运动生物力学的概念2.docx

运动生物力学的概念一．运动生物力学的概念 :运动生物力学的概念就是讨论体育运动中人体及器械机械运动规律的科学；二．动能与势能的正确利用 (高水平运动员动作的特点):1、高水平运动员在完成投掷动作时有效地利用了助跑速度； 2、高水平运动员超越器械动作时间短,身体背弓大器械被充分引向身体后方； 3、高水平运动员较好的利用了身体的动能及肌肉的弹性势能；三．人体运动的形式 :假如将人体简化为质点,人体运动可分为 :直线运动与曲线运动；如果将人体简化为刚体 ,人体运动可分为:平动 ,转动与复合运动；2、斜抛物体的运动:1、定义 :运动轨迹为抛物线 2 、斜抛运动的构成 :水平方向 :匀速直线运动四．牛顿第肯定律 (惯性定律 ):1、定义 : 任何物体 ,在不受力作用时竖直方向 :竖直上抛运动,都保持静止或匀速直线运动状态； 2、应用 (保持跑速 ,动作连贯 )1、定义 F=ma2:几点留意牛顿其次定律及其应用1、a 就是运动学量与力的方向一样；F 就是动力学量 ,她们都就是矢量力就是产生运动的缘由,并且加速度方向2、牛顿其次定律中的物体就是被当做质点的3、加速度与力同时显现同时消逝 ,反应的就是瞬时关系；应用 :加速跑 ,超重 ,失重 ,弯道跑五．牛顿第三定律及其应用 :1、定义 Fab=-Fba2、应用 :加速跑 ,起跳 ,投掷链球1、动量 :K=mv2、冲量 :I=Ft1: 落地缓冲六．动量与冲量动量定理在体育中的应用动作 :要削减对人体的冲力七．人体平稳的力学条件,就得延长力的作用时间；人体平稳的力学条件就是人体所受的合外力为零与合外力矩为零；表达式为 :∑ F=0,∑ M=0如:燕式平稳 ,单杠支臂悬垂八．人体重心的概念 :1 、概念 :人体全部环节所重力的合力的作用点,就叫人体重心2、讨论人体重心的意义 :评定一个体育动作的质量,分析其技术特点与订正错误动作等；都需要从人体重心的变化规律去分析 ,无论就是动力性的动作仍就是静力性的姿态,探究其运动规律时 ,,不仅在一段时间内 ,3、特点 :人体中心不想物体那样恒定在一个点上都离不开人体重心；,即使在每一瞬时,也要受呼吸 ,消化 ,血液循环等要受肌肉与脂肪的增长或消退等因素的影响因素的影响 ,特殊就是在体育运动中,要受人体姿态变化的制约,随姿态的转变,有时甚至移出例如 :体操中的“桥”,背越式跳高的过杆动作等；体外；九．人体平稳的分类 :1: 依据支点相对中心位置分类点在人体重心上方 ,如:体操中的各类悬垂动作； 人体重心的下方 ,下支撑平稳在体育动作中最为常见:1: 上支撑平稳 :当人体处于平稳,切支撑2:下支撑平稳 : 当人体处于平稳,切支撑点在如:站立 ,自由体操与平稳木的平稳动作以及田径 ,武术等；3: 混合支撑平稳 :就是一种多支撑点的平稳状态,这时有的支撑点在人体依据平稳的稳固度分类重心上方 ,有的支撑点在人体重心下方；如:肋木侧身平稳:稳固平稳 ,不稳固平稳 ,随遇平稳 ,有限度的稳固平稳；1:稳固平稳 :人体在外力作用下,偏离平稳位置后,当外力撤除时,人体自然复原平稳位置,而不,就该平稳就需要通过肌肉收缩复原平稳；假如物体偏离平稳位置的结果就是物体重心上升是稳固平稳 ,多数上支撑平稳属于稳固平稳；如:单杠支臂悬垂2:人体在外力的作用下,偏离平稳位置后,当外力撤除时,人体不仅不能回到原先的平稳位置,,就该平稳就而就是更加偏离平稳位置；假如物体偏离平稳位置的结果就是物体的重心降低是稳固平稳 ,多数下支撑平稳属不稳固平稳；如:单臂手倒立3:随遇平稳 :人体在外力的作用下,偏离平稳位置后,当外力撤除时,人体既回不到原先的平稳位置 ,也不连续偏离原位置前滚翻；,而就是在新位置上保持平稳；在体育中很少见；如:连续完成两个4:有限度的稳固平稳:人体在外力作用下,肯定限度内偏离平稳位置,当外力撤除时,人体回到平稳状态 ,但假如偏离平稳位置超过某一限度时,人体失去平稳；如:太极拳中的推手；:重力作用线同重心与支撑十:影响平稳稳固的力学因素面相应边界的连线之间的夹角；1: 支撑面2: 中心高度3:稳固角稳固角越大 ,稳固性越好 ,反之 ,越差；稳固角为零 ,人体处于临运动生物力学的概念界状态；如蹲踞式起跑 ,“预备”中运动员尽可能将重心抬高并前移,以减小前进方向的稳固角,以便快速破坏稳固平稳；作用的才能； K>1,平稳不破坏4:平稳角5:稳固系数 :该系数说明白物体依靠重力抗击翻到K=1,临界状态K<1 平稳被破坏,人体重量力矩越大稳固系数越大 ,破坏平稳所需的外界翻到力矩也越大,即人体平稳的稳固性越好如 :摔跤 ,拳击,柔道项目中按体重分级,缘由就在于此；十一 :人体平稳的特点:1:人体不能肯定静止,由于呼吸活动与血液循环必定造成人体重心时刻变化； 2:人体内力在维护平稳的作用3:人体的补偿动作4:人体具有自我掌握,调剂与5: 心理因素的影响就人体转动而言 ,通常称体外的转动轴为实体轴复原平稳的才能十二 :1: 人体转动轴实体轴 :人体绕体外的运动器械转动时,器械就就是人体转动的实体轴,例如体操中的单杠等；非实体轴 :人体局部肢体或人体转动时所绕的位于人体内部的轴轴,也就就是指人体内的假想的十三 :动量矩定理的应用:1、人体环节的运动:人体的各种运动状态都以骨杠杆的转动为基础,,就就是肌肉拉力矩的作用结果；在体育动作中为增大环节的转而骨杠杆的转动状态的变化动成效 ,通常可采纳如下途径:减小转动惯量 :当肌力矩肯定时, 减小环节或环节系对某轴的转动惯量 ,可以达到增加大转动角速度或角加速度的目的；采纳参加转动的环节或环节系的质量尽可能靠近转轴的方法从而提高转动角速度或角加速度；故此 ,在环节绕关节轴的转动时,通常,以减小她们对转轴的转动惯量 ,十四 :动量矩守恒定律:依据动量矩定理推论,当刚体所受的合外力矩为零时:当 M=0 时 Iω =恒矢量,其动量矩保持不变,这就就是动量矩守恒定律,其数学表达式为十五 :阿基米德原理 :液体作用在沉没或漂浮物体上的总压力的方向垂直向上,大小等于物体所排开液体的重量 ,该力又称为浮力,作用线通过压力的几何中心,又称浮心； 依据重力 G 与浮力 P 的大小 ,物体在液体中将有三种不同的存在方式:1 、重力 G 大于浮力 P,物体将下沉究竟,称为沉体 2 、重力 G 等于浮力 P,物体可以潜没于液体中,称为潜体 3、重力 G 小于浮力 P,物体会上浮 ,直到部分物体露出液风光,使留在液面以下部分物体所排开的液体重量恰好十六 :片流与湍流 ,涡动与涡旋 :1、片流 (层流 ):液体的流淌就是分层的,层与层之间互不干扰2、湍流 (紊流 ):液体流淌不分层,做混杂紊乱流淌3、涡旋 :当液体通过非流线型物体时很简单在物体的尾部形成湍流 ,即尾部的流体在物体前后压强差的作用下产生逆向回流与明显的涡旋十七 : 马格努斯效应 : 当一个旋转物体的旋转, 在与角速度 矢量与物体飞行速度矢量不重合时旋转角速度矢量与平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力；在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格努斯 效应；十八 :1 、摩擦阻力 : 由于流体的粘性所引起的阻力称为摩擦阻力；主要取决于运动物体的速2、外形阻力 : 由于流淌时流束变形以及涡旋的显现等度、浸入水面积与表面的粗糙程度等3、兴波阻力与碎波阻力:缘由；在物体得前方与后方产生压强差所引起的阻力称为压差阻力, 使液面产生波浪所消耗的能量造成阻力, 称当运动员游进时破坏了流体平稳而使流体振荡, 造成水花这部分为兴波阻力；当运动速度较快或划臂与打腿的动作会使波浪破裂形成飞沫最不能损耗而形成阻力称为破裂阻力十九 : 骨的强度 :1 、定义 : 骨受力时抗击破坏的才能, 用极限应力表示( 斜率、 面积 )2 、影响骨的强度的因素 : 种族、性别、年龄、不同骨及骨的不同部位切<弯曲 <拉伸 <压缩3、骨的强度大小的排列次序: 剪二十 :1 、骨组织的构成 : 成骨细胞 , 破骨细胞 2、沃尔夫定律 : 骨在需要的地方就生长, 不需要的地方就吸取； 即骨的生长、 吸取、重建都与骨的受力状态有关；就是十九世纪外科医生朱利叶斯沃尔夫的重大发觉；二十一 :1 、肌肉的基本功能就是将化学能转变为机械能2、肌肉的生物力学特性表现为: 肌运动生物力学的概念肉的收缩力 , 收缩速度 3、对肌肉的讨论分为: 离体肌 , 在体肌二十二 :1 、收缩成分 : 由肌肉蛋白微丝与肌球蛋白微丝组成, 兴奋时可产生张力, 称主动张力2、串联弹性成分 : 由肌腱、 肌节间 Z 盘及肌微丝的结缔组织组成, 当收缩成分兴奋后, 使肌肉具有弹性 , 起缓冲作用力, 称被动张力3、并联弹性成分 : 由肌内膜 , 肌束膜与肌纤维组成, 当被牵拉时产生弹二十三 :1 、肌肉被动张力为零时, 肌肉所能达到的最大长度称为肌肉的平稳长度2、收缩元125%(下肢 )的张力随长度变化 , 表现最大张力时的长度称肌肉的静息长度, 约为平稳长度的二十四 :1 、肌肉总张力 =被动张力 +主动张力 2、肌肉长度小于平稳长度时: 总张力 =主动张力3、肌肉长度大于平稳长度时: 总张力 =主动张力 +被动张力二十五 :Hill方程 ( 肌肉收缩力—速度曲线 ):1 、V=b(T 0-T)/(T+a)2、T=a(V 0-V)/(V+b)T: 张力 V: 速度 T 0: 最大张力 V 0: 最大速度肌力随肌肉收缩速度的增加而下降二十六 : 肌肉的激活状态: 在神经脉冲的影响下, 肌肉的收缩成分显现激活状态, 因此把肌肉兴奋时其收缩成分力学状态的变化称为肌肉的激活状态二十七 : 肌肉的放松 : 被拉长的肌肉肉的放松, 其张力有随着时间的延长而下降的性质, 这一特性称肌二十八 : 载荷增大时肌肉收缩力学特性发生如下变化收缩速度下降二十九 : 肌肉与腱的生物力学性能对运动的影响济性 3、对冲击载荷与振动载荷的缓冲:1 、动作埋伏期延长2、收缩幅度减小3、:1 、增加动作的力与速度2、提高动作的经三十 : 肌肉的收缩形式:1 、肌力矩小于阻力矩时肌群作退让性收缩, 也叫离心收缩 ( 肌肉的收缩力作复功 )2 、肌力矩等于阻力矩时肌群作等长性收缩性收缩 , 也叫向心收缩3、肌力矩大于阻力矩时肌群作克制三十一 : 人体基本运动形式:1 、上肢 : 推、拉、鞭打2、下肢 : 缓冲动作、蹬伸动作、鞭打动作 3、全身 : 摇摆、躯干扭转、相向运动三十二 : 关节活动次序性原理:1 、大小关节 : 肌肉生理横断面大的关节称大关节, 反之称小关节 2、关节活动次序性原理就是就是作发力动作时总就是 :(1): 当需要客服大。