运动生物力学_人体运动的运动学ppt课件.ppt

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1、人体运动的运动学一、人体的简化人体极为复杂，而人体的运动更为复杂，因此必须有条件把人体简化才能进行研究，这样便为分析人体动作提供方便。（一）质点(只有质量而没有形状大小)1．只涉及人体平动，不考虑人体转动和变形，可简化为质点。2．可把人体或器械的重心看做质点。（二）刚体(既考虑物体的质量又考虑物体的形状和大小)（三）人体简化为物理模型的实用性和局限性将人体简化为物理模型进行力学研究，这对学习研究带来很大方便，并且可以取得定量数据和资料进行分析，可以帮助我们认识一些问题和规律。然而复杂人体简化为质点或刚体后，所得到的数据与材料反馈到人体应用时还存在着较大的差距，为此需建立实体模型。二

2、、实体模型的建立人体是一个复杂的开放的巨系统。正确地反映出对人体运动时起主要作用的力学因素，建立人体的实体模型，是运动生物力学研究的方向。同一个实际对象，在研究不同物理现象时，很可能用不同模型代替。目前体育动作研究工作的第一步“各因素关系”，对某些动作在这方面研究已积累了一些材料，但很多动作还未进行研究，故此建立人体实体模型将是一项艰巨的任务，我们在座的各位作为未来的体育工作者应朝着这个方向努力，在运动生物力学领域中有所建树。人体运动中的参照系与坐标系一、运动的绝对性和描述运动的相对性（一）运动的绝对性自然界一切物质都是永恒地运动着、变化着，所有自然现象是物质运动的各种形式。从这种

3、意义上来说运动是绝对的。（二）运动的相对性运动生物力学就是机械运动，即物体随时间变化而导致空间的位移，是物质运动最基本的形式。二、参照系参照系又称参考系，是指描述人体是否运动时，所选定的作为参考标准的物体或物体群。根据研究问题的性质和方法的不同，可分为两类不同的参考系：（一）惯性参考系惯性参考系是指以地球或相对于地球静止不动的物体、或作匀速直线运动的物体作为参考系，通常又称为静参考系。（二）非惯性参考系非惯性参考系是指以相对于地球作变速运动的物体，或者说以相对惯性参考系做加速运动的物体作为参考系，通常又称为动参考系。如；在研究短跑运动中的摆臂动作时，以人体重心作为参考系，看臂随时间

4、相对于人体重心的位置的改变。因为在完成体育动作时，人体躯干或身体重心的位置是不断改变的，因此他们属于非惯性参考系。（三）惯性参考系与非惯性参考系的缺点虽然参考系能描述物体随时间变化的位置的改变，但参考系只是定性地表明人体或器械是处于静止或运动状态，却不能对物体或器械进行定量的描述。因此必须引进一个精确的描述物体运动位置变化的方法。三、坐标系坐标系是指设置在参考系上的数轴，是参考系的数学抽象。它在性质上起着参考系的作用，而在数量上又能精确描述。它的三要素是：参照原点、参照方向、参照单位。常用的坐标系（一）一维坐标系（二）二维坐标系（又称平面坐标系）（三）三维坐标（空间坐标系）四、参考

5、体的设置1．描述整体运动原点在起点2．环节相对重心的运动原点在重心3．环节相对关节点的运动原点在关节4．匀速直线运动的原点在起点或支撑点5．绕定点转动的原点在定点人体运动的分类和运动学特征一、人体运动的分类把人体简化为质点，可将人体运动分为直线运动和曲线运动；如把人体简化为刚体，可将人体运动分为平动、转动和复合运动。变速直线运动：在任意相等时间内通过的路程并不都相等。匀变速直线运动：当人体沿任意相等的时间内，速度变化量都相等。自由落体的公式为：1．Vt=gt2．H=1/2gt3．Vt=2GH1/2竖直上抛运动的公式：1．t=V0/g；2．H=V20/2g。平动：人体内任意两点的连线

6、，在运动过程中始终保持平行。例如，滑冰运动员凳冰后在直线上依惯性滑行，即为直线运动。转动：人体内的各点都绕同一轴线（转轴）作圆周运动。如投掷铁饼的旋转动作。复合运动：既有平动又有转动的运动。如走、跑、滑冰、滑雪都是一种复合运动，在研究中通常将复合运动分解为平动和转动两部分分别进行讨论，然后加以综合，以达到简化的。二、人体运动的运动学特征（一）空间特征空间特征是表明人体在运动时的空间位置以及描述人体运动的范围，包括路程和位移。路程是指人体从一个位置移到另一个位置时的实际运动路线的长度，它是一个标量，只有大小，没有方向。位移是指人体运动的起始点到终止点的直线距离，它是一个矢量，既有大小

7、又有方向。1、直线运动的位移和路程在直线运动中，路程数值的大小等于位移数值的大小。例如，100m从起点跑到终点，其位移大小与路程大小是相等的。2、曲线运动的路程和位移在曲线运动中，位移数值的大小并不等于路程数值的大小，一般小于路程。例如从起点绕400m田径场内跑一圈，经过的路程为400m，而位移则等于零。跑200m内道时，路程为200m，位移则为112.13m。按三角形法则或平行四边形法则合成。（二）时间特征1．时刻时刻是人体或器械空间位置的时间量度，是时间上是一个点