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1、第一章第一章 运动生物力学概论运动生物力学概论运动人体科学学院曲峰l教学内容教学内容：l一、一、运动生物力学的概念。运动生物力学的概念。l二、二、内容和研究任务。内容和研究任务。l三、三、运动生物力学的国内外发展概况。运动生物力学的国内外发展概况。l四、运动生物力学在体育运动中的应用四、运动生物力学在体育运动中的应用。l基本要求基本要求：l了解运动生物力学的概念、研究任务，以了解运动生物力学的概念、研究任务，以及运动生物力学国内外的发展概况。及运动生物力学国内外的发展概况。一、运动生物力学的概念一、运动生物力学的概念运动生物力学运动生物力学(Sport Biomechanics)(Sport
2、Biomechanics)研究体育运动中人体及器械机械研究体育运动中人体及器械机械运动规律的科学。运动规律的科学。运动生物力学的研究宗旨是通过动作分析，运动生物力学的研究宗旨是通过动作分析，来揭示运动技术的规律。美国有一种观点：来揭示运动技术的规律。美国有一种观点：运动运动生物力学主要是解决体育运动中合理技术和最佳生物力学主要是解决体育运动中合理技术和最佳技术的问题。技术的问题。运动生物力学是一门边缘学科，它是生物运动生物力学是一门边缘学科，它是生物力学的一个分支。它以经典力学的理论和方法力学的一个分支。它以经典力学的理论和方法为主要工具，研究体育运动中的各种力学现象。为主要工具，研究体育运动
3、中的各种力学现象。学好运动生物力学的必备知识学好运动生物力学的必备知识l l力学力学l l运动解剖学运动解剖学l l运动生理学运动生理学l l生物力学生物力学l l计算机语言计算机语言l l机械电子学机械电子学l l运动专项技能与知识运动专项技能与知识 二、运动生物力学的任务二、运动生物力学的任务1、研研究究运运动动员员身身体体结结构构和和机机能能的的生生物物力力学学特征，为运动员选才提供理论依据特征，为运动员选才提供理论依据例如例如 (1)1)短跑、跳远运动员的踝关节、跖趾关短跑、跳远运动员的踝关节、跖趾关 节的特征。节的特征。(2)(2)红、白肌纤维在人体内的比例对不同红、白肌纤维在人体内
4、的比例对不同 项目运动员的影响。项目运动员的影响。2、研研究究各各项项动动作作技技术术，确确立立动动作作技技术术原原理理，建立动作技术模式来指导教学和训练建立动作技术模式来指导教学和训练 动作技术原理动作技术原理是指完成某项动作技术的基本规律，是指完成某项动作技术的基本规律，它适用于任何人，不考虑运动员的性别、体型、它适用于任何人，不考虑运动员的性别、体型、运动素质的发展水平和心理素质等个体差异，是运动素质的发展水平和心理素质等个体差异，是具有共性特点的一般规律。具有共性特点的一般规律。如：举重的技术原理如：举重的技术原理“近、快、低、稳近、快、低、稳”。二、运动生物力学的任务二、运动生物力学
5、的任务3、结合运动员个人的身体形态、机能和运结合运动员个人的身体形态、机能和运动素质等的特点，研究适合个人的最佳动动素质等的特点，研究适合个人的最佳动作技术方案和进行动作技术诊断作技术方案和进行动作技术诊断 最佳动作技术最佳动作技术是考虑了人体的身体形态、是考虑了人体的身体形态、机能、心理素质和训练水平来应用一般技机能、心理素质和训练水平来应用一般技术原理，以达到最理想的运动成绩。术原理，以达到最理想的运动成绩。二、运动生物力学的任务二、运动生物力学的任务例如：跳远 跳远运动员起跳角为跳远运动员起跳角为18231823 鲍威尔：助跑速度鲍威尔：助跑速度11m/s11m/s，23.123.1，8
6、.958.95m m；刘易斯：助跑速度刘易斯：助跑速度11m/s11m/s，18.318.3，8.918.91m;m;分析：助跑技术，起跳技术，空中技术，分析：助跑技术，起跳技术，空中技术，着地技术着地技术例如：跳高 朱朱 建建 华：助跑速度华：助跑速度 8.73 8.73 m/sm/s，2.39 2.39 m m；索托马约尔：助跑速度索托马约尔：助跑速度 8.93 8.93 m/sm/s，2.45 2.45 m;m;分析：助跑技术，起跳技术，空中技术，分析：助跑技术，起跳技术，空中技术，着地技术着地技术4 4、探索预防运动创伤和康复手段的力学依据探索预防运动创伤和康复手段的力学依据 如：如：
7、（1 1）单杠大回环初学者易造成姘胝）单杠大回环初学者易造成姘胝体脱落。力学原因是初学者重心不稳，旋体脱落。力学原因是初学者重心不稳，旋转时的力量很大，作用在手上的扭曲的力转时的力量很大，作用在手上的扭曲的力量大，从而造成姘胝体脱落。量大，从而造成姘胝体脱落。（2 2）初学投掷标枪者易造成肱骨骨折。）初学投掷标枪者易造成肱骨骨折。二、运动生物力学的任务二、运动生物力学的任务5、设计和改进运动器械设计和改进运动器械如如（1 1）标枪不仅有重心还有形心，美籍华人宋载）标枪不仅有重心还有形心，美籍华人宋载镇对投掷标枪动作做了动力学研究。他用五个镇对投掷标枪动作做了动力学研究。他用五个非线性动力学微分
8、方程描述了标枪的分行过程，非线性动力学微分方程描述了标枪的分行过程，提出了数值解。并以提出了数值解。并以19721972年奥运会纪录为例，年奥运会纪录为例，说明只要改变一下标枪的投掷角和在当时规则说明只要改变一下标枪的投掷角和在当时规则允许的范围内，使标枪的压力中心（形心）从允许的范围内，使标枪的压力中心（形心）从25.725.7 CM CM前移到距重心前移到距重心0.80.8 CM CM，就可把就可把19721972年的年的纪录提高纪录提高16.6116.61米。米。（2 2）撑竿跳高竿的演变对提高成绩的影响。）撑竿跳高竿的演变对提高成绩的影响。二、运动生物力学的任务二、运动生物力学的任务泳
9、衣的改进仿鲨鱼皮泳装跑鞋的设计运动鞋的制作6 6、为改进训练方法提供依据、为改进训练方法提供依据 短跑运动员易造成大腿后群肌肉拉短跑运动员易造成大腿后群肌肉拉伤。一般训练方法：拉橡皮筋、跳深等；伤。一般训练方法：拉橡皮筋、跳深等；提出的改进方法是提出的改进方法是环节末端负重训练环节末端负重训练。二、运动生物力学的任务二、运动生物力学的任务设计高、难、新的动作技术l2008年的奥运科技攻关课题：蹦床年的奥运科技攻关课题：蹦床高、难、新动作的设计与训练等高、难、新动作的设计与训练等l解决的手段解决的手段跳高动作的模拟与仿真修改前的动作修改前的动作修改前的动作修改前的动作修改后的动作修改后的动作修改
10、后的动作修改后的动作为设计、改进训练方法提供依据l短跑运动员易造成大腿后群肌肉拉短跑运动员易造成大腿后群肌肉拉伤。一般训练方法：拉橡皮筋、跳伤。一般训练方法：拉橡皮筋、跳深等；深等；l提出的改进方法是提出的改进方法是环节末端负重训环节末端负重训练。练。为大众进行科学健身提供依据l运动对老年人稳定性的影响运动对老年人稳定性的影响l运动对老年人大脑震荡的影响运动对老年人大脑震荡的影响为大众的工作、生活环境进行为大众的工作、生活环境进行生物力学诊断生物力学诊断l劳动负荷的制订标准劳动负荷的制订标准l背包的负荷、位置对人体的影响背包的负荷、位置对人体的影响l鞋对人体足底压力的影响鞋对人体足底压力的影响
11、射箭动作技术研究射箭动作技术研究三、运动生物力学的内容三、运动生物力学的内容l运动生物力学概论运动生物力学概论l运动生物力学测量方法及力学基础运动生物力学测量方法及力学基础l骨、肌肉及人体基本活动的生物力学骨、肌肉及人体基本活动的生物力学l动作技术的生物力学分析动作技术的生物力学分析四、运动生物力学的发展简史四、运动生物力学的发展简史l l古希腊的亚里士多德古希腊的亚里士多德古希腊的亚里士多德古希腊的亚里士多德l l公元一世纪的意大利医生加伦公元一世纪的意大利医生加伦公元一世纪的意大利医生加伦公元一世纪的意大利医生加伦l l1515世纪意大利科学家达世纪意大利科学家达世纪意大利科学家达世纪意大
12、利科学家达 芬奇芬奇芬奇芬奇l l1717世纪意大利医生阿世纪意大利医生阿世纪意大利医生阿世纪意大利医生阿 鲍列里鲍列里鲍列里鲍列里l l照像技术的出现照像技术的出现照像技术的出现照像技术的出现l l2020世纪初布拉温世纪初布拉温世纪初布拉温世纪初布拉温 菲舍尔菲舍尔菲舍尔菲舍尔l l俄国及前苏联的贡献俄国及前苏联的贡献俄国及前苏联的贡献俄国及前苏联的贡献l lHillHill对肌肉力学的贡献对肌肉力学的贡献对肌肉力学的贡献对肌肉力学的贡献最早的高速摄影一匹正在奔跑的马的运动，这匹马叫弗莱恩。一匹正在奔跑的马的运动，这匹马叫弗莱恩。一匹正在奔跑的马的运动，这匹马叫弗莱恩。一匹正在奔跑的马的运
13、动，这匹马叫弗莱恩。它的步长是它的步长是它的步长是它的步长是6.026.02米米米米学习方法l结合体育实践，尤其是体育运动中的典结合体育实践，尤其是体育运动中的典型动作，将运动生物力学的基本原理运型动作，将运动生物力学的基本原理运用到体育运动中。用到体育运动中。l学习的主要目的：学习运动生物力学的学习的主要目的：学习运动生物力学的基本理论与研究方法，运用所学知识分基本理论与研究方法，运用所学知识分析动作技术、提高解决实际问题的能力。析动作技术、提高解决实际问题的能力。本次课小结l运动生物力学的概念。运动生物力学的概念。l运动生物力学的任务。运动生物力学的任务。l几个基本概念：动作技术原理、最佳
14、动几个基本概念：动作技术原理、最佳动作技术。作技术。参考书1 1、李良标等，运动生物力学，北京体育大学、李良标等，运动生物力学，北京体育大学 出版社。出版社。2 2、詹姆斯、詹姆斯.海著海著 孙成敏译，运动技术生物力孙成敏译，运动技术生物力 学分析。学分析。3 3、苏品等，体育运动与力学，人民体育出版、苏品等，体育运动与力学，人民体育出版 社出版。社出版。4 4、卢德明等，运动生物力学测量方法，北京体育大、卢德明等，运动生物力学测量方法，北京体育大 学出版社。学出版社。预习内容l1、教材第四章有关、教材第四章有关运动生物力学研究运动生物力学研究方法方法的内容。的内容。l2、运动生物力学测量方法运动生物力学测量方法，北京体，北京体育大学出版社，育大学出版社，2001年。年。