《运动生物力学》复习资料

作者：Luv· | 发布时间：2024-03-05 10:34:58 收藏本文下载本文

一、名词解释

骨的压电效应：长骨被弯曲时能产生电压，在凸侧产生张应力侧产生正电位，在凹侧即压力侧为负电位。压电效应的产生机制有两种：压电性机制、半导体机制。

刚度与强度：强度是指生物材料或非生物材料组成的构件抵抗破坏的能力。刚度是指构件抵抗变形的能力。

步态周期：一个步态周期就是一个复步，包括两个单步，每一个单步又包括两个阶段：支撑阶段（足根着地、站立中期、足趾离地）、摆动阶段（摆动前期、摆动后期）。

骨的功能适应性：骨的形态结构与其功能是相适应的。具体表现为：外力作用于骨上，骨骼会出现相应的形态、结构及其功能的变化。

扣锁机制：单足站立时，膝关节自屈而伸的最后10度，股骨在胫骨上内旋，使关节扣紧以维持关节的稳定。

力的基本分类:长程力:能穿越空间作用到物体上的力,如万有引力,电磁力,惯性力。短程力:必须通过物体接触传递的力,如:摩擦力,剪切力,压力。

内力：是物体内部的相互作用力，指由外力作用所引起的,物体内相邻部分之间分布系的合成。物体受到外力作用而发生形变时，其内部各质点的相对位置要发生变化，不受外力时各质点的原有相互作用力也发生改变，因外力作用而引起的质点之间内力的改变量，就是形变体力学中所研究的内力。指由外力作用所引起的,物体内相邻部分之间分布内力系的合成。

力偶：大小相等、方向相反、作用线不在同一直线上的一对力,其三要素为：力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作用平面。其作用只有转动效应，而无移动效应。m=±Fd，两个力偶等效条件为大小相等，方向相同。力偶的二力对空间任一点之矩的和是一常矢量,称为力偶矩。

力矩：是指从给定点到力作用线任意点的向径和力本身的矢积，也指力对物体产生转动效应的量度，即力对一轴线或对一点的矩。用来描述力对刚体的转动作用。

应力：作用于单位面积上的表面力,连续介质力学里，应力定义为单位面积所承受的作用力。

应变：物体任一点因各种作用引起的形变,单位长度物体的纵向（或横向）变形来衡量构件的变形程度。血管壁的张力由弹性张力和平滑肌产生的主动张力两部分组成。

张力：受到拉力作用时,物体内部存在于其内部而垂直于两邻部分接触面上的相互牵引力。

周向张力：取任意通过管轴的纵截面，截面管壁之间有垂直于截面的拉力，该拉力与管长度L之比为单位管长的作用力Tc，Tc方向与圆周方向切向一致，称为周向张力。

轴向张力：取垂直于管轴的截面，截面两侧有垂直于该截面的拉力，平衡与管轴。作用于单位周长上的该力则称为轴向张力。

正应力：垂直于截面的应力分量称为正应力（或法向应力，用σ表示）表示零件内部相邻两截面间拉伸和压缩的作用。

切应力：在所考察的截面某一点单位面积上的内力,相切于截面的应力分量称为剪应力（或切应力，用τ表示）表示相错动的作用。

粘弹性：兼有弹性固体和粘性流体的双重特性，具有应力松弛、蠕变和弹性滞后三个特点。粘弹性体内部的任一点在任意时刻的应力状态，不仅取决于当时当地的应变，而且与应变的历史过程有关，是记忆的。

应力松弛：黏弹性材料在总应变不变的条件下,负荷作用于物体而使之突然发生应变后，如保持应变一定时，其应力变形恢复力随时间逐渐减小，这种现象叫应力松弛。

二、填空题

1.骨具有弹性和坚硬性的力学特点，这种特点是由骨组织中的（有机成分与无机成分）的比例所决定的。

2.肌肉结构力学模型又称为三元模型，这三元素分别是（收缩元、并联弹性元和串联弹性元）。

3.当人体椎间盘受载时所产生的弹性形变，主要靠椎间盘内的（胶体溶液）向外渗透所体现。

4.功率曲线反映了肌肉的功率与肌肉收缩的力量与肌肉收缩速度的关系；当载荷（最大）时，肌肉收缩速度最小，此时肌肉输出的功率（最小）。

5.HILL方程表明了肌肉收缩的力量与肌肉收缩速度的关系，其表达式为：（P=(F+a)(V+b)）。

6.当身体未受外力作用时，身体相应环节的转动是由于（肌力矩）作用的结果。

7.当骨受到拉伸载荷作用时，在骨的内部将产生（拉应力）和（应变）。

8.当骨受到压缩载荷作用时，在骨的内部将产生（压应力）和（应变）。

9.肌肉结构力学模型的收缩元兴奋时可产生张力，称为（主动张力）。并联弹性元被牵拉时产生弹力，称为（被动张力）。

10.肌肉结构力学模型的性质，由（肌肉张力—长度;特性与肌肉收缩力—速度）特性表现出来。

11.运动成绩好坏及动作质量优劣，往往取决于完成动作过程中（肌肉功率）的大小。

12.研究结果表明：跳远与跳高两个项目在踏跳阶段的最大瞬时爆发力并无明显差异。但是跳远在（速度）上占有优势；而跳高则在（力量）上占有优势。

13.人体整体绕固定在地上的运动器械的转动，称为（有支点）的转动。

14.人体局部肢体绕关节轴的转动条件是阻力矩与肌力矩之和（不等于零）。

15.如果把某一转动体视为一质点，该质点绕某轴的转动惯量表达式为：（）。

16.运动员做单杆大回环时，如把人体视为一质点，其转动（半经与重心半径）在数值上是相等的。

17.在体操的前空翻动作中，身体重心在上升阶段其应迅速团身，（减小）转动惯量，增大转动速度；身体重心在下降阶段应逐步展体，（增大）转动惯量，（减小）转动速度。

18.人体在有支撑状态下加大转动效果的方法一般有：

① 线运动的制动；② 动量矩的转移；③ 偏心踏跳。

19.应用动量矩守恒定律分析人体转动动作时，其基本条件是：人体所受的（合外力矩）为零。

20.当把转动体作为一个质点看待时，其转动半径在数值上应等于（重心）到转轴的距离。

三、简答题：

1、人体机械运动的表现方式有哪些？

答：①人体某一部分相对身体另一部分的空间、时间位移；

②人体整体相对外界环境的空间、时间位移；

③由人体局部位移而造成器械的空间位移。

2、简述造成骨疲劳性损伤的原因及典型情况。

（1）人在不断运动的过程中，骨会反复受力，当这种反复作用的力超过某一生理限度时会使骨组织受到损伤，这种循环载荷下造成骨的损伤为疲劳性损伤。

（2）典型情况是：作用次数较少而载荷较高；作用次数较多而载荷相对正常。

3、影响人体平衡动作的生物学因素？

（1）人体不能绝对静止。

（2）人体有效支撑面小于支撑面。

（3）人体姿势的改变可以调节平衡。

（4）人体平衡动作易受心理因素的影响。

4、简述影响投掷运动员出手速度的因素。

答：投掷出手速度是由助跑、引臂或滑步、转体时力作用的时间长短、工作距离长短等多方面因素决定的。

5、简述跳高、跳远等落地缓冲动作的生物力学机制。

（1）减少外力作用。

在着地等动作的碰撞过程中，人体动量变化往往是一定的。缓冲动作的实质是增加碰撞动作的时间，根据动量定理，当动量变化一定时，力的作用时间处长，可减小外力对人体的作用。

（2）缓冲动作是完成动作技术的重要环节，跳远、跳高成绩取决于起跳力中垂直分力的冲量大小。

（3）缓冲动作是准备性动作。

它为后继动作提供适宜的空间和时间以及各关节肌肉适宜的发力条件。

（4）加强非代谢能的利用。

6、试述在投掷中超越器械的力学机制。

答：可延长最后用力的工作距离，从而延长力对人体或器械的作用时间，增从肌肉长度与力量间的关系展开论述

7、根据HILL的力---速方程及曲线，解释肌肉收缩的力量、速度及爆发力之间的关系

（1）Hill方程表示肌肉收缩力量与收缩速度的关系，由Hill方程曲线可知：随肌肉收缩力量的增大，肌肉收缩速度下降；

（2） P-F-V曲线表示肌肉收缩的功率，由P-F-V曲线可知：当肌肉收缩的速度最大或肌肉收缩的力量最大时，肌肉收缩的功率几乎为0；当肌肉收缩力量为肌肉最大收缩力量的三分之一时，才会出现肌肉收缩的最大功率（曲线的1/3处）；

（3）实际体育运动中，运动员的动作效果取决于肌肉收缩的功率。

8、试从角动量角度讨论投掷项目的上肢鞭打动作的力学意义。

答：鞭打动作遵循角动量由大质量环节向小质量环节传递的法则，其力学意义在于：由大质量环节(转动惯量较大)传递给相邻质量较小环节(转动惯量较小)的角动量，因其质量较小、使之在大质量环节减速制动时，可以大大增加小质量环节的角速度。

9、人体运动的本质是什么？

答：人体运动的本质是肌肉收缩牵引骨杠杆发生机械位移，并通过与外界的相互作用，对外作机械功，同时使人体自身的能量状态发生改变，所以人体的运动过程也是能量的转换过程。

10、简述冲击动作的动作特征

（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或器械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力的作用时间。

11、简述缓冲动作的动作特征

（1）延长力的作用时间，减少对人体的冲击；

（2）促使非代谢能的产生与利用；

（3）缓冲动作与人体解剖特点有关；

（4）利用器械，增加缓冲效果。

12. 论述投掷项目中绝对速度、相对速度、牵连速度三者之间的关系。

三者的关系为：绝对速度等于牵连速度与相对速度的矢量和，即：

$v_{a} = v_{e} + v_{r}$

其中， $v_{a}$

为绝对速度；

$v_{e}$

为牵连速度；

$v_{r}$

为相对速度在投掷运动中，投掷器械的出手速度为绝对速度，人体助跑的速度为牵连速度，最后用力阶段器械所获得的速度增加量为相对速度。

教练员应根据牵连速度、相对速度所占绝对速度的比例来确定训练的重点技术环节。其中，在铅球投掷中，牵连速度占20%、相对速度占80%，因此最后用力的动作是铅球运动重点解决的技术环节；而在链球投掷中，情况正好相反，牵连速度占80%、相对速度占20%，因此旋转动作是链球运动重点解决的技术环节；铁饼的情况类似于链球，标枪投掷牵连速度、相对速度所占比例大致相当，因此标枪助跑和最后用力都非常重要。