运动技术分析与诊断.doc

运动生物力学: 是以解剖学、生理学和力学的理论与方法、研究人体运动器系的生物力学特性，人体运动动作的力学规律以及运动器械力学规律的科学。人体运动系：骨骼、肌肉、关节2、运动生物力学的研究对象：活的人体3、运动技术诊断的定义:根据体育运动参加者的个人特点，研究它所采用的最佳运动技术（或运动动作）并为其改进或优化运动技术提供解决方案的一系列工作，称为运动技术分析。运动生物力学的学科特征: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（实用性）运用：1在运动技术诊断、分析和评价领域中的作用十分突出2在健康促进和特殊人群健身指导领域的作用十分重要3在设计和改进运动装备领域的作用日显重要4在预防损伤与功能康复领域作用日益突出运动生物力学学科任务:1研究人体结构运动功能的关系2研究人体运动技术的规律3研究人体运动技术的最佳化4设计与改进运动器械5研究运动损伤的力学原因运动生物力学学科展望：1 基本研究2应用研究3方法与技术研究载荷：载荷是指施加于受力对象上的外力 静载荷：是指逐渐加于物体上的，有零渐增至一定值后不再改变的载荷（加速度a=0）动载荷：是指物体在载荷的作用下，它的某些部分或各部分所引起的加速度相当显著的载荷（a不等于0）载荷的表现形式1弯曲载荷2剪切载荷3拉伸载荷4缩载荷 5扭转载荷 6复合载荷 有机物决定骨的弹性柔韧，无机物决定骨的硬度骨结构的生物力学特征：1骨形态：结构决定其承受载强度大2骨的生化结构决定其硬度和弹性（柔韧度）骨组织的力学特征1各向异性2弹性和坚固性3骨是人体理想的结构材料4耐冲击力和持续力差骨的力学特征1、不同载荷下骨密度的力学特征a、拉伸载荷：是自物体表面向外施加大小相等，伸方向相反的载荷b、压缩载荷：是向内加于物体表面大小相等、方向相反的载荷c、弯曲载荷：是使物体沿其轴线发生扭转的载荷d、裁剪载荷：是施加方向与骨表面平行或垂直，且在骨内部产生剪切应力和剪应变的载荷e、扭转载荷：是指使物体沿其轴线发生扭曲的载荷f复合载荷：上面5种载荷中至少出现两种载荷。骨受冲击载荷作用的特征：骨受冲击载荷产生的损伤程度与冲击能量成正比，与作用时间成反比关节是人体的枢纽 ，骨杠杆活动的支点关节的基本运动形式：屈伸运动 发展运动 旋转运动2、关节运动幅度及测量方法关节运动幅度 ：是指运动环节围绕运动轴进行旋转的极限活动范围（常用角度，度数表示影响关节运动幅度的因素：1构成关节的两关节面的弧度差（成正比）2关节囊的厚薄（成反比）和松紧度（成正比）3韧带的多少（成反比）和强硬度（成反）4关节周围的骨结构（多少、大小）（成反比）5关节周围肌肉的体积（大小）（成反比）和伸展性（好、坏）（成正比）6原动肌肉力量的大小（成正比）和对抗肌的协调放松能力好坏（成正比）关节运动幅度的测量方法：1摄影测量 2录像测量法3。光摄影测量4关节测量器测量 5、电关节角度测量 影响关节灵活性的因素A、关节面软骨B、关节腔及腔内的滑液当外力作用时间大于或等于1/100s时，关节腔内滑液具有流动性和弹性，课保护关节受伤害； 当外力作用时间小于或等于1/1000s是，相当于固体，失去保护作用C、滑液皱壁D、粘液囊影响关节稳固性的因素A、骨骼的形状B、韧带的多少C、肌肉的强弱和关节腔压力的大小骨骼肌的模型：1收缩成分2并弹性成分3串联弹性成分以上是肌肉的三元素模型收缩成分 肌球蛋白+肌动蛋白（主动张力）并联弹性成分（被动张力） 肌外膜+肌束膜+肌纤维膜 串联弹性成分（被动张力） 膜桥+Z线组成肌力的因素1肌肉的生理横断面积解剖横断面：指一块肌肉的横断面2肌肉的适宜初长度（生理范围内成正比）：通常把引起肌肉收缩力最大的初长度称为适宜初长度3肌肉募集（成正比）肌肉的收缩形式等张收缩：是指肌力大于阻力时产生的加速度运动或肌力小于阻力时的减速运动，运动时肌张力大致恒定向心收缩：肌肉收缩时肌肉的起点和止点相互靠近时成为向心收缩 力学特征：F肌阻 收缩结果：肌肉长度变短（正功）离心收缩：肌肉收缩时，肌肉的起点和止点相互远离称为离心收缩力学特征： F肌阻 收缩结果：肌肉长度变长（负功）此时肌肉为肌肉的最大力，极限力等长收缩（静力性收缩）肌肉收缩时，收缩力与阻力相等。肌肉长度不变，也不引起关节运动称为等长收缩力学特征：F肌=F阻：收缩结果：肌肉长度不变环节：相邻两个关节中心之间的肢体部分称为环节（末端环节：通常把身体远侧的最后；节叫做末端环节）生物运动偶：两个相邻骨环节之间的课可动连接称为运动偶（运动副：两个环节通过一个关节连接起来的整体部分）生物运动链：是两个或两个以上生物运动偶的串联式连接分类：开放链：是末端环节可以自由运动的运动链判断方法：1、是否有环节可独立运动 2、是否有环节一对一相连封闭链：两端都被固定的运动链称为封闭链判断方法：1、环节可独立运动 2、 环节连接都是一连二 生物运动链运动的特征：1运动形式的有限性2运动动作的合成性3运动的可传递性4运动链中环节的自由度物体在空间运动描述物体运动状态的独立变量的个数称为这个物体的自由度刚体：具有一定大小和形状，但不发生形变的物体称为刚体 自由刚体：是指有6个或6个以上自由度的刚体人体环节自由度个数的判断方法：关节轴数法：环节能绕几根轴运动就有几个自由度A 、 开放连中手（脚）相当于一个自由刚体B 、 开放连中末端环节自由度和值大于或等于6个，则该末端环节相当于自由刚体（和值=开放链中各环节自由度之和：A环节自由度+B环节自由度+）骨杠杆 支点(o)：是指杠杆绕着转动的轴心点 动力点：动力作用在杆上的力点 阻力点 : 阻力作用在杆上的力点 动力臂(d)：从支点到动力作用的垂直距离 阻力臂(dw)：从支点到阻力作用的垂直距离 动力矩(m)：是动力和动力臂的乘积 M=E 阻力矩(mw)：（顺负逆正）是阻力和阻力臂的乘积 mw=w 骨杠杆定义：在生物运动链中，环节绕关节轴转动，其功能与杠杆相同称为骨杠杆骨杠杆的分类：第一类 杠杆（平衡杠杆）E=W 特征：交点在动力点和阻力点的正中间 第二类 杠杆（省力杠杆）特征：阻力点在支点和动力点之间 第三类杠杆：（费力杠杆）特点：动力点和支点之间力是物体间的相互作用力的三要素：力的大小、方向、作用点力系是反映作用于物体的一组力平衡力系：在力系的作用下如果物体的运动状态不发生改变，则此力称为平衡力系约束 ：是指阻力物体自由移动的限制自由体：是这在力的作用下，可向任意的方向移动的物体，非自由体是指在力的 作用下不能向任意方向移动的物体。约束反力：是指约束物作用在物体上的力，其大小等于物体加在约束物上的力方向与之相反。动力：是指与约束反力性质相反，是物体运动或有运动趋势的力（主动力）研究对象的受力分析步骤： 1、确定研究对象 2、画出该对象的受力图例：人体作燕式平衡动作 主动力：垂直G ，竖直向下 约束物：地面 被约束力：人体 约束反力：支撑力N ，竖直向下练习：人体作单杠直臂悬垂动作 主动力：垂直G ，竖直向下 约束力：单杠 被约束力：人体 约束反力： 人体对单杠的拉力N1，N2竖直向下力的合成与分解定义：已知分力求合力叫力的合成，已知合力求分力叫力的分解平行四边形法则 ：由同一点M作用的两个力F1和F2，以其为边作一个平行四边形，则平行四边形的对角线即表示这两个力的合力F先确定合力F的大小 F1和F2的夹角为）然后确定合力F的方向 投影法：通过力点起点作一个直角坐标系，然后由终点分别作X、Y轴的垂直线，在正轴范围内的投影为正，在负轴范围的投影为负 原理：矢量在任意轴上的投影等于矢量各分量在同轴上投影的代数和即：F1x=F1 cosF1y=F1 sin 人体平衡的力学条件1、合外力为零 2、合外力矩为零 1、人体全部环节所受重力的合力作用点叫做人体的重心2、自由落体是指由静止开始下落的人体或器械人体平衡的分类1、根据支点相对重心的位置来分：A、上支撑平衡：平衡时支撑点在重心上方B、下支撑平衡：平衡时支撑点在重心下方C、混合制成平衡：支撑点在重心上下方都有2、根据平衡的稳定性来分A、稳定平衡：人体在外力作用下偏离平衡位置，当外力撤除后，人体自然回复到平衡位置，不需要肌肉发力称为稳定平衡B不稳定平衡:人体在外力作用下偏离平衡位置后，外力撤除，人体不仅不能回到原平衡位置，而哈斯会更加偏离平衡位置，称为不稳定平衡C随遇平衡:人体在外力作用下偏离平衡位置，外力撤除后，会在新位置平衡，称为随遇平衡D有限度的稳定平衡:人体在外力作用下偏离平衡位置，在一定范围可回复平衡状态，超过一定范围，人体一定范围，人体会失去平衡，称为有限度的稳定平衡影响人体平衡稳定性的因素：1支撑面的大小（成正比）2重心的高低（成反比）3重力力矩的大小（成正比） M重力=GL稳定系数：是稳定力矩（重力矩）与翻倒力矩（外在矩）的比值K=M重M外判断依据：当K1时，保持平衡：当k=1时，临界状态（即将破坏瞬间）：当k1时，失去平衡（翻到）为什么有停顿的纵跳高度会小于无停顿的纵跳高度？答：因为有停顿时肌肉及肌腱中的弹性成分产生了松弛，如果停顿时间大于松弛时间肌肉产生的被动张力完全被散消掉，后面的动作只能单纯依靠肌肉的收缩力来完成所以 影响人体静平衡动作的力学因素当人体所受外力为0，合外力矩也为0时，可以获得平衡。但维持平衡就要考虑平衡的稳定性，因此必须了解平衡稳定性的各项因素。（1）支撑面。支撑面是由各支撑部位的表面及他们所包围的面积。支撑