《运动生物力学》教学大纲.docx
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《运动生物力学》教学大纲
《运动生物力学》教学大纲
课程名称
运动生物力学
所属教研室
理论教研室
课程类型
专业基础课
学时（学分）
32
（2）
编写人
孙泊
教研室主任
专业负责人
授课对象
体育教育/运动训练专业本科生
一、大纲说明
本大纲是根据《体育教育/社会体育专业（本科）教学计划》制定的。
本门课程是本专业学生必修课中的专业基础课。
本课程由理论教研室担任授课任务，总课时为32学时，学分为2分。
二、教学目的与任务
运动生物力学是研究体育运动中人体和器械运动规律的科学。
通过讲授运动生物力学的基础知识和基本理论，使学生加深对各项运动技术的理解，掌握运动生物力学基本研究方法，并能够运用于体育运动实践中对动作技术的分析。
三、教学基本要求
运动生物力学是一门多学科知识相互交叉、渗透的边缘科学，其理论基础涉及数学、物理（力学）和人体生物学基础等方面内容。
在教学中重点讲授人体运动基本力学原理，重点加强基本原理应用的讲解。
在充分讲授基本原理的基础上，对例题和习题进行演算讲解，提高学生“动手”能力。
运动生物力学又是一门实验科学，加强实验课教学内容，提高学生实践能力。
要求学生上课认真听讲，按时完成作业。
四、教学内容、形式和学时分配
教学内容、形式和学时分配表
教学内容
教学形式与学时分配
讲授
实验
复习
小计
第一章运动生物力学概述
2
2
第二章人体运动的运动学
4
2
6
第三章人体运动的动力学
6
2
8
第四章人体运动的静力学
4
2
6
第五章人体转动力学
4
4
第六章肌肉生物力学
2
2
第七章人体运动基本形式
2
2
第八章动作技术生物力学分析
2
2
2
合计（学时）
26
8
2
32
五、教学内容纲要
第一章运动生物力学概论
要求：
一、掌握基本概念
生物力学、运动生物力学、动作技术原理和最佳运动技术。
二、明确运动生物力学的任务和内容
三、了解运动生物力学的发展简史
第二章人体运动的运动学
一、人体运动学基本原理
要求：
1、明确运动学的特征；
2、了解人体的基本运动形式和基本概念；
3、掌握直线运动的基本公式，并能够运用和解决问题。
二、运动的合成与分解
要求：
1、了解运动的独立性原理；
2、掌握运动的合成与分解。
三、抛射体运动
要求：
1、掌握抛射体的运动规律；
2、熟悉斜抛运动的基本公式，并能够运用和解决问题；
3、明确影响抛射体远度的因素。
四、实验一：
平面定机摄影（摄像）
要求：
1、了解定机平面摄像原理；
2、掌握定机平面摄像方法、要求和注意事项；
3、了解和掌握高速摄像机基本操作，完成现场记录表。
第三章人体运动的动力学
一、力基本概念
要求：
1、明确力的概念；
2、了解内外力的概念及内外力的关系。
二、牛顿三大定律
要求：
1、深入理解三大定律的内容
①牛顿第一定律（惯性定律）；
②牛顿第二定律；
③牛顿第三定律。
2、掌握三大定律在体育中的应用
①牛顿第一定律在体育中的应用；
②牛顿第二定律在体育中的应用；
③牛顿第三定律在体育中的应用。
3、熟练应用第二定律计算和分析问题
4、明确牛顿三大定律的适用范围
三、动量定理和动量守恒定律
要求：
1、明确动量与冲量的概念
①动量与冲量的涵义；
②动量与冲量的计算。
2、深入理解动量定理
①动量定理的内容；
②动量定理的计算；
③动量定理在体育运动中的应用。
3、了解动量守恒定律
四、实验二：
足底三维支撑反作用力测试——原地纵跳实验
要求：
1、了解三维测力台系统的组成和操作；
2、熟悉实验原理。
3、掌握原地纵跳评定下肢肌肉能力的方法；
4、对所测结果能进行分析讨论，完成实验分析报告。
第四章人体运动的静力学
一、人体平衡的定量分析
要求：
1、掌握力矩、力偶和力偶矩；
2、了解力的平移定理；
3、熟练掌握下支撑静力性平衡动作稳定性的判定；
4、了解力系的简化和平衡方程；
5、明确人体平衡的力学条件。
二、人体平衡动作的定性分析
要求：
1、掌握人体平衡动作的分类；
①按支点与重心的位置关系分类；
②平衡的稳定性分类；
2、掌握人体平衡的特点。
三、人体的重心
要求：
1、掌握人体的重心的概念；
2、深入理解人体的重心与动作技术的关系。
四、实验三：
图片分析法计算人体重心
在图片上计算人体两维重心位置（二维坐标）
要求：
1、掌握图片分析法计算人体重心的原理；
2、明确人体模型中各环节划分和重心位置；
3、掌握人体重心计算和解析的操作过程；
4、分析人体重心与人体姿势变化的关系。
第五章人体的转动力学
一、转动惯量
要求：
1、明确转动惯量的概念；
2、掌握人体转动惯量的特点；
3、掌握平行轴定理的内容和计算；
4、了解人体的简化模型；
5、了解回转半径的含义。
二、支撑状态下人体的转动动作
要求：
1、了解转动定律的内容；
2、了解动量矩定理的内容；
3、掌握增大局部肢体转动动作的途径
①增加肌肉对骨杠杆的拉力矩；
②减小肢体的转动惯量。
4、掌握产生和加大人体整体转动动作的途径与方法
①利用助跑平动时身体某点的制动；
②加大偏心力矩；
③利用动量矩的转移。
三、无支撑状态下人体的转动动作
（一）动量矩守恒定律
要求：
1、掌握动量矩守恒定律的成立条件；
2、掌握动量矩守恒定律的计算。
（二）肢体的相向运动
要求：
1、掌握相向运动的内容；
2、明确相向运动的成立条件；
3、举例说明肢体相向运动在体育中的应用。
三、转动在体育中的应用
要求：
1、掌握转动体的定向作用；
2、了解弯曲作用；
3、了解旋转与反弹。
第六章肌肉生物力学
一、离体肌肉的生物力学基础。
要求：
1、掌握肌肉结构力学模型
①能正确绘出肌肉结构力学模型简图；
②能对三种元素给予说明；
③正确理解模型串并联与肌肉收缩速度和力量之间的关系。
2、能准确绘制肌肉张力与长度变化的关系图
①收缩元力长度之间的关系图；
②并联弹力性元长度之间的关系图。
3、明确平衡长度、静息长度的概念
4、正确理解肌肉收缩力与收缩速度之间的关系——希尔方程
二、在体肌肉收缩生物力学
要求：
1、正确理解肌肉激活状态的概念；
2、正确理解肌肉松弛的概念；
3、明确负荷对肌肉收缩力学特性的影响；
4、了解肌肉收缩的功与功率。
第七章人体的基本运动形式
一、人体基本运动形式的分类
要求：
1、掌握上肢的基本运动形式
2、掌握下肢的运动形式
3、掌握全身基本运动形式
二、人体基本运动原理
1、了解人体骨杠杆原理
2、掌握关节运动的顺序性原理
3、了解鞭打动作原理
4、掌握摆动动作原理
①提高重心相对高度；
②增加起跳力。
第八章动作技术的生物力学分析
一、动作技术分析的生物力学原理和方法
要求：
1、了解动作技术分析的生物力学原理和原则；
2、明确动作技术分析的生物力学原理和原则；
3、掌握动作技术分析的一般方法；
4、了解跑、跳、投动作技术的生物力学分析过程。
二、实验四：
运动图像解析
跑的动作技术分析
要求：
1、了解运动图像解析的基本原理；
2、熟悉运动图像解析软件的操作；
3、了解数据处理的基本原理和方法；
4、掌握跑的动作技术运动学特征量的基本分析方法；
5、完成跑的运动技术分析设计性实验报告。
《运动生物力学》课程教学进度表
系：
体育系教研室：
理论教研室课程性质（必修/选修）：
必修
授课专业：
体育本科年级：
2012/2011级时间：
2013-2014学年第1学期
教学时数：
32授课教材：
运动生物力学（体育学院通用教材）授课教师：
孙泊
周
次
课
次
时
数
教学内容
授课形式
（讲授、课堂讨论、
习题课、实验、实践）
备注
1
1
2
1、运动生物力学概念；2、运动生物力学研究任务内容；3、运动生物力学在体育运动中作用；4、运动生物力学的发展简史。
讲授
2
2
1、运动学特征，参考系；2、人体的简化和基本运动形式，运动学量的基本概念；3、运动的独立性原理运动的合成与分解。
4、习题解答。
讲授、习题
2
3
2
1、运动的描述方法，匀变速直线运动的基本公式；2、抛射体的运动规律和基本公式及其在分析、解决实际问题中的应用；3、习题解答。
讲授、习题
4
2
实验一：
平面定机摄影（摄像）。
讲授、实验
演示
3
5
2
1、力的概念，内外力的概念及内外力的关系。
2、体育运动中常见的外力。
讲授
6
2
1、牛顿三大定律的内容；2、牛顿三大定律在体育中的应用；3、习题解答。
讲授、习题
4
7
2
1、动量和冲量的概念；2、动量定理及在体育运动中的应用；3、动量守恒定律及其在体育中的应用；4、习题解答。
讲授、习题
8
2
实验二：
原地纵跳实验。
讲授、实验
演示
5
9
2
人体平衡的定量分析：
1、力矩、力偶和力偶矩，人体平衡的力学条件；2、下支撑静力性平衡动作稳定性的判定；3、力的平移定理和力系的简化和平衡方程；4、习题解答。
讲授、习题
10
2
人体平衡动作的分类，人体平衡的破坏与恢复，人体平衡的特点。
人体的重心的概念，人体的重心与动作技术的关系。
讲授
6
11
2
实验三：
图片分析法计算人体重心的原理和方法，人体重心测量。
讲授、实验
演示
12
2
1、转动惯量的概念，人体转动惯量的特点；2、平行轴定理的内容和计算；3、支撑状态下人体的转动动作。
讲授
7
13
2
1、无支撑状态下人体的转动动作；2、动量矩守恒定律及应用；3、习题解答。
讲授、习题
14
2
1、肌肉的力学模型；2、离体肌肉的生物力学基础，Hill方程；3、在体肌肉收缩生物力学，肌肉收缩的功率。
讲授
8
15
2
1、人体的基本运动形式；2、人体的基本运动原理；3、人体运动原理的应用举例。
讲授
16
2
动作技术的生物力学分析的原则和方法。
讲授
9
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