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1、运动生物力学题库授课教师:孟林盛本题库共包含 7 种题型,其中判断题 90 道;选择题 59 道;填空题 50 道;名词解释 77 道;简答题30 道;论述题 22 道;计算题 35 道.一,判断题1,运动生物力学研究的核心是技术动作( )2,运动生物力学的研究对象是生物体( )3,运动生物力学研究的核心是人体内部结构.( )4,一般 5%称为塑性材料, B, C,= D,10,肩关节有( )个自由度.A,2 B,3 C,4 D,611,撑杆跳属于( )动作系统.A,周期性 B,非周期性动作结合 C,混合性 D,不固定12,游泳属于( )动作系统.A,周期性 B,非周期性动作结合 C,混合性
2、D,不固定13,转动惯量他是度量 ( ) 物体惯性大小的物理量.A 平动 B 转动 C 静止 D 平动和转动14,力矩是度量( )对物体作用时产生转动效果的物理量.A 力臂 B 转动惯量 C 力 D 力矩15,正常的铅球运动员将铅球推出去前,铅球相对于 是静止的.( )A 地面 ; B 右手; C 左手; D 沙坑16,公路汽车赛时,两辆汽车A和B以相同的速度沿着相同的方向行驶,下列说法不正确的是:( )A 以 B汽车为参照物,A 汽车是静止不动的.B 以 B汽车中的驾驶员为参照物,A 汽车是静止不动的.C 以地面为参照物,A 和 B都是运动的.D 以 B汽车为参照物,地面是静止的.17,田径
3、运动员在起跑线上处于各就位姿势时,所选的起跑器为:( )A;参照系; B 惯性参照系; C 非惯性参照系; D 以上都对18,关于直线运动,下列说法正确的是:( )A 在体育运动中,人体的运动都是纯粹的直线运动,如跑 100 米,游泳等运动.B 在体育运动中,存在绝对的匀变速直线运动,如自由落体,竖直上抛等运动.C 匀变速直线运动的速度图线是一条倾斜的直线,它的斜率表示速度的大小.D 变速直线运动中,速度的变化可能是加速也可能是减速,其速度图线是一条曲线.19,篮球比赛中,运动员把篮球掷给同队队员,使篮球发生的位移称为:( )A 他体位移; B 自体位移; C 自由位移; D 牵连位移20,
4、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,则球运动的合速度的说法错误的是:( )A 球的合速度 V= V1+V2;B 球传出的速度为牵连速度;C 球传出的速度为绝对速度;D 球的速度等于牵连速度与相对速度的矢量和.21,下列说法错误的是:( )A 对人体转动而言,人体各点的半径在相同的时间内转过相同的角度 ,但半径不同的点的线速度不同;B 角位移是时间的函数,有大小和方向,人体逆时针转动为正值,可用角度,弧度,周等作为其单位;C 角速度用以表示物体转动的快慢与转向,其单位为 rad/s;D 角速度和角加速度的方向可用左手定则来判定.22,
5、 物体加速度的方向与外力矢量和的方向:( )A 相反; B 相同; C 有时相反,有时相同; D 不能确定23,根据牛顿第二定律 F=ma,下列说法错误的是:( )A 一定的力 F 作用于不同质量的物体,所产生的加速度与它们的质量成反比;B 牛顿第二定律中的力 F 指物体所受到的合外力;C 牛顿第二定律中的力 F 和加速度 a 是对应的,两者同时出现,并且方向相同;D 牛顿第二定律中的力 F 和加速度 a 是对于不同的物体而言的.24,人体站立时突然下蹲(向下加速),这时地面对人的支撑反作用力( )人体对地面的压力.( )A 大于 B 等于; C 小于; D 不能确定25,关于动量守恒定律,下
6、列说法错误的是:( )A 动量守恒的条件是系统所受的合外力等于零;B 系统的总动量守恒,是指系统内各物体的动量矢量和不变 ,但系统内各物体的动量可以互相传递;C 系统的总动量守恒,系统内各物体的动量矢量和不变,所以系统内各物体的动量也不改变.D 当系统所受合外力不等于零时,则系统总动量并不守恒.26,流体力学是研究( )组成的流体在外力作用下而引起的宏观运动规律.( )A,少量分子 B,大量分子 C,小分子 D,大分子27,由于不同的流动引起不同的阻力,流动阻力基本可分为( ).A,惯性阻力,粘滞阻力,兴波阻力,附加阻力B,水流阻力,空气阻力,惯性阻力,压差阻力C,摩擦阻力,压差阻力,兴波阻力
7、,惯性阻力D,摩擦阻力,空气阻力,压差阻力,兴波阻力28,当流体在圆管内流动流速较慢时,流体质点的运动有条不紊,呈现出分流的状态,这种状态称为( ).A,湍流 B,层流 C,涡流 D,涡旋29,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( ).A,高度 B,远度 C,稳定性 D,速度30.下面几种基本体育动作中,能表现出大关节带动小关节活动的规律的是( ).A.推,拉 B. 扭转,相向 C.蹬伸,推 D.鞭打,拉31.原地纵跳预备反向动作的最大屈曲角度约为( ).A.120 度 B.90 度 C.60 度 D.45 度32.系统总是具有一定的特性,功能和行为,系统的特
8、性,功能和行为并非是其组成要素的特性,功能和行为的简单迭加,而是其任何组成部分所不曾具有的.系统的这一特性被称为系统的().A.关联性 B.集合性 C.非加和性 D.层次性33,测定人体重心的方法有( )种.A,2 B,3 C,4 D,534,分析法测定人体重心是以( )原理为依据.A,力矩 B,动量矩 C,合力矩 D,动量守恒35,人体骨骼能承受的力比其在日常生活中所受到的力大 倍.a.10 倍 b.12 倍 c.6 倍 d.20 倍36,成年人体骨组织中大约 是水份.a.25%30% b.15%20% c.20%25% d.30%25%37,成年人体骨组织中大约有 是无机物和有机物.a.8
9、0%85% b.75%80% c.65%70% d.70%75%38,胶原纤维在拉伸过程中,破坏变形的范围在 之间.a.6%8% b.10%12% c.4%6% d.12%15%39,骨承受冲击能力的大小与骨的结构有密切关系,头颅骨耐冲击比长骨大约 左右.a.60% b.40% c.30% d.70%40,人体股骨所能承受的最大压缩强度比拉伸强度大约 左右.a.36% b.50% c.120% d.80%41,当外力的作用时间是 左右时,关节液是同时具有流动性和弹性的 粘弹液,是柔软的弹性体,起着橡皮垫的作用,能够缓冲骨与骨之间的碰撞.a.1/500s b.1/100s c.1/200s d.
10、1/500s42,当外力的时间达到 左右时,关节液不在表现为液体,而表现为更坚硬的固体了,对于冲撞的冲力不能起缓冲作用.a.1/500s b.1/100s c.1/1000s d.1/200s43,以中立位为足与小腿呈 90 角,则踝关节背屈和跖屈的活动度是 .a.25 ,35 b.35 ,45 c.20 ,30 d.30 ,4044,中立位为膝关节伸直,膝关节可屈曲和过伸的活动度为 .a.165 ,15 b.155 ,10 c.145 ,15 d.145 ,1045,中立位为髋关节伸直,膑骨向上,膝关节伸直,髋关节屈和伸的活动度为 .a.165 ,55 b.145 ,50 c.145 ,40
11、 d.150 ,4046,挺身站立中立位时,躯干背伸和侧屈的活动度分别为 .a.30 ,20 b.40 ,30 c.35 ,25 d.40 ,2047,中立位为头颈部而向前,眼平视,下额内收,颈部前后屈伸的活动度为 .a.35 b.45 c.35 ,45 d.45 ,3548,中立位为头颈部向前,眼平视,下额内收,颈部左右侧屈的活动度为 .a.45 b.35 c.40 d.40 ,4549,人体站立时,正面投影面积约占身体体表面积的 .a.30%-36% b.35%-40% c.24%-30% d.38%-42%50,高速骑行时,运动员身体投影面积约占其体表面积的 .a.24% b.31% c
12、.21% d.27%51,在游速为 zm/s 时,运动员所受形状阻力(压差阻力)占总力的 .a.50% b.70% c.60% d.40%52,项韧带和黄韧带的主要成份是弹性纤维 ,对二者施加低载拉伸负荷时 ,其伸长变形程度为原长度的 .a.2 倍 b.1.5 倍 c.0.5 倍 d.1 倍53,风洞实验证明,决定铁饼远度的因素排列是 .出手速度,出手角度,自转速度,器械倾角出手角度,出手速度,器械倾角,自转速度出手速度,器械倾角,出手速度,自转角度出手角度,器械倾角,出手速度,自转角度54,决定跳高高度的首要因素为 .助跑速度踏跳脚离地时重心的高度起跳时向上的初速度和使重心上升的高度过杆时身
13、体重心横杆的距离55,直立站立时,我国男性和女性人体重心的高度大约分别为身高的 .a.58%,55% b.56%,55% c.57%,56% d.57%,55%56,人体惯性参数广泛用于体育,国防工业,医学,康复器械的研究,教学,生产等领域,以下那种人体惯性参数测量方法更为准确a.尸体解剖法 b.活体测量法 c.人体测量法 d.射线扫描法 e.CT 法57,跳远跳板起跳时,起跳角小于 说明起跳偏迟.a.65 b.70 c.75 d.6058,肌肉结构中的收缩成分是由 组成.肌小节的肌球蛋白和肌纤蛋白微丝肌小节的肌凝蛋白和肌动蛋白微丝肌束膜和肌纤维膜肌原纤维本身的横桥和 Z 线等59,维持关节稳
14、固性的因素为 .a.肌肉 b.骨骼 c.关节腔内负压 d.骨骼 e.关节软骨 f.韧带答案:1,B 2,A 3,B 4,C 5,C 6,D 7,B 8,B 9,B 10,B 11,C 12,A 13,B 14,C 15,B 16,D 17,B 18,D 19,A20,B 21, D 22,B 23,D 24,C 25,C 26,C 27,B 28,C 29,C 30,C 31,B 32,C 33,A 34,C 35,C 36,C 37,D38,A 39,B 40,A 41,B 42,C 43,B 44,C 45,C 46,A 47,A 48,A 49,A 50,C 51,A 52,A 53,A
15、 54,C 55,B56,E 57,B 58,A 59,ABCDEF三,填空题1,在生物运动链中,骨骼是环节的 ,关节是运动的 ,肌肉收缩则为环节绕关节轴转动提供 .2,骨杠杆同机械杠杆一样也可以分为 , , .3,人的胫骨能负载 ,极限负荷大约等于体重的 倍.4,骨组织中大约有 是水份,其于 是无机物和有机物.5,关节软骨是一种各向异性, , , 的可渗透物质.6,人体的韧带和肌腱都由致密结缔组织构成,主要含有 , 和 .7,人体各骨关节的基本运动形式可以归纳为 , 和 .8,根据平衡稳定程度的分类可把人体平衡分为 , ,和 .9,如果把人体简化为质点,按质点运动的 ,可分为 运动和 运动.
16、10,加速度是一个 ,有 和 .其表达式为 .11,由加速度表达式 可以看出,加速度值可以取 , 和 .12,按机械运动的形式可将人体运动分为 , 和 .13,直线运动包括 , ;曲线运动包括 , .14,力的三要素是指力的 , 和 .15,力的作用是使物体产生 和 ,这就是力的效应,前者为 ,后者为 .16,力的作用线通过人体质心的力叫做 ,如 力.力的作用线不通过人体质心的力叫做 ,如 力.17,力与力至质心的距离叫做力对质心的 ,或称为 .18,肌肉结构的力学模型是 个元件组成,称为 模型,具体为 , , .19,人体基本体育动作可分为 , , , , .20,如果将人体看做一个力学系统
17、,则人体内部各部分相互作用的力称为人体内力,如, , , 等.21,肌张力对于人体整体而言是 ;而肌张力作用于人体环节而言就是 .22,体育运动中常见的人体外力有 , , 和 等.23,摩擦力是两个相互接触的物体相对运动或有相对运动趋势时产生的力,分 , .24,作用力和反作用力是一对 的力,如果作用力是摩擦力,反作用力也一定是 ,如果作用力是向心力,反作用一定是 .25,人体惯性参数是指人体整体及环节的 , , 及 .26,决定肌肉收缩功率的因素是 和 .27,肌肉结构三元素中并联弹性成分由 和 组成.28,肌肉结构三元素中串联弹性成分是由肌原纤维本身的 和 等组成.29,一种材料的力学性质
18、即有 的力学性质,又有 的力学性质,这种材料就是粘弹性材料.30,剧烈运动会使韧带的机械应力增加,从而使其 和 增加,并使韧带 .31,根据力和力矩由不同方向施加于物体上,可将载荷分为( )( )( )( )( )( ).32,拉伸试验中,试件从开始加载到断裂的全过程中力和变形的关系可分为( )( )( ) 和( )四个阶段.33,人体运动器系由( ),( ),和( ),组成,其主要功能是使人体运动.34,骨杠杆同机械杠杆一样也可以分为( ),( ),( ).35,关节的作用一是( ),二是( ).36,肌肉结构的力学模型由( ),( )和( )三部分组成.37,肌肉力量的速度梯度是( )与(
19、 )的比值.38,生物运动链根据其结构特点可以分为( )和( )两种.39,体育运动中的动作系统大体可分为( )动作系统,( )动作系统,( )动作系统,( )动作系统.40,动作系的发展方向是( ),( ),( )和( ).41,人体惯性参数是指人体整体及环节的( ),( ),( )( ).42,体重为 50kg 的运动员,直立姿势时,对身体额状轴的转动惯量为 10kgm2 ,该运动员在做单杠大回环时,如果质心到单杠垂直距离为 1m,其对转轴的转动惯量是( ).43,根据平衡的稳定程度可把人体的平衡分为( ),( )( )和( ).44,按质点运动轨迹,可将人体运动分为( )和( ),按机械
20、运动形式,可将人体运动为( )( )和( ).45,人体运动的运动学量的特征包括( ),( ),( ), 和( )四个特征.46,篮球比赛中,运动员甲在跑动中从胸有把篮球传给同伴时,则篮球相对于甲的速度为( ),甲相对于地面的速度称为( ),篮球相对于地面的速度为( ).47,运动员推铅球,在北京成绩为 20m,若北京的 g =10m/s 2 ,广州的 g 为 9.8 m/s 2 ,那么运动员在广州比赛的成绩是( ).48,一个人站在体重计上,静止时体重为 70kg,当身体总重心以 4m/s2 的加速度向上运动时,体重计的读数是( )N;当其重心以同样的加速度向下运动时,体重计的读数应是( )
21、N.(g=10 m/s2)49,稳定角是( )与( )之间的夹角.50,运动生物力学研究的核心是( ).答案:基础,枢纽,动力省力杠杆,平衡杠杆,速度杠杆15003000kg,205025%30%,70%75%非均匀,粘弹性,充满液体胶原纤维,弹性纤维,成纤维细胞屈伸运动,收展运动,旋转运动稳定平衡,不稳定平衡,随遇平衡,有限度的稳定平衡轨迹,直线,曲线10,矢量,大小,方向11,正值,零,负值12,平动,转动,复合运动13,变速直线运动,匀变速直线运动,抛体运动,圆周运动14,大小,方向,作用点15,加速度,形变,外效应,内效应16,正心力,重,偏心力,磨擦17,力矩,转矩18,三元素,收缩
22、成分,弹性成分,串联弹性成分19,推,拉,鞭打动作,缓冲,蹬伸,躯干的扭转,相向动作,摆动动作.(答出其中5 个即可)20,肌肉张力,韧带张力,组织粘滞力,关节约束力21,内力,外力22,重力,弹力,摩擦力,流体作用力23,静摩擦力,滑动摩擦力,流动摩擦力24,相同性质,摩擦力,离心力25,质量,质心位置,转动惯量,转动半径26,肌肉收缩力,收缩速度27,肌束膜,肌纤维结缔组织28,横桥,z 线29,弹性材料,韧性材料30,强度,刚度,肥大31,拉伸,压缩,弯曲,剪切,扭转,复合载荷32,弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,颈缩阶段33,骨,关节,肌肉34,省力杠杆,平衡杠杆,速度杠杆35,保证人体
23、的运动,传递力36,收缩成分,并联弹性成分,串联弹性成分37,力的最大值,所需时间38,开放链,闭合链39,周期性,非周期性动作结合,混合性,不固定40,整体化与细节化,稳定化与变异度,标准化与个性化,固定化与发展化41,质量,质心位置,转动惯量,转动半径42,60kg.m243,稳定平衡,不稳定平衡,随遇平衡,有限度的稳定平衡44,直线运动,曲线运动,平动,转动,复合运动45,瞬时性,矢量性,相对性,独立性46,相对速度,牵连速度,绝对速度47,20.4m48,980N,420N49,重力作用线,重心与支撑面边界的连线50,体育动作四,名词解释1,运动生物力学:2,静载荷:3,动载荷:4,冲
24、击载荷:5,交变载荷:6,内力:7,刚度:8,残余变形或塑性变形:9,强化:10,拉伸载荷:11,压缩载荷:12,弯曲载荷:13,剪切载荷:14,复合载荷:15,松弛:16,蠕变:17,生物运动偶:18,生物运动链:19,自由度:20,杠杆:21,动作结构:22,动作系统:23,周期性动作系统:24,非周期性动作结合动作系统:25,人体惯性参数26,转动惯量27,平衡力系28,自由体29,力偶30,稳定角31,质点32,刚体33,参照系34,惯性参照系35,非惯性参照系36,实体轴37,非实体轴38,运动的叠加原理39,角位移40, 角速度41, 人体内力42, 人体外力43, 人体重力44,
25、45,46,47,环节重心滑动摩擦力支撑反作用力牛顿第一定律48, 牛顿第二定律49, 牛顿第三定律50, 动量51, 冲量52, 动量定理53, 动量守恒定律54, 实体轴55, 非实体轴66, 转动定律57, 动量矩定理58, 流体的重度:59, 流量:60, 流线:61,摩擦阻力:62,压差阻力:63,兴波阻力:64,惯性阻力:65,流体静压强:66,层流:67,湍流:68,鞭打69,缓冲70,蹬伸71,蹬离角72,扭转73,相向运动74,系统75,系统研究方法76,关节角:77,物理摆:答案:1,是运用生物学,力学以及体育技术理论,探索运动技术规律的科学.2,是逐渐加于物体上的,由零渐
26、增值某一定值以后不再改变的载荷,称为静载荷.3,是物体在载荷的作用下,它的某些部分或各部分所引起的加速度相当显著,这种载荷称为动载荷.4,当某一物体同其他物体作用,使其速度在极短时间内有很大改变时,所受的载荷.5,随时间作周期性的改变并且多次重复地作用在物体上的载荷叫交变载荷.6,由于外力作用引起的固体内各质点之间相互作用力的改变量.7,弹性模量 E 与构件横截面积 A 的乘积称为刚度.即:刚度=EA.8,如果材料达到屈服,卸载之后就不再恢复到原状,这种不能恢复的变形称为残余变形或塑性变形.9,屈服阶段后继续加载,曲线又开始上升,说明抗变形的能力又恢复了,这种现象称为强化.10,是自物体表面向
27、外施加大小相等而方向相反的载荷.11 是向内加于物体表面的大小相等而方向相反的载荷.12,使物体沿其轴线发生弯曲的载荷.13,施加方向与骨表面平行或垂直,且在骨内部产生剪切应力和剪应变的载荷.14,物体同时受到多种载荷的作用,称为复合载荷.15,如将试件固定在一定变形之下,开始时材料内部有较大的应力 ,以后随时间的延长,该应力逐渐减小,这一过程称为松弛.16,如果对试件施加一个不变的载荷 ,则试件的变形将随着时间的延长而增加 ,这一过程称为蠕变.17,两个相邻骨环节之间的可动连接叫做生物运动偶.18,两个或两个以上生物运动偶的串联式连接.19,物体在空间运动,描述物体运动状态的独立变量的个数,
28、称为这个物体运动的自由度.20 在生物运动链中,环节绕关节轴转动,其功能与杠杆相同,称作骨杠杆.21,每个完整的特定动作,都有固有的特点,各个动作成分之间都有着固定的联系 ,这是一个动作区别于另一个动作的特征,动作的这种固有特点和固定内在联系叫做动作结构.22,大量单一动作按一定规律组成为成套的技术动作,这些成套的技术动作叫做动作系统.23,以周期循环的规律出现的动作组合为周期性动作系统.24,是指由各不相同的单一动作组合而成的成套连续动作.25,人体惯性参数是指人体整体及环节的质量,质心位置,转动惯量,转动半径.26,是物体对一定转动轴的物体上各质点的质量与其至转动轴的距离平方的乘积之和.2
29、7,在力系作用下,物体的运动状态不发生改变,则此力系称为平衡力系.28,在力的作用下可任意方向移动的物体.29,一对大小相等方向相反的平行力30,是重力作用线同重心与支撑面边界的连线之间的夹角.31,质点:忽略大小,形状和内部结构而视为几何点的物体.32,刚体:具有一定大小和形状,但不发生形变的物体,这种模型称为刚体.33,参照系:又称参考系,是指描述人体是否运动时,所选定的作为参考标准的物体或物体群.34,惯性参照系:是指以地球或相对于地球静止不动的物体 ,或作匀速直线运动的物体作为参照系,通常又称为静参照系.35,非惯性参照系:是指以相对于地球作变速运动的物体 ,或者说以相对惯性参照系做加
30、速运动的物体作为参照系,通常又称为动参照系.36,实体轴:当人体绕固定在地面上的运动器械转动时 ,器械就是人体转动的实体轴,习惯上把体外的转动轴称为实体轴.37,非实体轴:当人体局部肢体或整体绕位于人体内部的某假设直线 ,的基本轴转动时,基本轴就是人体转动的非实体轴,上把体内的转动轴称为非实体轴.38,运动的叠加原理:人体或物体同时参与几个运动 ,则每一个运动不受其他分运动的影响,人体或物体的运动是由各个彼此独立进行的运动叠加而成故又称运动的叠加原理.39,角位移:人体绕某一转轴转动,在一定时间内所转过的角度.40,角速度:指人体在单位时间内转过的角度,是表示物体转动的快慢与转向的物理量.41
31、,人体内力:若将人体看作一个力学系统,则人体内部各部分相互作用的力称为人体内力.42,人体外力:若将人体确定为研究对象,即人体力学系统,那么外界对人体作用的力称人体外力.43,人体重力:即地球对人体的引力,是一种非接触力,是人体各部分所受地球引力的矢量合成,重力的作用点为人体重心,其方向向下,指向地心.44,环节重心:身体各部分重力的作用点称为环节重心.45,滑动摩擦力:物体发生相对滑动时,在接触面上所产生的阻碍物体相对滑动的力 ,称为滑动摩擦力,方向与物体运动方向相反,大小为:F=N.46,支撑反作用力:人体处于支撑时,力作用于支点(支撑面)上,支点又反作用于人体,这种反作用力称支撑反作用力
32、.47,牛顿第一定律:物体若不受其他物体对它的作用 ,它将保持其静止或匀速直线运动状态不变.48,牛顿第二定律:质量为的物体受外力 F 作用时,其运动状态将发生变化,即产生加速度 a,加速度的大小与力的大小成正比,与其质量成反比,加速度的方向与外力作用方向一致.即:F=ma49,牛顿第三定律:两物体相互作用时,物体甲对物体乙的作用力 F1 与物体乙对物体甲的反作用力 F2 大小相等,方向相反,沿同一直线,且分别作用于这两个物体甲与乙,即:F1=-F2.50,动量:是用以描述物体在一定运动状态下所具有的运动量,把物体的质量m和其速度 v的乘积 mv 称为该物体的动量.51,冲量:在力学上,将作用
33、于物体的外力与外力作用时间的乘积,定义为力的冲量,即:I=Ft.52,动量定理:物体动量的增量等于其所受的冲量,即:Ft =mV2-mV1.(是描述物体机械运动状态变化规律的基本定理.)53,动量守恒定律:如果系统不受外力或受外力的矢量和为零 ,则系统的总动量(包括大小和方向)保持不变,这一结论称为动量守恒定律.54,实体轴:当人体绕体外的运动器械转动时,器械就是人体转动的实体轴.55,非实体轴:人体局部肢体或人体整体转动时所绕的位于人体内部的轴.56,转动定律 :刚体绕 定轴转 动时,转动与角 加速度 的乘积 等于作 用于刚 体的合 外力 矩,即:M=I,称为转动定律.57,动量矩定理:刚体
34、动量矩的增加量等于它所受到的冲量矩,即:M(t2-t1)=I2-I158,流体单位体积的重量.以 表示,即 =G/V ,其单位是 N/m3.59,单位时间内通过流管中过流断面的流体量.60,在流体运动过程中,在一定瞬间依次排列的一系列流体质点的运动方向线,叫做流线.61,由于流体的粘性所引起的阻力,称为摩擦阻力.62,由于流动时流束变形以及涡旋的出现等原因,在物体的前方和后方产生压强差所引起的阻力,称为压差阻力.63,由于存在自由液面而产生波浪所引起的阻力,称为兴波阻力.64,由于流体作非定常流动或运动物体在流体中作加速运动所引起的阻力,称为惯性阻力.65,当流体处于静止或相对静止状态时,流体
35、的压强称为流体静压强.66,当流体在圆管内流动流速较慢时,流体质点的运动有条不紊,呈现出分层流动的状态,这种状态称为层流.67,当管中流速增大,直到分层流动的状态被破坏,发生相互混杂,并且有纵向脉动时,这种流动状态称为湍流.68.鞭打是手部游离(或持物),上肢做类似鞭子急速抽打的摆臂动作 ,如排球跳起大力发球,掷标枪,乒乓球,羽毛球的扣杀等动作.69.当人体通过下肢与地面相互作用时 ,由于人体重力的作用 ,使伸展下肢各关节肌肉做离心收缩完成退让工作,下肢各关节呈屈曲状态称为下肢的缓冲动作.70.下肢各环节积极伸展,给地面施以力量蹬离地面的动作过程称为蹬伸动作.71.蹬离角是在支撑腿离开地面瞬间
36、人体重心至支撑点的连线与地面间的夹角.72.扭转即肩横轴与髋横轴绕身体纵轴反向转动.73.相向运动就是人体在腾空状态下身体某部分的转动能够引起身体另一部分向相反方向转动.74.系统是有相互作用和相互联系的若干组成部分结合而成的具有特定功能的整体.75.所谓系统研究方法,就是把对象放在系统的形式中,从系统观点出发,从系统和要素,要素和要素,系统和环境之间的相互联系和相互作用的关系中综合地 ,精确的考察对象,已达到最佳的处理问题的一种方法.76,相邻两环节的纵轴的夹角为关节角.77,物理摆是在重力作用下绕不通过质心的水平定轴摆动的刚体.五,简答题1,人体机械运动的表现方式有哪些2,简述人体机械运动
37、的特点.3,简述运动生物力学的学科任务.4,为什么说运动生物力学是一门新兴的边缘性学科5,简述运动生物力学的发展趋势.6,简述粘弹性材料的特点.7,在下蹲之后的纵跳实验中,有停顿的纵跳高度小于无停顿 (不加摆臂)的纵跳高度的原因是什么8,肌肉收缩前的长度与主动及被动张力的关系,可以得到什么结论.9,建立人体惯性参数模型的目的和意义10,举例说明影响平衡稳定性的各项因素11,影响人体平衡动作的生物学因素12,举例说明根据平衡的稳定程度可把人体平衡分为几种13,什么叫参考体 参考体有何作用 在拍摄现场如何设置参考体14,简述影响投掷运动员出手速度的因素.15,跳跃项目中助跑的作用是什么16,投掷项
38、目助跑的作用是什么17,简述跳高起跳时,双臂和腿加速积极上摆的力学意义18,简述弯道跑和弯道滑冰时,运动员为什么要把自己的身体倾向圆心19,弯道跑时人体为什么要内倾20,要停住以同样速度滚动的铅球和皮球,哪个比较容易,为什么21,简述跳高,跳远等落地缓冲动作的生物力学机制.22,试述在投掷中超越器械的力学机制.23,跳高时运动员肢体的摆动动作起什么作用24,流体静压强有哪两个性质25,为什麽当人体平躺入水中,身体不动时两腿势必下沉26,浮体平衡的条件是什麽27,简述运动生物力学的研究方法28,简述运动生物力学参数特征29,简述系统研究方法的特点30,运动生物力学实验课的目的是什麽答案:1, 人
39、体某一部分相对身体另一部分的空间,时间位移;人体整体相对外界环境的空间,时间位移;由人体局部位移而造成器械的空间位移.2,人体机械运动有很大的主动性和可变性,而不决定于外部条件.人体系统本身具有能量储备,可不随外界影响而随时释放,并可转化为对外界做功.人体长时间连续工作或运动后 ,易出现疲劳,但经过休整可以完全恢复 ;物体虽能较长时间连续工作,但出现疲劳就不可完全恢复.人体的大部分机械运动形式 ,尤其是体育技术动作都是后天 ,自发或自觉形成的.语言文字起着重要作用.人体机械运动受大脑皮质的控制,调节并有意识参与.3,研究人体机械运动的特点及规律;研究人体结构与机能的力学特征;研究运动技术最佳化
40、问题;研制和改进运动器械;预防运动损伤;为选材提供理论依据.4,运动生物力学是科学高度分化下的高度结合,是运用生物学,力学以及体育技术理论探索运动技术规律的科学.它兴起于20世纪60年代,它本身已超出了传统学科界限,它是数学,力学等学科与生物学相互渗透的新学科.所以说运动生物力学是一门新兴的边缘性学科.5,基础研究.研究人体基本体育动作的生物力学原理如走 ,跑,跳的生物力学,研究人体运动器系的生物力学.(1 分)应用研究.包括对优秀运动员各项动作技术的生物力学诊断(技术分析),运动技术的优化,生物力学的技术在不同运动项目训练中的应用,教学实践与训练中的力学问题等.(2 分)方法学及测试手段的研
41、究.包括:高速录象开始应用,录象解析代替了一部分影片解析;专向技术测试的传感器有所进展;测试数据采集计算机化和参数遥测技术研究等.(2 分)6,当物体突然发生应变时,若应变保持一定,则相应的应力将随时间的增加而下降.若令应力保持一定,物体的应变随时间的增加而增大.对物体作周期性的加载和卸载,则加载时的应力-应变曲线同卸载时的应力-应变曲线不重合.7,其原因是停顿是肌肉及肌腱中的弹性成分产生了松弛,如果停顿时间大于松弛时间,则肌肉产生的被动张力完全耗散掉,后继动作就只能单纯依靠肌肉收缩力来完成.8,当肌肉处于平衡长度,肌肉不收缩,则总张力为零.当肌肉处于静息长度,肌肉收缩,则总张力为被动张力与主
42、动张力之生物叠加 ,此时肌肉总张力最大.当肌肉过于拉长,肌肉收缩,此时主动张力下降,有可能导致总张力下降.9,建立人体惯性参数模型是广泛使用人体尺寸计算人体环节惯性参数的通用方法.(1 分)其目的一方面可以直接利用人体尺寸库中的数据,测算人体个环节的惯性参数;另一方面可以针对某一个体通过体表尺寸计算各环节的惯性参数.(2 分)人体惯性参数模型的建立,对把人体运动的规律研究推进到数学化 ,计算计化,促进体育科学研究水平的进一步提高都具有现实意义.(2 分)10,(1)支撑面 支撑面越大物体平衡的稳定性越好.如两脚分腿站立比两脚并立平衡的稳定性好.(2 分)(2)重心高度 重心越低,稳定性越好.稳
43、定角越大,稳定性越好.在武术等项目中,就必须加大在对手方向的稳定角,达到对抗方向的稳定角.(2 分)(3)体重 同等条件下,体重越大,稳定性越好.(2 分)11,(1)人体不能绝对静止.(2 分)(2)人体有效支撑面小于支撑面.(1 分)(3)人体姿势的改变可以调节平衡.(1 分)(4)人体平衡动作易受心理因素的影响.(1 分)12,(1)稳定平衡 人体在外力作用下偏离平衡位置后 ,当外力撤除时,人体自然恢复平衡位置 ,而不需要通过肌肉收缩恢复平衡.如单杠的悬垂动作.(1 分)(2)不稳定平衡 人体在外力作用下偏离平衡位置后,当外力撤除时,人体不仅不能恢复平衡位置,而且更加偏离平衡位置.如单臂
44、手倒立动作.(1 分)(3)随遇平衡 人体在外力作用下偏离平衡位置后,当外力撤除时,人体不仅不恢复平衡位置,也不继续偏离平衡位置,而是在新的位置上保持平衡.(1 分)(4)有限度的稳定平衡 人体在外力作用下,一定限度内的偏离平衡位置,当外力撤除时,人体可恢复平衡状态,但偏离平衡位置超过一定限度时,人体失去平衡.(2 分)13,运动物体的参照物体叫参考体 .可以是涂有黑白相间颜色的标杆或反差分明的黑白胶布 ,也可以是现场中合适的固定不动的物体.(1) 作用:为了确定影片图象的坐标原点,建立图象坐标系,以便在影片图象的解析时获取各幅影片中人体测量点在坐标系中的坐标 .(1)设置:在定点拍摄时设置一
45、个参考体就可以了 ,因为它只需要一个坐标系 ,而在扫描拍摄中,由于拍摄范围大,需要多个参考体,建立多个坐标系,最后进行坐标换算 (2) .参考体一般设置在运动平面的前面或后面,以靠近运动平面而又不影响人体运动为原则 .在设置多个参考体时,要求设置在与运动平面平等的一个平面内,以减小误差(2).14,投掷出手速度是由助跑,引臂或滑步,转体时力作用的时间长短,工作距离长短等多方面因素决定的.15,起跳前给人体适宜的初速度(1),为缩短起跳时间,提高肌肉的势能及增强起跳力创造条件 .为起跳时身体处于最佳姿态作好准备(1),形成运动员与起跳板相互作用的最佳条件.16,A 增大投掷时器械的初速度.,(2
46、)B 提高肌肉的弹性势能.,(2)C 为人体动量向器械转移创造条件.,(2)17,(1)双臂和腿加速上摆产生向下的加速度,人体对地面的作用力增大;,(2)(2)此力可以增大地面对人体的支撑反作用力;, (2)(3)支撑反作用力的增大,可使人体向上的加速度增大,从而有利于提高起跳速度., (2)18,人的重力与地面的支持力此时不在一条直线上,其合力的方向指向圆心,提供向心力.19,人的重力与地面的支持力此时不在一条直线上,其合力的方向指向圆心,提供向心力.20,停住皮球比较容易(2).根据动量公式:K=mV(1),V相同,而皮球的质量小于铅球的质量,所以皮球的动量小于铅球的动量,则停住皮球较容易
47、(1).21,A 减少外力作用.,(2)在着地等动作的碰撞过程中,人体动量变化往往是一定的.缓冲动作的实质是增加碰撞动作的时间,根据动量定理,当动量变化一定时,力的作用时间处长,可减小外力对人体的作用.B 缓冲动作是完成动作技术的重要环节 ,跳远,跳高成绩取决于起跳力中垂直分力的冲量大小., (2)C 缓冲动作是准备性动作., (1)它为后继动作提供适宜的空间和时间以及各关节肌肉适宜的发力条件.D 加强非代谢能的利用.,(1)22,可延长最后用力的工作距离,从而延长力对人体或器械的作用时间23,答:A提高重心相对高度.肢体摆动时质量向上移动,使人体总质心的相对位置升高.B 增加起跳力.当肢体质
48、心作竖直向上加速运动时 ,必然对施力部位产生反作用力 ,并通过起跳腿用力作用于地面,从而增大了起跳力.24,答:性质一:流体静压强的方向必沿作用面的内法线方向.性质二:流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关,即任一点的压强无论来自何方均相等.25,答:从绝对值看,人体浮心平均高于重心,入水后,人体的浮心与重心不在一条竖直线上,形成了转动的力矩,使腿下沉,头上浮.当身体的转动使得浮心与重心在一条竖直线时 ,人体就能在水中平稳的浮着.26,答:其平衡条件有两个:一是重力与浮力的数值相等,二是重心与浮心在同一铅垂线上.27,研究人体运动的内部,外部运动行为.研究人体内部运动行为与外部运动行为之间的
49、因果关系的研究.28,在方法论高度上,运动生物力学研究方法的内涵可概括为:从系统的观点出发,物理学方法生物学方法相互渗透,融合,并运用系统方法研究人体运动的因果关系.29,人体参数的非线性特征;人体拒测性及参数特征 ;人体动作参数不可重复性和参数的随机分散特征;人体功能代偿及其参数的相对性.30,是一种有上而下,有总而细,即从整体出发,先综合,后分析,最后又回到综合的方法.可以把定性方法和定量方法有机的统一,即它不仅可以定性地,准确地描述系统的运动状态和规律.六,论述题1,试举体育实例说明为什么生命要力学化,力学要生命化.2,简述运动生物力学与运动解剖学,运动生理学,力学,运动技术等学科的相互
50、关系.3,论述运动生物力学的发展趋势.4,论述骨组织的力学特性.5,论述骨骼肌三元素模型各元素生理作用机制.6,请联系骨骼肌的生物力学特性说明投掷运动最后用力的超越器械动作原理.7,详述跑的过程中为什么要送髋.8,简述动作结构,动作系统,运动行为之间的关系.9,详述影响抛射体远度的生物力学机制.10,试述人体内力与人体外力的相对性及其相互关系.11,香蕉球的力学原理.12,如何减少游泳中的阻力13,详述鞭打动作的力学机制14,在跳远起跳过程中,摆动腿和摆动臂应如何摆动,试述其生物力学意义15,简述运动生物力学研究的一般程式16,详述在运动生物力学研究中建立人体力学模型的意义 模型的种类有那些1
51、7,简述关节软骨的营养吸收机制.18,简述关节软骨的形变渗透的营养润滑机制对运动的训练和健身运动时,关节功能的保持和损伤的指导意义.19,试述肌肉力量和肌肉收缩速度的变化关系对力量训练的指导意义.20,试述腰椎间盘的构造和主要生物力学的特征.21,试述下蹲膝关节屈曲约为 90 时,迅速起跳,起跳高度的主要生物力学因素.22,跳高的助跑速度一般为 7-8 米/秒,慢于全速跑,但可以通踏跳获得较高的起跳高度,其主要的生物力学因素有哪些答案:1,生命要力学化主要讲的是研究生命物体要从力学的角度看问题;例如,人体的运动是肌肉收缩产生力量的结果,心脏的泵血,血液循环等都离不开力 .所以在研究生命物体时要
52、从力学的角度看问题.而力学要生命化则主要讲的是从生命的特点来看力学问题,也就是从生理,心理的特点看问题.生命物体不同于简单物体,他有思想,有自我意识,所以在分析生命物体受力时,要从生命物体的特点看力学问题.2,运动生物力学与运动解剖学:运动生物力学研究人体的运动动作,必然涉及到人体运动器系的形态结构,特别是运动器系的形态结构与其功能的统一性和相互制约性.运动生物力学与运动生理学:运动生物力学研究人体的运动动作 ,必然涉及到肌肉活动的本体感受器 ,信息正负反馈和神经控制.这些都是正确实现人体运动动作过程中必不可少的条件,也是人体运动的重要特征.运动中能量的供给,释放能量的完成,是反映人体肌肉活动
53、功率或整体活动效率的重要依据.运动生物力学与力学:应用经典力学理论于活体(人体)有适应的一面,同时还存在着不服从或不完全服从的另一面.如何摆脱用简单的力学原理解释复杂的人体高级运动本质的机械论思想,正确认识人体运动中丰富的物理学内容,需要寻求更适合研究活体运动力学规律的数学工具或分析方法.这也正是运动生物力学理论研究的基础工作和重要工作.运动生物力学与运动技术:运动生物力学研究的核心是人体运动动作,运动动作是以一定的运动技术,技能的要求来体现的 ,人体表现出的个体之间动作技术千差万别 ,要研究引起差别的原因,研究人体运动技术极其变化的原因,寻找运动技术的合理化和最佳化 ,对于运动技术,身体素质
54、训练方法的有效性和最佳化,也需要从运动生物力学理论中找到依据.3,运动生物力学在体育科学学科体系中研究内容丰富,研究问题复杂,领域宽广,涉及到生物学,力学,体育学等学科的交叉,从而形成了良好的学科互补与融合 ,促进了运动生物力学学科的进步和发展.随着测试手段的改进和现代高科技的发展 ,运动生物力学的发展任重而道远 .纵观国内外运动生物力学的研究领域,可以看到该学科的发展趋势是:一基础研究.研究人体基本体育动作的生物力学原理如走 ,跑,跳的生物力学,研究人体运动器系的生物力学,如膝关节的运动学与动力学 ,脊柱的生物力学,肌肉活动时肌电对复杂运动中的肌力评价,神经肌肉对运动的支配,运动控制,运动能
55、量等;生物力学在康复诊断评价中的研究,活体结构下的材料力学和弹性力学 ,生物材料的本构方程 ,关节受力的形态分析和关节界面的数学力学模型,研究人体运动动作的神经肌肉控制和反馈,矫正动作的生物力学机制等.二应用研究.包括对优秀运动员各项动作技术的生物力学诊断(技术分析),运动技术的优化,生物力学的技术在不同运动项目训练中的应用,教学实践与训练中的力学问题,教学方法方面的生物力学,运动过程中各肌群(原动肌,协同肌,对抗肌)工作特点(参加工作的实践顺序,力量大小等)的研究,运动器系损伤的生物力学机制及物理康复手段的研究 ,运动生物力学与选材研究,以及研究,设计符合人体生物力学原理的运动器材及体育锻炼
56、的各类健身用品等.三方法学及测试手段的研究.包括:高速录象开始应用,录象解析代替了一部分影片解析;专向技术测试的传感器有所进展,如弹力调节器可安装于弹跳板上调节弹力大小;测试数据采集计算机化和参数遥测技术研究;多指标,多学科的综合测试及同步测试 ;影像解析中图象识别技术的研究;适合于测量活体系统生物力学参数的新方法 ,新手段,新仪器的研究;测量参数数字化过程的分析方法的研究.4,各向异性.由于骨的结构为中间多孔介质的夹层结构材料 ,因此这种材料是各向异性体(不同方向的力学性质不同).弹性和坚固性.骨的有机成分组成网状结构 ,使骨具有弹性.骨的无机成分填充在有机物的网状结构中,使骨具有坚固性,能
57、承受各种形式的应力.骨是人体理想的结构材料.骨在人体中起着承重和杠杆作用.它不仅强度大而且重量轻.耐冲击力和持续力差.骨对冲击力的抵抗比较小;耐持续性能也比较差,同其它材料相比,抗疲劳性能亦差.机械力对骨结构的影响.在骨承受载荷的限度内,成人骨对机械力的反应是由应力的值所决定的,骨对生理应力刺激的反应往往处于平衡状态,应力越大,骨的增生和密度增厚越强.应力强度的方向性.由于骨结构中骨密质和骨松质中的密度不同,它们承受的力量也就不同.5,收缩成分.由肌小节的肌球(凝)蛋白和肌纤(动)蛋白微丝组成,在静息状态下其应力为零 ,但长度可自由伸缩.活性状态下,具有产生张力和引起收缩的能力 ,由于是人体主
58、动控制的,因而称主动张力.并联弹性成分.由肌束膜和肌纤维膜等结缔组织组成 ,为非线形粘弹性体,被牵拉时产生弹力,称被动张力.串联弹性成分.由肌原纤维本身的横桥和 Z 线等组成,是具有一定阻尼的非线性弹性体,当收缩成分兴奋收缩时,串联的弹性成分伸展吸收一部分张力 ,缓和张力的急剧变化,进而实现肌肉收缩的第二种机制.6,投掷运动最后用力的超越器械动作,目的是为了在肌肉收缩前给予一定程度的拉长,为后继的发力动作做好准备.7,跑的过程中送髋主要目的是为了增加步幅.当送髋后使骨盆以支撑腿一侧髋关节上一点固定,保证了骨盆有三个自由度 ,即:骨盆可以绕三轴转动 :绕矢状轴上提;绕冠状轴俯仰;绕垂直轴旋转.因
59、此加大了动作幅度,也就加大了步幅.如果不送髋,在髋关节两侧两点固定,髋关节只有一个自由度,腿只能做钟摆式运动,髋关节也就没有参加运动,步幅就会受到限制,影响跑速.8,运动行为具有目的性,为实现其目的,需要由若干单一动作组成动作系统,而动作系统的组成基本单位是动作,动作具有动作结构,动作须有合理的结构.动作组成的动作系统应当是合理的,动作系统的合理性与运动行为的目的性是一致的.9, 公式 S=(V02sin2)/g(1) 出手速度(2)出手角度(3)出手高度10,(1) 若将人体看作一个力学系统,则人体内部各部分相互作用的力称为人体内力. (2) 若将人体确定为研究对象,即人体力学系统,那么外界
60、对人体作用的力称人体外力 . (3) 内力和外力的区分是相对的.如何确定某个力是内力或是外力,取决于研究对象.由于研究对象的不同,同一个力既可看作内力又可看作外力. (4) 人体内力不能直接引起人体整体的运动,但可以通过人体与外界环境的相互作用,这时人体内力的合效应可以引起人体特定外力,从而使人体发生整体. (5) 人体内力和外力是相互联系的,内力是人体运动的必要条件 ,但内力只有通过外力才能使人体产生整体运动.11,答:当球体受到一个偏心力,在流体中即有平动又转动,由于球体表面并非光滑,和空气本身具有粘滞性,使空气在球体表面形成一定厚度的环层流 ,随着球体一起转动;在球体的上方,环流的方向与
61、空气流向相同,在球体的下方,环流的方向与空气流向相反 ,所以上方的速度大于下方的速度,由流体力学的伯努利方程,可知上方的压强小于下方的压强,从而造成压力差,上方压力小于下方压力,由此,将改变球的运动方向,使球的运动轨迹向上偏转.12,答:减少迎水面积,保持流线型,S 型;与粘滞系数(光滑度),体表面积等因素有关;减少造波,避免上下用力(兴波阻力);减少回返速度,减少肢体回返阻力;减少体表摩擦力.13(8-2-6-4)鞭打动作的目的是使末端环节的线速度加快,主要采取制动,使动量矩发生转移,传至动作环节末端,增大末端环节的加速度.下面以掷标枪出手阶段为例,分析鞭打动作的原理.在掷标枪的出手阶段,运
62、动员的身体由下肢,腰,大臂,小臂,手依次制动,使动量矩由下传至运动环节末端,以加大出手速度.单拿大,小臂来说,假设开始时大,小臂都以 W1 的角速度转动,当大臂制动时小臂就以 W2 的角速度转动.(要求有图示)假如M=0那麽,(I1+I2)W1=I2W2W2=I1/I2W1+W1由公式看出,要想增大 W2,就必须增大 I1/I2,所以,我们必须动员更多环节参加制动和增大初速度 W1.14,跳远起跳过程分为着地,缓冲,蹬伸,离地四个阶段,就此分析: 着地阶段:起跳脚踏板着地,摆动腿由后向前摆动,两臂由后向前加速摆,使身体获得向前的加速度;缓冲阶段:起跳腿被迫弯曲,摆动腿,两臂继续向前摆动,使身体
63、继续保持向前的加速度,使地面给人的反作用力增大.蹬伸阶段:起跳腿伸直,蹬起,两臂向前向上摆动,给人体一个斜向上的加速度,使地面给人体的支撑反 作用增大 .(因为摆动腿 和两臂 的加速 前摆,使人 体获得 一个向下 的力 m2a,而N=mg+m2a,因此增大了地面给人的支撑反作用力.)离地阶段:离地瞬间摆动腿和两臂突然制动 ,开始摆动腿和两臂向上方摆动所获得的动量 ,带动整个身体腾起更高,延长身体在空中的作用时间.15,将生物活体运动中的人体简化成某种特定的模型,如研究跳高运动员起跳后的抛物线,即把人体简化为质点人体总重心.按照预定的数理逻辑,选择合适的数学工具,并参考已成熟的程式经修正后进行理
64、论分析.按照预定的数理逻辑以及测试装备的技术进步所提供的可能性,设计试验及现场检测的方案,进行直接或间接测量.判断检测的数据,按照预定的数理逻辑进行全面的整理 ,并将结果(可能的话应归纳整理成公式)与理论分析的结果进行比较,相互修正,相互补充.重新回到抽象的模型上,从模型与生物活体运动中的人体区别中,确定研究结论的局限性与适用范围.16, 建立人体力学模型在生物力学研究中起到了由生物学力学的桥梁作用;力学的研究对象是物体,其内部结构清晰明朗,对它的研究结果要求准确化 ;而生物学的研究对象是活体,其自身包括许多运动器系系统,内部结构复杂多变,很难将其准确量化.在运动生物力学学科中将两者结合为一门
65、学科进行研究,便体现了两者的矛盾,人体力学模型的出现,从中起到了由生物学力学的桥梁作用,它将人体或人体的某些环节简化为力学模型,使其简单化,符合力学研究原理,解决了两者之间的矛盾.种类:质点:只有质量的大小,而无形状的大小的模型.刚体:在任何条件下都不变形的物体称之为刚体.实体模型:把人体的 200 多个环节简化为 15 个环节的模型.17,答:关节软骨是一种粘弹性,多孔,可渗透材料,在应力作用下,液体可以在组织中流进流出.关节软骨自身没有血管系统,其营养物吸入是由关节软骨受力后的形象来实现的.具体为:关节为静止状态时,关节软骨不发生形变,无营养物质吸入;人体运动时,关节软骨受压变薄,液体被挤
66、出软骨;放松或关节伸展时,关节软骨象海绵一样膨胀变厚,将营养物质从骨和关节腕液中吸入,使关节软骨获得所需营养,这种机制称之为关节软骨营养的渗透循环.18,答:关节腔的润滑,关节软骨的营养主要是靠关节软骨自身的海棉状压缩一膨胀的液体吸入来完成,其力学条件是承重受压和压力完全解除 .即关节功能的保持,提高和营养的提供来自并取决于适宜的运动.对运动训练和健身运动的指导和提示是:(1)在长期进行,大运动量,在强度,重负荷,超负荷的各种体能和动作技能训练时,注重和强调正确合理的技术动作完成训练,防止关节受伤.训练后保证关节的完全放松和恢复时间 ,并积极采用多种符合关节软骨材料性能和力学性能的恢复措施.(
67、2)长期坚持适宜的健身运动,在健身运动中,尽量选择满足全身各关节合理受力的运动内容和运动方式.(3)少运动或不运动,关节软骨的营养跟不上,力学功能减退,导致关节生锈.过量运动,不注意关节软骨受压后形变的恢复,久而久之,可能会导致关节软骨的慢性劳损.19,答:希尔方式提示,当骨髂肌收缩时;肌肉力量增加,相对应的是肌肉收缩速度减小 ;反之,肌肉力量减小时,肌肉的收缩速度增大.对力量训练的指导及提示主要有以下几点:肌肉最快速度收缩时,不可能产生最大的肌肉力量.肌肉收缩产生最大肌力时,肌肉收缩速度不会尽快.发展肌肉力量,应尽量增加训练负荷.发展肌肉快速收缩能力时,应安排适宜的轻负荷力量训练.肌肉速度性
68、力量和相应的最大功率输出能力的发展,则应合理安排力量和速度的组织训练.20,答:腰椎间盘是由腰椎间盘由纤维环髓核 ,上下椎体的终极构成的一个完整的充有液体的弹性系统.椎体的终板,是玻璃样关节软骨,在堆间盘上方和下方,形成椎间盘头,尾的壁.具有形变渗透功能.腰椎间盘的外壁由弹性纤维的纤维环构成 ,纤维环纤维彼此层层斜向交叉 ,环绕上下两端维体终板周缘,附着于椎体.纤维环中间包绕着髓核.髓核与椎间盘基质,为胶状液体,具有吸附液体,保持水平衡及髓核内压的功能.腰椎间盘的主要生物力特征:(1)纤维环纤维是弹性纤维,形变能力超过自身长度一倍 ,椎间盘的弹性来源于纤维环而不是髓核.斜状交织的纤维环可使椎体
69、骨之间产生摇椅状运动,旋转运动和平动.(2)髓核是流体状被容纳在一个密闭的容器内 ,因此,符合流体承受压力的帕斯卡定律 ,即髓核不能被压缩,而是将单位面积上的承受的压力毫无减少的传送到容器的每一个单位面积上去.无论椎体骨发生什么方向的运动,椎间盘内压保持不变.(3)具有弹性椎间盘和椎体终板,交替地承受挤压和放松,形成一种机械原动力,实现椎间盘内的营养渗透循环.椎间盘纤维环的高弹性功能,即是维持椎间盘的营养供给和脊柱柔韧性的力学条件和保证,也是纤维环自身力学性能正常的保证.21,答:下蹲膝关节屈曲达 90时,可获得理想起跳高度的主要力学因素如下:(1)适当拉长了下肢各部肌肉,肌肉的主动张力增大,
70、参与蹬伸的髋,膝,踝部肌群离心收缩时并联及串联弹性成份的非化学能被动张力,使得工作肌群总张力增加.(2)适度降低身体总重心,增加了肌肉作功距离,同时可获得较大的反作用力.(3)有利于两脚前掌在发力蹬地时间的延长 ,肌肉收缩发力贴近于力的梯度效应 ,肌肉输出效率大.(4)实验研究表明,膝关节 90时,下肢各关节的伸展=输出功率最大.22,答:功能速度是在 78 米/秒时,虽然明显慢于全速距,但却为跳高的踏跳和腾空等技术动作创造了有利的力学条件,主要如下:有利于水平速度向垂直速度的转变;有利于起脚着地,缓冲,蹬伸时重心的控制;可适当延长起跳脚,蹬地起跳对地面的用力时间,可获得较大的反作用力,并贴进
71、符合肌肉用力的梯度效应,获得理想的动能及功量矩.(4)使起跳过程中两臂和摆动腿摆动充分,起跳腿蹬伸充分,可增加起跳后身体重心的高度.七,计算题1,运动员竖直上跳,蹬伸时间为 0.2s,起跳蹬伸距离为 0.45m,求该运动员的腾起初速度和重心腾起后上升高度.H= V0t+ a =Vt = V0 +at= 200.2=4m/sVt2-V 02= 2aH H=2,.若运动员射出的箭中靶前的速度为 40m/s,射入靶后,箭穿行 10cm 静止,若箭在靶中的速度为匀减速运动,求中靶后箭的加速度和运动时间.Vt2 - V02 = 2asVt = V0 +ata= -8000 m/s2t=0.005s3,某
72、跨栏运动员在一个跨栏步中,身体重心水平位移为 3.2m,重心上升高度为 0.2m,设起跨离地时与着地两瞬间的重心高度近似相同,试求其腾空时间 t,腾空初试水平速度 V ox 和垂直速度 V oy,以及腾起角 H= Vt = V y at Vx =0.2=10t2 V0y =gt V0 =t = 0.2s =100.2 tg=T = 0.2 2 = 0.4s =2m/s = arctg4,测得一足球在空中飞行 3s 时间,求足球飞行中离地的最大高度.T= V0sin= 1.5sHmax =5,在平静的湖面上漂浮着两艘质量分别为100千克和200千克的船,两艘船通过一根绳子互相吸引,求两艘船开始运
73、动时的加速度之比.m1 a1= m2 a2 =2:16,质量为 5 千克的物体放在光滑水平面上,受到四个方向向上的力,试求物体加速度的大小和方向. 2N 4N5N30 060 0 45 03N方向向左7,体重 65kg 的运动员作提铃动作,把地面上 120kg 的杠铃以 1.5m/s2 加速度上提,求运动员对地面的压力为多大 (g=10m/s2)F 合=G1+ G2+ G3=6510+12010+1201.5=2030N G1 = mg=65 10G2 = mg=120 10G3 = mg=120 1.58,朱建华体重 75kg,在一次过杆训练时,测得起跳的时间为 0.12s,起跳阶段重心升高
74、 0.29m,求(a)起跳速度 v,(b)重心上升的高度 h,(c)平均起跳力 F.(g=9.8m/s2)V0=0S= V0t+a=m/sVt= V0+at =40.30.12=4.83 m/sV2t= V20+2gHH=9,体重 70 公斤的跳高运动员蹬伸起跳时,如果两臂上摆的加速度为 30m/s2,摆动腿上摆的加速度是 20m/s2,根据松井秀治的数据:两臂相对重量为 10%,一条腿相对重量为 17.2%,求由于摆臂摆腿动作而增加的起跳力为多大a 臂=30 m/s m 臂=7010% a 腿=20 m/s2 m 腿= 7017.2%F= m 臂 a 臂+ m 腿 a 腿=730+12.04
75、 20=450.810,体重 70kg 的跳远运动员,立定跳远的起跳速度为 4m/s(合速度),如果蹬地时间为 0.5s,求作用力是多少 如果蹬地时间为 0.1s,其作用力又是多少M=70kg V=0.4m/s t1=0.5s t2=0.1s11,体重 60kg 的撑竿跳高运动员,从 5m 高处落地,落地缓冲时间为 1.5s,求他受的冲力,如果缓冲时间为 0.5s,冲力又是多少 (g=10m/s2)V0=0V2t- V20=2gHVt=12,举重运动员把 200kg 杠铃在 0.1s 内拉起 0.735m 高度,求该运动员产生了多大的功率(g=10m/s2)P=瓦13,某跳高运动员的体重 60
76、kg,在起跳蹬伸开始瞬间身体重心的垂直速度V0y = 0,蹬伸时间为 0.12s,由测力台测得起跳的垂直方向上的冲量为 240 牛顿秒,为起跳力的平均垂直分力 Fy 有多大 (g=10m/s2)m=60kg Vy=0 t=0.2 冲量=240 牛顿秒冲量=Ft F=14,自行车由坡顶滑下,坡高 10m,车到坡底时具有的速度为 11m/s,问在此过程中摩擦力作了多少功 (人和车共重 100kg)A=mgh-mV2=m(gh-V2)=100(1010-112=3950N15,一个人站在体重计上,静止时体重为 70kg,问:(1)当身体总重心以 4m/s2 的加速度向上运动时,体重计的读数是多少(2
77、)当其重心以同样的加速度向下运动时 ,体重计的读数应是多少(g=10 m/s2)R- G = maR = G+ma=7010+704=980NR- G= - maR =G-ma=7010-704=420N16,60kg的运动员起跳后,将手中一个5kg重的实心球以10m/s 的速度水平向后抛出,求此时人将获得多大的水平速度m1=60kg m2=5kg V1=10m/s V2=m1V1=m2V2V2 =17,体重 70kg 的篮球运动员前进速度为 8m/s,如果他要在 15cm 内急剧停止,他足部受力多 如果他采用深屈膝的办法使运动在 60cm 内停止,那么,他足部所受的力又是多少V1=0FS=m
78、V2F0.15=7082 F=14933NF0.6=7082 F=3733N18,一个重 2.5 克的乒乓球在空中自由下落,测得它的加速度为 9.4 m/s2,求空气对它的阻力(g=10 m/s2)2.5g=0.0025F=maG-f=maf=G-ma=mg-ma=0.002510- 0.00259.4=0.0015N19,质量为 2kg 的铁饼,在投掷转体过程中 ,测得某瞬时铁饼的转动半径为1.06m,线速度为27.8m/s,求此时运动员的手加在铁饼上的向心力有多大a= F=ma=20,运动员仰卧推举,若杠铃重 100kg,举杠铃所移动的距离为 50cm,问作功多少A=FS=mgh=1001
79、00.5=500 焦耳21,体重为 65kg 的撑竿运动员从 5m 高处落地,求着地的动能是多少 如果缓冲距离为 0.3m,运动员落地是,平均作用力多大 g=9.8m/s2动能=mv22=65102 V2= =105 =10m/s=3250 焦耳FS=mv22F0.3=65102F=10833.3 牛顿22,跳高运动员重心升高的一部分是由双臂和摆动腿积极上摆获得 ,设双臂占体重 15%,一条腿占体重 20%,如果双臂和摆动腿的速度是其身体其余部分速度的 1.5 倍,求:臂和摆动腿的上摆对身体总动能的贡献 它们对身体重心升高的贡献设身体质量为 100%,其它部分速度为 V=1原身体总动能为 mv
80、2=100%12=现在身体总动能为=双臂和单腿的动能+其它部分动能=35%1.52+65%12=1.4375=0.71875(15%+20%)第一问:加上双臂及单腿的上摆动作后,总动能增加,是原动能的 1.4375 倍.第二问:重心的升高是原重心升高的 1.4375 倍.23,某运动员体重 60kg,直臂悬垂于单杠上,试计算两臂夹角为 00,90和 1200时两臂所受的拉力.00: F1=F2=900: F1=F2=1200: F1=F2=24,画出运动员做吊环十字支撑的受力图,并列出力学平衡方程.(W=2Nsin)25,做直体空翻时,头顶上某一点至总重心的距离为 70 厘米,经 0.5 秒的
81、时间,这点转动了 900,求这点的角速度和线速度.=900 = 1/s26,.投掷铁饼时,运动员持饼旋转,使铁饼获得 16m/s 的线速度,在最后用力阶段,躯干带动投掷臂继续转动 2700,出手时铁饼的线速度增大到 22m/s,假定铁饼的重心至转轴的距离为 1.10m,求最后用力阶段所需时间和铁饼平均的角加速度=2700 2212=2 2=1+tV=R 20214.52=2 20=14.5+20.1t1= 1/s =20.1 1/s t=0.27s2= 1/s27,一个人坐在转椅上,双手持哑铃.哑铃与转轴的距离为 0.6m.先让人以 5rad/s 的角速度随椅旋转.此后,人将哑铃拉近身体使之与
82、转轴距离为0.2m,设人对转轴的转动惯量为一恒量5kgm2,每一哑铃质量为 5kg 可视为质点,略去摩擦力,问(a)此系统的初始动量矩为多大 (b)哑铃被拉回后,系统的角速度为多大I00= 8.65=43 I0=Ic+I 铃= Ic+ m r2=5+250.62=8.6 kgm2It=Ic+I 铃= Ic+ m r2=5+250.22=5.4 kgm2I00= Itt8.65=5.4tt=7.96 1/st=5 1/s28,体重 60kg 的运动员,直立姿势时,对身体额状轴的转动惯量为 10.10 kgm2,分别求以下两种情况下对转轴的转动惯量和回转半径: (a)单杠腹回环.设人体质心到单杠垂
83、直距离为 0.2m;(b)单杠大回环.设人体质心到单杠垂直距离为 1.1m.I=Ic+ m r2 I=Ic+ m r2=10.10+600.22 =10.10+601.12=12.25kgm2 =82.7kgm2R= R=29,对某运动员做单杠大回环进行测量.大回环一周各阶段所用时间如图,问:(a)各阶段的平均角速度多大 (b)设在 OB时角速度为 6.21rad/s,OC 时角速度为 10.96rad/s,则 BC段的角加速度多大 AAB= 1/s 2212=2 B DBC=8.2 1/s =25 1/s2CD=7.1 1/sDA=4.0 1/sC30,某技巧运动员做团身后空翻三周.他的起跳
84、制动角(身体质心至着地点连线与水平线夹角)为 500,起跳角为 900(竖直向上),起跳时间为 0.115s,他腾空瞬时对质心横轴的转动惯量为10.57 kgm2.求:(a)若第一周转动惯量为 I1=6.79 kgm2,则第一周的平均角速度 1 多大 (b)若第二周 I2=2.80 kgm2 则 2= (c)若第三周 3=13.88rad/s ,则 I3=900-500= 400 =400= 1/s第一周 I00= Itt10.576.068=6.79t t=9.45 1/s第二周 I00= Itt10.576.068=2.80t t=22.9 1/s第三周 I00= Itt10.576.06
85、8=It 13.88 It=4.6 2 kgm231,运动员离杠时具有角速度=2弧度/秒,此时人体转动惯量I=12 kgm2,运动员屈体后I变为3 kgm2.如整个腾空时间为 2.4 秒,问他在空中翻几周I0=12 kgm2 It =3 kgm2 0=2 弧度/秒I00= Itt122=3tt =8 弧度/秒n = 周 或 = = 19.2 弧度=10800=3 周32, 70 公斤的体操运动员做团身空翻时,绕通过自身的重心轴进行旋转时,角速度为 14 1/s.身体相对于此轴的转动惯量为 1.8 千克米 2,问身体的动能多大 如果用此动能使身体重心升高,问运动员身体重心能升高多少转动动能公式:
86、E2 = =1.8142 =176.4 焦耳使身体重心升高做的功:A = F S S = 米33, 发角球时直接射门,若足球的线速度为 13.14m/s,同时以 31.4 弧度/秒,的角速度沿逆时针方向旋转,球的直径为 20cm,求足球两顶点所受的压强差 (h1=h2 =1.2kg/m3)P1+=P2+V1=13.14-3.14=10 m/sV2=13.14+3.14=16.28 m/sP1- P2=99 帕34, 游泳运动员的游速为2m/s,正面面积为0.2m2,若所受阻力为360牛顿,求阻力系数 若阻力为 308 牛顿,阻力系数为 0.7,求正面面积 水的密度为 =1000kg/m3F=C
87、SV2C=0.75 S=0.11m23.一条斜引水管,A 处比地面高出 5 米,管口直径为 20 厘米,水流速度 2 m/s,B 处比地面高出 3米,管口直径为 10 厘米,求两截面处的压强差 g=10 m/s 2 水的密度为 =1000kg/m3根据:S1V1=S2V2 V2= m/sP1+ gh1 = P2+gh2P1+22+ 1000105 = P2+82+ 1000103P1-P2= 62000- 2000=10000 帕35, (5-6-7-4)体重为 60 的运动员作竖直起跳,如果起跳时的蹬伸距离为 0,6 米,蹬伸时间为0,2 秒,假定蹬伸时身体的重心是用匀加速直线运动,求:(1
88、) 运动员离地时重心的速度.(2) 运动员重心上升的高度.(3)起跳时人受到的地面给人的作用力.已知:m=60kg s=0,6m t=0,2s求:V , H, F答案解:(1)蹬伸时身体重心作匀加速直线运动则依 S=V0t+1at2/2 (V0=0)得:a=2s/t2=2*0,6/0,22=10(m/s2)则:V=V0+at=at=10*0,2=2(m/s)(2) 此时 V0=V=2m/s Vt=0依 V02-Vt2=2gH得:H=V02/2g=0,2m(3) 起跳时,人受地面的作用力 F,重力 G,此时 a=10m/s2则依:F=ma 取向上为正方向得:F-mg=maF=m(a+g)=60*(10+9,8)=188 牛0.35s 0.39so0.19s 0.22s
