识 （二）掌握运动生物力学的基本原理 （三）熟悉运动生物力学的分析方法 1 系统分析的观点 2 发展变化的观点 3 对立统一的观点（矛盾的观点） 第一章 运动生物力学学科概述 第一节 运动生物力学学科演变（发展史） 一、萌芽时期 1 亚里斯多德 （Arislotless 公元前384-322） 2 达。芬奇（L. D. Vinci, 1452-1519) 人体解剖 3 威。布拉温（C.W.Braune 1831-1890) 人体惯性参数 4 伯恩斯坦 （前苏联） 20世纪30年代 神经控制论 5 希尔（A.V.Hill）20世纪30年代 肌肉力学 第一节 运动生物力学学科演变 二、形成时期 （20世纪70年代前后） 1967 年 瑞士 第一届国际生物力学 ISB(International Society of Biomechanics) 年 国际运动生物力学 ISBS(International Society of Bionechanics on Sports 我国——1980年成立 CSBS 三、发展时期 20世纪90年代（高速摄影、三维测力台等仪器） 第二节 运动生物力学学科特征 一、研究对象的复杂性 （人体 PK 机械） 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 第三节 运动生物力学学科任务 1 研究人体结构与运动功能之间的相互关系 2 研究人体运动技术的规律 3 研究运动技术的最佳化 4 设计和改进运动器械 5 研究运动损伤的原因和预防措施 第四节 运动生物力学学科展望 一、基础研究 二、应用研究 三、方法与技术研究 （1） 环节质量 m, 单位：kg, g 环节相对质量p =m/M（%） (M—人体质量） （2）总质量 M=∑mi (每个环节质量的总和） 2. 重量 G=mg (环节重量、总重量——体重），单位：N，kN, kgf *单刚体质心 在对称轴（交点）上 *两刚体组合(合成质心） 1：质量 m1 质心 x1, y1 2: 质量 m2 质心 x2, y2 X=(m1 x1+m2 x2)/(m1+m2) Y=(m1 y1+m2 y2)/(m1+m2) 多刚体（例如人体） X=Σmi xi/ Σmi = Σmi xi/M Y= Σmi yi/M 其中，M= Σmi （人体质量） （二）人体惯性参数的标准化 人体的个体差异（不同人群、国别——例如：我国20世纪90年代公布国家标准） 人体环节划分标准： 以人体结构功能为依据分割环节的切面通过关节转动中心，并以关节中心间的连线作为环节的长度。 以人体体表骨性标志点作为环节的参考标志，并以此确定环节长度。 （三）人体惯性参数的特征 人体重心位置 （1）性别：女子比男子低0.5%---2% （2）年龄：婴儿比成年人高10%---15% （3）体型：有影响 （4）姿势：站比卧要低1%；可以移出体外（随姿势而改变） （重心位置）思考题 在相同弹跳能力的排球运动员，拦网与扣球时，手的位置哪一个会高一点？ (思路：重心上升高度一样，哪一种姿态重心位置高，则手的高度要低一点。 （3）角位移（转动角）：描述人体转动的空间物理量，人体整体或环节绕某轴转动时转过的角度。 单位：度；弧度(rad) 1 弧度 =180/π =57.3° 3 时空特征 1）速度V= ? S/ ?t；位移除时间 2）速率：路程与时间之比 3)角速度? ：人体在单位时间内转过的角度 单位: 度/秒； rad/s (4)加速度：单位时间内人体运动速度的变化量，是描述人体运动速度变化快慢的物理量。（有加速+、减速- ） (5)角加速度β：人体转动时角速度变化快慢 角加速度β = ? ?/ ?t （平均与瞬时） *线速与角速的关系V= ?R *线加速与角加速关系 切向: at = βt 法向：an = ?2 r = v2 /r (二）运动学参数特征 参照系 运动的绝对性和描述运动的相对性 参照系：选定作为参考标准的物体或物体群 不同的参考系会得出不同（动/静）结论，例如：火车内看人；地面看人 1）惯性参照系：相对于地球静止或匀速直线运动 2）非惯性参照系：相对于地球做变速运动 (三）运动学参数的瞬时性特征 1. 瞬时速度与平均速度 （1） 平均速度 V=?s/ ?t，例如100米跑12