生物力学考试复习资料前17题考6-8个题目，18-20考2题一.简答题1.举例说明牛顿第一运动定律在体育中的应用答：牛顿第一运动定律，又称惯性定律，它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性1.如保持一定的速度比改变速度容易很多，因此在长距离的游泳，赛跑中，提倡用适宜的较稳定的速度游、跑等；2.如在体操中，特别注意动作的连贯性，避免频繁的改变动作速度，减少不必要的负荷；3.如上举杠铃、单杠及撑杆跳高中的引体向上动作，如能够保持动作的连贯性，则能够较容易的完成反之，动作中途停止，则会加大动作的难度；4.如自行车运动中对惯性的运用，在运动员蹬到最大速度的时候，自行车就可以利用惯性前进，减少运动员的体力损耗；5.如在羽毛球技术中的对惯性的运用，在击球的时候保持动作的连贯性，就可以击出更加省力、落点更加准确的球，对运动员的技术的发挥具有重要作用2.举例说明牛顿第三运动定律在体育中的应用答：两物体相互作用时，它们对各自对方的相互作用力总是大小相等而方向相反的作用力和反作用力分别作用在不同的物体上，分别产生各自的效应。
牛顿第三定律表明了力是物体间的相互作用相互作用力总是等大、反向、沿同一直线在走、跑、跳等动作时，人体获得的动力是人蹬地过程中，地面给人体的反作用力要获得较大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人对地面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速度和力量，以加大蹬地力从而获得一个大的反作用力，使人体运动状态发生变化3.举例说明体育运动中出现的失重和超重现象答：失重现象：支撑反作用力小于体重；超重现象：支撑反作用力大于体重例如在原地纵跳中，在下蹲的时候支撑反作用力小于自身的体重，这时候是失重现象；而在蹬伸的过程中，支撑反作用力是大于自身体重的，这时候是超重现象在原地纵跳中，下蹲和蹬伸的过程中，动态支撑反作用力是不断变化的4.分析说明摆臂在跳跃动作中的作用答：1. 摆臂可以大幅度地提高身体的重心高，增加地面反作用力，增加蹬地的作用力；2.向上加速摆臂可以增加起跳力；3.良好的摆臂动作可以使脚在着地瞬间获得较大的运动速度 5.举例说明动量定理在体育中的应用答：动量定理亦称动量原理，是描述物体机械运动状态变化规律的基本定理之一。
物体在运动过程中，在某段时间内动量的改变等于所受合外力在这段时间内的冲量动量定理在体育运动的研究中应用广泛，根据此定理，可以对运动技术提出一些一般性的原则1.在投掷项目中，往往要求在最后用力前使身体尽可能超越器械其作用：一是可使原动肌充分拉长，以提高肌肉的收缩力；另一方面可延长最后用力的作用距离，从而延长作用时间，达到最大冲量的目的这在体育中多见，如短跑中要求后蹬充分，以增大蹬地时的工作距离来增加力的作用时间；游泳运动员曲臂“s”型划水代替直臂划水，其目的也是增加力的作用时间；2.如若要减少对人体的冲力，就得延长力作用的时间，各种落地缓冲动作就是典型的例子由动量定理可知，如果动量的变化量是一个常量，既冲量值也是一个常量这时延长作用时间，就可以减少冲力的大小如落地动作，一般要求从前脚掌着地，迅速过渡到全脚掌，同时屈膝，屈髋，伸踝，其目的就是延长与地面的作用时间，减少冲力对人体的作用又如接高速来球，当手接球的同时屈肘回收，顺势接球，可以延长手与球的作用时间，从而减少球对手的冲力；3.运用动量定理还可以计算人体运动中的一些力学参数在跳跃项目中，用测力台测出踏跳力随时间的变化曲线，就可以求出人体所受的冲量，运用动量定理，则可以求出人体腾空的速度。
6.举例说明增加肢体转动效果的方法答：（1）增加肌肉对骨杠杆的拉力矩由转动定律和动量守恒定律可知，肢体转动惯量不变时，增加肌力距，可加大肢体的转动角速度肌力距等于肌力与肌力臂的乘积欲增大肌力距，一方面增大肌力的大小，另一方面增大肌力臂在肢体的运动过程中，由于肌肉拉力角的变化，会引起肌力臂的变化当肌肉拉力角为90度时，其力臂达到最大值 （2）减小肢体的转动惯量人体肌肉力量是有限的，肌力对某一轴的肌力距也是有限的当肌力距一定时，减少肢体的转动惯量，可以增大转动角速度，最终可以增加转动的角速度因而，在肢体的转动中，如果将肢体的各组成环节的质量尽可能靠近转动轴，减少肢体对轴的转动惯量，从而加大肢体的摆动速度例如在跑步中的摆臂摆腿动作，为加快摆动的角速度，采用屈肘摆臂；小腿在后摆时，尽量靠近大腿折叠动作，使整个下肢绕髋关节轴的转动惯量减少，以提高摆动的角速度7.举例说明动量矩守恒定律在体育中的应用答：腾空状态时人体转动动作的基本力学原理，当物体所受的合外力距为零时，其总动量距保持不变，这就是动量矩守恒定律人体处于无支撑的腾空状态完成动作时，由于人体两端均无约束，因此身体某一部分向某一方向活动（转动）时，身体的另一部分会同时产生相反方向的活动（转动），这种身体两部分相互接近（或远离）的运动形式称相向运动。
如挺身式跳远的空中动作，运动员空中动作的任务是采取适宜的姿势，减少在起跳制动时所产生的绕额状轴转动的角速度，并为落地动作做好准备因此，要求运动员在起跳后摆动腿伸前，然后向后下方摆动，两腿在身体后方并拢并背腿，同时两臂向后上方摆，使整个身体呈背伸挺胸姿势此时，头、臂与下肢产生相向运动当落地前做收腹举腿动作，上身的前屈下压动作，有利于举腿前伸这上下两部分的相向运动是在内力距的作用下产生的8.说明人体腾空状态下为什么会产生身体相向运动，试举两例说明在哪些项目中运动员表现出身体的相向运动答：腾空状态时，所受的合外力距为零，其总动量距保持不变肢体的相向运动:腾空状态，人体某部分肢体以一定大小的动量矩绕轴的某一方向转动时，另一部分肢体便以大小相等的动量矩绕同一轴向相反的方向转动，这种现象称为“相向运动”作相向运动的力学条件就是动量矩的矢量和等于零在体育运动中，相向运动的现象在许多项目中都可以看到如在跨栏时上下肢运动；排球扣球的背伸挺胸和收腹挥臂的扣杀，都可以用动量守恒定律进行力学分析9.画图说明香蕉球产生原理 答：香蕉球又称弧线球伯努利原理：“在流水或气流里,如果流速小,对旁侧的压力就大,如果流速大,对旁侧的压力就小。
足球队员用脚踢球时,只踢球的一小部分,把球“搓”起来,球受力,就发生旋转,而当球在空中高速旋转并向前飞行时,球的两侧一边速度大,一边速度小,相对讲,空气在球的两侧也就一边流速大,一边流速小根据伯努利原理, 球就受到了一个横向的压力差,这个压力差,使球向旁侧偏离,而球又是不断向前飞行着,在这种情况下,足球同时参与了两个直线运动,便沿一条弯曲的弧线运行了当足球以W角速度旋转使A方的气体流速加大，而使B方气流速度减慢，由伯努利定律可知：PB> PA,V球的方向将向A方偏转，产生香蕉球10.分析说明高尔夫球的“凹坑”的作用答：空气动力学家把这个力分成两部分：升力及阻力阻力的作用方向与运动方向相反，而升力的作用方向则朝上高尔夫球表面的小凹坑可以减少空气的阻力，增加球的升力一颗高速飞行的高尔夫球，其前方会有一高压区空气流经球的前缘再流到后方时会与球体分离同时，球的后方会有一个紊流尾流区，在此区域气流起伏扰动，导致后方的压力较低尾流的范围会影响阻力的大小通常说来，尾流范围越小，球体后方的压力就越大，空气对球的阻力就越小小凹坑可使空气形成一层紧贴球表面的薄薄的紊流边界层，使得平滑的气流顺着球形多往后走一些，从而减小尾流的范围。
因此，有凹坑的球所受的阻力大约只有平滑圆球的一半 小凹坑也会影响高尔夫球的升力一个表面不平滑的回旋球，会像飞机机翼般偏折气流以产生升力球的自旋可使球下方的气压比上方高，这种不平衡可以产生往上的推力高尔夫球的自旋大约提供了一半的升力另外一半则是来自小凹坑，它可以提供最佳的升力大多数的高尔夫球有300～500个小凹坑，每个坑的平均深度约为0.025厘米阻力及升力对凹坑的深度很敏感：即使只有0.0025厘米这么小的差异，也可以对轨迹和飞行距离造成很大的影响小凹坑通常是圆形的，但其他的形状也可以有极佳的空气动力性能11.游泳运动员在游进过程中受到的阻力都有哪些？试说明高科技泳装是如何减小游进阻力的？答：一、阻力：1.摩擦阻力，由于水具有粘滞性，运动员游进时，紧贴体肤有一层水随着运动员的皮肤前进，因而形成边界层，产生切应力，即摩擦力2.形状阻力（压差阻力）它是由于水的粘滞性原因、运动员游进时使其背部和身后产生涡旋和伴流、使人体消耗一定的能量而形成阻力它与运动员的体型、姿势及游进的速度有关，故称形状阻力因为它是运动物体前后的压强差所致，也称之为压差阻力3.兴波阻力和碎波阻力，游泳时，身体部分体积浮出水面进行正常的划臂和打腿，运动员是在两种流体的共界面运动。
当运动员游进时破坏了液体的平衡而使液面产生振荡，使液面产生波浪所消耗的能量造成阻力 ，称为兴波阻力当运动速度较快或划臂和打腿的动作会使波浪破碎形成飞沫，造成水花这部分能量损耗形成的阻力称为碎波阻力二、高科技泳衣：1.可以使阻力减少7.5%；2.使游泳的成绩提高3％ ；3.高科技泳装具有嵴状物突起，这种嵴状物突起可以有效地减少形状阻力；4.高科技泳装具有特别的组成部分——纤维炸弹，可以有效地减少肌肉颤动，减少能量的损耗；5.增大浮力，减少摩擦阻力6. 高科技泳衣比一般泳衣要紧70倍，高科技泳衣在胸部、臀部等人体阻力最大的部位，采用特殊材料对肌肉进行压缩，以便把运动员的身体尽可能“塑造”成流线型12.人体骨骼的力学特点有哪些？答：1．骨骼是各向异性材料，载荷方向不同其力学性质也不同局部解剖位置不同其力学性质也存在差异2．成熟密质骨压缩强度最高，拉伸强度次之，剪切强度最差顺着纤维方向的剪切强度低于横着纤维方向的剪切强度松质骨的强度远远低于密质骨的强度3．应力集中会使骨骼的强度降低4．加载速度增加，骨的强度和刚度增加，吸收能量的能力增加13.人体骨骼可能受到的力学载荷有哪些？人体骨骼最能抵抗和最难抵抗的载荷形式分别是什么？答：可能受到的力学载荷有：1.压缩载荷。
常见于身体处于垂直姿势中，作用力从骨的两端作用于骨，一端是人体的重力和外加的载荷的力，另一端是支撑反作用力，骨骼承受压缩载荷的能力最强； 2.弯曲载荷：通常是在骨骼起杠杆作用时出现的常见于肌肉力以及关节的压力作用于骨上，使骨产生弯曲载荷，通常这种载荷骨骼都能够承受，但是突然的非正常载荷或外来较大的冲力作用下骨骼易损伤3.拉伸载荷：常见于身体悬垂姿势中，骨的两端受到反向的拉力；4.扭转载荷：常见于人体或局部肢体做旋转动作时骨骼承受绕纵轴的两个反向力矩的作用骨骼的扭转强度最小，因而过大的扭转载荷容易产生扭转性骨折5.复合载荷：在体骨的载荷是复杂的，主要原因是骨骼的几何结构不规则，且始终受到多种不定的载荷人体骨骼承受压缩载荷的能力最强，而人体骨骼最难抵抗的载荷形式是扭转载荷14.什么是疲劳性（应力性）骨折？影响疲劳性骨折的因素有哪些？答：含义：由于重复作用的较低负载引起的骨折，又叫新兵骨折、慢性骨折、骨劳损等称之为疲劳性骨折影响因素：1、应力大小2、应力重复次数及负荷频率3、负荷形式4、骨的力学强度5、肌肉疲劳程度6、局部解剖结构7、营养8、激素水平15.画图说明肌肉结构力学模型并分析肌肉长度的增加与肌肉力和肌肉收缩速度改变之间的关系。
答：肌肉结构力学模型由三个元件组成，即收缩元、并联弹性元、串联弹性元组成模型的串联构成肌肉的长度，模型的并联构成肌肉的厚度多个模型。