北京體育大學(xué)運(yùn)動生物力學(xué)復(fù)習(xí)題

1、-. z.運(yùn)動生物力學(xué)復(fù)習(xí)題-. z.緒論運(yùn)動生物力學(xué)是研究體育運(yùn)動中人體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。人體運(yùn)動實(shí)用力學(xué)根底一、名詞解釋1.穩(wěn)定角：重心垂直投影線和重心至支撐面邊緣相應(yīng)點(diǎn)連線間的夾角。2.支撐面：支撐面積是由各支撐部位的外表及它們之間所圍的面積組成的。3.轉(zhuǎn)動慣量：物體轉(zhuǎn)動時(shí)慣性大小的量度。4.超重現(xiàn)象：動態(tài)支撐反作用力大于體重的現(xiàn)象。5.失重現(xiàn)象：動態(tài)支撐反作用力小于體重的現(xiàn)象。6.穩(wěn)定系數(shù)：當(dāng)傾倒力開場作用時(shí)，穩(wěn)定力矩與傾倒力矩的比值。7.上支撐平衡：支撐點(diǎn)在重心上方的平衡。8.下支撐平衡：支撐點(diǎn)在重心下方的平衡。9.人體運(yùn)動的力：人體部各局部之間的相互作用力。二、填空1.運(yùn)動是絕對

2、的，但運(yùn)動的描述是相對的。因此在描述一個點(diǎn)或物體的運(yùn)動時(shí)，必須說明它相對于哪個物體才有明確的意義，且稱此物體為參照物。2.在運(yùn)動學(xué)中有兩個實(shí)物抽象化模型，即質(zhì)點(diǎn)和剛體。3.當(dāng)加速度方向與速度方向一樣時(shí)稱為加速運(yùn)動，反之稱為減速運(yùn)動。4.運(yùn)發(fā)動沿400米跑道運(yùn)動一周，其位移是 0 ，所走過的路程是 400m 。5.籃球運(yùn)動中的投籃過程可看作是一個拋點(diǎn)低于落點(diǎn)的斜上拋運(yùn)動，而投擲工程中，器械的運(yùn)動可以看做是一個拋點(diǎn)高于落點(diǎn)的斜上拋運(yùn)動。6.人體蹬起時(shí)，動態(tài)支撐反作用力大于體重，稱為超重現(xiàn)象，下蹲時(shí)，動態(tài)支撐反作用力小于體重，稱為失重現(xiàn)象。7.乒乓球弧旋球飛行的原因是運(yùn)發(fā)動打球時(shí)使球旋轉(zhuǎn)，由于空氣流

3、體力學(xué)的作用，產(chǎn)生了馬格努斯效應(yīng)的結(jié)果。8.忽略空氣的阻力，鉛球從運(yùn)發(fā)動手中拋出后只受到重力的作用，這種斜上拋運(yùn)動可看作是由水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的豎直上拋的合運(yùn)動。9.身體繞*轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量的大小，是隨身體各環(huán)節(jié)相對轉(zhuǎn)軸的距離的改變而改變的。10.游泳時(shí)，運(yùn)發(fā)動受到的阻力主要有三種，它們是摩擦阻力、形狀阻力和興波和碎波阻力。三、判斷題1.人體在做平衡動作時(shí)，需由外力及肌肉、韌帶等力矩共同維持平衡。2.人在平衡時(shí)，仍需消耗一定的生理能。3.人在自然站立時(shí)，女子和男子的平均重心高度是一樣的。4.在身體姿勢的變化過程中，人體中心不可以移出體外。5.人體保持平衡動作的力學(xué)條件是合外力及和

4、外力矩為零。6.用一維重心板測量人體重心的原理是力矩平衡原理。7.單杠懸垂動作是一個不穩(wěn)定平衡的例子。8.運(yùn)動時(shí)，運(yùn)發(fā)動的加速度方向與速度方向總是一致的。9.根據(jù)動量守恒定律，跳遠(yuǎn)運(yùn)發(fā)動騰空階段水平方向的運(yùn)動速度不變忽略空氣阻力10.當(dāng)合外力為零時(shí)，物體保持靜止?fàn)顟B(tài)。11.踏跳時(shí)，跳高運(yùn)發(fā)動在豎直方向上的動量變化等于豎直踏跳力的沖量。12.標(biāo)槍在空中飛行的原因是因?yàn)槭冀K作用有投擲力的作用。13.鉛球在出手后除空氣阻力外，不受力的作用。14.影響人體下支撐穩(wěn)定性的因素有身體重心高度、支撐面大小及體重，15.轉(zhuǎn)動量是人體轉(zhuǎn)動時(shí)慣性大小的量度。骨、肌肉的力學(xué)特性及人體根本活動形式一、名詞解釋1.肌肉

5、的主動力：肌肉興奮時(shí)可產(chǎn)生力。2.肌肉的被動力：肌肉當(dāng)被牽拉時(shí)產(chǎn)生彈力。3.肌肉總力：在體肌活動時(shí)其主動力和被動力是同時(shí)存在的。因此在體肌的力是主動力和被動力之和，稱之為肌肉的總力。4.肌肉的激活狀態(tài)：肌肉興奮時(shí)其收縮成分力學(xué)狀態(tài)的變化稱肌肉的激活狀態(tài)。5.肌肉松弛：被拉長的肌肉，其力有隨著時(shí)間的延長而下降的特性，這一特性稱肌肉松弛。6.運(yùn)動生物力學(xué)：運(yùn)動生物力學(xué)是研究體育運(yùn)動中人體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。7.動作技術(shù)原理：動作技術(shù)原理是指完成*項(xiàng)動作技術(shù)的根本規(guī)律，它適用于任何人，不考慮運(yùn)發(fā)動的性別、體型、運(yùn)動素質(zhì)的開展水平和心理素質(zhì)等的個體差異，是具有共性特點(diǎn)的一般規(guī)律。8.最正確運(yùn)動技術(shù)：最

6、正確動作技術(shù)是考慮了個人的身體形態(tài)、技能、心理素質(zhì)和訓(xùn)練水平來應(yīng)用一般技術(shù)原理，以到達(dá)最理想的運(yùn)動成績。9.肢體的鞭打動作：在克制阻力或自體位移的過程中，肢體諸環(huán)節(jié)依次加速和制動，使末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大速度的動作形式稱鞭打動作。10.相向運(yùn)動：人體騰空時(shí)，或人體兩端無約束時(shí)，身體*一局部向*一方向活動轉(zhuǎn)動，身體的另一局部會同時(shí)產(chǎn)生相反方向的活動轉(zhuǎn)動，我們這種身體兩局部相互接近或遠(yuǎn)離的運(yùn)動形式稱為相向運(yùn)動。二、填空1.骨的強(qiáng)度大小的排列順序是壓縮拉伸彎曲剪切。在不同載荷下2.正常時(shí)，機(jī)械應(yīng)力與骨組織之間存在著一種生理平衡，當(dāng)應(yīng)力增大時(shí)，成骨細(xì)胞活潑，骨質(zhì)增生，應(yīng)力下降到達(dá)新的平衡。3.肌肉構(gòu)造力學(xué)模

7、型也稱為三元素模型，由收縮元、串聯(lián)彈性元、并聯(lián)彈性元組成。4.根據(jù)肌肉力學(xué)模型，肌肉長度的增加，對其收縮速度有良好影響，但不影響它的收縮力，肌肉生理模斷面的增加會導(dǎo)致肌肉收縮力的增加，但不影響肌肉收縮速度。5.把主動力長度曲線和被動力長度曲線疊加起來，成為肌肉總力長度曲線，并用這條曲線來描述在體肌的力隨長度的變化情況。6.肌肉力學(xué)的希爾方程描述了骨骼肌收縮時(shí)的力速度關(guān)系。7.肌肉在小于其平衡長度收縮時(shí)，其總力是由主動力構(gòu)成的，肌肉在大于其平衡長度收縮時(shí)，其總力是由主動力和被動力構(gòu)成的。8.上肢的根本活動形式有推、拉和鞭打三種形式。9.下肢的根本活動形式有緩沖、蹬伸和鞭打三種形式。10.起跳時(shí)依

8、靠起跳腿的緩沖、蹬伸動作，以及全身整體動作完成的。11.人體單個環(huán)節(jié)活動時(shí)，符合杠桿原理。12.當(dāng)膝關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)角很大時(shí)，其伸展活動符合末端載荷復(fù)杠桿原理。13.人體活動時(shí)總是大關(guān)節(jié)首先產(chǎn)生活動，并依據(jù)關(guān)節(jié)的大小，表現(xiàn)出一定的先后順序。14.人在做縱跳時(shí)，關(guān)節(jié)活動-伸展的時(shí)間順序是：髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)，最后是踝關(guān)節(jié)。15.小關(guān)節(jié)是人體支撐點(diǎn)，小關(guān)節(jié)的強(qiáng)弱直接決定完成動作時(shí)支撐的穩(wěn)固性。小關(guān)節(jié)的強(qiáng)弱決定它參與工作的早晚，如果其肌力矩強(qiáng)大，它可提前參與工作，從而縮短完成動作的時(shí)間，提高動作的速度。16.鞭打動作可使運(yùn)動鏈末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大的運(yùn)動速度和打擊力量。17.落地緩沖動作的原理，是因?yàn)檠娱L了力的作

9、用時(shí)間，因而減小了外力對人體的作用。18.在動作技術(shù)的運(yùn)動學(xué)特征方面，往往把膝關(guān)節(jié)緩沖角的大小及緩沖階段的時(shí)間作為技術(shù)診斷的重要容。19.踏跳時(shí)肢體擺動動作可增加起跳力，并提高身體重心相對高度。20.人體處于騰空狀態(tài)時(shí)，由于不受外力矩作用，因此人體活動服從角動量守恒定律，當(dāng)人體*一環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)動時(shí)所產(chǎn)生的角動量，必然被另一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的反向的角動量所抵消。三、判斷題1.骨的拉伸強(qiáng)度大于壓縮強(qiáng)度。2.機(jī)械應(yīng)力與骨組織之間存在生理平衡，即骨組織量與機(jī)械應(yīng)力之間成正比關(guān)系。3.沃爾夫定律說明了機(jī)械應(yīng)力與骨組織量之間的關(guān)系。4.肌肉在靜息長度時(shí)，期收縮元的力為零。5.被拉長的肌肉的力隨時(shí)間的延長而下降的現(xiàn)象稱為

10、肌肉的松弛。6.肌肉興奮時(shí)其并聯(lián)彈性成分力學(xué)狀態(tài)的變化稱肌肉的激活狀態(tài)。7.希爾方程說明了肌肉總力長度特性。8.肌肉在做等長收縮的過程中，物體不產(chǎn)生位移，沒有做機(jī)械功，但肌肉做了生理功。9.由希爾方程可知，肌肉收縮的力愈大，其收縮速度越大。10.隨著載荷的增大，肌肉收縮的潛伏期變短。四、簡答題1.在100m跑的起跑的預(yù)備動作中，為什么使伸下肢的各肌群處于激活狀態(tài)，可以提高反響速度？答：當(dāng)載荷增大時(shí)，動作潛伏期延長。依據(jù)肌肉這一特性，在完成需要快速反響和唯一動作時(shí)，如100m的起跑，在預(yù)備時(shí)使伸下肢的各肌群產(chǎn)生預(yù)力，這樣可以提高反響速度和起跑能力。其原因?qū)嶋H上是在起跑前使肌肉處于活化狀態(tài)，預(yù)先提

11、高了串聯(lián)彈性元及肌肉的力。因而當(dāng)運(yùn)發(fā)動聽到跑的信號時(shí)，收縮元的主動力不再被緩沖，而直接用于克制外界阻力了。因此提高肌肉的預(yù)力可以縮短動作潛伏期。2.用骨骼肌的構(gòu)造力學(xué)模型說明肌肉受激發(fā)時(shí)的力學(xué)效應(yīng)的順序性。答：肌肉興奮時(shí)其收縮成分力學(xué)狀態(tài)的變化稱肌肉的激活狀態(tài)。興奮后肌肉能迅速地到達(dá)激活狀態(tài)的頂峰，但整塊肌肉力的開展過程要慢得多，肌肉進(jìn)入激活狀態(tài)后，收縮元興奮產(chǎn)生的力，起初被其串聯(lián)的串聯(lián)彈性元的形變所緩沖，當(dāng)串聯(lián)彈性元形變及力進(jìn)一步開展，整塊肌肉的力到達(dá)一定程度后，收縮元的主動力才能直接對肌肉起止點(diǎn)施力，表現(xiàn)出肌肉收縮力。說明機(jī)械應(yīng)力對骨構(gòu)造的影響。答：機(jī)械應(yīng)力與骨組織之間存在著一種生理平衡，

12、在平衡狀態(tài)，骨組織的成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的活性是一樣的。當(dāng)應(yīng)力增大時(shí)成骨細(xì)胞活潑，引起骨質(zhì)增生，承載面增大，使應(yīng)力下降，到達(dá)新的平衡。當(dāng)應(yīng)力下降時(shí)破骨細(xì)胞再吸收加強(qiáng)，骨組織量下降，使應(yīng)力增加。因此骨能通過改變它的大小、形狀和構(gòu)造以適應(yīng)力學(xué)需要的功能進(jìn)展重建。這種適應(yīng)性是按Wolf定律進(jìn)展的，即骨骼在需要出多生長，而在不需要處吸收。使骨組織量與應(yīng)力成正比。4.下蹲之后有停頓和無停頓不加擺臂的縱跳，哪種情況跳的更高？答：后種情況跳的更高，這是因?yàn)榈诙N做法運(yùn)用了肌肉預(yù)拉伸和預(yù)加載荷所產(chǎn)生的形變勢能，第一種做法是由于稍事休息，使肌肉產(chǎn)生松弛的結(jié)果。五、詳答題1.詳答體育活動中骨骼的受力形式有哪些？1壓

13、縮載荷：常見于身體垂直姿勢中，作用力從骨的兩端作用于骨，一端是人體的重力和載荷的力，另一端是支撐反作用力。彎曲載荷：通常是在骨骼起杠桿作用時(shí)出現(xiàn)的。常見于肌肉力以及關(guān)節(jié)的壓力作用于骨上，使骨產(chǎn)生彎曲載荷。3拉伸載荷：常見于身體懸垂姿勢中，骨的兩端受到反向拉力。4扭荷：常見于人體或局部肢體做旋轉(zhuǎn)動作時(shí)骨骼承受繞縱軸的兩個反向力矩的作用。靜力載荷：當(dāng)身體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，骨骼承受靜態(tài)載荷，其載荷量值不變化，只要不超過骨的平安強(qiáng)度，骨不會受傷。動態(tài)載荷：在運(yùn)動過程中骨骼承受動態(tài)載荷。2.詳述載荷增大時(shí)，肌肉收縮力學(xué)特性的變化。當(dāng)載荷增大時(shí)肌肉收縮力學(xué)特性的變化如下：動作潛伏期延長。肌肉激活后收縮元的力

14、首先使串聯(lián)彈性元形變力發(fā)生變化，只有當(dāng)肌肉力開展到大于起止點(diǎn)的阻力時(shí)，肌肉才開場向心收縮產(chǎn)生動作，使載荷產(chǎn)生位移。載荷增大時(shí)開展所經(jīng)歷的時(shí)間長，肌肉收縮產(chǎn)生動作的潛伏期隨著載荷的增大而延長。收縮幅度減小。當(dāng)載荷增加時(shí)收縮幅度減小，直至增加到一定份量時(shí)，動作不能完成，肌肉不能縮短。收縮速度下降。由實(shí)驗(yàn)得出在零載荷時(shí)，收縮速度最大，隨著載荷的增加，收縮速度跟著下降，加至肌肉恰好不能舉起的重量時(shí)，收縮速度為零。3.肌肉及肌腱的生物力學(xué)特性對完成動作有何影響？1增加動作的力和速度。眾所周知，做縱跳時(shí)假設(shè)下蹲到最低點(diǎn)稍事停頓，跳起的高度要低于不停頓立即起跳所到達(dá)的高度，這是因?yàn)榈诙N做法運(yùn)用了肌肉預(yù)拉伸

15、和預(yù)加載荷所產(chǎn)生的形變勢能，第一種做法是由于稍事停頓，使肌肉產(chǎn)生松弛的結(jié)果。提高動作的經(jīng)濟(jì)性。在周期性運(yùn)動中，肌肉及腱形變勢能的再利用，大節(jié)省了能量消耗。如運(yùn)發(fā)動在做根本動作之前，往往有一個反向動作作為前導(dǎo)，前導(dǎo)動作使得即將完成的根本動作的肌肉被拉伸，從而積累了形變勢能，這份能量在后繼的基本動作中轉(zhuǎn)化為動能。對沖擊載荷和振動載荷的緩沖。山地滑雪運(yùn)發(fā)動身體各部位垂直于山坡方向的加速度，在足部可達(dá)100 G重力加速度，而在頭部要小得多。原因之一是由于肌肉及肌腱的彈性形變起緩沖作用的結(jié)果。簡述人體根本運(yùn)動原理。1杠桿原理2復(fù)杠桿原理3關(guān)節(jié)活動順序原理鞭打動作原理緩沖動作原理蹬伸動作原理擺動動作原理軀

16、干扭轉(zhuǎn)動作原理相向運(yùn)動原理5.人體根本運(yùn)動形式有哪些？結(jié)合體與實(shí)例說明。6.關(guān)節(jié)活動順序性原理是什么？結(jié)合體與實(shí)例說明。7.說明在人體運(yùn)動中，小關(guān)節(jié)活動的重要性。答：小關(guān)節(jié)活動非常重要，如跳遠(yuǎn)緩沖階段膝關(guān)節(jié)肌力矩大于踝關(guān)節(jié)，但蹬伸階段踝關(guān)節(jié)肌力矩大于膝關(guān)節(jié)。另外，小關(guān)節(jié)是人體支撐點(diǎn)，小關(guān)節(jié)的強(qiáng)弱直接決定完成動作時(shí)支撐的穩(wěn)固性，如果小關(guān)節(jié)肌力矩強(qiáng)大，可縮短完成動作的時(shí)間，提高動作的速度。8.結(jié)合體與實(shí)例簡述鞭打動作原理。9.緩沖動作的意義是什么？10.跳高、跳遠(yuǎn)時(shí)兩臂及擺動腿的合理擺動的運(yùn)動學(xué)特征是什么？11.跳高時(shí)運(yùn)發(fā)動肢體的擺動起什么作用？12.什么是相向運(yùn)動？相向運(yùn)動產(chǎn)生的原因是什么？走步

17、式跳遠(yuǎn)時(shí)，運(yùn)發(fā)動騰空階段的走步動作的作用是什么？人體運(yùn)動數(shù)據(jù)采集與處理問答題1.根據(jù)下列圖說明實(shí)驗(yàn)原理第五章動作技術(shù)的生物力學(xué)名詞解釋動作技術(shù)的特征畫面：不同動作階段的臨界點(diǎn)畫面，稱為動作技術(shù)的特征畫面。2.跑步的著地距離：支撐腳著地瞬間重心到著地點(diǎn)的水平距離。3.跑步的騰空距離：跑步的騰空階段身體重心通過的水平距離。4.跑步的后蹬距離：支撐腳離地瞬間重心到離地點(diǎn)的水平距離。5.動力沖量：支撐階段地面對人體的反作用力在水平方向上的分力與運(yùn)動方向相同時(shí)，此力的沖量稱為動力沖量。6.制動沖量阻力沖量：支撐階段地面對人體的反作用力在水平方向上的分力與運(yùn)動方向相反時(shí)，此力的沖量稱為制動沖量。7.投擲的

18、出手初速度：器械出手瞬間速度的大小。8.投擲的出手角度：出手初速度與水平面的夾角。9.投擲的出手高度：器械出手瞬間出手點(diǎn)到地面的高度。10.跑步的著地角：支撐腳著地瞬間，身體重心和著地點(diǎn)的連線與水平面的夾角。11.跳遠(yuǎn)的起跳距離：身體騰起瞬間起跳板前沿與身體重心之間的水平距離。12.跳遠(yuǎn)的騰空距離：跳遠(yuǎn)的騰空階段身體重心通過的水平距離。13.跳遠(yuǎn)的落地距離：足跟接觸沙面瞬間身體重心與足跡最近點(diǎn)之間的水平距離。14.跳遠(yuǎn)的騰起速度：踏跳腳離地瞬間身體重心的速度。15.跳遠(yuǎn)的騰起角：騰起速度與水平面的夾角。問答題試述短跑運(yùn)發(fā)動采用蹲踞式起跑的原因。答：短跑運(yùn)發(fā)動采用蹲踞式起跑，選擇為兩腿能快速有效地蹬伸創(chuàng)造條件的預(yù)備姿勢。在起跑器上起跑，可使運(yùn)發(fā)動獲得結(jié)實(shí)的支撐，改善兩腿用力條件。在預(yù)備時(shí)，運(yùn)發(fā)動運(yùn)用提高肌肉預(yù)力的方法，可使肌肉提前進(jìn)入工作狀態(tài)，增大蹬離起跑器的速度和力量。起跑時(shí)，運(yùn)發(fā)動重心至起跑線的水平距離較短，前后腿蹬地力的水平分力明顯大于垂直分力，它們之間的比值約為二分之一，能形成很小的蹬地用力角。因此運(yùn)發(fā)動可獲得較大的重心水平加速度及水平速度。這是蹲踞式起跑所具有的良好的向后蹬地條件所造成的?？傊?，蹲踞式起跑提供了短跑出發(fā)時(shí)最好的水平加速度的力學(xué)條件。跳躍工程中助跑的作用是什么？答：助跑的作用在于起跳前賦予人體適宜的運(yùn)動速度。這樣可以為縮短起跳時(shí)間，提高肌肉的勢能以及