运动生物力学.doc

一、名词解释1、力学：是研究物体机械运动规律的学科。2、生物力学：是生物物理学的一个分支，是力学与生物学的交叉、渗透、融合而形成的一门学科。3、运动生物力学：是研究人体运动力学规律的学科，它是体育科学学科体系的重要组成部分。4、转动惯量：是衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量。用表示。5、角速度：是指人体在单位时间内转过的角度。用表示。6、加速度：指单位时间内人体运动速度的变化量，是描述人体运动速度变化快慢的物理量。7、角加速度：表示人体转动时角速度变化的快慢，指转动中角速度的时间变化率。8、三维坐标系：又称空间坐标，判断人体运动要从三个方向上看，由原点引出三条互相垂直的坐标轴，分别用Ox、Oy、Oz表示。9、力：是物体间的相互作用。10、力矩：使物体（人体）转动状态发生改变的原因，用M表示。11、动量：用以描述物体在一定运动状态下具有的“运动量”。12、动量矩：是转动惯量J和角速度的乘积。用L表示。13、冲量：物体（人体）运动状态的改变时力作用的结果，力在时间上的积累可用冲量I表示14、冲量矩：在研究转动问题时，把力矩在时间上的积累称为冲量矩，是力矩和时间的乘积。15、均匀强度分布：在特定的加载条件下，材料的每一部分受到的最大应力相同。16、适宜应力原则：骨骼对体育运动的生物力学适应性本质上是骨骼系统对机械力信号的应变。有利于运动负荷及强度导致的骨应变会诱导骨量增加和骨的结构改善；应变过大则造成骨组织微损伤和出现疲劳性骨折，应变过小或出现废用则导致骨质流失过快。17、骨折：骨的完整性或连续性中断者称为骨折。是运动损伤中最常见的损伤之一18、关节软骨：是一种多孔的粘弹性材料，其组织间隙中充满着关节液。19、渗透性：在恒定的外力下，软骨变形，关节液和水分子溶液从软骨的小孔流出，由形变引起的压力梯度就是引起关节液渗出的驱动力。20、界面润滑：是依靠吸附于关节面表面的关节液分子形成的界面层作为润滑。21、压渗润滑：液体又接触面从运动方向的前缘挤出，在接触面的后缘由渗透压把压渗出的滑液再吸收回软骨内，这种机制能够有效地保存关节液及其位置，对抗外力。22、收缩元：代表可以相对滑动的肌浆球蛋白和肌动蛋白纤维丝，其张力与它们之间的横桥数目有关。23、串联弹性元：表示肌浆球蛋白纤维、肌动蛋白纤维、横桥、Z线以及结缔组织的固有弹性。24、并联弹性元：表示静息状态下肌肉的力学性质。25、肌力变化梯度：在很多体育运动中往往要求运动员在极短时间内发挥出最大力，一般称爆发力。26、力的时间梯度：达到1/2最大力所需要的时间称为力的时间梯度。27、力的速度梯度：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。28、摆动动作：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。29、鞭打动作：人们把这种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称为鞭打动作。30、相向动作：人体在腾空状态下，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。31、冲击动作：在体育动作中，通过扣、踢等击打方式使人体四肢动量向运动器械实现转移的动作形式。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减小冲击力作用或控制外界物体的动作，在运动技术中叫缓冲动作。33、蹬伸动作：人体在有支撑的状态下，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，已获得较大支撑反作用力的动作过程。二、填空题1、人体骨骼的受力形式为：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、复合载荷。2、骨结构的生物力学特征：各向异性、壳形（管形）结构、均匀强度分布。3、长期锻炼可使骨密质 部分增厚 骨变 粗 4、关节主要由关节面及关节软骨、关节囊、关节腔 构成，关节中充满了起 润滑作用 的关节液，关节的润滑机制主要与 关节软骨 和 关节液 有关。5、关节软骨和关节液共同构成了 粘弹性体6、当肌小节长度为 2.1um， F（肌力）达 最大值 当肌小节长度小于 2.0um F随肌小节长度的增大F 上升 ，当肌小节长度大于 2.5um ，F随着肌小节长度的增大而 减小7、生物力学的基础是能量守恒、动量守恒、质量守恒三大定律。8、人体运动的动力源是肌肉力。9、在骨折治疗过程中应遵循的一条生物力学原则是：充分利用生理功能状况下的力学状态去控制骨重建，而不要干扰或尽量减少干扰骨应承受的力学状态。10、粘弹性体相对弹性体来说具有以下三个特征：应力松弛、蠕变、滞后。11、人体运动都是在大脑皮层支配控制下，由人体各器官系统的协调活动实现的。12、缓冲阶段完成起跳动作的下肢各肌群做退让性工作，在蹬伸阶段，肌肉做克制性工作。13、使蹬伸动作不充分，延长踏跳时间，这往往是运动员在起跳前过分注意摆动动作，减弱了蹬地动作，或者是蹬伸动作的肌力不足引起的。14、转动问题中的力学基础是转动定律和动量矩定理。15、要加大肢体摆动的角加速度，可以从两个方面考虑问题：一是减小摆动肢体的转动惯量；二是增大肌力距。16、人体处于腾空无支撑状态时，满足动量矩守恒的条件。人体总动量矩的大小和方向均守恒。17、动量矩在身体内的传递和转移主要是利用某些身体环节的突然制动，从而使这些环节原以获得的动量矩向相邻环节传递和转移。18、当肌力距大于阻力距时，环节做克制性工作；当肌力距小于阻力距时，环节做退让性工作；当肌力距等于阻力距时，环节处于相对平衡状态，完成静力性工作。19、增大肌力距可以通过增大肌力和增大肌力臂来实现。20、当肌力距一定时，减小环节对轴的转动惯量，可以达到增大摆动角加速度的目的。21、物体之间动量传递是通过它们的相互作用力的冲量实现的，人体在鞭打动作中动量矩的传递时通过相邻环节相互作用力产生的冲量距来实现的。22、动量定理是矢量式，冲量的方向即动量增量的方向。23、人体是一个复杂的生物系统，各系统之间的复杂体现在：各种参数是动态可变，人体的推测性，人体运动的不可重复性。24、人体的六种基本动作：摆动动作、鞭打动作、相向动作、冲击动作、缓冲动作。蹬伸动作。三、简答1、论述运动生物力学的学科特点?答：（1）研究对象的复杂性；人体是一个不连续的多界面、多细胞结构、多功能的复杂神经反馈作用的，具有情感意识的复杂生物材料系统；复杂人体运动的探究通常从两个方面着手：一是研究人体运动的内部和外部运动行为；二是研究人体内部运动行为与外部运动行为之间的因果关系。（2）研究方法的综合性；运动生物力学是机能解剖学、运动生理学和力学的交叉融合；运动生物力学的研究方法主要是牛顿力学的方法体系，但同时受到研究对象复杂性所导致的生物学因素所制约。（3）测量技术的先进性；一是有自身比较完整的学科理论体系，二是有自身系统的研究方法。（4）研究内容的实践性2、简述运动生物力学研究对象的复杂性?答：研究对象的复杂性；（1）人体是一个不连续的多界面、多细胞结构、多功能的复杂神经反馈作用的，具有情感意识的复杂生物材料系统；（2）人体运动是在内外动因作用下，由神经系统协调全身各器系，并通过运动器系的活动直接完成运动动作的。（3）人体的意识也参与了运动过程的控制，是人体运动动作成为自觉地、有目的的、有意识的行为活动，通过人体行为系统的不断正、负反馈使动作达到准确精细的程度。（4）复杂人体运动的探究通常从两个方面着手：一是研究人体运动的内部和外部运动行为；二是研究人体内部运动行为与外部运动行为之间的因果关系。3、简述学习运动生物力学应树立和贯彻的三个基本观点？答：（1）系统分析的观点；人体局部与整体的协调，结构与功能的统一，个体与系统的依存是系统分析的基本观点。（2）发展变化观点；一切事物都是发展变化的，人体的各种运动技术都是不断演变和不断优化的，九人体动作形式而言，一般都要经历泛化、分化到自动化的过程。（3）对立统一的观点；即矛盾的观点，矛盾是事物发展的动力，表现在矛盾的同一性和斗争性相互作用中，同时又是在内因和外因的相互作用中实现的，内因是事物发展的根本，是第一位，外因是事物发展的条件，是第二位，通过内引起作用。4、简述人体转动惯量的特点？答：人体的转动惯量与人体的质量、质量分布和转轴位置有关，对于人体转动，整个人体或环节相对于某轴的转动惯量越大，则对该轴的转动惯性也越大。5、论述运动生物力学参数的特征？答：（1）非线性特征；人体内部运动行为包括肌肉、骨骼、关节、韧带的力学特性及其对整体运动的约束，神经、体液控制的生物反馈系统对运动的影响，人体功能代谢等。人体外部运动行为包括人体运动的空间位移、运动状态以及运动状态的改变。（2）相对性特征；首先表现为人体生物的极限指标不可计测和人体功能的极限无法获得，而只能获得极限指标的相对值。其次是由于人体反馈网络控制下的生物信息的相对稳定性。（3）复杂性特征；人体是一个复杂的生物巨系统，各系统之间的复杂体现在：各种参数是动态可变，还表现为构成该发杂系统中的各子系统间的关系复杂。6、骨结构优化设计理论的主要内容？答：（1）均匀强度分布，即在特定的加载条件下，材料的为一部分受到的最大应力相同；（2）轨道结构理论（壳形结构），即只在力的承受及传递的路径上使用材料，而在其他地方是空洞。7、骨的功能适应性原理？答：骨不仅在一些不便的外力环境下能表现出承受负荷的优越性，而且在外力条件发生变化时，能通过内部调整，以有利的新的结构形式来适应新的外部环境。8、肌力的大小随肌小节长度的变化而改变的主要原因？答：当Lo太大时，肌浆球蛋白丝与肌动蛋白丝搭接部分减小，横桥数减小，因而主动张力减小；当Lo太小时，相邻肌动蛋白纤维丝重叠，有效长度减小，主动张力亦降低。9、关节软骨的渗透功能、润滑机制？答：调节关节液的进出，维护渗透平衡。润滑机制：是 关节会采用最适合的机制应对面临的运动和载荷，其核心是如何合理利用关节液，主要有界面润滑和压渗润滑。10、摆动的主要目的？答：（1）增加全身活动协调性，保持人体平衡；（2）增加动作效果。11、摆腿和摆臂动作在跳高项目中具有重要意义？答：（1）协调人体动作，维持身体平衡；（2）摆动所产生的惯性力可反射性的加大地面对人体的支撑反作用力；（3）摆动的结果提高了起跳离地瞬间的身体重心的高度；（4）摆动动作的突然停止，可以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。12、摆动动作的特征答：（1）减小摆动肢体的转动惯量和增大肌力距可以加大摆动的角加速度；（2）摆动动作与主体动作之间应当合理配合；（3）摆动肢体的合理制动是动量矩合理转移的关键。13、肌肉预先拉长的重要作用答：一方面有利于原动肌充分拉长使其处于一个最适的初长度，可提高后续肌肉收缩的爆发式收缩力；另一方面可延长力的作用距离。14、为什么要提高肌肉爆发式收缩力？答：（1）肌肉离心收缩时弹性能量的产生、储存以及向心收缩时储存弹性势能的再利用程度；（2）运动神经中枢对肌肉的反射性调节作用。15、人体要想获得好的鞭打动作效果抓住三个关键因素？答：（1）肌肉的牵拉长度；（2）肌肉的牵拉速度；（3）离心向心收缩的藕联时间16、鞭打动作的动作特征答：（1）参与鞭打的关节表现出活动的顺序性；（2）要重视小关节作用；（3）鞭打动作是一个关节肌肉主动力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。17、相向动作的动作特征答：（1）相向动作是人体在空中自动化的过程；（2）通过调节人体转动惯量控制动作的角速度；（3）肌肉收缩形式是超等长收缩；（4）遵守大关节带动小关节活动的原理18、冲击动作的动作特征答：（1）为了增大给器械的冲击力，一方面要增大人体末端或器械的动量，另一方面要缩短人体末端与器械撞击的作用时间；（2）为了减小外界或器械对人体的冲击力，通常需要延长冲击动作中立的作用时间。19、缓冲动作肌肉做退让性工作答：（1）肌肉做退让性工作时由于肌肉所承载的负荷和肌肉做退让性工作的速度有直接关系（2）肌肉做退让性