运动生物力学.doc

运动生物力学一、名词解释1、 运动生物力学：作为体育科学学科体系中的一门交叉学科，是以机能解剖学、运动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征、人体运动动作的力学规律以及运动器械机械力学规律的学科。2、 人体惯性参数：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。3、 转动惯量：是衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量。公式 4、 惯性参考系：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考系，又称静参考系。5、 非惯性参考系：指以相对于地球做变速运动物体，或者说以相对于惯性参考系做变速运动的物体作为参考系，又称动参考系。6、 瞬时速度：人体在某一时刻或通过运动轨迹某一点时的速度。7、 人体内力：若将人体看做一个生物力学系统，则人体内部各部分相互作用的力。（肌肉力、组织粘滞力、韧带张力、关节约束反作用力）8、 人体外力：若将人体看作一个生物力学系统，来自于外界作用于人体的力。（重力、弹性力、摩擦力、支撑反作用力、介质作用力）9、 拉伸载荷：是沿骨的长轴方向，自骨的表面向外施加相等而反向的载荷，在骨内部产生拉应力和拉应变。（单杠悬垂时上肢骨的受力）。10、 压缩载荷：是在骨的长轴方向上，加于骨表面的向内而反向的载荷，在骨内部产生压应力和压应变（举重举起后上肢和下肢骨的受力）11、 应力松弛：当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力会随时间的增加而下降。12、 转动定律：刚体绕定轴转动时，转动惯量与角速度的乘积等于作用于刚体的合外力矩。 13、 鞭打动作：在克服阻力或自体位移过程中，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。14、 蹬伸动作：人体在有制成的状态下，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。15、 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。16、 连续介质模型：不考虑流体的微观分子结构，而是将流体视为由无穷多个流体质点稠密而无间隙所组成的连续介质。17、 流线：在流体运动过程中，在一定瞬间依次排列的一系列流体质点的运动方向线。18、 摩擦阻力：流体与运动物体表面之间的摩擦力。19、 压差阻力：由于流动时流束变形以及涡旋的出现等原因，在物体的前方和后方产生压强差所引起的阻力20、 兴波阻力：由于物体的自由液面运动而产生波浪所引起的阻力。21、 惯性阻力：由于流体做非定常流动或运动物体在流体中做加速运动所引起的阻力。二、填空1、运动学之父古希腊，亚里士多德。2、1901年，梅布里奇发表了运动中的人体的图像集3、1967年国际体育和教育理事会（ICSPE）在瑞士苏黎世召开第一届国际生物力学讨论会。4、1980年我国成立了中国体育科学学会，同时成立了运动生物力学分会。5、质心是物质的质量中心，重心是物体个组成部分所受重力的合力作用点。6、影响人体总重心位置的因素：性别、年龄、运动专项、体型、姿势、生理与心理。7、影响力作用效果的因素：方向、大小、作用点8、动力学参数的测量手段：三维测力台、分布式足底压力测量系统、等动力量测量系统和各种专用测量设备。9、根据外力作用的不同，人体骨骼的受力形式为：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷。10粘弹性体相对于弹性体来说的特征：应力松弛；蠕变、滞后11、关节润滑机制：界面润滑；压渗润滑。12、肌肉力学模型的三元素模型：收缩元、串联弹性元、并联弹性元13、影响人体平衡的力学因素：支撑面、重心高度、体重。14、影响抛物远度的因素：出手速度、抛射角15、流动阻力的分类：摩擦阻力、压差阻力、兴波阻力、惯性阻力三、选择/判断1、人体转动惯量会随着各环节的质量及其空间分布情况和转轴位置的变化而变化。2、力具有方向性，是矢量。力的合成与分解遵循平行四边形法则。3、人体受力分为：正心力（力的作用线通过人体质心）和偏心力（力的作用线不通过人体质心）。大多数力为偏心力，只有重力永远是正心力。4、力矩：是使人体（物体）转动状态发生变化的原因。是矢量，大小为力和力臂的乘积，方向用右手螺旋定则判定。逆时针为正力矩，顺时针为负力矩。5、动量：描述事物在一定运动状态下具有的运动量。大小为质点的质量与速度的乘积。动量是矢量，方向为速度的方向。6、动量矩：是转动惯量与角速度的乘积。是矢量，方向与角速度方向相同。7、弯曲载荷举例：负重弯举（杠铃）时前臂的受力。8、剪切载荷举例：人体运动小腿制动时，股骨髁在胫骨平台上的滑动产生剪应力。9、Hill方程描述了骨骼肌收缩时的力-速度关系。 Hill方程 10肌肉力量变化梯度：短时间内肌力的变化（爆发力）用力的梯度加以度量。达到1/2最大力所需的时间（），为力的时间梯度。力的最大值与所需时间的比值，这个指标称为力的速度梯度。11、相向动作的生物力学原理（小题） 相向动作：腾空状态，由于肌群的收缩使身体两部分同时向相反方向转动。 人体在腾空状态下只受重力（忽略空气阻力），重力相对重心力矩为零，保持动量矩守恒，遵循动量矩守恒定律。 相向动作： 相向动作动作特征：a.是人体在空中自动化的动作过程 b.通过调整人体转动惯量控制动作的角速度 c.肌肉收缩形式是超等长收缩 d.遵循大关节带动小关节活动原理12、 人体的重心是人体全部环节所受重力合力的作用点。13、力的可传原理：力可沿其作用线随意移动，而不改变其对物体的效果。14、人体平衡力学条件：作用于人体的力系可以简化为一个合外力和一个合外力矩，人体平衡的力学条件与物体平衡的力学条件一样。 人体受到的合外力为零；人体受到的合外力矩为零15、 抛物体飞行的远度为 =45时飞行距离最远。16、流体运动连续性方程：17、流体的能量守恒原理伯努利方程：18、流体总阻力估算公式：四、简答1、运动生物力学的学科任务： 研究人体结构与运动功能的关系 研究人体运动技术的规律 研究人体运动技术的最佳化 设计与改进运动器械 研究运动损伤的力学原因2、 运动学参数分类 时间参数（时刻、时间、频率）； 空间参数（路程、位移、角位移）； 时空参数（速度、速率、角速度、加速度、角加速度）3骨结构的生物力学特征 均匀强度分布 轨道结构理论（壳形结构）：a.各向异性；b.壳形（管形）结构； c.均匀强度分布4、半蹲跳 （1）测试：下肢肌群在预先拉长且处于等长收缩状态下突然启动收缩的能力。 （2）基本方法：受试者双手叉腰半蹲。尽最大的努力蹬伸跳起。 （3）应用：从静止状态快速启动的项目，如短跑、跨栏、游泳、自行车等。5、下蹲跳 （1）测试：下肢伸肌群从离心收缩快速转为向心收缩的能力。 （2）基本方法：为受试者双手叉腰从直立或小幅微蹲开始，快速下蹲至某一位置立即向上起跳。 （3）应用：肌肉弹性能储备与利用。如：跑、跳、投等。6、缓冲动作的生物力学原理 （1）动作形式：结束性的缓冲动作；过渡性的缓冲动作；控制性的缓冲动作。 （2）、力学原理：缓冲动作减少冲击力；缓冲动作的肌肉退让性工作；缓冲动作非代谢的利用。 （3）、动作特征：延长力的作用时间，减小对人体的冲击力 促进非代谢能力的产生和利用 缓冲动作与人体解剖特点有关 利用器械，增加缓冲效果7、蹬伸阶段摆臂的作用 加速上摆两臂，增大对地的压力，获得大的支撑反作用力，增加起跳效果。 正确的摆臂可使身体重心升高，有利于增加腾空高度 在即将起跳