第二章：运动力学基础.ppt

第二章
运动力学基础第一节运动中的力与力矩一、运动中的力运动中的内力和外力的关系要获得较大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人的蹬地力，这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉活动是主动的，为了提高人体运动效果，最重要的是提高肌肉收缩的力量（内力），以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力（外力），使人体运动状态发生变化。
另外，实践中采取一些措施，利用外部条件在一定程度上也可提高地面对人体的作用力，例如，在跑些、跳鞋上安上钉子，起跑时用起跑器等。跳高起跳过程中的外力作用起跑过程中的外力作用力量训练过程中人体肌肉收缩抵抗负荷的内外力作用（二）外力意义：人体运动中所受到的外力
a.重力
大小与方向：，方向：指向地球心。g=9.8m/s/s
b.摩擦力
概念，和特性。
b1.静摩擦力和最大静摩擦力

b2.滑动摩擦力
c.弹性力
概念：由物体发生形变产生的力。
弹性力的胡克定律：d、支撑反作用力
人体处于支撑状态时，人体重力作用于支撑面上，支撑面又反作用于人体，这种反作用称为支撑反作用力。如果人体处于静止状态，为静力性支撑反作用力；如果人体局部环节有运动，则支撑反作用力会不断变化，称为动力性支撑反作用力。e、流体作用力
人体在空气和水中运动时，与流体发生接触，并相互作用，流体对人体的作用即为流体作用力。
人体在水中受到浮力作用，可以减轻肢体的重力作用，对于肌力不足或关节疼痛的患者，可以借助水的阻力和浮力进行康复训练。
（三）内力1）肌拉力这种力通过其在骨骼上的附着点，可以维持人体姿势，引起人体内部各部分、各环节间的相对运动。是人体内力中最重要的主动力。2）各组织器官间的被动阻力
当一肢体做屈曲或伸展运动时，其相反方向的组织受到牵拉，尤其是拮抗肌的张力，此时必须做相应松弛，以保证运动的完成。1.合力与分力一个力如果它产生的效果与几个力共同作用的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。
2.力的合成求几个已知力的合力，叫力的合成。
3.力的分解力的分解是力的合成的逆运算。掌握物体受力的分析方法a当骨骼肌在某一平面产生力作用时，可将肌力分解为两个垂直分量：一个沿着骨轴线作用，另一个垂直骨轴线。前者起稳固关节的作用，因而叫稳固分量，后者是使骨产生转动的分量，所以叫转动分量。1、力的时间累积效应
作用于物体的合外力与其作用时间的乘积（F·Δt），称为力的冲量。而将运动物体或人体具有的“运动量”，即质量与速度的乘积（mv），称为动量。
动量定理：物体动量的增量等于其所受的冲量。
动量定理和动量守恒定律：冲量的几何含义：动量定理动量定理在运动中的应用2、力的空间累积效应
力与力作用方向上移动距离的乘积（F·S），称力对物体作了功。力作用方向与其引起的物体运动方向改变一致，力对物体所做的功为正功。物体的运动方向与力的作用方向相反，这时力所做的功为负功。功的国际单位是焦耳（J）。
通常讲骨骼肌做功，是指骨骼肌做的机械功。肌将其贮存的化学能转化为机械能，克服阻力使环节及外界物体产生位移。
等长收缩运动中，环节不产生位移，没有做机械功，此时骨骼肌消耗的能量完成了“生理功”。
功和能之间是可以相互转换的，能的量值是通过做功来确定的，力对物体做的功等于物体机械能（动能和势能）的增量。
力矩（M）是作用于物体或人体的合力（F）与支点到力作用线距离（d）的乘积，即M=F×ｄ。
一种情况：即大小相等，方向相反，作用线互相平行但不重合的两个力作用在同一物体上，虽然其合力为零，但物体同样会转动，这一对力称为力偶，其产生的转动力矩称为力偶矩。
另一种情况：物体在无支撑情况下受到力的作用，这个力若不通过物体的重心，也会引起物体的转动，这个力称为偏心力，由其产生的转动力矩称为偏心矩。
力矩、力偶矩和偏心矩是人体或物体转动的条件。2、刚体
是由相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体，它有一定形状、占据空间一定位置，是由实际物体抽象出来的力学简化模型。在运动生物力学中，把人体看作是一个多刚体系统。人体简化以后的运动形式人体运动的形式多种多样。
把人体简化成质点：分为直线运动和曲线运动。
把人体简化成刚体：分为平动、转动和复合运动。牛顿第一定律：任何物体在不受外力作用（或所受合外力为零）时，物体将保持静止或匀速直线运动状态不变。物体的这种性质称为惯性。
牛顿第二定律：物体加速度（a）的大小与物体所受合外力（∑F）的大小成正比，与物体的质量（m）成反比，即∑F=ma。
牛顿第三定律（作用力与反作用力）：两个物体相互作用时，物体甲对物体乙的作用力，F1与F2大小相等、方向相反、沿同一直线，即F1=-F2。运动中很多动作可以借助惯性完成，巧妙地利用惯性，不但省力且减少能量消耗，减少运动性疲劳。因此，人体活动中保持动作的连贯性和动作间的连续