第一篇：運(yùn)動(dòng)器系的生物力學(xué)特性

第二章 運(yùn)動(dòng)器系的生物力學(xué)特性

（一）自學(xué)內(nèi)容

人體運(yùn)動(dòng)器系由骨、關(guān)節(jié)和肌肉組成，其主要功能是使人體運(yùn)動(dòng)。因此，要向深入揭示人體運(yùn)動(dòng)的力學(xué)規(guī)律，必然要涉及到人體運(yùn)動(dòng)器系各組成部分的結(jié)構(gòu)、功能及所表現(xiàn)的力學(xué)特點(diǎn)和力學(xué)特性。

了解材料力學(xué)的基本概念，如載荷、應(yīng)變、應(yīng)力、應(yīng)力-應(yīng)變曲線、粘彈性等；骨的生物力學(xué)特性；關(guān)節(jié)軟骨、韌帶、肌腱的生物力學(xué)特性；人體關(guān)節(jié)力學(xué)；要掌握骨骼肌的生物力學(xué)特性和運(yùn)動(dòng)器系整體的生物力學(xué)性能與特點(diǎn)，重點(diǎn)掌握肌肉的力學(xué)模型以及肌肉的收縮特點(diǎn)。

（二）本章重點(diǎn)

1、骨骼肌的生物力學(xué)特性。

2、運(yùn)動(dòng)器系整體的生物力學(xué)性能與特點(diǎn)。

（三）本章難點(diǎn)

1、人體運(yùn)動(dòng)器系的材料力學(xué)特點(diǎn)。

2、骨骼肌的生物力學(xué)特性。

（四）本章考點(diǎn)

1、骨骼肌的生物力學(xué)特性。

2、運(yùn)動(dòng)器系整體的生物力學(xué)性能與特點(diǎn)。

（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)

人體運(yùn)動(dòng)器系的力學(xué)特性，以及人體基本活動(dòng)形式的特征是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的重要組成部分。本章主要是對(duì)人體的骨、關(guān)節(jié)軟骨、韌帶、關(guān)節(jié)及骨骼肌的生物力學(xué)特性有一個(gè)全面地了解，為加深后面章節(jié)對(duì)動(dòng)作技術(shù)的生物力學(xué)分析作基礎(chǔ)。其中，肌肉的生物力學(xué)特性是重點(diǎn)，要熟練掌握肌肉的三元模型，肌肉的力-速曲線等，還要掌握人體運(yùn)動(dòng)器系的整體的生物力學(xué)性能和特點(diǎn)，如環(huán)節(jié)、運(yùn)動(dòng)鏈及骨杠桿等。

第二篇：400m跑運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析

110m欄過(guò)欄技術(shù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析文獻(xiàn)綜述

摘 要

本文通過(guò)對(duì)110m欄全程過(guò)欄技米的觀察和分析,總結(jié)了110m欄各技術(shù)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵以及技術(shù)的重難點(diǎn)。為各教練員進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練提出了一些參考。

關(guān)鍵詞 過(guò)欄技術(shù);跨欄步;欄間步

1.前言

采用文獻(xiàn)綜述的方法總結(jié)了每個(gè)階段起跨腿和擺動(dòng)腿技術(shù)動(dòng)作,從生物力學(xué)、運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)的角度分析了每個(gè)技術(shù)動(dòng)作的原理及技術(shù)動(dòng)作之間的聯(lián)系,為110m欄的技術(shù)訓(xùn)練提供理論依據(jù)，尤其從生物力學(xué)、運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)的角度分析了110m 跨欄比賽中關(guān)于運(yùn)動(dòng)員的身體重心、下肢動(dòng)作、機(jī)械能量和能量有效性等每個(gè)技術(shù)動(dòng)作的原理及技術(shù)動(dòng)作之間的聯(lián)系,為110m跨欄的技術(shù)訓(xùn)練提供理論依據(jù)。本文從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)角度對(duì)110m欄全程技術(shù)特點(diǎn)作運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的分析，對(duì)運(yùn)動(dòng)員在比賽中的技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行生物力學(xué)分析,對(duì)教練員指導(dǎo)訓(xùn)練將有重要意義。

2.110m欄過(guò)欄技術(shù)的概念

110m跨欄跑的運(yùn)動(dòng)成績(jī)是由運(yùn)動(dòng)員的平跑速度，過(guò)欄技術(shù)以及跑跨結(jié)合的能力決定的，而過(guò)欄技術(shù)是110m跨欄跑技術(shù)的重要組成部分，也是整個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)中最復(fù)雜的部分。過(guò)欄技術(shù)也稱作跨欄步技術(shù)，是指起跨腳踏上起跨點(diǎn)到擺動(dòng)

[1]腿的腳著地這一時(shí)期所表現(xiàn)出的技術(shù)動(dòng)作。過(guò)欄技術(shù)包括起跨攻欄、騰空過(guò)欄下欄著地三個(gè)環(huán)節(jié)。

3.110m跨欄過(guò)欄技術(shù)關(guān)于運(yùn)動(dòng)生物分析方面的研究

中國(guó)知網(wǎng)核心期刊上進(jìn)行搜索，然后在結(jié)果目錄中進(jìn)行查閱，其中對(duì)于國(guó)內(nèi)外110m跨欄跑過(guò)欄技術(shù)關(guān)于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究，現(xiàn)代跨欄跑步運(yùn)動(dòng)首先興起于英國(guó)，19世紀(jì)中葉得到了廣泛發(fā)展。因?yàn)槟軌蛱岣哌\(yùn)動(dòng)員健康水平以及防治疾病，受到廣大群眾的歡迎。近些年來(lái)隨著參加人數(shù)的增加，由跨欄跑引發(fā)的運(yùn)動(dòng)損傷越來(lái)越受到人們的重視。特別是常年從事跑運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)損傷現(xiàn)象尤其明顯，這些損傷不僅影響到正常的訓(xùn)練、工作和生活，而且還影響到身體健康。

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀選手的跨欄步較小,這是由于他們欄前距離的百分比增加所致。因此對(duì)高水平的選手來(lái)說(shuō)過(guò)欄后一定要克服“順慣性”跑的動(dòng)作,在擺動(dòng)腿下欄的同時(shí)同樣應(yīng)像高欄運(yùn)動(dòng)員那樣主動(dòng)壓欄,加強(qiáng)擺動(dòng)腿的下壓著地,提高后蹬用力效果。眾所周知，生物力學(xué)是用經(jīng)典力學(xué)的基本原理和方法來(lái)研究生物系統(tǒng)的力學(xué)規(guī)律。運(yùn)用生物力學(xué)有關(guān)原理來(lái)研究110m欄過(guò)欄時(shí)，其目的就是要合理的進(jìn)行110m跨欄跑。目前運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)試手段按照測(cè)量對(duì)象的屬性分為運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量、動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量、生物學(xué)參數(shù)測(cè)量。運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量包括測(cè)量運(yùn)動(dòng)的時(shí)間特征、空間特征、時(shí)空特征的參數(shù)，如速度、加速度、軌跡等;動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量包括力、力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)的測(cè)量;而生物學(xué)參數(shù)測(cè)量則包括人體測(cè)量學(xué)、肌電等生物學(xué)因素的測(cè)量[3]。

“概括地說(shuō),用生物力學(xué)研究運(yùn)動(dòng)枝術(shù)的目的有兩點(diǎn):一是確定運(yùn)動(dòng)技術(shù)的一般規(guī)律及其原理,塑造標(biāo)準(zhǔn)或最佳運(yùn)動(dòng)技術(shù)的模式;二是運(yùn)行運(yùn)動(dòng)技術(shù)診斷,鑒定運(yùn)動(dòng)員技術(shù)水平”。目前所見(jiàn)到的文獻(xiàn)基本上屬于第一種范疇。3.1起跑過(guò)第一欄技術(shù)

運(yùn)動(dòng)員起跑到第一欄的快速加速以及準(zhǔn)確的欄間步點(diǎn)對(duì)于建立110m欄運(yùn)動(dòng)員通過(guò)前幾欄的過(guò)欄節(jié)奏,發(fā)揮欄間速度是非常重要的。在起跑過(guò)第一欄的過(guò)程中,只有訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員具有準(zhǔn)確的步點(diǎn),才能實(shí)現(xiàn)快跑與過(guò)欄的良好轉(zhuǎn)換。起跑時(shí),如果用雙數(shù)步過(guò)第一欄,擺動(dòng)于后起跑器上;反之則置于前起跑器。

3.2欄間步

欄間步與其它任何短跑項(xiàng)目相比,110m欄需要運(yùn)動(dòng)員更多的比賽經(jīng)驗(yàn),這是取得優(yōu)異成績(jī)的先決條件,它要求運(yùn)動(dòng)員必須盡可能多地參加比賽,適應(yīng)比賽環(huán)境;要求運(yùn)動(dòng)員在比賽、訓(xùn)練中形成最具實(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性的欄間步以達(dá)到快跑和迅速過(guò)欄的目的。勿寧置疑,欄間步技術(shù)應(yīng)該連貫、流暢并能允許運(yùn)動(dòng)員以相同的擺動(dòng)腿攻欄(最好為左腿),因而欄間跑的步數(shù)最好采用單數(shù)步。如果運(yùn)動(dòng)員欄間采用雙數(shù)步則會(huì)使運(yùn)動(dòng)員在攻欄時(shí)改變其擺動(dòng)腿而影響起跨的連貫性,因此在比賽中,運(yùn)動(dòng)員的欄間跑最好采用單數(shù)步連貫、快速地跑完全程。然而要讓運(yùn)動(dòng)員做到這點(diǎn)卻相當(dāng)困難,目前世界上仍只有少數(shù)優(yōu)秀選手才能達(dá)到。下欄著地階段擺動(dòng)腿的技術(shù)動(dòng)作是爭(zhēng)議最大的,擺動(dòng)腿積極下欄時(shí)的下扒動(dòng)作是現(xiàn)代技術(shù)的特點(diǎn),據(jù)研究表明:為了使肌肉在生理限度內(nèi)有最大的彈性勢(shì)能貯備,同時(shí)盡可能減小足著地時(shí)人體水平速度的損失,要求足著地時(shí)人體對(duì)地面的沖量的作用方向應(yīng)趨向垂直方向,與水平面的夾角(著地角)要相應(yīng)增大,同時(shí)也可以獲得較高的著地重心。

關(guān)于曲腿下欄和直腿下欄的觀點(diǎn),研究認(rèn)為我們不能從局部去看擺動(dòng)腿的下欄技術(shù)。我們?cè)诜治鲞\(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作時(shí)不僅要符合生物力學(xué)的原理,還要符合運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)的原理,當(dāng)起跨腿處于垂直支撐階段時(shí),擺動(dòng)腿的足跟幾乎碰到臀部,膝關(guān)節(jié)的夾角比一般短跑運(yùn)動(dòng)員相應(yīng)的要小(可達(dá)28°一34°),這個(gè)角度在慢跑中或靜止?fàn)顟B(tài)是無(wú)法做到的。在起跨腿充分前蹬的情況下擺動(dòng)腿在充分送髓的前提下,以髖關(guān)節(jié)發(fā)力向上快速擺動(dòng)攻欄時(shí)下腿的擺速落后大腿的擺速,由于慣性的作用才使擺動(dòng)腿的膝角變小。在下欄階段小腿不存在主動(dòng)擺直的動(dòng)作,解剖學(xué)研究證明:“當(dāng)大腿彎曲時(shí),膝關(guān)節(jié)的股二頭肌,半膜肌會(huì)產(chǎn)生被動(dòng)不足的現(xiàn)象阻礙膝關(guān)節(jié)的伸直25°。所以在膝關(guān)節(jié)夾角很小的情況下主動(dòng)伸直膝關(guān)節(jié)是很困難的。而擺動(dòng)腿的“直”是在大腿已經(jīng)完全停止向上運(yùn)動(dòng),上體與大腿夾角處于最小,此時(shí)大腿突然停止向上擺動(dòng),并向相反的方向下壓,此時(shí)小腿來(lái)不及變換方向,仍以原速度向上,因而被有力地拋向前上方,形成了欄前的“直”現(xiàn)象。因此在這個(gè)技術(shù)動(dòng)作方面不應(yīng)該存在什么直腿下欄與曲腿下欄之說(shuō),主要還是髓關(guān)節(jié)的肌肉力量及靈活性。是大腿帶動(dòng)小腿的結(jié)果。另外在擺動(dòng)腿積極下壓的同時(shí),大腿在休側(cè)平著過(guò)欄,這必須使大腿在髓關(guān)節(jié)處外展90°才能達(dá)到。但是髓關(guān)節(jié)外展幅度最大為45°(其它關(guān)節(jié)不動(dòng))也就是說(shuō)當(dāng)大腿在髓關(guān)節(jié)處外展超過(guò)45°以后,必須與腰骼關(guān)節(jié)聯(lián)合運(yùn)動(dòng)才能達(dá)到,做此動(dòng)作時(shí)首先需要后腿在屈和外展的同時(shí)并旋外,大腿的旋外很關(guān)鍵(要求膝高于躁的原因),因?yàn)樗墒构晒谴筠D(zhuǎn)子避免與髂骨外側(cè)前部相碰,可增大髓關(guān)節(jié)的外展幅度,同時(shí)在小腿屈和旋外肌的作用下才能使整個(gè)起跨腿達(dá)到平著過(guò)欄的目的。因此,在分析運(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作時(shí)要結(jié)合運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)及運(yùn)動(dòng)生理學(xué)各方面來(lái)分析問(wèn)題,我們不能只從局部來(lái)分析運(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作并且還要考慮到各個(gè)動(dòng)作之間的相互關(guān)系和運(yùn)動(dòng)員自身的身體特點(diǎn)。比賽中大多數(shù)選手都在跨越幾欄后因技術(shù)和疲勞原因而被迫縮短其步長(zhǎng),改變其欄間步而出現(xiàn)欄間步數(shù)的變化。水平越低的選手,這種變化會(huì)出現(xiàn)得越早。

4．結(jié)語(yǔ)

盡管我國(guó)的110m跨欄過(guò)欄技術(shù)在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方面這些年來(lái)有了明顯的發(fā)展, 雖然依然過(guò)欄技術(shù)卻觀點(diǎn)有所不同，但通過(guò)仔細(xì)了解、學(xué)習(xí)總結(jié)了有了許多的收獲，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn): 1.下欄著地階段擺動(dòng)腿的技術(shù)動(dòng)作是爭(zhēng)議最大的,擺動(dòng)腿積極下欄時(shí)的下扒動(dòng)作是現(xiàn)代技術(shù)的特點(diǎn),為了使肌肉在生理限度內(nèi)有最大的彈性勢(shì)能貯備,同時(shí)盡可能減小足著地時(shí)人體水平速度的損失,要求足著地時(shí)人體對(duì)地面的沖量的作用方向應(yīng)趨向垂直方向,與水平面的夾角(著地角)要相應(yīng)增大,同時(shí)也可以獲得較高的著地重心。

2.關(guān)于曲腿下欄和直腿下欄的觀點(diǎn),研究認(rèn)為我們不能從局部去看擺動(dòng)腿的下欄技術(shù)。我們?cè)诜治鲞\(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作時(shí)不僅要符合生物力學(xué)的原理,還要符合運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)的原理,當(dāng)起跨腿處于垂直支撐階段時(shí),擺動(dòng)腿的足跟幾乎碰到臀部,膝關(guān)節(jié)的夾角比一般短跑運(yùn)動(dòng)員相應(yīng)的要小(可達(dá)28°一34°),這個(gè)角度在慢跑中或靜止?fàn)顟B(tài)是無(wú)法做到的。在起跨腿充分前蹬的情況下擺動(dòng)腿在充分送髓的前提下,以髖關(guān)節(jié)發(fā)力向上快速擺動(dòng)攻欄時(shí)下腿的擺速落后大腿的擺速,由于慣性的作用才使擺動(dòng)腿的膝角變小。

3.在下欄階段小腿不存在主動(dòng)擺直的動(dòng)作,當(dāng)大腿彎曲時(shí),膝關(guān)節(jié)的股二頭肌,半膜肌會(huì)產(chǎn)生被動(dòng)不足的現(xiàn)象阻礙膝關(guān)節(jié)的伸直25°。所以在膝關(guān)節(jié)夾角很小的情況下主動(dòng)伸直膝關(guān)節(jié)是很困難的。因此在這個(gè)技術(shù)動(dòng)作方面不應(yīng)該存在什么直腿下欄與曲腿下欄之說(shuō),主要還是髓關(guān)節(jié)的肌肉力量及靈活性。是大腿帶動(dòng)小腿的結(jié)果。

4.過(guò)欄前和過(guò)欄后的步幅大小決定過(guò)欄效率的高低，欄前的起跨決定身體重心的運(yùn)動(dòng)軌跡,它是影響過(guò)欄最優(yōu)化的一個(gè)決定性因素。過(guò)欄的質(zhì)量和起跨時(shí)的身體重心高度直接相關(guān)。

5.過(guò)欄技術(shù)應(yīng)該緊密與運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、解剖學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)同時(shí)交叉、貫通，這樣對(duì)于400m跨欄過(guò)欄技術(shù)及整個(gè)跨欄技術(shù)都會(huì)有更大的質(zhì)的飛躍。

5.參考文獻(xiàn)

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第三篇：《運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱講解

《運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)A》教學(xué)大綱(04)

一、說(shuō)明

（一）課程定義：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)基礎(chǔ)是研究人體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門(mén)應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)。它是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析的唯一手段，其運(yùn)動(dòng)技術(shù)數(shù)據(jù)采集方法和分析方法是本門(mén)課程中最具特色的部分，在體育學(xué)科中具有不可替代的作用。

（二）編寫(xiě)依據(jù)：本大綱依據(jù)國(guó)家教育行政部門(mén)有關(guān)對(duì)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)本科生的培養(yǎng)任務(wù)及目標(biāo)，結(jié)合考慮運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)本科學(xué)生的實(shí)際情況制定。

（三）目的任務(wù)：向?qū)W生傳授體育運(yùn)動(dòng)中人體（包括器械）運(yùn)動(dòng)的基本原理和基本知識(shí)。其中重點(diǎn)掌握運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)數(shù)據(jù)的采集方法和基本儀器的使用方法，以及從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)數(shù)據(jù)中解讀運(yùn)動(dòng)技術(shù)信息的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和動(dòng)手操作的技能。

（四）課程編碼：20520009，適用于運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)本科生使用。

（五）學(xué)時(shí)數(shù)與學(xué)分：本課程86學(xué)時(shí)，5學(xué)分。

二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配

教學(xué)基本內(nèi)容

講授

第一章 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)概述 第二章 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)數(shù)據(jù)采集 第三章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)原理 第四章 骨、關(guān)節(jié)、肌肉力學(xué)基礎(chǔ) 第五章 運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析基礎(chǔ)

合 計(jì) 16 16 16 16 66

教學(xué)安排 討論

實(shí)踐

實(shí)驗(yàn)4 2 20 30 20 18 16 86 小計(jì)

三、教學(xué)內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)

第一章 緒論

知識(shí)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的定義，基本概念，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的任務(wù)。第二章 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)數(shù)據(jù)的采集

知識(shí)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)技術(shù)數(shù)據(jù)的意義，運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)的測(cè)量，攝影攝像基礎(chǔ)、視屏數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，運(yùn)動(dòng)技術(shù)解析原理和方法介紹，測(cè)力原理，測(cè)力應(yīng)用介紹。

相關(guān)實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)1：攝像機(jī)操作，視屏數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作 實(shí)驗(yàn)2：運(yùn)動(dòng)技術(shù)圖片重心實(shí)測(cè)

實(shí)驗(yàn)3：運(yùn)動(dòng)技術(shù)錄像解析(自編軟件)實(shí)驗(yàn)4：艾里爾錄像解析軟件(或同濟(jì)大學(xué)解析軟件)實(shí)驗(yàn)5：三維測(cè)力平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)6：應(yīng)變片在測(cè)力中的應(yīng)用之一(應(yīng)變片粘貼技術(shù))實(shí)驗(yàn)7：應(yīng)變片在測(cè)力中的應(yīng)用之二(應(yīng)變測(cè)力儀使用)第三章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)原理

知識(shí)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)，動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理，穩(wěn)定性原理，流體力學(xué)原理 相關(guān)實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)8：一維平衡板實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)9：平衡臺(tái)測(cè)量重心位置 第四章 骨、關(guān)節(jié)、肌肉力學(xué)

知識(shí)點(diǎn)：骨力學(xué)、關(guān)節(jié)力學(xué)、肌肉力學(xué) 相關(guān)實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)10：縱跳實(shí)驗(yàn)(人體素質(zhì)測(cè)量?jī)x)第五章 運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析基礎(chǔ)

知識(shí)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析基本方法、跑跳投技術(shù)分析、舉重技術(shù)分析、體操技術(shù)分析、游泳技術(shù)分析。

四、考核

（一）考核形式：實(shí)驗(yàn)報(bào)告、閉卷筆試。

（二）成績(jī)計(jì)算：較好的完成大綱安排的基本實(shí)驗(yàn)，并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告；以實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定成績(jī)，占總考核成績(jī)的20％。較好的完成大綱各部分講授課安排的內(nèi)容及問(wèn)題。成績(jī)?cè)u(píng)定采用閉卷筆試，占總考核成績(jī)的80％。

（三）考試的形式及試卷結(jié)構(gòu)

1）答題方式：本課程考試采用閉卷筆試方式，題目包括：填空題、判斷題、選擇題、問(wèn)答題、計(jì)算題。

2）考試時(shí)間（考試所需要的時(shí)間）：120分鐘。

3）題型分?jǐn)?shù)比例：填空題15%、判斷題10%、選擇題15%、問(wèn)答題30%、計(jì)算題30%。

4）內(nèi)容比例：緒論10%、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)數(shù)據(jù)的采集40%、人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)原理30%、骨、關(guān)節(jié)、肌肉力學(xué)20%。

5）試題難易程度比例：基本題60%、難度題30%、發(fā)揮題10%。

五、教材與參考教材

教學(xué)用書(shū)：

1.體育學(xué)院通用教材，《運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)》，北京：人民體育出版社，1990年第1版。參考書(shū)目：

1.石玉琴等編，《運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究方法與實(shí)驗(yàn)》，成都：西南財(cái)經(jīng)大學(xué)出版社，1995年1版。2.劉北湘編，《競(jìng)技運(yùn)動(dòng)技術(shù)原理》，西安：西安交通大學(xué)出版社，1996年1版。

第四篇：散打動(dòng)作技術(shù)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析

散打動(dòng)作技術(shù)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析

散打是一項(xiàng)用身體特定部位作為進(jìn)攻或防守武器的搏擊性運(yùn)動(dòng)。縱觀其動(dòng)作技術(shù)特點(diǎn)，散打中任一技術(shù)動(dòng)作都是在肩、軀干、腰、髖、膝、裸各關(guān)節(jié)的充分配合下完成的，要求將各關(guān)節(jié)的分力聚集一點(diǎn)作用于目標(biāo)。散打動(dòng)作技術(shù)主要有拳法、腿法、摔法。拳法主要包括直拳、擺拳、勾拳、劈拳、扣拳、鞭拳、彈拳七種，是以直、擺、勾、為主體；腿法主要有前蹬腿、側(cè)踹退、橫鞭腿、后擺腿、下劈腿、掃腿六種，是以前蹬腿、鞭腿、側(cè)踹腿為主體；散打中的摔法主要有夾摔、抱纏摔、接腿摔、等三種[1I。拳法的特點(diǎn)在于進(jìn)攻路線短、沖力大、速度快、發(fā)力狠、動(dòng)作突然、防不慎防、躲避困難、而且易于應(yīng)用身體的力量。腿法的特點(diǎn)進(jìn)攻路線長(zhǎng)、打擊力大、是遠(yuǎn)距離進(jìn)攻最有效的武器。摔法的特點(diǎn)是速度快、發(fā)力突然，是貼身搏擊的銳利武器。對(duì)散打動(dòng)作技術(shù)肌群工作特征分析 肌肉是人體運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是產(chǎn)生力的器官。散打動(dòng)作技術(shù)的肌群力學(xué)特征主要通過(guò)參與工作的肌肉作用類型、肌肉功率、肌肉功、肌肉的發(fā)力順序四方面表現(xiàn)出來(lái)。1．1 參與工作的肌群及其特點(diǎn)

散打中的每一動(dòng)作技術(shù)都是全身性的運(yùn)動(dòng)，都要求身體各部位的肌群協(xié)調(diào)、充分的配合使機(jī)體能量經(jīng)濟(jì)化和動(dòng)作效果最優(yōu)化。從體育解刨學(xué)的角度上講，其動(dòng)作設(shè)計(jì)與人體的上肢、軀干、和下肢等關(guān)節(jié)的肌肉的工作特征緊密相連。下面以散打中最常用的右手摜拳為例、對(duì)參與摜拳動(dòng)作關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)及肌肉工作的特點(diǎn)進(jìn)行分析：右手摜拳的動(dòng)作要求右腿輕微下潛繼而快速蹬地并向內(nèi)扣，髖關(guān)節(jié)伸展內(nèi)旋，軀干向左回旋，同時(shí)肩胛骨前伸，肩關(guān)節(jié)前屈，肘關(guān)節(jié)伸的同時(shí)伴隨前臂內(nèi)旋，右拳向外、向前、向里橫摜，力達(dá)拳面。做摜拳動(dòng)作時(shí)，右腿輕微下潛右后快速蹬地并向內(nèi)扣動(dòng)作是由髁關(guān)和膝關(guān)節(jié)完成，參與的肌群為小腿三頭肌、脛骨后肌、股四頭肌等，是肌肉在近固定時(shí)做超等長(zhǎng)收縮完成的。髖關(guān)節(jié)伸展內(nèi)旋動(dòng)作主要是臀大肌、大收肌、股二頭肌、半肌腱和半膜肌、臀中肌和臀小肌前部及闊筋膜張肌等肌群 在近固定時(shí)做向心工作完成的。軀干左回旋動(dòng)作是由左側(cè)腹內(nèi)斜肌和右側(cè)腹外斜肌在下固定時(shí)做向心工作完成。在手臂擺動(dòng)過(guò)程中，上肢帶的肩胛骨做前伸運(yùn)動(dòng)，主要是由前鋸肌和胸小肌在近固定時(shí)做離心工作完成的；肩關(guān)節(jié)前屈主要是由胸大肌、三角肌前部肌纖維做等長(zhǎng)工作完成；肘關(guān)節(jié)伸的同時(shí)伴隨前臂內(nèi)旋動(dòng)作，肘關(guān)節(jié)伸主要是由肱三頭肌和肘肌在近固定時(shí)做向心工作完成的；前臂內(nèi)旋是旋前原肌、旋前方肌在近固定時(shí)做向心工作完成。

由以上分析得知，各關(guān)節(jié)肌肉的收縮形式有離心收縮、超等長(zhǎng)收縮、等長(zhǎng)收縮等收縮形式。在各種收縮形式中，產(chǎn)生肌力的大小順序?yàn)椋撼乳L(zhǎng)收縮>離心收縮>等長(zhǎng)收縮>向心收縮日。顯而易見(jiàn)。超等長(zhǎng)收縮產(chǎn)生的肌力最大。之所以這種收縮能產(chǎn)生更大的力量是由于肌肉彈性體產(chǎn)生的張力變化和肌牽張反射。從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的角度說(shuō)，人體肌肉包括肌腱是一種黏彈性物質(zhì)，其在收到迅速牽拉伸長(zhǎng)時(shí)，能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的彈性回縮力，黏性物質(zhì)如果緩慢被拉伸，或者拉伸后在停頓一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，其彈性回縮力就會(huì)大大降低。所以在散打動(dòng)作中，盡可能的使肌肉做超等長(zhǎng)收縮，使其產(chǎn)生更大的肌力。如在直拳、摜拳、勾拳時(shí)，在啟動(dòng)階段使蹬地腿有意識(shí)的小幅度下潛或身體小幅度的轉(zhuǎn)動(dòng)使肌肉先做離心收縮，繼而快速蹬地、轉(zhuǎn)髖、送肩使肌肉做向心收縮，從而增大肌力。在做鞭腿動(dòng)作時(shí)同樣使進(jìn)攻腿下潛，繼而快速蹬地，肌肉做超等長(zhǎng)收縮，使進(jìn)攻腿產(chǎn)生了更大的肌力，通過(guò)發(fā)作用力于地面，從而增加了進(jìn)攻腿的啟動(dòng)速度。但應(yīng)注意腿的下潛動(dòng)作及蹬地發(fā)力到動(dòng)作完成整個(gè)過(guò)程是快速、連貫一致的，否則會(huì)出現(xiàn)肌肉的松弛現(xiàn)象。

1．2 肌肉工作的功率分析 散打中進(jìn)攻腿或拳對(duì)目標(biāo)擊打效果的優(yōu)劣往往取決于完成動(dòng)作過(guò)程中肌肉功率的大小。肌肉的功率(P)等于肌肉收縮力(T)與肌肉收縮速度()的乘積，即P：w ：：T．旦：T．t t t

肌肉的功率值由該r_v曲線圖可以得到，肌力隨著肌肉收縮速度的減小而逐漸增大，當(dāng)肌肉收縮的速度減慢至零時(shí)，肌力最大。在圖1上每一點(diǎn)的功率等于以該點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)為兩對(duì)角頂點(diǎn)的矩形面積，由圖知肌肉的功率存在一個(gè)最大值，當(dāng)肌肉收縮速度達(dá)到v。時(shí)肌肉的收縮速度與肌力的乘積最大，即爆發(fā)力P=TV最大，所以散打拳法和腿法技術(shù)中要想發(fā)揮出最大爆發(fā)力必須擁有適宜的力量和速度。事實(shí)上，有學(xué)者已研究表明，肌肉功率的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還有另外一個(gè)很重要的因素——肌力的梯度。在肌肉功率計(jì)算公式中，肌肉力量T是一個(gè)變量，如果力T是受力點(diǎn)位置的函數(shù)T(r)。但是，如果力T是時(shí)間的函數(shù)T(t)時(shí)，那么上面的功率計(jì)算公式就變?yōu)镻= = =T(1)． dS+ v+ _s_mdt dt dt dt dtd St ‘由上式可以看出，即力T隨時(shí)間t的變化率，稱為肌肉梯度，對(duì)肌肉的功率也有重要的貢獻(xiàn)。所以在散打動(dòng)作中要

求運(yùn)動(dòng)員在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮出最大力，使得的值增大，從而增大爆發(fā)力。有資料顯示人體爆發(fā)力達(dá)到最大所用的時(shí)間約為300—400ms，而散打運(yùn)動(dòng)員完成某一擊打動(dòng)作時(shí)間也在 1 80—600ms之間，已有學(xué)者對(duì)超級(jí)散打王柳海龍和散打王寶力高的后鞭腿動(dòng)作進(jìn)行研究，結(jié)果得出柳海龍完成這一動(dòng)作需要330ms，寶力高完成該動(dòng)作需要310msis]；也有學(xué)者對(duì)散打健將運(yùn)動(dòng)員和一級(jí)運(yùn)動(dòng)員優(yōu)劣勢(shì)側(cè)踹腿達(dá)到最大力量所用的時(shí)間進(jìn)行對(duì)比研究，得出健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員優(yōu)勢(shì)側(cè)踹腿達(dá)到最大力量所需時(shí)間平均為184．1±6．2ms，弱勢(shì)側(cè)踹腿為165．3 4-12．4ms，一級(jí)運(yùn)動(dòng)員優(yōu)勢(shì)側(cè)踹腿到達(dá)最大力量所需時(shí)間平均為195．0 4-12．Oms，弱 勢(shì)為189-3±10．2ms，由以上研究表明散打擊打動(dòng)作技術(shù)在理論上基本能達(dá)到發(fā)揮最大功率所需要的峰值。這就要求我們?cè)谄綍r(shí)的散打訓(xùn)練中，盡量以發(fā)展運(yùn)動(dòng)員的肌肉功率為主，在短時(shí)間內(nèi)使運(yùn)動(dòng)員的擊打力量和動(dòng)作速度最大化。另外，有研究表明爆發(fā)力的大小與主動(dòng)肌的收縮快慢和對(duì)抗肌的放松程度有很大關(guān)系171。主動(dòng)肌的主動(dòng)收縮能加快動(dòng)作的速度，相反，對(duì)抗肌的收縮則起著阻礙動(dòng)作速度的作用。肌肉放松可以減小肌肉之間的對(duì)抗，提高動(dòng)作的速度。當(dāng)主動(dòng)肌群收縮的同時(shí)，適時(shí)地放松對(duì)抗肌群，能減少對(duì)抗肌的阻力，增大主動(dòng)肌群的收縮速度和力量，使動(dòng)作變得更快、打擊更有力，從而有效的增加了肌肉的功 率。

綜上所述，我們?cè)谄綍r(shí)的散打擊打訓(xùn)練中，不僅要在短時(shí)間內(nèi)完成動(dòng)作外，還應(yīng)在擊打過(guò)程中使肢體和相應(yīng)關(guān)節(jié)的肌肉放松，直到擊打肢體剛接觸目標(biāo)的瞬間增加關(guān)節(jié)的肌肉力量，使肌1m ／．、肉梯度增大，從而發(fā)揮出最大功率，使打擊效果最優(yōu)化。1．3 肌肉工作的肌肉功分析

肌力的系統(tǒng)是在肌肉力影響下由關(guān)節(jié)連接的骨組成的，一個(gè)擊打動(dòng)作的所表現(xiàn)出的速度意味著加速度、力、肌肉收縮。我們知道較大的力能產(chǎn)生較大的加速度，而較大的肌肉收縮產(chǎn)生較大的力，但是，較大的肌肉力是位于近身體中心的，而在散打運(yùn)動(dòng)中我們希望建立在攻擊的手和腳上的速度，所以問(wèn)題是如何諧調(diào)肌肉來(lái)順序的運(yùn)動(dòng)發(fā)力。所以，在擊打動(dòng)作中只慮肌肉力是無(wú)法達(dá)到目的，因?yàn)閺脑S多串聯(lián)的肌肉中獲得的瞬時(shí)力總和其意義不大。只有考慮擊打過(guò)程中的整個(gè)肌肉功才是更有用的，因?yàn)樗鼈冎苯优c系統(tǒng)的動(dòng)能變化緊密相連?；驹硎羌∪夤Φ扔诩∪饬Τ艘约∪饪s短的距離，這種功改變了系統(tǒng)的動(dòng)能。這種情況下，改變的是身體環(huán)節(jié)的速度或角速度，因此我們的Et的要協(xié)調(diào)肌肉收縮，使功最大化，從而使最遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)的末端效應(yīng)器的最大速度。由希爾方程知，肌肉的收縮力隨著肌肉收縮速度的增加而減小，收縮速度為0時(shí)，肌力最大。這意味著在相鄰環(huán)節(jié)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)該在角速度為0時(shí)開(kāi)始，既在此時(shí)開(kāi)始激活肌肉，肌肉一開(kāi)始激活就有力使一個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)于它的臨近環(huán)節(jié)加速，在肌肉激活到最大之前跟著發(fā)生運(yùn)動(dòng)，節(jié)節(jié)加速傳遞，從而使末端擊打動(dòng)能最大化。所以散打運(yùn)動(dòng)在完成擊打動(dòng)作時(shí)要求上下肢、腰、髖、軀干協(xié)調(diào)配合，通過(guò)蹬地、轉(zhuǎn)髖，合腰將進(jìn)攻腿或拳作用于擊打部位，原因是通過(guò)髖關(guān)節(jié)和軀干的轉(zhuǎn)動(dòng)所做的功可以使拳或腳的速度最大化，許多短的肌肉產(chǎn)生相鄰椎骨之間的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些肌肉只能縮短很小的量。但是他們的巨大數(shù)量可以做大量的功，許多淺層的軀干肌跨過(guò)一個(gè)以上的椎間關(guān)節(jié)，因?yàn)樗麄冸x開(kāi)椎骨轉(zhuǎn)動(dòng)軸有一段距離，加上它們同樣可以縮短相當(dāng)大的量，所以它們可以產(chǎn)生相當(dāng)大的力矩，髖關(guān)節(jié)相對(duì)于腳的轉(zhuǎn)動(dòng)可以發(fā)展力矩和角位移。所有這些動(dòng)作都可以產(chǎn)生肌肉功并可傳遞到肩帶，作為動(dòng)能表現(xiàn)出來(lái)。肌肉功原理就要求我們?cè)谶M(jìn)行擊打動(dòng)作訓(xùn)練及實(shí)戰(zhàn)中充分利用蹬地、轉(zhuǎn)髖、合腰的力，使肌肉充分做有用功，使得末端擊打部位的動(dòng)能最大化。在散打教學(xué)訓(xùn)練中注重腿部、髖部、腰部的力量練習(xí)。1．4肌肉工作的順序原則 人體四肢由近端至遠(yuǎn)端，各關(guān)節(jié)所配備的肌肉由強(qiáng)變?nèi)?，運(yùn)動(dòng)中當(dāng)需要克服大阻力或需要表現(xiàn)出較高的動(dòng)作速度時(shí)，肢體各關(guān)節(jié)的肌肉雖然都同時(shí)用力，但各關(guān)節(jié)產(chǎn)生的力不同，大關(guān)節(jié)產(chǎn)生的力最大，中關(guān)節(jié)次之，小關(guān)節(jié)最小。對(duì)于肌肉工作順序原理問(wèn)題，我國(guó)學(xué)者早有研究，有學(xué)者對(duì)跆拳道橫踢動(dòng)作研究時(shí)得出后橫踢肌肉的發(fā)力順序首先是髂腰肌、股直肌、縫匠肌、闊筋膜張肌完成主動(dòng)收縮，在完成屈髖動(dòng)作的同時(shí)，臀中肌，臀小肌完成右大腿的旋內(nèi)動(dòng)作，其次，股四頭肌收縮完成伸膝動(dòng)作的同時(shí)在小腿三頭肌的作用下完成裸關(guān)節(jié)的伸屈動(dòng)作；有研究表明鞭腿打擊動(dòng)作的活動(dòng)順序?yàn)轶y關(guān)節(jié)一膝關(guān)節(jié)一髖關(guān)節(jié)一膝關(guān)節(jié)一踝關(guān)節(jié)㈣。充分說(shuō)明了關(guān)節(jié)活動(dòng)順序由大關(guān)節(jié)到小關(guān)節(jié)的原理。因此，在散打動(dòng)作中，要增加出拳或踢腿的速度和力量就必須的利用肌肉大小關(guān)節(jié)發(fā)力的順序，主動(dòng)加強(qiáng)大關(guān)節(jié)用力，再帶動(dòng)中關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，最后帶動(dòng)小關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。2 散打動(dòng)作技術(shù)特征的力學(xué)分析 散打進(jìn)攻時(shí)打擊力量的大小、方向以及擊打點(diǎn)是評(píng)價(jià)動(dòng)作效果好壞的較為重要的生物力學(xué)依據(jù)之一。下面我們從力學(xué)原理方面進(jìn)行分析。在散打動(dòng)作中拳法和腿法屬于進(jìn)攻動(dòng)作，主要 以擊打有效部位為主，可稱為擊打眭動(dòng)作。對(duì)于擊打性動(dòng)作技術(shù)，應(yīng)用動(dòng)量定理：ΣF。= d(mv)=誓咖，在時(shí)間t_tO時(shí)間段內(nèi)，擊打肢體接觸目標(biāo)的初始動(dòng)量分別為P和P。，于是可得擊打肢體接觸目標(biāo)時(shí)在時(shí)間t—to內(nèi)所受的總沖量的大小為II=f(Fi)dr=I dp=p—Po上式表明：在擊打過(guò)程中，擊打肢體接觸擊打目標(biāo)的時(shí)間內(nèi)，其動(dòng)量的改變量等于這段時(shí)間內(nèi)作用于擊打目標(biāo)合力的沖量，所以要增大擊打肢體對(duì)目標(biāo)的擊打合力的沖量，就得增加擊 打肢體接觸目標(biāo)時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)量改變量。

上式為用沖量表述的擊打肢體動(dòng)量定理的積分形式，在擊打肢體擊打目標(biāo)的過(guò)程中，沖量是隨時(shí)間變化的，因而合力的沖量等于各分力的沖量之和，而每一個(gè)分力的沖量都可以表示為平均力與時(shí)間的乘積，因此上式可表示為：Σ(t．t0)：p—P。=iV—my(v為擊打肢體離開(kāi)擊打目標(biāo)的速度，v。為擊打肢體接觸擊打目標(biāo)的速度，其中p=mv)，于是得知Σ =—m(v-vo一)，一Io規(guī)定擊打肢體離開(kāi)擊打目標(biāo)的速度方向?yàn)檎较?，于是可知v為正值，VO為擊打肢體剛接觸擊打目標(biāo)時(shí)的速度，由于與離開(kāi)目標(biāo)時(shí)的速度方向相反，因此v0為負(fù)值，既上式可表示為：Σ：二—m(v+—vo)。t—t0 t—t0 上式表明：要增加擊打肢體對(duì)擊打目標(biāo)的平均力度，就得增加肢體的質(zhì)量和打擊速度，肢體的質(zhì)量隨著運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化而發(fā)生相應(yīng)變化，不易于控制，并且產(chǎn)生的效果并不大，因此最有效的方法是增大v。和v，減小卜to，既盡量的增加擊打肢體剛接觸和離開(kāi)擊打目標(biāo)的速度，縮短擊打肢體和擊打目標(biāo)之間接觸的時(shí)間。對(duì)于v和t，我們可以使在擊打肢體接觸擊打目標(biāo)時(shí)決出快收，以縮短擊打肢體和擊打目標(biāo)接觸的時(shí)間t，增加擊打肢體離開(kāi)擊打目標(biāo)的速度v，但如何增大擊打肢體剛接觸擊打目標(biāo)的速度Vo，這是值得我們探討的問(wèn)題。在散打擊打動(dòng)作中，大多數(shù)動(dòng)作實(shí)質(zhì)上是繞相應(yīng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，如以鞭腿為例，由角速度與線速度的關(guān)系v=∞r(nóng)2知，只要提高腿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度m，就可以增大腳接觸目標(biāo)的速度v。由轉(zhuǎn) 動(dòng)定律ΣM=Id得知，轉(zhuǎn)動(dòng)體繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(I)與角加速度()之積等于轉(zhuǎn)動(dòng)體所受的合外力矩(ΣM)。因此要提高鞭腿進(jìn)攻的角加速度，增加角速度∞，就必須增大肌力矩ΣM，縮小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I。所以在腳剛接觸擊打目標(biāo)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)各肌肉關(guān)節(jié)的用力，增大肌力矩，并在不同的動(dòng)作階段合理的應(yīng)用進(jìn)攻腿的屈與伸，改變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，才能提高角速度∞，才能真正實(shí)現(xiàn)提高進(jìn)攻效果的目的。另外，由動(dòng)量矩定理ΣMt=I ∞2-1．∞，得知當(dāng)動(dòng)量矩的大小一定時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)體所受的沖量矩ΣMt在數(shù)值上等于轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(I)與轉(zhuǎn)動(dòng)速度(∞)之積的改變量。從動(dòng)量矩定理可以看出，在肌力矩一定時(shí)，肢體在某一時(shí)刻以不同的姿勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其擊打效果顯然是不同的。也就是說(shuō)，進(jìn)攻腿從蹬地動(dòng)作開(kāi)始到擊打動(dòng)作結(jié)束，大腿相對(duì)髖關(guān)節(jié)從加速?gòu)澢^(guò)渡到快速制動(dòng)過(guò)程中，小腿如何折疊，有如何伸展，對(duì)進(jìn)攻腿的動(dòng)量矩變化都起著重要的作用。由此可見(jiàn)，動(dòng)量矩變化量的大小對(duì)進(jìn)攻腿擺動(dòng)速度的影響是非常重要的，因此在訓(xùn)練中，把握動(dòng)作的連貫性，注重動(dòng)作的實(shí)效性，在確保自身穩(wěn)度的前提下，盡量增大進(jìn)攻腿的動(dòng)量矩增量。散打運(yùn)動(dòng)其動(dòng)作大多涉及到肢體的轉(zhuǎn)動(dòng)，上述分析對(duì)其它散打動(dòng)作同樣也適用，如根據(jù)動(dòng)量定理和轉(zhuǎn)動(dòng)定律原理，直拳動(dòng)作在出拳時(shí)蹬地，擰腰，轉(zhuǎn)髖，并使拳配合旋轉(zhuǎn)，以增大直拳剛接觸目標(biāo)時(shí)的速度和角速度，增加打擊力度。摜拳在擺動(dòng)過(guò)程中以肘關(guān)節(jié)角度大小的改變來(lái)調(diào)整肢體相對(duì)于肩關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，以達(dá)到擺動(dòng)肢體相對(duì)于肩關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而獲得較好的打擊效果的目的。3 結(jié)論與建議

第五篇：生物力學(xué)總結(jié)（最終版）

生物力學(xué)總結(jié)

能源與動(dòng)力工程學(xué)院

39042128 馬建棟

跆拳道的生物力學(xué)分析

一、摘要

本學(xué)期我選修了生物力學(xué)這門(mén)課，在課程中初步的了解了生物力學(xué)的研究范圍、研究對(duì)象及其應(yīng)用等。生物力學(xué)（biomechanics）生物力學(xué)是應(yīng)用力學(xué)原理和方法對(duì)生物體中的力學(xué)問(wèn)題定量研究的生物物理學(xué)分支。其研究范圍從生物整體到系統(tǒng)、器官(包括血液、體液、臟器、骨骼等)，從鳥(niǎo)飛、魚(yú)游、鞭毛和纖毛運(yùn)動(dòng)到植物體液的輸運(yùn)等。生物力學(xué)的基礎(chǔ)是能量守恒、動(dòng)量定律、質(zhì)量守恒三定律并加上描寫(xiě)物性的本構(gòu)方程。生物力學(xué)研究的重點(diǎn)是與生理學(xué)、醫(yī)學(xué)有關(guān)的力學(xué)問(wèn)題。依研究對(duì)象的不同可分為生物流體力學(xué)、生物固體力學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)等。本學(xué)期的生物力學(xué)課程主要介紹了生物摩擦學(xué)、生物運(yùn)動(dòng)學(xué)、血液流變學(xué)和骨力學(xué)。

二、引言

現(xiàn)代生物力學(xué)大約起源于20世紀(jì)60年代末，生物力學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)發(fā)展進(jìn)入了形成和發(fā)展時(shí)期。在這一時(shí)期專家們對(duì)于人和動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)特性進(jìn)行了積極的研究。隨著對(duì)于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練問(wèn)題研究范圍的不斷擴(kuò)大，有關(guān)運(yùn)動(dòng)員完成比賽動(dòng)作技術(shù)分析方面不同角度生物力學(xué)的研究得到了積極發(fā)展。近些年教育生物力學(xué)中的傳統(tǒng)學(xué)術(shù)方面在東歐國(guó)家得到了進(jìn)一步的發(fā)展，在這一領(lǐng)域里所進(jìn)行的現(xiàn)代科學(xué)研究的主要方向首先決定于使用現(xiàn)代科研方法的可能性。研究生物力學(xué)對(duì)當(dāng)前的醫(yī)學(xué)水平和生命機(jī)理有至關(guān)重要的意義。

三、正文

1研究對(duì)象

以濱州市跆拳道隊(duì)女隊(duì)運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，在實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)她們的后腿橫踢技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行拍攝，A均在近幾年濱州地區(qū)跆拳道比賽中獲得過(guò)優(yōu)異成績(jī)。B為濱州地區(qū)跆拳道隊(duì)普通隊(duì)員.2研究方法

研究主要是通過(guò)使用兩臺(tái)日本產(chǎn)Pansonic DP 200Sony攝像機(jī)進(jìn)行三維錄像拍攝。一臺(tái)攝像機(jī)是旋轉(zhuǎn)在“運(yùn)動(dòng)方向”右邊，距受試者約15ｍ處，另一個(gè)攝像機(jī)放置在受試者左邊約15ｍ處，兩攝像機(jī)主光軸約成90°，高度約為1.5ｍ。兩臺(tái)攝像機(jī)的拍攝頻率為25幀/ｓ。為保證圖像清晰，采用 1/250ｓ的快門(mén)速度。拍攝日期及時(shí)間顯示于屏幕的左下角。為保證每名受試者動(dòng)作能夠在Ａ機(jī)和Ｂ機(jī)中對(duì)應(yīng)，拍攝中使用一包括25個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的樹(shù)形框架(PEAK公司)型號(hào)為003-C，拍攝橫踢動(dòng)作前將框架置于動(dòng)作區(qū)域內(nèi)并拍攝框架，完畢后，移走框架。每名受試者在做完充分的準(zhǔn)備活動(dòng)后，拍攝10次橫踢動(dòng)作。對(duì)每名受試者隨機(jī)抽取的2次橫踢進(jìn)行了詳細(xì)分析。運(yùn)用一臺(tái)配置為CR1.7的個(gè)人電腦，采用會(huì)聲會(huì)影軟件和圖像采集卡對(duì)所得錄像進(jìn)行剪輯，用美國(guó)艾里爾（Ariel Dynamics）公司生產(chǎn) the APAS System錄像解析系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)員A和B后腿橫踢技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行分析和研究。在解析過(guò)程中，選取擺動(dòng)腿的3個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其中包括:髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)。采用DLT法進(jìn)行三維分析，X，Y，Z坐標(biāo)為右手系。運(yùn)用計(jì)算機(jī)把技術(shù)圖像進(jìn)行數(shù)字化處理，并通過(guò)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析和研究，給出必要的數(shù)學(xué)參考模型。解析結(jié)果用數(shù)字濾波法進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑，截?cái)囝l率為8，用Excel對(duì)提得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析髖、膝、踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特征。每次踢的分析結(jié)果、角變化、速度數(shù)據(jù)都繪成了曲線，找出他們技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足。結(jié)果與分析

運(yùn)動(dòng)員A與運(yùn)動(dòng)員B總體變化規(guī)律基本相同

從整體情況來(lái)看，運(yùn)動(dòng)員A與運(yùn)動(dòng)員B的后橫踢動(dòng)作均符合下肢鞭打運(yùn)動(dòng)原理。其中小腿先折疊后擺可提高踢腿速度。根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論，Ｉ=ＭＲ2。如把整個(gè)橫踢動(dòng)作看做腿繞髖關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，則小腿折疊減小了腿的回轉(zhuǎn)半徑，也就是減小了腿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這樣，在同樣大小的髖關(guān)節(jié)肌肉力矩作用下，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)定律，∑Ｍ=Ｉβ。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小則獲得的轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度越大，同時(shí)擺腿角速度越快。在橫踢這一多關(guān)節(jié)連續(xù)動(dòng)作中，同樣也存在牽張反射機(jī)制。當(dāng)踢腿時(shí)，總是先屈膝，這一動(dòng)作使以股四頭肌為主的主動(dòng)肌群伸展。主動(dòng)肌伸展使肌肉拉長(zhǎng)并刺激關(guān)節(jié)感受器，導(dǎo)致隨后的動(dòng)作中肌肉有力的收縮。同時(shí)，這里也存在利用肌肉彈性勢(shì)能的可能性，即當(dāng)肌肉離心收縮或拉長(zhǎng)后，由于彈性勢(shì)能會(huì)很快地產(chǎn)生向心收縮。因此，對(duì)于一個(gè)高水平的跆拳道運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，使主動(dòng)肌在收縮前足夠地放松，使遠(yuǎn)側(cè)環(huán)節(jié)能夠更加滯后是一種重要的技術(shù)。另外，人體四肢由近端關(guān)節(jié)至遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)，各關(guān)節(jié)所配置的肌肉的強(qiáng)弱，即肌肉的生理橫斷面逐漸減小。在生物力學(xué)中把關(guān)節(jié)處所配置的肌肉生理橫斷面大的稱大關(guān)節(jié)，反之稱小關(guān)節(jié)。這與人體活動(dòng)時(shí)各關(guān)節(jié)所遇到的阻力矩由近端至遠(yuǎn)端依次減小的情況是完全一致的。運(yùn)動(dòng)中當(dāng)需要克服大阻力或需要表現(xiàn)出較高的動(dòng)作速度時(shí)，肢體各關(guān)節(jié)的肌肉雖然都同時(shí)用力，但其中大關(guān)節(jié)總是首先產(chǎn)生活動(dòng)，并依據(jù)關(guān)節(jié)的大小表現(xiàn)出一定的先后順序。依據(jù)關(guān)節(jié)大小表現(xiàn)出大關(guān)節(jié)首先發(fā)力，以克服環(huán)節(jié)或肢體的惰性，便于環(huán)節(jié)或肢體的啟動(dòng)；中等關(guān)節(jié)次發(fā)力，便于環(huán)節(jié)或肢體進(jìn)一步加速；小關(guān)節(jié)最后發(fā)力便于控制環(huán)節(jié)或肢體的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)幅度。因此，在跆拳道的橫踢動(dòng)作中應(yīng)嚴(yán)格遵循這一規(guī)律，否則，必然造成動(dòng)作結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，動(dòng)作幅度、速度、力度受限，身體穩(wěn)度降低以及增大動(dòng)作預(yù)兆等諸多負(fù)面結(jié)果。總的來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)員A與運(yùn)動(dòng)員B均符合以上原理，但是他們之間又存在著一定的差距。

4運(yùn)動(dòng)員A與運(yùn)動(dòng)員B髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)角度變化的對(duì)比分析

在踢腿動(dòng)作中，首先膝關(guān)節(jié)屈曲小腿后擺，之后小腿前擺向目標(biāo)踢出。其中膝角升高和降低曲線坡度都很陡，這表明橫踢動(dòng)作中屈膝與伸膝具有較高的角速度，也就是說(shuō)，膝關(guān)節(jié)屈伸肌的作用同樣重要。這表明，踢腿動(dòng)作中，首先大腿向前擺出，而小腿后擺折疊，然后，當(dāng)大腿擺到一定位置后，大腿制動(dòng)，小腿前擺踢出，膝關(guān)節(jié)角度陡然增加。根據(jù)這一研究結(jié)果可知，跆拳道運(yùn)動(dòng)員在橫踢過(guò)程中正確的膝關(guān)節(jié)變化是關(guān)節(jié)角度先變小，再變大，再變小的過(guò)程。

5結(jié)論

跆拳道的橫踢動(dòng)作中，大腿首先加速前擺，膝關(guān)節(jié)屈曲小腿折疊。當(dāng)大腿擺至體前目標(biāo)方向時(shí)，股四頭肌收縮使小腿踢出。良好的技術(shù)特征中由大腿帶動(dòng)小腿踢出，小腿在踢出前應(yīng)盡量放松。只有這樣，才能更好地完成快速、有力踢腿。這一技術(shù)動(dòng)作符合關(guān)節(jié)活動(dòng)順序性原理。

運(yùn)動(dòng)員A的技術(shù)動(dòng)作的完成基本是合理和準(zhǔn)確的，對(duì)橫踢這一技術(shù)的理解比較好，在訓(xùn)練中注意加強(qiáng)身體素質(zhì)的訓(xùn)練，使其技術(shù)動(dòng)作更加完善。

運(yùn)動(dòng)員B的髖關(guān)節(jié)沒(méi)有展出去，在提完膝后大腿沒(méi)有一個(gè)明顯的制動(dòng)動(dòng)作，技術(shù)動(dòng)作完成的不準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)：

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