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运动生物力学论文运动员选材论文 运动生物力学研究方法综述 摘要：采用文献资料法、逻辑分析法，对运动生物力学研究方法及测量手段进行回顾总结。根据现代运动生物力学发展的规律与特点，对现代运动生物力学研究方法及测量手段进行一定层次的归纳分类，并对今后运动生物力学研究方法的发展进行展望。 　　关键词：运动生物力学；研究方法；测量手段 　　一、运动生物力学的发展过程 　　1.运动生物力学的启蒙阶段。公元前384—322年，古希腊的哲学家和科学家亚里士多德就注意观察在日常生活中人和动物运动的力学问题。15世纪末，意大利科学家列奥纳尔德·达·芬奇（LeonaardoDavid）用人的尸体研究解剖学，并在此基础上借助力学研究人体的各种姿势和运动，指出人体的运动服从于力学定律，运动生物力学的雏形。 　　2.运动生物力学的初步形成。20世纪，德国的布拉温（Braune）和菲舍尔（Fisher）利用解剖尸体的实验方法测定人体各部分相对重量和重心位置，并开始用动力学的方法研究人体运动。20世纪30年代，英国生理学家希尔（Hill）取青蛙的离体缝匠肌进行实验，得出著名的Hill方程，即肌肉收缩的力速方程，并由此获得诺贝尔奖，从而奠定了肌肉力学的基础。 　　3.运动生物力学的快速发展阶段。1972在美国宾夕法尼大学召开的第四届国际生物力学会议上将运动生物力学从生物力学中划分出来。近三十年运动生物力学得到了迅速的发展，20世纪80年代到达鼎盛时期。运动生物力学除了与解剖学、生理学结合较多外，与医学、康复结合也逐渐密切，研究成果的水平有了很大的提高。现在摄影测量已发展到三维高速录像（如美国Pea5系统），测力系统已发展到6分量测力台（如瑞士Kistler系统）、关节肌力矩测量系统（如美国Cybex系统）等，已基本形成了相对完善并互相支持的运动学、动力学和肌电测量三大系统[1-2]。研究内容已经由为奥运战略服务向竞技体育上扩展，对人体的研究，已由对人体整体运动的研究，逐渐发展到不同环节和结构的深入研究；由对人体运动的描述性研究，发展到探讨运动时神经肌肉的控制以及运动系统和感觉系统的整合。 　　二、运动生物力学研究方法的分类 　　从研究的形式上，可分为理论研究方法和实验研究方法两大类，实验研究方法又分实验室测量法和运动测量法。从研究的领域上，可分为物理学研究方法、生物学研究方法和系统研究方法。从研究材料的来源上可分为原始资料数据的采集整理和资料分析方法。研究运动项目主要以运动学和动力学研究方法为主，生物学的研究方法为辅，综合运用多种实验手段[3]。 　　美国的理查德·C.尼尔森把运动生物力学的研究方法大致概括为如下五种：（1）研究特定的运动项目或其中的某一环节的生物力学，这种主要对于运动员、尤其是只对某一运动专项感兴趣的教练员非常有用。（2）研究多个运动项目中共同包含的运动动作（如着地、起跑等动作）的生物力学。最大好处是建立一种一般性的理论，这个理论是建立在经典力学定律之上，或是建立在共同的神经控制模式之上。（3）被称为运动生物力学的评定方法，如从能耗观点去评价运动技术的优劣等。（4）指对某一专项运动所涉及的生理学、运动学、动力学以及专项特点等有关方面进行综合考虑。（5）讨论在运动中人体器官的生物力学。 　　中国的周里将研究的方法分为高速摄影（二维与三维）、录像、测力、肌电、肌力测试系统、同步测试、理论分析和CT、核磁共振其他方法[4]。 　　三、运动生物力学研究方法的现状分析 　　 1.理论研究方法。运动生物力学理论研究方法的关键是建立人体运动的力学模型。理论研究方法主要是探索人体运动的规律，它的研究对象、研究目的、研究方法和研究成果均不同于实验方法。理论研究方法的研究对象是抽象的人体模型，目的是揭示运动规律，核心是经典数学力学的推导运算，结论是揭示运动的内在机理。人体运动数学模型方法是理论研究常用的主要方法。自20世纪80年代后，数学模型方法有了许多新的突破和进展，但人体运动数学模型方法在中国尚未得到广泛应用[5]。 　　目前运动生物力学主要是研究人体内部运动器系和表现于外部的人体整体机械运动特征。为了便于研究，运动生物力学理论方法的关键是建立人体运动的模型来描述运动。大体有两种方法：第一种方法是人体系统仿真研究方法，其代表人物是南非的力学专家Haze；第二种方法是应用多刚体系统动力学理论建立力学模型，代表人物是美国力学专家Kane。在运动生物力学研究中，大多数力学系统的运动都受牛顿运动定律控制，所以建立的模型都是牛顿力学系统的数学形式。但牛顿力学对于活体显然是不适合或不完全适合，这已被理论或实践所证实。因而牛顿力学对肌肉、骨骼、关节系统的力学特征及在解决人体运动器系和整体运动之间的因果关系，把握人体运动行为生物力学规律的体质方面还有