《运动生物力学》人体运动中的静力学.pptx

人体运动中的静力学

第一节、静力学研究范围第二节、人体运动中的力及力系简化第三节、重心及下支撑稳定性的判定第四节、平衡的力学调节

静力学研究范围? 静力学是研究物体或物体系在外力作用下处于平衡状态的性质和行为的力学分支；? 平衡是物体机械运动的特殊形式，物体相对于惯性参照物处于静止或匀速直线运动的状态，即加速度为零的状态称为平衡；? 静态平衡动作：一定时间内保持相对静止的姿势才算完成动作；? 动态平衡动作：在运动中保持一定的身体姿势。

第一节、静力学研究范围第二节、人体运动中的力及力系简化第三节、重心及下支撑稳定性的判定第四节、平衡的力学调节

力学相关概念? 力、合力? 力矩? 力偶和力偶矩

力学相关概念? 力：? 力对已知物体的作用效果取决于：力的大小、方向和作用点；? 矢量表示。

力学相关概念? 力矩：? 力矩=力臂*力（r*F），用符号T或M表示；?方向通过“右手法则”判断：力使物体按逆时针方向转动，力矩为正；力使物体按顺时针方向转动，力矩为负。

力学相关概念? 力偶及力偶矩：? 力偶是两个方向相反、大小相等、但不在同一直线上的一对力；? 力偶矩M=力*两个力作用线之间的垂直距离（M=F*d）；? 逆时针方向转动力偶矩取正值，反之为负；

常见的力? 重力；? 支撑反作用力；? 弹性力；? 摩擦力；? 流体作用力；? 向心力、离心力。

常见的力? 重力：? G=mg。g≈9.8N/kg。? 同一地点、同一物体重力恒定，方向总是向下。

常见的力? 支撑反作用力：? 静力性支撑反作用力=G。? 动力学支撑反作用力，则与运动环节质量及其加速度成正比。

常见的力? 弹性力：? 发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对其他接触物体产生的力；? 能恢复原状，这样的形变为弹性形变；若超过一定限度，不能恢复原状，这样的形变称为塑形形变；? 任何物体都会发生形变，在科学问题中假定不发生形变的物体称为刚体；? 弹性力在运动中普遍存在。

常见的力? 摩擦力：? 是一种接触力，互相接触的物体相对运动或有相对运动趋势时产生的力；?物体间相互接触；物体间有相互挤压作用；物体接触面粗糙；物体间有相对运动趋势或相对运动。

常见的力? 流体作用力：? 研究在空气或水中所产生的力；

常见的力? 向心力、离心力：? F=????，对于在做圆周运动的物体，向心力是一种拉力，其方向随着2??物体在圆周轨道上的运动而不停改变。

力系简化? 共线力系的简化和平衡：? 合力? 合力R=F1+F2+F3+F4+……+Fi+……+Fn=σ??i? 通常规定：向上、向右为正，向左、向下为负；? 平衡方程：? σ??i=0

力系简化? 平面交汇力系的简化与平衡：? 合力? 采用图解法和解析法求合力；? 平衡方程：? σ??x=0和σ??y=0;? 或R=σ??i=0

力系简化? 平面平行力系的简化与平衡：? 合力矩? σM0=F1X1+F2X2+F3X2+F4X4+……+FiXi+……+FnXn；? 平衡方程：? σ??=0和σM??=0，A点是力系平面内任何一点。

力系简化? 平面一般力系的简化与平衡：? 非平衡共面一般（任意）力系简化的结果是一个合力或一个合力偶；

第一节、静力学研究范围第二节、人体运动中的力及力系简化第三节、重心及下支撑稳定性的判定第四节、平衡的力学调节

重心? 人体的重心：? 研究人体运动时，需要简化人体。? 我们选取最能代表人体或各个部分的点，就是重心，身体的平衡点/身体重量的作用点/身体无法经由此点产生转动；? 人体的重心是整个人体所受重力合力的作用点；? 重心会根据运动形态发生改变，有可能出现在人体之外区域。

重心? 人体的重心：? 人体重心会随着呼吸、心跳、体液改变，而发生变化；? 在相对静止状态下，重心变化范围一般在1.5～2cm；? 自然站立下，人体重心在身体正中面上第三骶椎上缘前方7cm处；? 男子重心高度约为身高56%，女子约为身高55%。? 安静站姿下，身体重心几乎直接位于压力中心上方，压力中心是地面反作用力点之力量向量作用的一点。

重心? 人体的重心：? 任何物体只要不改变形状，其重心位置是不变的；? 重心的位置会随着姿势、性别、体型，发生改变。

重心? 人体的重心：? 当重心稍微转移时，压力中心也会在足部-地面的介面间稍微转移，这个轻微的动作就是所谓的姿势摆动（posturalsway）。? 姿势摆动过大的表现显示可能有稳定度方面的问题。

重心的定位? 定位人体的重心的能力是依据系统如何维持平衡的知识为基础，必须负荷两项条件：? 所有作用于身体的线性力量必须维持平衡；? 所有转动力量（力矩）必须维持平衡。? 简单定位重心和平衡点的实验：将不规