人体运动力学 绪论 运动器系生物力学特征

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1、人体运动力学机械工程学院单丽君2021/9/152绪论1、运动生物力学概述2、运动生物力学的任务和内容3、运动生物力学的应用、前景与发展主要内容2021/9/153第一节运动生物力学概述一、运动生物力学概念（一）生物力学：研究生物体机械运动规律。一般生物力学、人类工程生物力学、医用生物力学、康复生物力学、运动生物力学、生物力学研究方法（二）运动生物力学：运动生物力学是用静力学、运动学和动力学的基本原理结合解剖学、生理学等研究人体运动的学科。用理论力学的原理和方法研究生物是个开展得比较早、比较深入的领域。运

2、动生物力学是研究体育运动中人体运动规律的科学。运动生物力学把体育运动中各项动作技术的研究课题，赋予生物学和力学的观点及方法，使复杂的体育动作技术奠基于最基本的生物学和力学的规律之上，并以数学、力学、生物学及运动技术原理的形式加以定量描述。2021/9/154二、运动形式简单的、低级的运动形式复杂的、高级的运动形式三、人体运动的复杂性人体是个开放的系统四、人体的机械运动（一）人体机械运动的表现方式人体某一部分相对身体另一部分的空间、时间位移；人体整体相对外界环境的空间、时间位移；由人体局部位移而造成器械的空

3、间位移。2021/9/155（二）人体机械运动的特点1．人体机械运动有很大的主动性和可变性，而不决定于外部条件。2．人体长时间连续工作或运动后易出现疲劳，但经过休整可以完全恢复。3．人体的大部分机械运动形式，尤其是体育技术动作都是后天、自发或自觉地形成的。4．人体机械运动受大脑皮质的控制、调节并有意识参与。2021/9/156第二节运动生物力学的任务和内容一、运动生物力学的任务（一）运动生物力学学科任务1．研究人体结构与运动功能之间的相互关系。2．研究人体技术动作的规律。3．研究运动技术的最佳化。4．研究

4、、设技和改造运动器械。5．研究运动损伤的原因和预防措施。6．为运动选材提供生物力学参数。2021/9/157（二）运动生物力学课程任务1．深刻理解体育动作的生物力学原理，探索运动技术的力学规律。2．扩大知识视野。3．学习从事运动技术科学研究的生物力学理论和方法。2021/9/158二、运动生物力学的课程内容1.运动生物力学概论2.人体运动实用力学基础3．骨、肌肉及人体基本活动的生物力学4.人体运动数据采集及处理5.运动技术的生物力学分析三、学习运动生物力学的指导思想（一）系统分析的观点（二）发展变化和对立

5、统一的观点（三）内外力相互作用和人体内力起主导作用的观点2021/9/159第三节运动生物力学的应用、前景与发展一、运动生物力学的应用二、运动生物力学发展趋势（一）分类1．基础研究2．理论研究3．应用研究（二）趋势1．同步化2．模型化3．最佳化4．准确化5．计算机化（核心）2021/9/15102021/9/1511第二章运动器系的生物力学特性本章主要内容1、人体骨、关节软骨、韧带、肌腱、关节及骨骼肌的生物力学特性；2、运动器系整体的生物力学特性及在运动中骨、关节、肌肉的相互作用规律；3、人体运动动作结构

6、与动作系统的构成与特点。2021/9/1512第一节骨的生物力学特性骨骼系统的作用是保护内脏器官，支持人体，为骨骼肌提供附着部位，以利于肌肉工作和人体运动。一、骨结构的生物力学特性（一）骨形态结构和物理化学属性对力学特性的影响1、骨形态结构的影响（1）骨分类：分为长、短、扁和不规则4种类型。（2）骨分布：骨的分布和力学功能是相适应的长骨分布于四肢，在肌肉的牵拉下，能产生运动。短骨多是立方形，分布于负重压而运动复杂的部位，如腕骨和跗骨。扁骨呈板状。若干扁骨围成空腔，有保护作用，如颅骨围成颅腔，容纳和保护脑。

7、不规则骨形状不规则，如椎骨等。2021/9/15132、物理化学属性的影响（1）骨具有两种最基本的物理属性。即硬度和弹性。骨之所以能具有一定的硬度和一定的弹性，取决于骨的化学成分。成人枯骨由含有1／3的有机物(胶原纤维)和2／3的无机物(主要是钙和磷等)组成。（2）有机物使骨具有弹性无机物则使骨坚硬而脆，它能提高骨的强度。骨内的有机物和无机物的比例，随着年龄和生活条件而异，年龄越小，骨内有机物相对较多，因此小儿骨的弹性较大，较易发生变形。老年入骨无机物相对增多而变得脆弱，较易发生骨折。2021/9/151

8、4(二)骨组织的力学特性1．各向异性骨的结构为中间多孔介质的夹层结构材料。2．弹性和坚固性骨组织中大约有25％～30％是水，其余70％，75％是无机物和有机物。有机成分组成网状结构，使骨具有弹性。无机成分填充在有机物的网状结构中，使骨具有坚固性，能承受各种形式的应力。2021/9/1515物理性能钢骨花岗石洋松密度／g.cm-27.81.87～1.972.60.63沿纵轴的最高张力强度／N.cm-241571.69114～11