第四章人体平衡的生物力学 .pptxVIP

第四章???人体平衡的生物力学重点：人体整体平衡的生物力学条件和特点难点：人体平衡动作的力学原理 第一节??人体平衡动作的 力学原理?一、基本概念 （一）力与力系 1．力是物体之间的相互作用。人体运动中的力主要是人体与地面、器械、流体的相互作用。2．? 力的三要素：大小、方向、作用点。力是矢量。 3．力系：是反映作用于物体上的一组力。 ① 汇交力系：作用线的延长线相交于一点的力系。 ② 平行力系：作用线互相平行的力系。 ③ 平衡力系：在力系作用下，物体的运动状态不发生改变的力系。约束、约束反力、主动力1．约束 是指阻止物体自由移动的限制。这里涉及到自由体和非自由体。在力的作用下可任意方向移动的物体叫自由体，如：腾空运动的运动员。反之叫非自由体。实际中遇到大都是非自由体，物体相互接触或相互联系而使该物体的移动受的限制，则称物体受到约束。约束反力2． 约束反力 是指作用于物体的力，其大小等于物体加在约束上的力方向与之相反。约束反力的方向总是同阻碍物体运动的方向相反。 3．体育中，常见的约束有三种： 1. 无摩擦的理想约束。这种约束只阻止物体沿接触面的法向（竖直方向）移动，如站住水平地面上的运动员，其受的约束反力即地面给它的弹力。 2. 有摩擦的约束。这时约束不仅阻止物体沿垂直方向移动而且阻止物体作水平方向的移动，如跑动中支称腿的支反力。 3.物体与接触面无直接接触，而是通过中间物体间接形成的约束。如吊环运动员通过悬索作用于房顶；滑冰运动员通过冰刀施力于冰面。4． 主动力 是指与约束反力性质相反的力，它使物体运动或有运动的趋势。 如：物体所受的重力，人或器械对物体所施的推力、拉力等。（三）力 的 可 传 性 原 理 力可沿其作用线任意移动，而不改变其对物体的效应。（四）力的平移定理 1．力矩、力偶矩 ①力矩：是量度力对物体作用是产生转动效 果的人体模型.doc物理量。 ②力偶：是指一对大小相等、方向相反的平 行力。力偶中的二力之和为零。 如：司机的方向盘，拧开自来水， ③力偶矩：使物体发生转动的趋势的力偶产 生的力矩。其方向判定方法同力 矩。 2．力的平移定理力可平行于自身移动到任意一点，但需增加一力偶，其力偶矩等于原力对于新作用点的力矩。 举例：跑的受力分析弹力阻力阻力摩擦力弹力重力重力摩擦力 跑的后蹬动作的身体受力图人体受4个力的作用：G：重力；N：弹力；f：摩擦力；F：空气阻力。根据力的平移定理，可将N、F以及摩擦力三个力平移到重心O，并加上相应力偶矩，如图4-9所示，N′和力偶矩Nx代替N的作用，F′和F h 代替F的作用， f′和 f H代替f的作用。 F h+ f H- Nx0时人体向后旋转， F h+ f H- Nx=0时人体不旋转， F h+ f H- Nx0时人体向前旋转。 讨论：弹力N促进身体向前旋转；摩擦力与空气阻力使身体向后旋转。增大或减小身体前倾角会有怎样的效果？（五）研究对象的受力分析1．具体步骤为： 确定研究对象；画出受力图。 2．方法： 我们所研究的对象主要为人体，在人 体上画出主动力（重力及外加的力）和约束 反力（所有外界物体与人体的接触作用） 。3．举例：燕式平衡，单杠直臂悬垂动作。 一、力的合成与分解 (一)合力与分力 已知分力求合力叫力的合成，已知合力求分 力叫力的分解。 (二)力的合成方法 1．平行四边形法则：同一点A作用的两个力 F1和F2，以其作邻边画平行四边形，则平 行四边形的对角线即代表这两个力的合力。 2． 投影法：矢量在任意轴上的投影等于矢 量各分量在同一轴上投影的代数和。 （三）力的分解力系的简化与平衡将作用于物体上的力系用一个合力，另加相应的力矩来表示，这一过程称为力系的简化。 （一）共点力系的简化与平衡 （二）共面力系的简化与平衡 （三）空间力系的简化与平衡第二节 人体整体平衡的生物力学条件和特点??一、人体平衡的力学条件 人体平衡的力学条件是人 体所受的合外力为零和合外力 矩为零。表达式为： ∑F=0，∑M=0 如：燕式平衡，单杠直臂悬垂。一、人体平衡的类型（一）人体重心的概念1． 研究人体重心的意义： 评定一个体育动作的质量，分析 其技术特征和纠正错误动作等，都需 要从人体重心的变化规律去分析，无 论是动力性的动作还是静力性的姿 势，探索其运动规律时，都离不开人 体重心。 2． 概念：人体全部环节所受重 力的合力的作用点， 就叫人体重心。3． 特点：人体重心不象物体那样恒定在 一个点上，不仅在一段时间内， 要受肌肉和脂肪的增长或消退 等因素的影响，即使在每一瞬 间，也要受呼吸，消化、血液 循环等因素的影响，特别是在 体育运动中，要受人体姿势变 化的制约，随姿势的改变，有 时甚至移出体外。 例如；体操中的“桥”，背跃式跳高的 过杆动作等。人体平衡的分类1． 根据