运动生物力学

1．运动生物力学：研究人体运动力学的规律的科学，；分；2．人体惯性参数：是指人体整体及环节的质量、质心；3．人体重心：是人体各个环节所受地球引力的合力的；4．转动惯量：是衡量物体转动惯性大小的物理量；5．图像解析：对运动员的动作技术进行拍摄完成后，；理，获取原始的运动学数据；6．转动定律：刚体绕定轴转动时，转动惯量与角加速；7．鞭打动作：人们把这种在克服阻力

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1．运动生物力学：研究人体运动力学的规律的科学，它是体育科学学科体系的重要组成部

分。

2．人体惯性参数：是指人体整体及环节的质量、质心位置、转换惯量及转换动半径。

3．人体重心：是人体各个环节所受地球引力的合力的作用点。 4．转动惯量：是衡量物体转动惯性大小的物理量。

5．图像解析：对运动员的动作技术进行拍摄完成后，将得到的影像资料进行数字转换的处

理，获取原始的运动学数据。

6．转动定律：刚体绕定轴转动时，转动惯量与角加速度的乘积等于作用于刚体的和外力矩。

7．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。

8．相向动作：人体在腾空状态，由于肌群的收缩是身体的两部分同时向相

反方向转动。

1．简述运动生物力学的研究任务？

(1)研究人体机械运动的规律(2)研究人体结构与机能的力学特征 (3)研究运动技术的最佳化(4)研制和改动运动器械(5)预防运动损伤(6)为选材提供理论依据

2为什么说在肌肉收缩前拉长其初长度可增大其收缩力值？

根据肌肉的三元模式可知，肌肉的总张力F1，是由并联弹性成分的张力FP与肌肉的主动收

缩力FC相加，级Ft=Fc+Fp，而只有当肌肉收缩长度大于平衡长度小于静息长度时，主动收

缩力随其肌肉的初长度增加而增大，，当肌肉收缩前的初长度等于静息长度时，肌肉的主动

收缩力达到最大值，并且弹性张力的成分FP也随其成分的增加而增大，所以，肌肉的总张

力增大Ftmax=Fcmax+Fp,故在肌肉收缩前拉长其初长度，可以增大其收缩力值。

3人在跑动过程中为什么屈臂摆、屈腿摆？

人在跑动过程中肢体绕关节的轴转动，如将肢体的各组成环节的质量，尽可能靠近转轴（即

关节轴）减小肢体对轴的转动惯量，在髋和肩关节肌肉力矩一定的条件下，可加大肢体的摆

动度，例如：跑步中的摆臂摆，腿动作可加快摆动角速度，采用屈臂摆、屈腿摆，使肢体绕

关节轴的转动惯量减小，从而加大摆动速度，提高跑速。 4简述人体内力与外力的相对性及其相互关系？

（1） 内力和外力的区分是相对系统而言的，由于系统选择的不同，同一个力即可看做内

力有可看作外力，例如：肱二头肌张力对前臂而言是外力，对整个上臂而言是内力。

（2）人体内力和外力是相互联系的，内里是人体运动的必要条件，但内力只有通过

外力才能使人体产生整体运动状态的变化。

5试举体育实例说明人体转动惯量大小的因素有哪些？

（1） 质量太小，质量越大，转动惯量越大，如：要停住相同速度且相同体积的铅球与皮

球，铅球不容易停住，是因为铅球质量大，所以要改变他的运动状态不容易。 （2） 质量分布，转轴一定质量分布越远离转离转轴，转动惯量越大，反之则越小，如：

直直体空翻比团体空翻难度大，是因为直体时，身体的质量分布离转轴较远，转动

惯量较大，相反，团身时身体的质量离转轴较近，转动惯量较小。 （3） 转轴的位置。转轴离质心越远转动惯量越大，反之则越小。如：同一运动员做单杠

回环和腹回环相比较，单杠大回环的转动惯量较大，而腹回环的转动惯量较小，是

因为转轴位置的不同。

6爆发式用力的体育项目中，为什么肌肉力量训练和速度训练同等重要？ 爆发式用力的体育项目指的是在短时间内输出强大肌肉功率的体育项目，而爆发力是指肌肉

在工作时快速的将生物化学能转化为机械能，对外输出强大机械功率的能力，即：P=F乘以

V，由肌肉收缩力—速曲线可知，当载荷为零时，即F=0时，则肌肉收缩速度V最大，但

此时功率很小，同样当阻力增大到肌肉不能缩短时，则V=0，肌肉不做功，所以功率为零，

根据希尔方程推论，只有当处于三分之一最大收缩速度时，功率最大，即Pmax三分之一FmaxVmax所以，在爆发式体育项目中，力量训练与速度训练同时并重，并且要经过技术诊断，改进技术结构，使肌肉力量与收缩速度达到最佳的三分之一结合点。

·7何为图像解析?简述运动图像解析的步骤？

图像解析：是指对运动员的动作技术进行拍摄完成后，将得到的影像资料进行数字化的处理，获取原始的运动学数据。

(1) 将拍摄在录像带上的图像转化为计算机可读的数字化图像文件。 (2) 解析比例尺确定图形尺寸与实际尺寸之间的比例系数。 (3) 利用图像解析软件确定人体各环节的像空间坐标。

(4) 将人体各环节的像空间坐标转换为空间中的坐标以及建立原始数据文件，

8跑的后蹬技术要求送髋的生物力学的意义？

在跑的后等过程中，送髋可以加大步幅，因为送髋能保证骨盆支撑腿一侧的髋关节上一点固定，有三个自由度，可绕三个轴做转动，增大髋关节的灵活性，

因此加大步幅，如果不送髋，则骨盆两侧处两点固定，只有一个自由度，摆动腿只能绕两髋关节的连线做钟摆式的摆动，限定了步幅。

9.简述在跳高起跳动作过程中摆动臂与摆动腿应如何摆动？有何生理学意义？

（1）在跳高起跳过程中，在起跳腿着地缓冲阶段，摆动臂和摆动腿应加速向上摆动，在起跳结束离地瞬间摆动环节积极制动。

（2）在蹬伸阶段摆动臂和摆动腿应积极加速向前上方摆动，便于体重中心快速移过支点的垂线，由于其摆动产生的惯性力可增大对地面的压力，从而获得较大的支撑反作用力；在支撑脚即将离地瞬间摆动臂与摆动腿应急机制动，加速度甚至为负值，以减轻对起跳腿的压力，有利于起跳动作的完成，同时还有利于身体内部动量的合理转换。总之，摆动动作的作用，一是提高重心相对高度，二是增加起跳里，三是促进动量的转换。

10.简述“鞭打动作”的生物力学意义? 根据动量守恒w=衡量 (L1+L2)W=L1W1+L2W2 当近端环节制动时，即W1=0 W2=W+L1/L2W

人在变大动作中，动量矩的传递是通过相邻的环节相互作用实现的。当近端环节制动，近端环节的动量矩传给了远端环节，是远端环节速度大大加速。鞭打动作的特点是：每一环节最大运动速度是在前一环节达到最大速度后获得的，近端环节制动的同时，远端环节做加速运动，远端环节速度是由近端环节动量和速度依次叠加而成的，使远端获得很大的角速度及线速度。

11.简述影响投掷远度的运动学原理？ 根据根S=Vo-sina/g

（1）初速度Vo，当抛射角度不变时，抛射远度与初速度的平方成正比，所

以初速度稍有增加，远度可活的最大增大。

（2）抛射角a在其他参数不变的情况下，飞行速度与抛射角度成正比，抛射角增大，飞行远度会增大，因投掷铅球抛点和落点不在同一水平面上，所以其抛射角度小于45度，一般在40~45之间为宜。

（3）与h有关，人是出手点的高度，h与投掷远度也是正比关系，所以增大出手点角度也可以增加远度。

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