人体机械功和功率计算方法的比较

设计了2.4m/s、4.2m/s及5.6m/s3种跑速,用4种方法计算同一跑速时人体所做的机械功和功率。其中2种方法由人体质心运动的状态计算做功多少,另2种方法由人体环节的运动情况计算。10名女大学生参加实验(平均身高(162.3±5.5)cm,平均体重(52.3±3.8)kg)。结果发现,在3种速度情况下,用方法3计算的平均功率值与其他3种方法计算的平均功率值有显著性差异,且4种方法计算的平均功率值与跑速之间的相关以方法1最高(r=0.87),方法2次之(r=0.81),说明由地面反作用力计算的机械功率与跑速高度线性相关,方法3计算的功率均值与跑速之间的相关最低(r=0.69)。     

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。     

人体肌肉工作的运动生物力学测量和评价

人体肌内工作的力学特性研究是当前国际运动生物力学界的一个重要研究领域。根据不同的理论和经验假设,有多种测量和评价方法。但总的看来还不成熟。本文依据现有文献和我们的研究经验,试图指这一研究领域的进展方向。在对现有研究方法,评价量做出归类整理之后,提出我们的看法,丰富国内生物力学界在这一领域的研究工作。     

人体关节内力矩的计算方法

<正> 一、概述随着对各项运动技术(包括体操在内)的研究不断深入,定量计算人体在运动中各关节肌群所发挥的力和力矩十分必要。首先,人体的一切主动性运动都是由肌肉收缩带动骨杠杆完成的。肌力是一切主动性动作的原动力。要对人体的动作进行精细的生物力学分析,就必须揭示肌力做功的规律;在此基础上还可以对动作进行生物力学的模拟,实现最佳化,设计新动作。     

乒乓球运动中人体重心移动的力学研究

乒乓球运动中运用任何步法移动都遵循一定的力学规律,在利用重力作用下人体主动发力运动,主要呈现了跳动移动、平移移动、降移移动三种形式的移动,不同的移动遵循不同的力学规律,表现出不同的运动轨迹,并直接影响着移动效率和移动效果。     

不同负荷干预人体全脊柱模型脊柱稳定性的有限元实验研究

目的：通过建立全脊柱模型,观察在不同姿势和不同载荷作用于人体脊柱时脊柱稳定性的变化,向背包者建议较为合适背包姿势和负重。方法：针对人体脊柱骨骼和韧带系统开展了以人体脊柱CT扫描图像为基础的准确几何模型三维重建,并基于几何模型划分了有限元网格,采用有限元分析法对其开展了研究工作,观测了不同载荷作用于人体时全脊柱模型椎体间位移变化特点。结果：采用有限元分析法构建全脊柱模型并选取4种负荷（以体重的10%(10%BW)为单位增加）对全脊柱模型进行稳定性研究,结果显示：T7,T12,L3三组的位移在负荷为10%BW较小,均小于3mm;负荷加到20%BW时,T7、T12组大于3mm,但尚未达到3.5mm,而L3组为2.7mm;负荷高达30%BW后,T12位移稍大于3.5mm,T7组位移已达3.695mm,超出稳定位移界限0.195mm,仅L3处位移最大值2.767mm,低于稳定位移值。载荷达到40%BW后,T7和T12位移远远大于稳定位移临界值,分别达到4.113和3.898mm,但L3组位移仅为3.047mm,依然在稳定位移值范围内。结论：全脊柱模型验证表明,该研究构建人体全脊柱模型构建成功,并...     

人体冲击生物力学的研究进展和方法评述

本文介绍了国内外在冲击生物力学研究领域涵盖的范围、研究方法和手段。集中参数动力学模型、多刚体动力学模型及有限元模型是3种冲击生物力学研究中使用最为广泛的方法。细胞和亚细胞水平冲击响应机制和损伤机理是冲击生物力学研究深入发展的方向。     

短跑运动员下肢肌肉耐力的实验测试及特征参数力学模型的构建

对14名短跑运动员的下肢肌肉耐力进行了测试,并对所测的数据进行了数据拟合,进而构建了力学建模。结果表明:男子肌肉耐力的力学模型为F=2.02e-0.00235t(kN),而女子为F=1.66e-0.00313t(kN);男运动员比女运动员的力量峰值大,力量衰减系数小,表明男运动员的耐力要强于女运动员。     

人体数学模型的计算

一、人体动作的计算机模拟和人体数学模型随着体育科学的发展,人们越来越多地应用电子计算机模拟运动员的动作进行定量研究,指导运动实践,并获得了显著成效。在模拟中,研究人员向计算机输入模拟对象的某些形态学、运动学和动力学参数,及相应的动力学方程,经计算机运算后输出由这些参数所产生的动作效果。     

人体环节体积的测定及密度计算方法

一、前言测定身体各环节的体积及密度,对于进一步研究身体成份、体材评价形态的优劣,对于判别健康状况、身体条件、运动能力,选拔运动员和有关专业人材等方面都具有重要的意义。测定人体各环节的相对重量,德国布拉温与菲舍尔的研究主要是通过冰冻尸体割锯,这种研究方法对于选择样本有一定的局限性,但是他们研究的人体各环节的相对重量是我们对于人体环节密度计算的     

男子l500m跑时身体各环节输出功的初步研究

运动高速摄影和跑台气体代谢法对男子中长跑运动员进行了研究。通过测定运动员1500m跑步过程中身体各环节输出功,发现运动员身体各环节输出功的比例关系为;摆动腿占比例最大,其次是支撑腿,上肢和躯干的输出功的比例相当,头部所占比例很小。运动员跑步过程中,环节内和环节之间存在能量转换,且环节之间能量转换是主要的。     

退让工作练习法初探

本文着重分析了退让工作练习法及其优点，同时根据退让工作练习法的生理机制提出了该练习法的注意事项。     

Comparison of Three Methods of Estimating Energy Expenditure: Caltrac,Heart Rate,and Video Analysis

Abstract

This study examined the accuracy of a new device (Caltrac) in estimating energy expenditure via acceleration measurements. Energy expenditure of 20 high school students during basketball class activity (average length = 37 min) was estimated using the Caltrac, heart rate recording, and video analysis. Heart rate recording and video analysis estimates of energy expenditure were determined from heart rate, caloric expenditure curves, and an activity rating scale, respectively. The following estimates of caloric expenditure (M ± SD) were found: heart rate recording = 196 ±73 > Caltrac = 163 ±49 > film analysis = 123 ± 30 kcal (p < .05). Laboratory simulations of the basketball activity revealed that the Caltrac energy expenditure was not significantly different from the actual energy expenditure (p > .05). The heart rate recording and video analysis estimates of energy expenditure were significantly (p < .05) higher and lower, respectively, than the actual energy expenditure. The Caltrac is a lightweight, low-cost device that provides a relatively accurate estimate of energy expenditure in free-ranging activities, such as basketball.     

武术侧踹腿的力学分析及教法探讨

从生理学和生物力学两个方面入手，对武术中侧踹腿技术进行综合分析，结合在教学中的实践经验，从本质上阐明了武术中侧踹腿的用力原理，对武术教学和训练具有很好的指导意义。     

原地起跳的力学分析

原地起跳对许多运动项目都很重要．原地起跳所借助的推动力，就是地面对人体产生的支承反力，离此别无他途。因此增大这一支承反力就是技术关键所在。本文分析了原地起跳的力学过程，提出了改进技术的意见。     

搬举重物的力学原理

应用经典力学方法建立搬举动作的力学模型，定义下肢与地面夹角θ为广义坐标，考虑均匀搬举方式，假定重物提升y1和躯干角α与θ的微分约束关系，通过对多刚体系统动力学方程求解，求得髋角β的加速度曲线及髋部的内力和内力矩，并求得便于深入讨论力学及理解析表达式。通过分析表明，搬举动作髋部内力、内力矩大小主要和搬举时角加速度有关，尽量控制以均匀方式搬举方式是搬举重物的理想方式。     

步行和日常体力活动能量消耗的推算

目的:研究不同步速下行走时的能量消耗水平,进而推导出根据计步器参数推算步行能耗和一日总能耗的方程,以期为进一步开发计步器功能提供参考依据。方法:研究对象为在校大学生共计30名(男性15名,女性15名)。受试者身体右侧平肚脐锁骨中线处和腋前线交点处分别佩带计步器,在跑台上分别以3.2、4.8、6.4、8.1、9.7 km/h 5种速度步行800 m,记录计步器计数和实际步数,通过间接热量法测试步行代谢情况。佩带计步器一周,记录每日计步器计数,每日填写Bouchard体力活动日记。结论:以不低于正常步速行走时,计步器可以精确记录步数,放置位置不同对步数记录无影响。随着速度加快,步频加快,步幅加大,单位能耗增加。但在完成相同距离步行时,运动强度(速度)不同,总热量消耗不完全一致,能量消耗不仅与单位能耗有关,运动时间也是重要的因素。根据计步器参数推算步行能量消耗和一日总能量消耗的公式分别为:步行能量消耗(kca l)=0.43×身高(cm) 0.57×体重(kg) 0.26×步频(步/m in) 0.92×时间(m in)-108.44。一日能量消耗(kca l)=0.05×一日计步器计数(步) 2213.09×体表面积(m2)-1993.57。     

An investigation of a novel three-dimensional activity monitor to predict free-living energy expenditure

Abstract

The aim of this study was to assess the capability of the 3dNX? accelerometer to predict energy expenditure in two separate, free-living cohorts. Twenty-three adolescents and 14 young adults took a single dose of doubly labelled water and wore a 3dNX? activity monitor during waking hours for a 10-day period while carrying out their normal routines. Multiple linear regression with backward elimination was used to establish the strength of the associations between various indices of energy expenditure, physical activity counts, and anthropometric variables. 3dNX? output accounted for 27% and 35% of the variance in the total energy expenditure of the adolescent and young adult cohort, respectively. The explained variance increased to 78%, with a standard error of estimate of 7%, when 3dNX? output was combined with body composition variables. The 3dNX? accelerometer can be used to predict free-living daily energy expenditure with a standard error of estimate of 1.65 MJ in adolescents and 1.52 MJ in young adults. The inclusion of anthropometric variables reduces the error to approximately 1 MJ. Although it remains to cross-validate these models in other populations, early indications suggest that the 3dNX? provides a useful method of predicting energy expenditure in free-living individuals.