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1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流 北京體育大學(xué) 運動生物力學(xué)復(fù)習(xí)題 .....精品文檔...... 運動生物力學(xué)復(fù)習(xí)題 第一章 緒論 運動生物力學(xué)是研究體育運動中人體機械運動規(guī)律的科學(xué)。 第二章 人體運動實用力學(xué)基礎(chǔ) 一、名詞解釋 1.穩(wěn)定角：重心垂直投影線和重心至支撐面邊緣相應(yīng)點連線間的夾角。 2.支撐面：支撐面積是由各支撐部位的表面及它們之間所圍的面積組成的。 3.轉(zhuǎn)動慣量：物體轉(zhuǎn)動時慣性大小的量度。 4.超重現(xiàn)象：動態(tài)支撐反作用力大于體重的現(xiàn)象。 5.失重現(xiàn)象：動態(tài)支撐反作用力小于體重的現(xiàn)象。 6.穩(wěn)定系數(shù)：當傾倒

2、力開始作用時，穩(wěn)定力矩與傾倒力矩的比值。 7.上支撐平衡：支撐點在重心上方的平衡。 8.下支撐平衡：支撐點在重心下方的平衡。 9.人體運動的內(nèi)力：人體內(nèi)部各部分之間的相互作用力。 二、填空 1.運動是絕對的，但運動的描述是相對的。因此在描述一個點或物體的運動時，必須說明它相對于哪個物體才有明確的意義，且稱此物體為參照物。 2.在運動學(xué)中有兩個實物抽象化模型，即質(zhì)點和剛體。 3.當加速度方向與速度方向相同時稱為加速運動，反之稱為減速運動。 4.運動員沿400米跑道運動一周，其位移是 0 ，所走過的路程是 400m 。 5.籃球運動中的投籃過程可看作是一個拋點低于落點的斜上拋

3、運動，而投擲項目中，器械的運動可以看做是一個拋點高于落點的斜上拋運動。 6.人體蹬起時，動態(tài)支撐反作用力大于體重，稱為超重現(xiàn)象，下蹲時，動態(tài)支撐反作用力小于體重，稱為失重現(xiàn)象。 7.乒乓球弧旋球飛行的原因是運動員打球時使球旋轉(zhuǎn)，由于空氣流體力學(xué)的作用，產(chǎn)生了馬格努斯效應(yīng)的結(jié)果。 8.忽略空氣的阻力，鉛球從運動員手中拋出后只受到重力的作用，這種斜上拋運動可看作是由水平方向的勻速直線運動和豎直方向上的豎直上拋的合運動。 9.身體繞某轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量的大小，是隨身體各環(huán)節(jié)相對轉(zhuǎn)軸的距離的改變而改變的。 10.游泳時，運動員受到的阻力主要有三種，它們是摩擦阻力、形狀阻力和興波和碎波阻力。 三

4、、判斷題 1.人體在做平衡動作時，需由外力及肌肉、韌帶等內(nèi)力矩共同維持平衡。（√） 2.人在平衡時，仍需消耗一定的生理能。（√） 3.人在自然站立時，女子和男子的平均重心高度是一樣的。（×） 4.在身體姿勢的變化過程中，人體中心不可以移出體外。（×） 5.人體保持平衡動作的力學(xué)條件是合外力及和外力矩為零。（×） 6.用一維重心板測量人體重心的原理是力矩平衡原理。（√） 7.單杠懸垂動作是一個不穩(wěn)定平衡的例子。（×） 8.運動時，運動員的加速度方向與速度方向總是一致的。（×） 9.根據(jù)動量守恒定律，跳遠運動員騰空階段水平方向的運動速度不變（忽略空氣阻力）（√） 10.當合外力

5、為零時，物體保持靜止狀態(tài)。（×） 11.踏跳時，跳高運動員在豎直方向上的動量變化等于豎直踏跳力的沖量。（√） 12.標槍在空中飛行的原因是 因為始終作用有投擲力的作用。（×） 13.鉛球在出手后除空氣阻力外，不受力的作用。（×） 14.影響人體下支撐穩(wěn)定性的因素有身體重心高度、支撐面大小及體重，（×） 15.轉(zhuǎn)動量是人體轉(zhuǎn)動時慣性大小的量度。（√） 第三章 骨、肌肉的力學(xué)特性及人體基本活動形式 一、名詞解釋 1.肌肉的主動張力：肌肉興奮時可產(chǎn)生張力。 2.肌肉的被動張力：肌肉當被牽拉時產(chǎn)生彈力。 3.肌肉總張力：在體肌活動時其主動張力和被動張力是同時存在的。因此在體肌

6、 的張力是主動張力和被動張力之和，稱之為肌肉的總張力。 4.肌肉的激活狀態(tài)：肌肉興奮時其收縮成分力學(xué)狀態(tài)的變化稱肌肉的激活狀態(tài)。 5.肌肉松弛：被拉長的肌肉，其張力有隨著時間的延長而下降的特性，這一特性 稱肌肉松弛。 6.運動生物力學(xué)：運動生物力學(xué)是研究體育運動中人體機械運動規(guī)律的科學(xué)。 7.動作技術(shù)原理：動作技術(shù)原理是指完成某項動作技術(shù)的基本規(guī)律，它適用于任 何人，不考慮運動員的性別、體型、運動素質(zhì)的發(fā)展水平和心 理素質(zhì)等的個體差異，是具有共性特點的一般規(guī)律。 8

7、.最佳運動技術(shù)：最佳動作技術(shù)是考慮了個人的身體形態(tài)、技能、心理素質(zhì)和訓(xùn) 練水平來應(yīng)用一般技術(shù)原理，以達到最理想的運動成績。 9.肢體的鞭打動作：在克服阻力或自體位移的過程中，肢體諸環(huán)節(jié)依次加速和制 動，使末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大速度的動作形式稱鞭打動作。 10.相向運動：人體騰空時，或人體兩端無約束時，身體某一部分向某一方向活 動（轉(zhuǎn)動），身體的另一部分會同時產(chǎn)生相反方向的活動（轉(zhuǎn)動）， 我們這種身體兩部分相互接近或遠離的運動形式稱為相向運動。 二、填空 1.骨的強

8、度大小的排列順序是壓縮＞拉伸＞彎曲＞剪切。（在不同載荷下） 2.正常時，機械應(yīng)力與骨組織之間存在著一種生理平衡，當應(yīng)力增大時，成骨細胞活躍，骨質(zhì)增生，應(yīng)力下降達到新的平衡。 3.肌肉結(jié)構(gòu)力學(xué)模型也稱為三元素模型，由收縮元、串聯(lián)彈性元、并聯(lián)彈性元組成。 4..根據(jù)肌肉力學(xué)模型，肌肉長度的增加，對其收縮速度有良好影響，但不影響它的收縮力，肌肉生理模斷面的增加會導(dǎo)致肌肉收縮力的增加，但不影響肌肉收縮速度。 5..把主動張力—長度曲線和被動張力—長度曲線疊加起來，成為肌肉總張力—長度曲線，并用這條曲線來描述在體肌的張力隨長度的變化情況。 6.肌肉力學(xué)的希爾方程描述了骨骼肌收縮時的力—速度關(guān)系

9、。 7.肌肉在小于其平衡長度收縮時，其總張力是由主動張力構(gòu)成的，肌肉在大于其平衡長度收縮時，其總張力是由主動張力和被動張力構(gòu)成的。 8.上肢的基本活動形式有推、拉和鞭打三種形式。 9.下肢的基本活動形式有緩沖、蹬伸和鞭打三種形式。 10.起跳時依靠起跳腿的緩沖、蹬伸動作，以及全身整體動作完成的。 11.人體單個環(huán)節(jié)活動時，符合杠桿原理。 12.當膝關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)角很大時，其伸展活動符合末端載荷復(fù)杠桿原理。 13.人體活動時總是大關(guān)節(jié)首先產(chǎn)生活動，并依據(jù)關(guān)節(jié)的大小，表現(xiàn)出一定的先后順序。 14.人在做縱跳時，關(guān)節(jié)活動-伸展的時間順序是：髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)，最后是踝關(guān)節(jié)。 15.小關(guān)節(jié)

10、是人體支撐點，小關(guān)節(jié)的強弱直接決定完成動作時支撐的穩(wěn)固性。小關(guān)節(jié)的強弱決定它參與“工作”的早晚，如果其肌力矩強大，它可“提前”參與“工作”，從而縮短完成動作的時間，提高動作的速度。 16.鞭打動作可使運動鏈末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大的運動速度和打擊力量。 17.落地緩沖動作的原理，是因為延長了力的作用時間，因而減小了外力對人體的作用。 18.在動作技術(shù)的運動學(xué)特征方面，往往把膝關(guān)節(jié)緩沖角的大小及緩沖階段的時間作為技術(shù)診斷的重要內(nèi)容。 19.踏跳時肢體擺動動作可增加起跳力，并提高身體重心相對高度。 20.人體處于騰空狀態(tài)時，由于不受外力矩作用，因此人體活動服從角動量守恒定律，當人體某一環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)動時

11、所產(chǎn)生的角動量，必然被另一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的反向的角動量所抵消。 三、判斷題 1.骨的拉伸強度大于壓縮強度。（×） 2.機械應(yīng)力與骨組織之間存在生理平衡，即骨組織量與機械應(yīng)力之間成正比關(guān)系。（√） 3.沃爾夫定律說明了機械應(yīng)力與骨組織量之間的關(guān)系。（√） 4.肌肉在靜息長度時，期收縮元的張力為零。（×） 5.被拉長的肌肉的張力隨時間的延長而下降的現(xiàn)象稱為肌肉的松弛。（√） 6.肌肉興奮時其并聯(lián)彈性成分力學(xué)狀態(tài)的變化稱肌肉的激活狀態(tài)。（×） 7.希爾方程說明了肌肉總張力——長度特性。（×） 8.肌肉在做等長收縮的過程中，物體不產(chǎn)生位移，沒有做機械功，但肌肉做了“生理功”。（√） 9.

12、由希爾方程可知，肌肉收縮的張力愈大，其收縮速度越大。（×） 10.隨著載荷的增大，肌肉收縮的潛伏期變短。（×） 四、簡答題 1.在100m跑的起跑的“預(yù)備”動作中，為什么使伸下肢的各肌群處于激活狀態(tài)，可以提高反應(yīng)速度？ 答：當載荷增大時，動作潛伏期延長。依據(jù)肌肉這一特性，在完成需要快速反應(yīng)和唯一動作時，如100m的起跑，在“預(yù)備”時使伸下肢的各肌群產(chǎn)生“預(yù)張力”，這樣可以提高反應(yīng)速度和起跑能力。其原因?qū)嶋H上是在起跑前使肌肉處于活化狀態(tài)，預(yù)先提高了串聯(lián)彈性元及肌肉的張力。因而當運動員聽到“跑”的信號時，收縮元的主動張力“不再”被緩沖，而直接用于克服外界阻力了。因此提高肌肉的預(yù)張力可以縮短

13、動作潛伏期。 2.用骨骼肌的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型說明肌肉受激發(fā)時的力學(xué)效應(yīng)的順序性。 答：肌肉興奮時其收縮成分力學(xué)狀態(tài)的變化稱肌肉的激活狀態(tài)。興奮后肌肉能迅速地達到激活狀態(tài)的高峰，但整塊肌肉張力的發(fā)展過程要慢得多，肌肉進入激活狀態(tài)后，收縮元興奮產(chǎn)生的張力，起初被其串聯(lián)的串聯(lián)彈性元的形變所緩沖，當串聯(lián)彈性元形變及張力進一步發(fā)展，整塊肌肉的張力達到一定程度后，收縮元的主動張力才能直接對肌肉起止點施力，表現(xiàn)出肌肉收縮力。 3. 說明機械應(yīng)力對骨結(jié)構(gòu)的影響。 答：機械應(yīng)力與骨組織之間存在著一種生理平衡，在平衡狀態(tài)，骨組織的成骨細胞和破骨細胞的活性是相同的。當應(yīng)力增大時成骨細胞活躍，引起骨質(zhì)增生，承載面

14、增大，使應(yīng)力下降，達到新的平衡。當應(yīng)力下降時破骨細胞再吸收加強，骨組織量下降，使應(yīng)力增加。因此骨能通過改變它的大小、形狀和結(jié)構(gòu)以適應(yīng)力學(xué)需要的功能進行重建。這種適應(yīng)性是按Wolf定律進行的，即骨骼在需要出多生長，而在不需要處吸收。使骨組織量與應(yīng)力成正比。 4.下蹲之后有停頓和無停頓（不加擺臂）的縱跳，哪種情況跳的更高？ 答：后種情況跳的更高，這是因為第二種做法運用了肌肉預(yù)拉伸和預(yù)加載荷所產(chǎn)生的形變勢能，第一種做法是由于稍事休息，使肌肉產(chǎn)生松弛的結(jié)果。 五、詳答題 1.詳答體育活動中骨骼的受力形式有哪些？ （1）壓縮載荷：常見于身體垂直姿勢中，作用力從骨的兩端作用于骨，一端是

15、 人體的重力和載荷的力，另一端是支撐反作用力。 （2） 彎曲載荷：通常是在骨骼起杠桿作用時出現(xiàn)的。常見于肌肉力以及關(guān)節(jié)的 壓力作用于骨上，使骨產(chǎn)生彎曲載荷。 （3）拉伸載荷：常見于身體懸垂姿勢中，骨的兩端受到反向拉力。 （4）扭轉(zhuǎn)載荷：常見于人體或局部肢體做旋轉(zhuǎn)動作時骨骼承受繞縱軸的兩個反 向力矩的作用。 （5） 靜力載荷：當身體處于靜止狀態(tài)時，骨骼承受靜態(tài)載荷，其載荷量值不變 化，只要不超過骨的安全強度，骨不會受傷。 （6） 動態(tài)載荷：在運動過程中骨骼承受動態(tài)載荷。

16、 2.詳述載荷增大時，肌肉收縮力學(xué)特性的變化。 當載荷增大時肌肉收縮力學(xué)特性的變化如下： （1） 動作潛伏期延長。 肌肉激活后收縮元的張力首先使串聯(lián)彈性元形變張力發(fā)生變化，只有當肌 肉張力發(fā)展到大于起止點的阻力時，肌肉才開始向心收縮產(chǎn)生動作，使載荷產(chǎn) 生位移。載荷增大時發(fā)展所經(jīng)歷的時間長，肌肉收縮產(chǎn)生動作的潛伏期隨著載 荷的增大而延長。 （2） 收縮幅度減小。 當載荷增加時收縮幅度減小，直至增加到一定份量時，動作不能完成，肌 肉不能縮短。 （3） 收縮速度下降。 由實驗得出在零載荷時，收縮速度最大，隨著載荷的增加，收縮速度

17、跟著 下降，加至肌肉恰好不能舉起的重量時，收縮速度為零。 3.肌肉及肌腱的生物力學(xué)特性對完成動作有何影響？ （1）增加動作的力和速度。 眾所周知，做縱跳時若下蹲到最低點稍事停頓，跳起的高度要低于不停頓 立即起跳所達到的高度，這是因為第二種做法運用了肌肉預(yù)拉伸和預(yù)加載荷所 產(chǎn)生的形變勢能，第一種做法是由于稍事停頓，使肌肉產(chǎn)生松弛的結(jié)果。 （2） 提高動作的經(jīng)濟性。 在周期性運動中，肌肉及腱形變勢能的再利用，大大地節(jié)省了能量消耗。 如運動員在做基本動作之前，往往有一個反向動作作為前導(dǎo)，前導(dǎo)動作使得即 將完成的基本動作的肌肉被拉伸，從而積累了形變勢能

18、，這份能量在后繼的基 本動作中轉(zhuǎn)化為動能。 （3） 對沖擊載荷和振動載荷的緩沖。 山地滑雪運動員身體各部位垂直于山坡方向的加速度，在足部可達100 G （重力加速度），而在頭部要小得多。原因之一是由于肌肉及肌腱的彈性形變 起緩沖作用的結(jié)果。 4. 簡述人體基本運動原理。 （1）杠桿原理 （2）復(fù)杠桿原理 （3）關(guān)節(jié)活動順序原理 （4） 鞭打動作原理 （5） 緩沖動作原理 （6） 蹬伸動作原理 （7） 擺動動作原理 （8） 軀干扭轉(zhuǎn)動作原理 （9） 相向運動原理 5.人體基本運動形式有哪些？結(jié)合體與實例說明。 6.關(guān)節(jié)活動順序性原理是什么？結(jié)合體

19、與實例說明。 7.說明在人體運動中，小關(guān)節(jié)活動的重要性。 答： 小關(guān)節(jié)活動非常重要，如跳遠緩沖階段膝關(guān)節(jié)肌力矩大于踝關(guān)節(jié)，但蹬 伸階段踝關(guān)節(jié)肌力矩大于膝關(guān)節(jié)。另外，小關(guān)節(jié)是人體支撐點，小關(guān)節(jié)的強 弱直接決定完成動作時支撐的穩(wěn)固性，如果小關(guān)節(jié)肌力矩強大，可縮短完成 動作的時間，提高動作的速度。 8.結(jié)合體與實例簡述鞭打動作原理。 9.緩沖動作的意義是什么？ 10.跳高、跳遠時兩臂及擺動腿的合理擺動的運動學(xué)特征是什么？ 11.跳高時運動員肢體的擺動起什么作用？ 12.什么是相向運動？相向運動產(chǎn)生的原因是什么？ 13. 走步式跳遠時，運動員騰空階段的走步

20、動作的作用是什么？ 第四章 人體運動數(shù)據(jù)采集與處理 一、 問答題 1.根據(jù)下圖說明實驗原理 第五章 動作技術(shù)的生物力學(xué) 一、 名詞解釋 1. 動作技術(shù)的特征畫面：不同動作階段的臨界點（畫面），稱為動作技術(shù)的特征 畫面。 2.（跑步的）著地距離：支撐腳著地瞬間重心到著地點的水平距離。 3.（跑步的）騰空距離：跑步的騰空階段身體重心通過的水平距離。 4.（跑步的）后蹬距離：支撐腳離地瞬間重心到離地點的水平距離。 5.動力沖量：支撐階段地面對人體的反作用力在水平方向上的分力與運動方向相 同時，此力的沖量稱為動

21、力沖量。 6.制動沖量（阻力沖量）：支撐階段地面對人體的反作用力在水平方向上的分力 與運動方向相反時，此力的沖量稱為制動沖量。 7.（投擲的）出手初速度：器械出手瞬間速度的大小。 8.（投擲的）出手角度：出手初速度與水平面的夾角。 9.（投擲的）出手高度：器械出手瞬間出手點到地面的高度。 10.（跑步的）著地角：支撐腳著地瞬間，身體重心和著地點的連線與水平面的 夾角。 11.（跳遠的）起跳距離：身體騰起瞬間起跳板前沿與身體重心之間的水平距離。 12.（跳遠的）騰空距離：跳遠的騰空階段身體重

22、心通過的水平距離。 13.（跳遠的）落地距離：足跟接觸沙面瞬間身體重心與足跡最近點之間的水平 距離。 14.（跳遠的）騰起速度：踏跳腳離地瞬間身體重心的速度。 15.（跳遠的）騰起角：騰起速度與水平面的夾角。 二、 問答題 1. 試述短跑運動員采用蹲踞式起跑的原因。 答： 短跑運動員采用蹲踞式起跑，選擇為兩腿能快速有效地蹬伸創(chuàng)造條件的 預(yù)備姿勢。在起跑器上起跑，可使運動員獲得牢固的支撐，改善兩腿用力條 件。 在預(yù)備時，運動員運用提高肌肉預(yù)張力的方法，可使肌肉提前進入“工 作狀態(tài)”，增大蹬離起跑器的速度和力量。

23、 起跑時，運動員重心至起跑線的水平距離較短，前后腿蹬地力的水平分 力明顯大于垂直分力，它們之間的比值約為二分之一，能形成很小的蹬地用 力角。因此運動員可獲得較大的重心水平加速度及水平速度。這是蹲踞式起 跑所具有的良好的向后蹬地條件所造成的。 總之，蹲踞式起跑提供了短跑出發(fā)時最好的水平加速度的力學(xué)條件。 2. 跳躍項目中助跑的作用是什么？ 答： 助跑的作用在于起跳前賦予人體適宜的運動速度。這樣可以為縮短起跳 時間，提高肌肉的勢能以及增強起跳力創(chuàng)造條件。并且為起跳時身體處于最 佳姿勢做好準備，形成運動員與起跳板相互作用的最佳條件。 3. 背越式跳高弧線助跑的優(yōu)點是什么？ 答： 助跑應(yīng)能使運動員以一種與自己的能力及技術(shù)相協(xié)調(diào)的速度進入最理想 的起跳位置?；【€助跑的最大優(yōu)點是能夠延長身體重心在起跳過程中向上加 速度的垂直用力距離，因此有助于提高身體騰起速度。倒數(shù)第三不降低身體 重心位置，也可能加重心向上加速的垂直用力距離。 4. 跑步時擺動動作的意義是什么？ 5. 在跑步的支撐階段如何減少制動沖量 6. 優(yōu)秀跳高運動員起跳時的動作特點是什么？ 7. 投擲項目助跑的作用是什么？ 8. 投擲項目中運動員全身各部分動作的配合原理是什么？ 9. 高水平投擲運動員在投擲過程中是如何利用動能與勢能的？