人体转动惯量的椭园柱分段计算方法

人体各环节的运动全都为绕关节的转动。人体走、跑、跳等动作,是通过人体环节的转动来完成的,体育运动中的空翻、转体、投掷等动作,也多包含有人体整体的转动或整体的平动与转动结合的复合运动。质量是研究人体或物体平时必不可少的一个因素,而转动惯量则是研究人体或物体转动时必不可少的一个因素,人体的运动多属转动,在研究人体的运动特别是体育运动时,往往都需用人体转动惯量这个参数;而这个参数又与人体形态密切相关,因此,准确地测量人体整体及其环节的转动惯量,是运动解剖学和运动生物力学的一个重要课题。从1892年Braune和Fischer开始,国外在医学界、航空航天工程界到体育界,一直不断有人进行研究,主要包括两方面     

运动行为生物力学讲座 第五讲 运动行为生物力学(续三)

六、人体运动行为中的碰撞过程碰撞是指两物体在运动中发生冲突并在接触处沿接触面公法线具有相互接近速度的一种过程。这是一种常见的力学现象,特别在体育运动中,没有碰撞的运动行为是极为罕见的。少数例外仅见于装备有运动变换装置的某些位移运动项目(如赛车)或完全在流体介质中运动的项目(如游泳)。碰撞过程的特点有三:①过程持续时间短促,且与相碰物体的刚度成反比;②在此短促的碰撞过程中,相碰物体的速度发生显著的改变,     

物体的惯性力

外力改变了人体的运动,产生了加速度,同时出现了惯性力。被人体加速了的外界物体,反作用于人体上的力叫惯性力(真实的)。该力等于产生加速度的物体的质量乘以加速度。 F_(NH)=-m a 被人体加速条件下的外界物体,惯性力的方向同加速度的方向相反。它的作用点同被加速的物体相联系,在人体的作用点上。人增加速度时,加速度为正值,例如,用铅球可以说明这个道理,这时铅球所具有的惯性力是同加速度相反方向的(图1)。人减少速度时,加速度可以是     

直接测量活体环节重量及重心位置的理论与方法探究

通过人体在平衡板上改变不同肢体环节的位置,测量总重心位置变化,依据力矩平衡关系,计算人体多个运动环节重量和重心位置。计算方法利用了分重心与总重心联动关系和"金三角"关联关系。"金三角"即人体左右两个环节转动所绕的关节中心与人体其余不动环节的重心构成的三角形。该方法可推算人体15个运动环节(左右下肢、左右大腿、左右小腿加足、左右上肢、左右上臂、左右前臂加手、头、上躯干、骨盆)的重量及重心位置。"金三角"的提出,抛砖引玉,为深入研究人体环节重心运动规律提供了理论探讨的依据,以期能引起运动员表现提升、康复机器人研发、探索生命规律等方面的广泛讨论。     

运动行为生物力学 第三讲 运动行为生物动力学(续)

二、人体系统的惯性 (一)人体质量分布的几何模型质量是物体抵抗运动状态变化的惯性的量度,也是物体间万有引力的量度。在第一种意义上有惯性质量之称,在后一种意义上则叫做引力质量。惯性质量表现于牛顿第二运动定律(F=ma)中,引力质量则表现于万有引力定律(F=f·(m_1m_2)/r~2),因而存在着完全不同的测定方法,也就有根木不同的定义。但实验证明,二者在数值上一致。运动生物力学只关心人体的惯性质量。人体这个生物系统是一个可变物体系,非但质量的分布不均匀,且各个环节的相对空间姿位也不断变易,而这正是人体运动行     

短跑途中跑的生物力学及技术分析

一、途中跑的动力分析人体跑动系多次重复相同动作的周期性运动,即从开始姿势又回到开始姿势的连续动作,跑速等于步长乘步频。为了获得人体总重心位移的加速度,和其他物体一样,必须有外力。没有外力的作用,任何物体都不能改变其在空间的运动。但是从动力学观点来看,人同物体的区别在于借助于肌肉工作可引起扩大和减小外力。肌肉在引起身体各部分运动的同时,还能改变人体与外界的相互作用,能改变相对运动中动力的支撑反作用,因此人体的肌肉的主动力便是位移运动的动力。     

《运动生物力学》学习指南（三）

《运动生物力学》学习指南（三）武汉体育学院李玉刚（五）体育运动中的转动力学１．形成人体转动的力学条件人体发生某瞬时转动动作时，所受的外力往往是多个同时作用于人体，因此，将多种外力进行分析简化的结果．等效为一瞬时合力矩∑Ｍ及一个瞬时合力∑Ｆ，如果∑Ｍ是...     

人体运动行为系统的辨识问题

本文提出了把人体运动行为及其控制系统当作灰色系统处理,以肌肉对于电刺激的响应作为输出,以通过传入神经达于中枢分析器的电刺激信号作为输入,运用系统辨识技术确定输入输出之间的定性和定量关系,以建立系统的控制论模型,作为运动生物力学研究的一个新方向。     

运动生物力学在技巧运动中应用的两个问题

随着技巧运动的发展,单凭经验和直观感觉已不能适应改进技术、提高教学、训练质量的需要,而运动生物力学的理论和方法已日益显示出其在教学、训练中的重要作用和地位。为什么一些优秀运动员在做动作时,表现得如此轻松、敏捷、协调、稳健,这不仅与他们训练程度有关,而且也反映了他们的运动技术是符合运动生物力学规律的。现就技巧运动中的内力和外力,动量和冲量这两个问题,谈一些看法。一、内力和外力人体各部分之间互相作用的力叫做人体内力。外界物体对人体的作用力叫做人体外力。如:人体重力、支撑反作用力、借助于同伴的     

论人体运动的动力来源

该文对人体运动的动力来源提出了新的理论,即“人体的任何肢体和身体总重心能够主动发生各种位移运动的动力,只能是人体的相应肌肉在肢体的末端环节不固定和固定于地面与其它物体条件下发生收缩产生的力矩。人体走、跑、跳的动力只能或主要是支撑腿或起跳腿的相应肌肉在足固定于地面条件下发生收缩产生动力矩”。否定了“人体走、跑、跳的动力是蹬地或动支撑反作用力”的传统观念。在此发表,以期引起行家的争鸣。     

人体运动行为的系统研究方法

从人体运动行为系统特征出发,初步构建了人体运动行为系统研究方法的理论体系。进一步提出了人体行为系统研究应遵循的三个原则以及涵盖的研究领域。     

生物力学在运动控制与协调研究中的应用

介绍了生物力学与运动控制有关的术语、研究技术以及原理,并对文献进行了综述.研究发现,人体运动不仅受到主动的肌肉力矩的影响,也受到重力矩、接触力矩以及由运动产生的惯性力矩的影响,通过肢体运动的动力学可以对这些控制人体运动的力矩分量进行量化分析,据此,探讨人体运动如何受到主动力矩和被动力矩的影响,特别是运动过程中出现的环节间的相互作用现象,根据这一方法获得的结果也可推估运动的神经控制机制.肌肉收缩可以直接作用产生肢体运动,肢体运动又随之引起被动的反作用力矩反过来影响运动,在运动控制与发展过程中,神经肌肉系统就是通过对肌肉收缩力矩的调节与控制,达到对外力矩(外在环境)和被动的、由运动引起的(motion-dependent)惯性力矩的平衡与适应,进而完成或发展出一个有效率和协调的肢体动作.     

运动行为生物力学 第四讲 运动行为生物动力学(续二)

四、动量定理和动量矩定理 (一)人体系统的动量动量是人体运动的又一量度,是矢量。质点的动量是它的质量m同速度v的乘积,人体系统中所有各质点的动量矢量和称为系统的动量主矢,简称动量: K=∑mv(4—1)令M=∑m表示整个系统的质量,则人体系统的动量(主矢)等于质心的动量,即总质量M与质心速度v_c的乘积:     

跳深动作的动力学分析

运动生物力学的总任务,是评价力对于完美地达到既定目标的作用效果。而实现这一任务,是通过确定生物力学参量与运动技术质和量之间因果关系的性质和强弱来实现的。从力学角度认识人体运动规律的方法之一,通常是把人体这一复杂的多环节系统有条件地加以模型化,从而建立与力学等价的系统。通过对影响各组成因素之间相互作用     

自由式摔跤技术中转动力的分析

一、前言 人体各环节的运动都是绕关节轴的转动。人体走、跑、跳等动作是通过环节的转动来完成的。所以,人体各环节的转动是人体运动的基础。 在体育运动中广泛存在着转动。它符合人体运动的科学原理,充分发挥人体潜在的转动力。它根据人体解剖的生理特点,建立在运动生物力学的规律基础之上。 我们在摔跤比赛中经常出现转动方向不对或转动过程中支点没有掌握好、转动的角度不对等一些问题。     

技巧平衡动作的技术原理

由于内力和外力的共同作用,可以完成各种各样的技巧动作。相对于身体的外力是由支撑,器械及同伴等的作用决定的。该力可以改变总质心(注:固体质心和它的总重心重合,由许多物体组成的系统,例如人体,实际上不存在总重心。)的轨迹和速度。若没有外力,总质心的运动就不会改变。内力是由人体各部分相互作用产生的,它可以改变身体环节的运动。若没有足够的外力,内力本身不会改变总质心的运动。相对于身体的外力重力是地球引力的量度(还要考虑到地球自转的影响)。无论在支撑条件下,还是在腾空条件下,重力都作用于总质心。体重(静态时)是身体在静止状态下由于地球引力所产生的对支撑物或悬垂物作用的大小(见图1)。身体惯性力是身体具有加速度时所产生的一种力,它的     

第三章 人体运动器官的构造与功能

本章(《人体运动器官的构造与功能》)目的,是使教练员了解以下内容：1．人体骨骼的主要特性;2．人体骨骼各类关节的结构及其运动;3．人体主要肌群,并理解运动是怎样受肌肉所制的;4．理解杠杆的原理及它是怎样应用于人体肌肉系统的;5．为产生一种有控制的运动时,肌肉群是怎样协同工作的;6．人体活动与肌肉活动之间的关系。     

人体运动能耗分配关系的实验研究

目的估测人体运动过程中参与工作的各子系统的能耗,建立较为精细的人体运动能耗分配关系。方法研究对13名大学生(男性)进行了功率自行车设定负荷下的运动代谢实验、多域多维心功能检测以及动作技术影像拍摄和解析,并对人体运动能量系统和做功进行了建模分析。结果受试者在给定的相同负荷功率下以不同转速蹬功率自行车时的运动能耗差异显著;总搏功两两之间均无显著性差异(P>0.05);无用功两两之间比较差异显著(P<0.001)。结论心脏做功仅与负荷量(输出功率)有关,而在给定负荷情况下心脏做功与速度大小无关;运动参数的改变显著影响运动无用功,也影响总能量消耗;在中等强度踏蹬自行车运动中,呼吸系统、循环系统、骨骼肌系统分别消耗总能量的11.02%,52.86%,5.36%;剩余30%左右的能量为对外做功和移动肢体做功(分别为25.72%和5.04%)。研究还为估测运动能耗在不同系统间的分配关系提供了一种可行方法。     

怎样对人体运动进行受力分析及画示力图

分析体育动作时,必须正确判断人体受力情况,并加以图示。为此,第一,需要确定生物力系;第二,要弄清约束和约束力;第三,要了解作用于生物力系的所有外力;第四,画出受力图。一、确定生物力系体育动作是人体所从事的。人体在动作过程中,与外界环境之间或本身各部分之间经常发生力学作用。因此,根据研究问题的需要,有时可以把整个人体作为一生物力系,有时也可以把人体某些环节或某一个环节作为一生物力系,有时还可以把受人体所作用的器械等物体作为一物体力系。例如,我们分析运动员在竞走动作中整个身体的受力情况时,可以把全身作为一生物力系。如果我们只分析摆动腿的受     

在运动中如何获取最大效率

运动的开始 运动的开始(或停止)需要一个力或几个力的合力。假设一个物体处于自由空间,通过该物体重心的力只能使该物体产生直线运动。偏心力通常既产生直线运动又产生角运动。力偶只能产生纯角运动,在地球引力场内,同样的物体则按轨道,即抛物线运行。 在产生角运动的地方,距离旋转轴较远的作用