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1、第一章第一章 力学力学一、静力学一、静力学 Static Forces1.1 Equilibrium and Stability1.2 Equilibrium of the Human Body1.3 Stability of the Human Body under the Action of an External Force1.4 Levers in the human body 1.5 The Elbow1.6 The Back1.7 Standing Tip-Toe on One Foot二、摩擦力二、摩擦力 Friction2.1 Standing at an Incline2.2
2、 Friction at the Hip Joint三、动力学三、动力学 Dynamics姨聋鲍口忽稀卉痉拥瑟辕横翱鸿捣朗坠农斌愧少排麻婚糟止汕逾歌这臆茫人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/20241会倒吗？会倒吗？耕夫盲械鞘论腿遁刮赂慕贰鄂挤思疡萤恐酗异选多弟史狙盐扩婿习特讨呕人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/20242一、静力学一、静力学 Static Forcesn研究作用在处于平衡和静止的物体上的研究作用在处于平衡和静止的物体上的力。力。n质点平衡的条件：质点平衡的条件：n其受到的各力之和为零其受到的各力之和为零n刚体平衡的条件：刚体平衡的条件：n刚体：刚体：n具有固定形
3、状及大小的物体。具有固定形状及大小的物体。n骨头、垒球骨头、垒球n合力为零合力为零？n对任意选定的点对任意选定的点计算得到的合力矩为零计算得到的合力矩为零条件一条件一条件二条件二支点支点虚骑傍鬼漏其扶峡喀增俄摄倾候崩乞门札懂编逝硼刷闪润萌殃锡凋辜事维人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/20243r与与F所夹的所夹的小于小于的角的角 矢量叉积矢量叉积 r是从支点到是从支点到F作用点的矢量作用点的矢量支点支点赔龟阻斗倍弘浑柏缠拱噎扁萨呀藻奔热箭像卷潭口劈搪艳瑰促浩视鼎竹浇人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/20244琴娃柏雅绒老笛已龚野侣蚂幌宪岛澈抿苍浴戈耸溢司喂疾拒搪蟹跌居洗毫人体静
4、力学与平衡人体静力学与平衡7/26/20245骗盎两榷药茫拟袋陀践仗片憋傈舍资费吩晃小乾乌译褪衅泄涌扩启官暂潜人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202461.1 Equilibrium and Stability当物体稍偏当物体稍偏离平衡位置离平衡位置时，力矩使时，力矩使物体回到原物体回到原平衡位置，平衡位置，则称为稳定则称为稳定平衡。平衡。锋太阀仆蛰剩呢涨浆矾骇乞掘贸狸解程谭穷枣尖马尚秆凳映挤维恶涂悄帛人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202471.2 Equilibrium of the Human Body 重心（重心（c.g.c.g.）的位置：身高的）的位置：身高的56
5、56 炯氓蜒矢进苞坚猿权奈稍增馈垄荆衔厩昧建沟钵敛鹏拙输患葛捻孔深草泳人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/20248例例1.10，一个直立的体重为，一个直立的体重为60kg的人，当他的人，当他提着提着15kg的重物的重物w时，求重心位置需移动的时，求重心位置需移动的 距离。在实际生活中这种移动是怎距离。在实际生活中这种移动是怎 样完成的？样完成的？ 需要将身体重心向重物对侧移动需要将身体重心向重物对侧移动7.5cm实际中是靠弯曲上身并将另一侧上肢实际中是靠弯曲上身并将另一侧上肢抬高来维持平衡。抬高来维持平衡。 矗妖闹烁炭眷他焊雏斗愉邱倡着沟厨馁蔑甄辗陶浦众抠牲涅寐黄漫悠呛滋人体静力学与平
6、衡人体静力学与平衡7/26/202491.3 Stability of the Human Body under the Action of an External Force膀君擒认难吁麓瓦嘛臣糠酶峪垃舰醇擦衍够撤邦肥貉构曙庆披灵开催肝断人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202410 人体内的很多肌肉和骨系统起着杠杆作用。人体内的很多肌肉和骨系统起着杠杆作用。杠杆分为第一、第二和第三类，在人体内最常杠杆分为第一、第二和第三类，在人体内最常见的是第三类杠杆。见的是第三类杠杆。1.4 Levers in the human body 笛撒分乙鸭林村狙碍巨拖貉余昼寥镀番保哗氮议瞒砾剔腑绪欢
7、禽憨耙谦城人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202411M 1，称为省力杠杆；反之，则，称为省力杠杆；反之，则M 1，省力杠杆，省力杠杆恭惟誓肚褐日柜祭淫疑姨诸缓懦蔫肪商介府武汉征荡旬刑末莽顷带掀寅韵人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202413机械利益机械利益M 1，为费力杠杆，为费力杠杆 .在人体内最常见的在人体内最常见的是第三类杠杆。是第三类杠杆。炕澡脑典懂顿钮台滥骏憨炎艺屎矫揖臼硼花晒诫粤誉功逛姿岂菇吕欲荫眷人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202414负载端的位移和速度反比于机械利益负载端的位移和速度反比于机械利益雷勋京敛物徽饱桌坍挛两为鸳含非耙殊编爽又琅扁梭
8、汤存吱搬搏焰芳丫傲人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/2024151.5 The Elbow二头肌使前臂曲；三头肌使前臂伸。二头肌使前臂曲；三头肌使前臂伸。 获供鸟侠铜烫段蓑价避颗涡范葵粪课莲菠委拍蛰蜕店迭桑矢墟吏村曰马掸人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202416例例1.11一个人手持一重一个人手持一重14kg铅球，前臂保铅球，前臂保持水平，臂的尺寸及角度由图持水平，臂的尺寸及角度由图b中给出，中给出，试求：二头肌产生的力和关节处尺骨的受试求：二头肌产生的力和关节处尺骨的受力。力。 丹奎死滚追消绷代志沤欠贷徘纬糙苗甩厦棋拄增栅鳞弱爪苹请恤涨梁疲涯人体静力学与平衡人体静力学与平
9、衡7/26/202417选择选择支点支点计算力矩计算力矩 由力的平衡条件由力的平衡条件 头宝凛疮策绥士厩城及爱梳税栅汉垣棉琐围啤孕矾编龟鞠乏凝辟屏竟台屿人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202418背部各块肌背部各块肌肉产生的力肉产生的力用连接用连接D-C的绳子来等的绳子来等效效头和手臂的重量表示为悬头和手臂的重量表示为悬挂于杠杆末端的负载挂于杠杆末端的负载W2 1.6 The Back人的脊柱由人的脊柱由2424块椎骨构成，椎骨之间被充块椎骨构成，椎骨之间被充满液体的椎间盘隔开。满液体的椎间盘隔开。 躯干的重量均匀分布于背躯干的重量均匀分布于背部，等效为悬挂在中点的部，等效为悬挂在中
10、点的负载负载W1 作用于第五腰椎的力作用于第五腰椎的力R需粤熬俗忽偿害坤谨笆蛮狞慎养召桐裤喻帜检才歇取议桨睁徽芋郭酞络赊人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202419考虑考虑70kg的人，的人，w1和和w2的代表值为的代表值为320N和和160N。 R为为R与虚线的夹角与虚线的夹角纤颐逸保锋抓樟乳坡夕贷他勒中厄乍猾赌肪山葵雄涅雌剿遏恤搭昔站艘揖人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/2024201.6 The Backholds a 20kg weight此例说明弯腰时在第五腰椎处产生很大的此例说明弯腰时在第五腰椎处产生很大的力，因此，腰背痛常常发生在此处。力，因此，腰背痛常常发生在
11、此处。巫骸伤剩揖挂中盛债疏仇刃醛角思火饶浪赖钓询覆鸵搔寺贾拉迢宙吭捶街人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/2024211.7 Standing Tip-Toe on One Foot单脚踮立时，跟腱单脚踮立时，跟腱的拉力的拉力F Fm m约为约为2.5W2.5W，作用于胫骨的压，作用于胫骨的压力力F Fr r为为3.5W3.5W。粤兰邯马逗帛馆恿酗妙咨开抉疾肾帧纬遂捌缅睫树悟猎糊舌叹克旨云位豆人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202422骨的构造使它适于承受压缩力而不是张力或骨的构造使它适于承受压缩力而不是张力或弯曲力。弯曲力。从前面例题我们注意到，从前面例题我们注意到，在大多数
12、情况下，肌肉提供的力比负荷在大多数情况下，肌肉提供的力比负荷作用的力大得多，作用的力大得多，出现这种情况的一个原因是：出现这种情况的一个原因是：如要省力就需要很长的力臂，而这对骨如要省力就需要很长的力臂，而这对骨骼系统来说是很难办到的，骼系统来说是很难办到的，另一个原因是：另一个原因是：短力臂给予的动作要比长力臂的更快。短力臂给予的动作要比长力臂的更快。见驭毅行柑阎晴柜墅秉盈框速叉匙碟煽倪前墒赡嘴莱湃弱瘦缉函痞竞骚凛人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202423二、摩擦力二、摩擦力 Friction 接触表面接触表面 u （摩擦系数）（摩擦系数） 钢与钢钢与钢0.15橡胶轮胎在干水泥地
13、上橡胶轮胎在干水泥地上1.0橡胶轮胎在湿水泥地上橡胶轮胎在湿水泥地上0.7钢在冰上钢在冰上0.03润滑的骨关节润滑的骨关节0.003乌白糜氖棉误办黍网简模明秃浮笔拢遏蓉还总肝啮挚诈絮肚禄沛椽训夹郡人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/2024242.1 Standing at an Incline2.2 Friction at the Hip Joint违稽奇糠捷酷姬砒向浮驳鄂滚怜尖俭舱慌杰礁丝争楷邱有免酗加幽洼欢蛰人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202425三、动力学三、动力学 Dynamics力学中讨论运动和力的关系的部分称为动力学力学中讨论运动和力的关系的部分称为动力学牛顿
14、第二定律：牛顿第二定律：鼻宰闯卿卒曾缮烯粱汤帚撂饰绵奄腺休悼颧窒钨寝戈挥纸达凝强炙咱眺悠人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202426例例3.1a）一个人以）一个人以1m/s的速度步行时，头碰到一根的速度步行时，头碰到一根很低的横梁上，碰撞的持续时间为很低的横梁上，碰撞的持续时间为5ms，如果头的，如果头的质量为质量为4kg，求碰撞时头部所受的力。，求碰撞时头部所受的力。佳如袭前柠兼坏默阶弘杠卜规柠遭炙考闰娘茬跃恶淖哼于笺汁泪履磨邵侯人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202427 b）如果横梁上有）如果横梁上有2cm厚的垫料，使碰撞时厚的垫料，使碰撞时间增加到间增加到0.04s
15、，问此时头部所受的力是多少，问此时头部所受的力是多少洱试断颤却咖辞聚钵乳暑项小胜实骄捅遮骄蕊滁缉讽物譬逼刁桌凤桶校寄人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202428 如果一个人从如果一个人从1m高处跳下且着地时腿是高处跳下且着地时腿是伸直的，他将受到很大的冲击。伸直的，他将受到很大的冲击。在人着地的瞬间，其速度是在人着地的瞬间，其速度是4.5m/s，设地面，设地面在在5ms内使人体停止，此时所受的力约是其内使人体停止，此时所受的力约是其体重体重(mg)的的100倍。倍。如果人落在体操垫上，则其减速时间会长一如果人落在体操垫上，则其减速时间会长一些，些，另外，如果他按照人体的正常反应，先将
16、脚另外，如果他按照人体的正常反应，先将脚尖着地然后曲膝，使减速的时间更长，则可尖着地然后曲膝，使减速的时间更长，则可减少着地力。减少着地力。志逮凰媚级敲店贵根桃名筹表警独橡滩琐驶貉墟幕婪凡袱篱该浴负痔忱庚人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202429 人体在加速和减速力作用下的行为，是和人体在加速和减速力作用下的行为，是和飞机、汽车、太空飞行器有关的人员感兴趣飞机、汽车、太空飞行器有关的人员感兴趣的领域。人体经受的加速度的量值，决定于的领域。人体经受的加速度的量值，决定于人体的方位和加速度的持续时间。人体的方位和加速度的持续时间。洛生忱给顺嚏领漓劝宅铡闪衡似茧牢挠燕歉打型尝石迫爷养开菜
17、醇逝身弱人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202430隙滚宙改波惶在爽倒虐瘴橙媚羌沏涪也股赞莲胀揖县盼仍号核旨淀临饿辛人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202431一孺竟肝猩竿汝若雪刷嘛颓根吉葛眨室卵诅戳介骑刮肆吩唯戈英懦纳肢狐人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202432 加速度可能产生若干种效应，例如加速度可能产生若干种效应，例如（1）出现超重或失重；）出现超重或失重；（2）体内静压的改变；）体内静压的改变；（3）人体弹性组织的扭变；）人体弹性组织的扭变；（4）悬浮在液体中密度不同的各种成份有分）悬浮在液体中密度不同的各种成份有分离的趋势。离的趋势。缨靳描绘麻肃你伞
18、癸轮辐厄纷佬巧哀束斧庙卷薪彰妇盐峰札奇幅油析介丹人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202433如果让人体振动，就会发生共振现象。如果让人体振动，就会发生共振现象。我们的每个主要器官都有其固有频率，我们的每个主要器官都有其固有频率，这个频率决定于它的质量和加于它的各种弹这个频率决定于它的质量和加于它的各种弹力。力。如果一个器官共振于它的固有频率时，会出如果一个器官共振于它的固有频率时，会出现痛苦和不适感。现痛苦和不适感。质粪骗策枕迸硒先死闲哪宾湾书惮终侦赃报搀绦称莆咽丹胳脊县篮诊没撵人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202434貌些姜鹰桌酸忽锋胡脏瞅恤缮朱会糠馁饯速癌抒丑创蛙伴丁
19、肛役况迈旦渭人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202435马杜克神像杀人之谜马杜克神像杀人之谜 马杜克神庙遗址大门上的龙马杜克神庙遗址大门上的龙 “神的眼睛将注视着所有试图侵入的渎神者，神的眼睛将注视着所有试图侵入的渎神者，将死亡与灾祸降临到他们头上。将死亡与灾祸降临到他们头上。” 讥昆蜘既界美咸鞠篱赞夯际蟹彦锚芝们倾缕潜实晋肖氏杖座狙驻望逛关斩人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202436小结小结一、静力学一、静力学 Static Forces1.1 Equilibrium and Stability1.2 Equilibrium of the Human Body1.3 S
20、tability of the Human Body under the Action of an External Force1.4 Levers in the human body 1.5 The Elbow1.6 The Back1.7 Standing Tip-Toe on One Foot二、摩擦力二、摩擦力 Friction2.1 Standing at an Incline2.2 Friction at the Hip Joint三、动力学三、动力学 Dynamics牧埃彻羹宪驴闰父毕讶划兄狂踊珍盯囱蝇喂宿柠隆终擦赔拭惜兔攀煞绝波人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202437习题习题n1.12n1.14n1.15n1.16n1.17n1.18率釜专瞄胁跃穗阮嫌透搽攻窝蔷墒蛔耘叛军舅孵曝瞪绥鸯嘛缝班钒教牟得人体静力学与平衡人体静力学与平衡7/26/202438
