《运动生物力学》

运动生物力学 复习题 1、运动生物力学： 是研究人体运动力学规律的科学，它是体育科学学科体系的重要组成部分。 2、|a|越大，速度变化就越大。加速度反应物体速度变化的快慢程度。 3、走：单脚支撑与双脚支撑相互交替的周期性运动。走的一个周期分为三个阶段，即后蹬（推进）阶段、摆动阶 段、着地缓冲支撑阶段。 4、跑：单脚支撑与腾空相互交替、蹬与摆紧密配合，动作连贯的周期性运动。跑的影响因素：步长、步频。 （跑的 运动中没有两脚与地面同时接触的阶段。 ） 5、步长：行走时，两脚脚尖（或脚跟）之间的距离。 6、跑步中，步长取决于： 1）腿的长度 2）腿部肌肉的爆发力 3）髋关节的柔韧性 7、步频：即脚步的频率，单位时间内的步数。 8、影响步频的因素： 1）神经系统对肌肉的支配能力 2）内脏器官的功能 3）肌肉耐受乳酸和消除乳酸的能力 4）短跑过程中的技术质量 5）摆臂的动作频率 10、步幅：一只脚脚跟连续两个支撑点相隔的距离。 11、跑速取决于：步长、步频。 12、骨对外力作用的反应： （1）骨对简单（单纯）外力作用的反应【除“6） ”外的 5 种形式】： 根据外力作用的不同，人体骨骼的受力形式可以分为【以下 6 种形式】： 1）拉伸：单杠悬垂时上肢骨的受力。 2）压缩：举重举起后上肢骨和下肢骨的受力。 3）弯曲：负重弯曲杠铃时前臂的受力。 4）剪切：屈膝弹动时膝盖所受的力。 （骨骼最难承受的受力形式） 5）扭转 ：掷铁饼出手时支撑腿的受力。 6）复合载荷 （2）骨对复合（实际）外力作用的反应： 复合载荷：即同时受到上述两种和两种以上的载荷作用。 补充：人体有 206 块骨 14、摆动动作： 是指人体肢体为增加全身活动的协调性及增加动作效果而绕某一轴进行的一定幅度的转动。例如：短跑的途中 跑中的摆腿动作。 15、摆动的主要目的： 1）增加全身活动协调性，保持人体平衡； 2）增加动作效果。 16、跨栏中，前腿=摆动腿= 攻栏腿；后腿= 起跨腿。 17、人体生物力学参数包括：人体惯性参数、运动学参数、动力学参数、生物学参数。 人体生物力学参数特征：非线性特征、相对性特征、复杂性特征。 18、运动学参数： 1）时间参数 （包括：时刻、时间、频率。 ） 2）空间参数（包括：路程、位移、角位移。 ） 3）时空参数（包括：速度、速率、角速度、加速度、角加速度。 ） 19、动量矩守恒定律 1）当质点合外力矩为 0 时，其动量矩保持不变，这就是动量矩守恒定律。当 M=0 时，Jw=恒矢量。 2）人体在腾空状态下只受重力作用，而重力相对重心重力矩为零，所以人体在空中保持动量矩守恒。 相向动作：人体腾空状态下，由于肌群的收缩使身体两部分同时向相反方向转动称为相向动作。如挺身式跳远 空中动作过程。相向动作遵循动量矩守恒定律。 20、 运动生物力学学科特性： 1）研究对象的复杂性 2）研究方法的综合性 3）测量技术的先进性 4）研究内容的实践性 21、从人体运动的基本动作形式出发，把复杂的人体运动分解为摆动动作、鞭打动作、相向动作、冲击动作、缓冲 动作、蹬伸动作六种基本动作。 22、鞭打动作： 人们把在克服阻力或自体移动过程中，肢体依次加速与制动，使末端环节产生极大速度的动作形式称为鞭打动 作。 23、 “鞭打动作”分类： 1）上肢鞭打分为投掷性鞭打（扔标枪） 、打击性鞭打，打击性鞭打分为无器械打击性鞭打动作（排球的发球、 扣球） 、有器械打击性鞭打动作（羽毛球的扣杀） 。 2）下肢鞭打：下肢的大力踢球。 3）全身性鞭打动作：如蝶泳动作。 24、鞭打动作的动作特征： 1）参与鞭打的关节表现出活动的顺序性； 2）要重视小关节的作用，小关节具有定向作用，它的运动质量直接影响到动作的速度与质量； 3）鞭打动作是一个关节肌肉主动产生新的冲量矩的过程； 4）鞭打动作受到关节解剖结构的制约。 24、鞭打动作的力学原理： 1）动量矩的传递：物体间动量传递是通过他们的相互作用力的冲量实现的。 2）肌肉活动的顺序：鞭打的主要目的是使末端环节获得极大速度。 3）肌肉的预先拉长：完成鞭打动作前，人体环节首先向相反方向运动，以延长肌肉作用距离。 4）肢体转动惯量的可变性：鞭打动作可以利用肢体转动惯量的可变性来增大鞭打效果。 25、平衡的分类： （1）根据支点相对于人体重心的位置不同，将人体的平衡分为以下三种： 1）上支撑平衡：当人体处于平衡，且支点在人体重心的上方。如体操中各种悬垂动作。 2）下支撑平衡：当人体处于平衡，且支点在人体重心的下方。如站立。 3）混合支撑平衡：是一种多支点的平衡状态，有的支撑点在人体重心的上方，有的在人体的下方。如肋木侧 身平衡。 （2）根据平衡的稳定程度，将人体的平衡分为以下四种： 1）稳定平衡：人体在外力作用下偏离平衡位置后，当外力撤除时，人体自然恢复平衡位置，而不需要通过肌 肉收缩恢复平衡。多数上支撑平衡属于稳定平衡，如单杠悬垂动作。 2）不稳定平衡：人体外力作用下偏离平衡位置后，当外力撤除时，人体不仅不能恢复原来的平衡位置，而且 更加偏离平衡位置。此类平衡只在下支撑平衡动作中出现，如单臂手倒立动作。 3）有限度的平衡：人体外力作用下，在一定限度内偏离平衡位置，当外力撤除时，人体回到平衡状态；但当 平衡位置超过某一限度时，人体失去平衡。 4）随遇平衡：人体外力作用下偏离平衡位置，当外力撤除后，物体既不回到原来位置，也不继续偏离新位置， 而是在新位置上保持平衡。 26、稳定角： 是重力作用线和重心至支撑面相应边界的连线之间的夹角。稳定角越大，稳定性越好。 27、影响人体平衡的因素： （1）影响人体平衡的力学因素： 1）支撑面：支撑面越大，平衡的稳定性越大。 2）重心高度：重心越低，平衡稳定性越好。 3）体重：体重越大，平衡稳定性越好。 （2）影响人体平衡的生物学因素： 1）人体不能绝对静止 2）人体有效支撑面小于支撑面 3）人体具有一定的自身平衡调节能力 4）人体平衡受心理因素的影响 5）人体平衡动作消耗肌肉的生理能 28、平衡的条件： 只要通过人体重心的合外力为零，合外力矩也为零，人体即处于平衡状态。 29、超等长收缩： 肌肉先进行离心收缩，紧接着进行向心收缩的工作形式。 30、人体重心：人体全部环节所受重力合力的作用点。 31、人体总质心：人体整体质量分布的加权平均位置。 32、缓冲动作： 肢体末端环节与外界发生相互作用，肢体由伸展到屈曲以延长力的作用时间来减少冲击力作用或控制外界物体 的动作。 1）结束性的缓冲动作：跳高跳远的结束动作 2）过渡性的缓冲动作：短跑中的蹬伸 3）控制性的缓冲动作：运动员接快速传来的篮球的动作 33、惯性力： 是指当物体有加速度时，物体具有的惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向，而此时若以该物体为参考系， 并在该参考系上建立坐标系，看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上令该物体在坐标系内发生位移，因 此称之为惯性力。 34、疲劳骨折： 是一种在运动常见的低应力性骨折，多因骨骼系统长期受到非生理性应力所致,好发于胫骨、桡骨等。 35、蹬伸动作： 人体在有支撑状态下，下肢各环节积极伸展，配合以正确的摆臂技术，给支撑面施加压力，以获得较大支撑反 作用力的动作过程。 36、动力性支撑反作用力： 人体处于支撑作用，而人体局部环节作变速运动，其结果给支点（支撑面）以作用力，支点（支撑面）则给人 体一个大于或小于重力的反作用力，称动力性支撑反作用力。 （当支撑反作用力大于或小于人体重力时称为动 力性支撑反作用力） 37、静力性支撑反作用力： 由于受到重力对支点（支撑面）产生的压力，支点（支撑面）则对人体产生一个反作用力，它是一种约束反力， 称静力性支撑反作用力。 （当支撑反作用力等于人体重力时称为静力性支撑反作用力） 38、牛顿第一定律：物体没有力时，总是保持静止状态或匀速直线运动状态。 39、牛顿第二定律：当物体所受的合外力不为 0 时，物体的加速度与合外力成正比、与质量成反比，即 F=ma。加 速度的方向跟合外力的方向相同。 40、牛顿第三定律：物体间力的作用是相互的，相互作用的两个力大小相等，方向相反，且在同一条直线上。 41、肌肉收缩的功率： 肌肉收缩力与其该瞬时的收缩速度的乘积，即 P=Fv。 42、将人体简化为质点，人体的运动形式有直线运动（包括匀速直线运动和变速直线运动） ，曲线运动（包括斜抛 运动和圆周运动） ；将人体简化为刚体，人体的运动形式有平动、转动和复合运动三种。 43、复合运动：人体的运动往往不是单纯的平动或转动，绝大多数是既有平动又有转动的复合运动。 44、瞬时速度：表示物体在某一时刻或某一点的速度。瞬时速度是矢量，某一时刻（或经某一点时）瞬时速度的方 向，即是这一时刻（或经过一点时）物体运动的方向。 45、运动生物力学的作用： 运动生物力学以体育动作为核心，运用人体解剖学、人体生理学、力学理论与方法，研究人体运动的生物力学 特性和人体运动的动作规律，寻求人体运动技术的合理性和更佳化，以及训练手段的有效性，为发展运动能力提供 理论依据。 运动生物力学不仅能促进全民健身锻炼科学化，而且对提高运动员竞技运动水平都具有重要的指导意义。 46、参考系：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。 47、从力学分析看来，摆腿和摆臂动作在跳高项目中具有重要的意义： （1）增加全身运动的协调性，维持身体平衡。 （2）摆动产生的惯性力可加大地面对人体的支撑反作用力。 （3）摆动提高了起跳地瞬间的身体重心的高度。 （4）摆动动作的突停，可促进摆动肢体的动量矩向全身的转移，增加了躯干和起跳腿向上的速度。 48、竞走是运动员与地面保持接触、连续向前迈进的过程，没有肉眼可见的腾空，前腿从触地瞬间至垂直部位应该 伸直（即膝关节不得弯曲） 。 49、跳远成绩的距离组成可视为三个距离（起跳距离 S1、腾空距离 S2、落地距离 S3）之和，即 S=S1+S2+S3。 1）起跳距离 S1 的影响因素：踏板的准确性、身高、腾起时的身体姿势。 2）腾空距离 S2 的影响因素：腾起时的高度、腾起时的初速度、腾起时的角度、空气阻力。 3）落地距离 S3 的影响因素：落地时的身体姿势、落地动作。 补充： （1）S1：是腾空前身体重心投影点距离起跳板前沿的水平距离； S2：是腾空阶段身体重心飞行的水平距离； S3：是着地时身体重心投影点与着地点之间的水平距离。 （2）助跑的目的是获得水平速度，并为准确踏板和快速有力的起跳做准备。大多数优秀运动员采用 4050m 的助跑距离，大约 1723 步。 （3）跳远技术根据其动作的结构特征分为：助跑、起跳、腾空、落地。 （4）起跳阶段可分为三个动作阶段：起跳脚的着地、缓冲准备和蹬伸摆动。 （5）跳跃的动作过程： 1）助跑阶段，人体水平位移阶段； 2）起跳阶段，人体由水平位移向抛射运动的转变，进入抛射运动阶段； 3）腾空阶段，人体的抛射运动阶段 4）落地阶段，人体抛射后的下落着地阶段。原地跳跃项目无助跑动作过程。 50、推铅球的生物力学分析： （1）投掷动作的过程分为： 1）准备姿势：包括握持器械和预备姿势。 2）预加速阶段：预加速阶段有助跑、滑步、旋转等多种形式。 3）最后用力阶段：由人体挟持器械水平位移向器械抛射运动转变，及器械抛射运动阶段。 4）结束阶段：器械出手后身体平衡阶段