实际使用最新14年10月生物力学第二章.稿概要
65页1、第三章 人体生物力学参数,第一节 人体惯性参数 人体惯性参数是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。 一、 人体惯性参数特征 (一)人体惯性参数特征量,1. 质量 质量是物体含有物质的多少,它是衡量物体平动惯性大小的物理量,用以描述物体保持原有运动状态的能力。 2. 重量 重量包括人体总重量和人体环节重量。 重量与质量有对应关系,但随着重力加速度g的变化,这种对应关系也随之变化。物体的重量为W,物体的质量为m,重力加速度为g,则质量与重量之间的关系为:W=mg。,3人体质心(重心) 人体总质心是指人体整体质量分布的加权平均位置。人体重心是人体各环节所受地球引力的合力作用点。 4环节质心(重心)位置 人体环节质心(重心)在各环节中几乎都有一个固定的位置。纵长环节的质心(重心)大致位于纵轴上,靠近近侧端关节。,5. 转动惯量 设物体(人体)转动部分由n个微小质量mi构成,微小质量mi距转轴的距离分别为ri。则转动惯量的定义式为:,6. 回转半径(转动半径) 由于很难了解物体中每一质点的质量及其到转动轴的距离,通常都是用物体的整体质量。假设绕某转动轴转动的物体全部集中
2、在离轴某一距离的一点上,即用这一点来代表整个物体的质量,这时它的转动惯量如果恰好与原物体相对此轴的转动惯量相等,则称这个距离为回转半径(R),也叫转动半径,用公式表示为:,(二)人体惯性参数的特性 1. 人体重心位置 性别:由于男女之间在青春期发育情况的差异,从总体上来说,女子重心的相对高度比男子低0.5%2%。 年龄:随着年龄的变化,重心的绝对高度与相对高度均会发生变化。一般来讲,婴儿重心的相对高度比成年人约高10%15%,随着年龄的增长相对重心高度会下降。,运动专项:由于运动专项训练方式的不同,会使某些运动员的局部环节质量及分布发生改变。运动专项不同对人体总重心的位置有所影响,滑冰、足球和短跑等下肢肌肉肥厚运动员的相对重心位置较低,而体操、游泳、赛艇等上肢肌肉肥厚运动员的相对重心位置较高。,姿势:人体姿势的改变对重心位置有重大影响。当环节向某方向运动时,身体重心随之向该方向移动,在某些情况下,特别是当前屈或后仰时,身体总重心甚至移出体外(图2-1)。,2.人体转动惯量 因为人体转动惯量这种可变性,使人可以根据不同的动作目的,调节身体姿势改变转动惯量,达到自我控制的目的。利用人体转动
3、惯量的可变性,可以通过变换转动轴或通过改变姿势来改变转动惯量,以完成各种动作。例如,跳水运动员在完成空翻动作过程中,从起跳、团身、打开身体入水,身体对额状轴的转动惯量随身体姿势的改变而改变。,二、人体惯性参数模型 (一)人体惯性参数测量方法 1. 尸体测量法 2活体研究 (1)水浸法 水浸法是根据阿基米 德原理,浸入水中环节 的体积等于被排开水的 体积,然后再与人体平 均密度相乘得到环节质量。,(2)称重法(平衡板法) 其原理应用力矩平衡方程,测量人体总重心位置,第二节 运动学参数 一、运动学参数特征 (一) 运动学参数 1时间参数 (1)时刻 是人体位置的时间量度,是时间上的一个点。它用于运动的开始、结束和运动过程中许多重要位相的瞬时。,(2)时间 是运动结束时刻与运动开始时刻之差值。运动持续时间是运动始末两个时刻之间的间隔。 (3)频率 是动作重复性的度量,频率就是单位时间内重复进行的动作次数。,2空间参数 (1)路程 指人体从一个位置移到另一个位置时,人体运动的实际路线的长度。,(2)位移 表示人体在整个运动过程中位置总的变化,既有大小又有方向,是对运动的直线量度。 (3)角位移
4、(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,称为角位移。,3时空参数 (1)速度 指人体所经过的位移与通过这段位移所用时间之比,是描述人体运动快慢和方向的物理量,用v表示。 (2)速率 指人体运动所经过的路程与通过这段路程所用的时间之比,是描述人体运动快慢程度的物理量,只有大小,不表明方向。,(3)角速度 指人体在单位时间内转过的角度,用表示。角速度用以表示物体转动的快慢与转向。 (4)加速度 指单位时间内人体速度的变化量,是描述人体运动速度变化快慢的物理量,用a表示。 (5)角加速度 用角加速度表示人体转动时角速度变化的快慢,用表示。,(二) 运动学参数相对性特征 1参照系又称参考系 指为了描述人体运动所选定的作为参考标准的物体或物体群。 (1)惯性参照系 指以地球或相对于地球静止不动的物体、或做匀速直线运动的物体作为参照系,通常又称为静参照系。,(2)非惯性参照系 指以相对于地球作变速运动物体,通常称为动参照系。在人体完成各种体育动作时,有时需要研究局部肢体的运动状态变化,在大多数情况下,是以人体躯干或身体重心作为参照系,因为在完成体育动作时,人体躯
《实际使用最新14年10月生物力学第二章.稿概要》由会员今***分享,可在线阅读,更多相关《实际使用最新14年10月生物力学第二章.稿概要》请在金锄头文库上搜索。
2024-04-11 25页
2024-04-11 37页
2024-04-11 28页
2024-04-11 31页
2024-04-11 36页
2024-04-11 29页
2024-04-11 22页
2024-04-11 27页
2024-04-11 34页
2024-04-11 32页