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1、生物力学期末复习一、名解一、名解 1、运动生物力学运动生物力学:是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。 2、转动惯量转动惯量:物体转动时惯性大小的量度。 3、影片比例系数影片比例系数:物体实际尺寸与物体影片图像尺寸之比。 4、生物力学生物力学:研究活体系统机械运动规律的科学。 5、机械运动机械运动:物体的空间位置随时间变化的运动。 6、影片数字化影片数字化:在拍摄的影片上取出人体各关节点及有关点的坐标。 7、应力:、应力:物体某一截面上单位面积所受的力。包括:正应力和剪应力两种。 8、应变:、应变:受载物体结构形变时,单位长度的变化称线应变、结构单元体角度的变化称剪应 变。 9、.肌肉离心收
2、缩:肌肉离心收缩:当肌肉收缩力小于外力,肌肉长度变长的收缩。. 10、肌肉的静息长度:、肌肉的静息长度:收缩元的张力随长度变化,表现最大张力时的长度。 11、肌肉等长性收缩:、肌肉等长性收缩:当肌肉收缩力等于外力,肌肉长度不变的收缩。二、填空二、填空 1、人体惯性参数是指人体整体以及环节的质量、质心位置及 转动惯量 。 2、落地缓冲的原理是因为 增加 了力的作用时间,因而 减少 了外力对人体作用。 3、动量矩守恒原理和人体转动惯量的实验观察结果:上体向左转,下体 向右转 ;上体向 右转,下体 向左转 ;哑铃从胸前变到侧平举时,角速度由 大 变 小 ;哑铃从侧平举变 到胸前时,角速度由 小 变
3、大 ;调速器半径由大减小时,角速度由 小 变 大 ;调速器 半径由小增大时,角速度由 大 变 小 . 4、跳高踏跳时使肢体 向上 摆动可增加人体总重心向上的 惯性力或加速度 ,且也能 提高身体 重心 的高度。 5、足球踢角球时产生“香蕉球”的原因是运动员踢球时使球 产生旋转 ,由于空气流 体动力学的作用,根据 伯努利 定理,流速大的地方 压强小 ,流速小的地方 压 强大 。产生了 马格努斯 效应的结果。 6、运动生物力学使用的三大测量仪器系统是 高速摄象解析系统 , 三维测力系统 ,肌电测量系统 。 7、物体的机械运动是指 物体的空间位置 随 时间 变化的运动。 8、人体处于腾空状态,由于不受
4、外力矩作用,因此人体运动服从 角动量 守恒定律。 当人体某一环节有转动角动量时,必然被另一环节的 反向 角动量所抵消。 9、重心移动规律是人体总重心的运动由人体各环节 分体质心 的运动决定的。 10、 鞭打动作可使运动链 末端 环节产生极大的_速度 和_打击力 。 11、在理想流体中,流速大的地方 压强小 ,流速小的地方 压强大 。 12、肌肉结构力学模型由 收缩元 、串联弹性元 、并联弹性元组成。 13、 根据肌肉力学模型,肌肉长度的增加,对其收缩速度有良好影响,但不影响它的 力 量 ,肌肉生理模断面的增加会导致肌肉收缩力的增加,但不影响肌肉 收缩速度。 14、肌肉力学的希尔方程描述了骨骼肌
5、收缩时的 力-速度 关系。 15、肌肉在小于其平衡长度收缩时,其总张力由 收缩元的张力 构成的,肌肉在大于 其平衡长度收缩时,其总张力是由 收缩元 与 并联弹性元的张力 构成的。 16、决定肌肉收缩功率的因素是 肌肉收缩力和收缩速度 。三、选择三、选择 1、转动惯量是度量 ( A ) 物体惯性大小的物理量。 A、转动 B、平动和转动 C、平动 D、静止 2、 平动刚体的运动轨迹是( A ) A、直线或曲线 B、直线 C、曲线 D、以上说法都不对 3、肩关节有( B )个自由度。A、2 B、3 C、4 D、6 4、 人体平衡时的稳定角是( A ) A、重心垂线与重心到支撑面边缘相应点连线的夹角
6、B、重心到地面的垂直角C、重心到支撑面边缘连线与地面的夹角 D、重心到支撑面中心连线与地面的夹角 5、 运动器械飞行时绕其纵轴以一定的角速度旋转,可产生定向作用,增强飞行的( C ) A、高度 B、远度 C、稳定性 D、速度 6、助跑胸前传球,助跑速度 V1 是人体相对地面运动的速度,手握球向前传出相对人体运 动的速度是 V2,则球运动的绝对速度说法错误的是:( B ) A 球的绝对速度 V= V1+V2; B 球传出的速度为牵连速度; C 球相对手传出的速度为相对速度; D 球的绝对速度是牵连速度与相对速度的矢量 和。 7、在下蹲之后的纵跳实验中,不加摆臂的纵跳高度( B )加摆臂的纵跳高度
7、。 A、 大于 B、 小于 C、 等于 D、 不能判断C、重心到支撑面边缘连线与地面的夹角 D、重心到支撑面中心连线与地面的夹角 8、人体原地蹬起时,动态支撑反作用力会( D )体重。 A、不能确定 B、 等于; C、 小于; D、大于 9、可以把人体或器械运动简化为质点运动的条件是( C )A、 有转动和形变 B、 有质量和形变 C、 只考虑质量 D、 只考虑形变 10、质量是度量 ( C ) 物体惯性大小的物理量。 A 、静止 B、 转动 C、平动 D 、平动和转动 11、 髋关节有( B )个自由度。A、2 B、3 C、4 D、6 12、人体平衡时的平衡角是( A ) A、某一方向上两个
8、稳定角的和。 B、重心到地面的垂直角C、重心到支撑面边缘连线与地面的夹角 D、重心到支撑面中心连线与地面的夹角 13、 在忽略空气阻力的情况下,铅球从运动员手中抛出后,可看作( D ) A、在水平方向的匀加速直线运动和在竖直方向的自由落体运动的合成 B、在水平方向的匀加速直线运动和在竖直方向的匀速直线运动的合成 C、在斜向下方的匀速直线运动和在竖直方向的自由落体运动的合成 D、在水平方向的匀速直线运动和在竖直方向的匀减速直线运动的合成 14、体突然下蹲时,动态支撑反作用力会( D )体重。 A、不能确定 B、等于; C;大于 D;小于 15、骨干最经常承受的载荷是( C ) 。 A、剪切载荷
9、B、拉伸载荷 C、压缩载荷 D、复合载荷 16、 ( D )是人体环节运动的枢纽。 A、大腿 B、躯干 C、脊椎 D、关节 17、肌肉结构力学模型是由( D ) 、并联弹性元和串联弹性元三元素组成。A、肌原纤维的 Z 线 B、肌纤维膜 C、肌束膜 D、收缩元四、判断四、判断 1、当合外力为零时,物体保持平衡状态。 () 2、在身体姿势的变化过程中,人体的重心可以移出体外。 () 3、运动时,运动员的加速度方向与速度方向总是一致的。 () 4、引起人体由静止状态改变为运动状态只能是人体外力。 () 5、跳远踏跳时,运动员在水平方向上的动量变化等于水平方向蹬力的冲量。 () 6、根据动量守恒定律,
10、跳远运动员腾空阶段水平与垂直方向的运动速度都不变。 (忽略空 气阻力) 。 () 7、游泳时人浮在水上,说明浮力大于体重。 () 8、标枪在空中飞行的原因是因为始终有投掷力的作用。 () 9、当合外力矩为零时,物体保持静止状态。 () 10、人在自然站立时,女子和男子的平均重心高度是一样的。 () 11、影响人体下支撑平衡稳定性的因素有身体重心高度、支撑面大小及体重。 () 12、人体做单杠大回环时,假如把人体看作是刚体的匀速圆周运动,则此人的切向加速度 为 0,法向加速度也为 0。 () 13、根据动量守恒定律,跳远运动员腾空阶段水平方向的运动速度不变(忽略空气阻力) 。 () 14、投掷标
11、枪时的“超越器械”只是为了增加投掷动作的幅度。 () 15、被拉长的肌肉的张力随时间的延长而下降的现象称为肌肉的松弛。 () 16、肌肉在平衡长度时,其收缩元的张力为零。 () 17、肌肉收缩力量的大小,主要取决于参与收缩的粗、细肌丝数目。 ( )五、问答五、问答 1、试比较电阻应变片力传感器与石英晶体力传感器的优劣,并说明各自的工作原理。、试比较电阻应变片力传感器与石英晶体力传感器的优劣,并说明各自的工作原理。 答:电阻应变片力传感器是通过外力改变应变片的长度,由于外力与应变片长度变化 成正比,而电阻 R 与应变片的长度成正比,当电流稳定时,R 与电压成正比,故由电 压的变化可算出外力的大小
12、,而石英晶体力传感器是通过外力改变其晶体内部的结构, 使得其电荷发生改变,从而改变其电压,故可算出外力,显而易见,电荷的改变比应变 比长度的改变,在精度上有不可比的差别。2、阐明人体二维相片重心测定的原理。列出测定计算公式,解释公式中各个量的含义,并、阐明人体二维相片重心测定的原理。列出测定计算公式,解释公式中各个量的含义,并 且说明如何获得。且说明如何获得。 答: .定比分点: x =(1-)x+x y =(1-)y+yc上下c上下 其中为分体环节质心位置比,由人体模型资料给出,(x,y)(x,y)上上下下 为分体环节上下关节中心点的坐标,由影像解析得到,而所计算的(x ,y )为分体cc
13、环节质心所在的坐标。.力线平移定理:刚体上的力可与自身平行移动到任一点(FF ) ,但需添加一力偶,其力偶矩等于原力对于新作用点的矩 M=M (F)=Fd。0 .合力矩定理:各分力对任一点力矩的代数和等于各分力的合力对于同一点的矩 .求人体总重心坐标:公式ciyy ciyy ciyy ccixx cixx cixx cy FFy FFy FFYx FFx FFx FFX141412141114114141214111411414221114142211LL其中为分体环节的相对质量,由人体模型资料给出,而(x1c, y1c)(x14c, 141ixixiFFy14c)为身体 14 个分体环节的质心坐标,由上面 1.定比分点计算出。而所得(Xc,Yc) 为人体总重心所在的坐标。3、在三维测力实验中,原地纵跳人体重心离板时的速度是如何求得的?、在三维测力实验中,原地纵跳人体重心离板时的速度是如何求得的? 答:原地纵跳的目的是跳得高,而影响高度的关键是离板瞬时的速度 v2。 原地纵跳起跳后质心做竖直上抛运动. (1)根据动量定理:mv2-mv1=Ft得 v2=mtF同时 F=N-G, (N 为地面给人的支撑反作用力,F 为合力)所以 v2=-gt,由此式子可得 N 的大小决定 v2的大小。S1mtGN)( mtN(2)由牛顿第二运动定理:F=m