运动生物力学复习资料Word格式文档下载.docx

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答案要点：

一方面，利用力学原理和各种科学方法，结合运动解剖学和运动生理学等原理对运动进行综合评定，得出人体运动的内在联系及基本规律，确定不同运动项目运动行为的不同特点。

另一方面，研究体育运动对人体有关器系结构及机能的反作用。

其主要目的是为提高竞技体育成绩和增强人类体质服务的，并从中丰富和完善自身的理论和体系。

具体如下：

第一，研究人体身体结构和机能的生物力学特性。

第二，研究各项动作技术，揭示动作技术原理，建立合理的动作技术模式来指导教学和训练。

第三，进行动作技术诊断，制定最佳运动技术方案。

第四，为探索预防运动创伤和康复手段提供力学依据。

第五，为设计和改进运动器械提供依据（包括鞋和服装）。

第六，为设计和创新高难度动作提供生物力学依据。

第七，为全民健身服务（扁平足、糖尿病足、脊柱生物力学等）。

第一章人体运动实用力学基础

质点：

忽略大小、形状和内部结构而被视为有质量而无几何尺寸的点。

刚体：

相互间距离始终保持不变的质点系组成的连续体。

平衡：

物体相对于某一惯性参考系（地面可近似地看成是惯性参考系）保持静止或作匀速直线运动的状态。

失重：

动态支撑反作用力小于体重的现象。

超重：

动态支撑反作用力大于体重，

参考系：

描述物体运动时作为参考的物体或物体群。

惯性参考系（静系）：

相对于地球静止或作匀速直线运动的参考系。

坐标系：

为了定量的描述物体的运动，需要在参考系上标定尺度，标定了尺度的参考系即为坐标系。

常用的是直角坐标系，又分为一维、二维、三维坐标系。

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，人体自然回复到平衡位置，而不需要通过肌肉收缩恢复平衡。

特点：

平衡时重心最低。

不稳定平衡：

物体稍偏离平衡位置后，当去掉破坏平衡的力时，不能再恢复到原来的平衡位置。

其特点是当物体偏离平衡位置时，其重心降低。

随遇平衡：

人体在外力作用下，偏离平衡位置，当外力撤除时，人体既不回到原来的平衡位置，也不继续偏离原位置，而是在新的位置上保持平衡。

重心高度不变。

有限度的稳定平衡：

在一定的范围内，是稳定平衡，但超出范围时，偏离平衡位置则会失去平衡，成为不稳定平衡的情况。

（1）运动是绝对的，但运动的描述是（），因此在描述一个或物体的运动时，必须说明它相对于哪个物体才有明确的意义，称此物体为（）。

（2）运动员沿400米跑道运动一周，其位移是（）米，所走过的路程是（）米。

（3）人体蹬起时，动态支撑反作用力大于体重，称为（）现象，下蹲时，动态支撑反作用力小于体重，称为（）现象。

（4）忽略空气阻力时，铅球从运动员手中抛出后只受到（）作用，这种斜抛运动可看作是由水平方向向上的（）运动和竖直方向上的（）运动的合运动。

（5）落地缓冲动作的原理，是因为（）了力的作用时间，因而（）了外力对人体的作用。

（6）按机械运动形式，可将人体运动分为（）、（）和（）。

（7）乒乓球弧圈球的原因是运动员打球时使球产生（），由于空气流体力的学的作用，产生了（）的结果。

（8）人带动链球作圆周运动时，手臂通过铁链对球施加的作用力是（）使链球可以做圆周运动，而手臂受链及球的反作用力，是（），使人有被向外拉的感觉。

（9）体操空翻加旋的动作原理是动量守恒定理的应用，通过（）来改变（）从而达到加大或减小（）的目的。

（10）花样滑冰运动员在做原地绕垂直轴的旋转时，在要结束旋转时，伸直双臂，非支撑腿向外打开，是为了获得较大的（），从而使旋转角速度（）。

3判断题：

（1）人体在作平衡动作时，需由外力及肌肉力、韧带力等内力共同维持。

（）

（2）人体在平衡时，需要消耗一定的生理能。

（3）人体重心是身体重力的作用点，因此，无论人体姿势如何改变，人体身体总重心的位置都不会移到体外。

（）

（4）在篮球的防守运动中，左右方向的稳定角较大。

（5）人体保持平衡动作的力学条件是合外力及合外力矩为零。

（6）单杠悬垂动作是一个不稳定平衡的例子。

（7）百米赛时，运动员的加速度方向与速度方向总是一致的。

（8）当合外力为零时，物体保持静止状态。

（9）标枪在空中飞行的原因是由于始终作用有投掷力的作用。

（10）铁饼出手后除空气阻力外不受力的作用。

（11）转动惯量是人体转动时惯性大小的度量。

（12）身体绕某转轴的转动惯量的大小，与身体各环节至转轴的距离有关。

（13）运动员跑弯道时，自行车、摩托车运动员拐弯时，都不同程度地向内倾斜主要是为了产生向心力，从而产生向心加速度。

（14）铁饼、链球出手是由于离心力的作用。

（15）拳击比赛中，运动员按体重大小分级别比赛，是科学合理的，因为质量大的物体惯性大，稳定度也大。

（16）做圆周运动的物体一定具有加速度。

（17）缓冲动作可以减小外界冲击力的作用。

（18）弯道跑时，身体向内倾斜的目的是为了克服离心力。

（19）人体加速度下蹲时，地面的支撑反作用力大于重力。

（20）改变物体运动的原因是由于物体有速度。

（21）人自然站立时，女子和男子的平均重心高度是一样的。

（22）运动时，运动员的加速度方向与速度方向总是一致的。

（23）由动量守恒定律，跳远运动员腾空阶段水平方向的速度不变（忽略空气阻力）。

（24）踏跳时，跳高运动员在竖直方向上的动量变化等于竖直踏跳力的冲量。

（25）铅球在出手后除空气阻力外不受力的作用。

4选择题：

（1）公路汽车赛时，两辆汽车A和B以相同的速度沿着相同的方向行驶，下列说法不正确的是：

A以B汽车为参照物，A汽车是静止不动的。

B以B汽车中的驾驶员为参照物，A汽车是静止不动的。

C以地面为参照物，A和B都是运动的。

D以B汽车为参照物，地面是静止的。

（2）关于刚体平动的运动轨迹，下列说法正确的是：

A直线；

B曲线；

C直线或曲线；

D以上说法都不对

（3）按机械运动形式，可将人体运动分为（）、（）和复合运动。

A平动B转动C扭动D摆动

（4）运动员推铅球的最后用力阶段铅球产生向前的加速度，这时铅球对手的作用力（）手对铅球的推力。

A大于；

B等于；

C小于；

D不能确定

（5）骨干最经常承受的载荷是（）。

A、剪切载荷B、拉伸载荷C、压缩载荷D、复合载荷

（6）在下蹲之后的纵跳实验中，有停顿的纵跳高度（）无停顿（不加摆臂）的纵跳高度。

A、＞B、＜C、=D、≠

（7）下面几种基本体育动作中，能表现出大关节带动小关节活动的规律的是（）。

A.推、拉B.扭转、相向C.蹬伸、推

（8）在人体的转动中，由公式V=ωR可知：

A线速度V与转动半径R成正比；

B线速度V与角速度ω成正比；

C角速度ω与转动半径R成反比；

D当角速度ω不变时，线速度V与转动半径R成正比，转动半径R一定时，线速度V与角速度ω成正比。

（9）描述骨结构与机械应力关系的定律是（）。

A、马格努斯效应B、Wollf定律C、希尔方程D、伯努利方程

5简答题：

（1）简述人体平衡的几种分类。

答案要点：

第一，根据人体的相对位置可分为静平衡和动平衡；

第二，根据支撑点与重心的位置可分为上支撑平衡、下支撑平衡、混合支撑平衡；

第三，根据平衡的稳度可分为稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡、有限度的稳定平衡。

（2）影响人体下支撑平衡稳定性的力学因素有哪些？

支撑面的大小及形状、重心高度、重力作用线到支撑面的距离、重量。

（3）简述人体运动的分类并举例说明。

根据质点的运动的轨迹可分为直线运动（匀速和匀变速直线运动）、曲线运动；

根据人体运动的机械特点可分为平动、转动（定轴转动、不定轴转动、定点转动）、复合运动。

（4）乒乓球各种旋转球（拉弧圈球、搓下旋球）时用拍子的什么部位击球可使球的旋转速度较大？

为什么？

答案要点：

用拍子的远端击球。

因为无论是哪种旋转球，都是以拍子摩擦球使球产生旋转，在动作不变的情况下，手臂和拍子转动的角速度是一定的，当角速度不变时，线速度与半径成正比，用拍子的远端可使转动半径增大，从而增加球的旋转速度。

（5）为什么运动员对跑鞋的重量“克克计较”，而脖子上却戴沉甸甸的金项链？

无论是矩跑、中长跑还是长跑，均是以最短的时间内跑完全程为目标，影响跑速的因素主要是步长和步频。

若要步频快也就是说要求大、小腿绕髋、膝的转动角速度要大，在产生的肌力一定的情况下，角速度的快慢与肢体的转动惯量成反比，而转动惯量与肢体的质量成及肢体到转轴的平方成正比，跑鞋在肢体的最远端，其重量些许的增加会导致转动惯量大幅度的增加，从而导致大、小腿转动角速度的减小，影响步频，最终导致跑速度的降低。

（6）为什么跳高用海绵垫会减小运动员的受伤几率？

动量是质量与速度的乘积，冲量是力与时间的乘积。

跳高运动员在完成过杆动作下落过程中，速度越来越大，直至接触海绵垫瞬间达到最大，具有最大的动量。

运动员着垫后速度逐渐减小，直至为零，即运动员动量从最大减小到零，其间动量的变化量是一定的，由动量定理可知，物体运动过程中，所受合外力的冲量等于这个物体动量的变化量，也就是说海绵垫对人的冲击力与作用时间的乘积是一定的，因此，海绵越软，作用时间越长，垫对人的冲击力越小，从而减小受伤几率。

（7）画图简述足球“香蕉球”产生的原因。

马格努斯效应

（8）根据稳定度的大小，人体平衡分为几类？

并举例。

稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡、有限度的稳定平衡。

第二章骨、肌肉力学特性

1名词解释：

压缩载荷：

向内加于骨表面的大小相等方向相反的载荷。

在骨的内部产生压缩应力和应变，骨变粗变短。

拉伸载荷：

自物体表面向外施加大小相等而方向相反的载荷，拉伸载荷在骨内部产生拉应力和应变，骨变长变细。

wolf定律：

骨能够通过改变它的大小、形状和结构以适应力学需要的功能进行重建，即骨骼在需要处多生长，在不需要处多吸收。

肌肉的平衡长度：

肌肉被动张力为零时,肌肉所能达到的最大长度。

肌肉的静息长度：

收缩元的张力随长度变化，表现最大张力时的长度。

肌肉松弛：

被拉长的肌肉，其张力有随着时间的延长而下降的性质。

2填空题：

（1）肌肉在小于其平衡长度收缩时，其总张力是由主动张力构成的，肌肉在大于其平衡长度收缩时，其总张力是由（）构成的。

（2）肌肉的物理特性有（）、（）、（）、（）等。

（3）由肌肉的结构力学模型可知，肌肉收缩时的总张力是由收缩元产生的（）和并联弹性元、串联弹性元产生的（）迭加而成的。

（4）在不同载荷下，骨的强度大小的排列顺序从大到小依次为：

（）、（）、（）、（）。

（5）正常情况下，机械应力与骨组织之间存在着一种生理平衡，当应力增大时，（）活跃，骨质增生，应力（）达到新的平衡。

（6）根据肌肉力学模型，肌肉长度的增加，可使其收缩（）增