第二章-运动力学基础.ppt

1.打羽毛球时，手臂挥拍向下扣球的动作属于（打羽毛球时，手臂挥拍向下扣球的动作属于（）a.推推b.拉拉c.鞭打鞭打d.缓冲缓冲e.蹬伸蹬伸2.步行时，伴随骨盆和肢体的转运运动形式为（步行时，伴随骨盆和肢体的转运运动形式为（）a.扭转扭转b.摆动摆动c.鞭打鞭打d.缓冲缓冲e.蹬伸蹬伸3.动力性运动错误的是（动力性运动错误的是（）a.产生加速度产生加速度b.产生位移产生位移c抗阻力抗阻力d.维持躯体姿势维持躯体姿势e.有明显的关节活动有明显的关节活动4.主动运动是指肌力达（主动运动是指肌力达（）时，即可由骨骼肌主动收缩）时，即可由骨骼肌主动收缩完成肢体的运动完成肢体的运动A1级级B2级级C3级级D4级级5.人体步行时的运动形式包括（人体步行时的运动形式包括（）a.摆动摆动 b.蹬伸蹬伸 c.鞭打鞭打 d.躯干扭转躯干扭转 e.缓冲缓冲 6.运动强度与（）总是成正比运动强度与（）总是成正比A 能量消耗能量消耗 B 吸氧量吸氧量 C 运动时间运动时间D 运动频率运动频率 e.运动形式运动形式.第二章第二章 运动力学基础运动力学基础 2.u掌掌握握运运动动中中的的力力合合力力矩矩及及其其表表现现形形式式，并并明明确确力力是是物物体体运运动动状状态态改改变变和和形形状状改改变变的的原原因因；掌握影响人体平衡与稳定的因素。掌握影响人体平衡与稳定的因素。u熟熟悉悉牛牛顿顿运运动动定定律律的的在在人人体体运运动动中中的的应应用用；熟熟悉悉骨骨、关关节节、韧韧带带和和肌肌腱腱的的生生物物力力学学特特性性及及其在康复治疗中的应用。其在康复治疗中的应用。u了了解解运运动动中中力力的的合合成成与与分分解解及及其其在在人人体体运运动动中受力分析中的应用。中受力分析中的应用。3.学习内容学习内容第一节第一节运动中的力与力矩运动中的力与力矩一、运动中的力一、运动中的力二、运动中的力矩二、运动中的力矩第二节第二节牛顿运动定律及其牛顿运动定律及其应用应用一、牛顿运动定律一、牛顿运动定律二、牛顿运动定律在人体二、牛顿运动定律在人体运动中的应用运动中的应用第三节第三节平衡与稳定平衡与稳定一、力系平衡条件与人体一、力系平衡条件与人体平衡类型平衡类型二、稳定性及其影响因素二、稳定性及其影响因素三、人体平衡与稳定的特三、人体平衡与稳定的特点点第四节第四节骨、关节生物力学骨、关节生物力学一、骨的生物力学性质一、骨的生物力学性质二、关节生物力学二、关节生物力学三、肌腱和韧带的生物力三、肌腱和韧带的生物力学学4.1.第一段视频第一段视频工匠钉钉子工工匠钉钉子工作有何特点，作有何特点，为什么要这样为什么要这样操作？操作？2.体操运动员体操运动员比赛时从器械比赛时从器械上落下来的原上落下来的原因是什么？如因是什么？如何评价？何评价？.钉子头部很尖，面积小，用较小的力即可产生很大压钉子头部很尖，面积小，用较小的力即可产生很大压强，尖部会产生大于木材结构应力的力，破坏物质结强，尖部会产生大于木材结构应力的力，破坏物质结构。构。.运动员在比赛时，手掌心常会冒汗，这对体操和举重运动员在比赛时，手掌心常会冒汗，这对体操和举重运动员来说非常不利。因为湿滑的掌心会使摩擦力减运动员来说非常不利。因为湿滑的掌心会使摩擦力减小，使得运动员握不住器械，不仅影响动作的质量，小，使得运动员握不住器械，不仅影响动作的质量，严重时还会使运动员从器械上跌落下来，造成失误，严重时还会使运动员从器械上跌落下来，造成失误，甚至受伤。甚至受伤。.第一节第一节 运动中的力与力矩运动中的力与力矩 力是一个物体对另一力是一个物体对另一个物体的作用，是使物体个物体的作用，是使物体产生形变或线运动状态改产生形变或线运动状态改变的原因。变的原因。力矩则是力和力臂的力矩则是力和力臂的乘积，是使物体转动状态乘积，是使物体转动状态改变的原因。改变的原因。8.一、运动中的力一、运动中的力 若将人体整体看做一若将人体整体看做一个力学系统，则人体内个力学系统，则人体内部各部分的相互作用，部各部分的相互作用，称为内力。外界作用于称为内力。外界作用于人体的力称为外力。人体的力称为外力。（一）内力与外力的概念（一）内力与外力的概念 外力：外力：重力、支撑反作用力重力、支撑反作用力等。等。内力：内力：骨骼肌张力、关节约骨骼肌张力、关节约束力、韧带张力等，其中骨束力、韧带张力等，其中骨骼肌的张力是人体内力中的骼肌的张力是人体内力中的主动力。主动力。9.运动中的内力和外力的关系运动中的内力和外力的关系2 2、内力可以改变外力的大小、内力可以改变外力的大小 3 3、外力可用来增强内力、外力可用来增强内力 人体整体人体整体人体环节人体环节骨骼肌张力骨骼肌张力外力外力内力内力1 1、内力与外力是相对的、内力与外力是相对的10.要获得较大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人的蹬地要获得较大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人的蹬地力，这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉力，这又取决于人体肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉活动是主动的，为了提高人体运动效果，最重要的是提高肌肉收活动是主动的，为了提高人体运动效果，最重要的是提高肌肉收缩的力量（缩的力量（内力内力），以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力），以加大蹬地力从而得到一个大的反作用力（外力外力），使人体运动状态发生变化。），使人体运动状态发生变化。另外，实践中采取一些措施，利用外部条件在一定程度上也可提另外，实践中采取一些措施，利用外部条件在一定程度上也可提高地面对人体的作用力，例如，在跑些、跳鞋上安上钉子，起跑高地面对人体的作用力，例如，在跑些、跳鞋上安上钉子，起跑时用起跑器等时用起跑器等。11.跳高起跳过程中的外力作用跳高起跳过程中的外力作用12.起跑过程中的外力作用起跑过程中的外力作用13.力力量量训训练练过过程程中中人人体体肌肌肉肉收收缩缩抵抵抗抗负负荷荷的的内内外外力力作作用用14.人体运动中所受到的外力人体运动中所受到的外力1.重力重力 大大小小与与方方向向：，方方向向：指指向向地地球球心心。g=9.8m/s/s （二）几种常见的外力（二）几种常见的外力重力是地球对人体或物体的引力，是一种重力是地球对人体或物体的引力，是一种非接触力。人体或物体受重力的集中点为非接触力。人体或物体受重力的集中点为重心，其方向指向地心。重心，其方向指向地心。15.2.摩擦力摩擦力a.静摩擦力和最大静摩擦力静摩擦力和最大静摩擦力b.滑动摩擦力滑动摩擦力（二）几种常见的外力（二）几种常见的外力摩擦力是两相互接触的物体作相对运动（线摩擦力是两相互接触的物体作相对运动（线运动或滚动）或有相对运动趋势时产生的力，运动或滚动）或有相对运动趋势时产生的力，分别成为滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦分别成为滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力。力。16.3.支撑反作用力支撑反作用力人体处于支撑状态时，人体重力作用于支撑人体处于支撑状态时，人体重力作用于支撑面上，支撑面又反作用于人体，这种反作用称为面上，支撑面又反作用于人体，这种反作用称为支撑反作用力。如果人体处于静止状态，为静力支撑反作用力。如果人体处于静止状态，为静力性支撑反作用力；如果人体局部环节有运动，则性支撑反作用力；如果人体局部环节有运动，则支撑反作用力会不断变化，称为动力性支撑反作支撑反作用力会不断变化，称为动力性支撑反作用力。用力。（二）几种常见的外力（二）几种常见的外力17.4.流体作用力流体作用力人体在空气和水中运动时，与流体发生接触，并相人体在空气和水中运动时，与流体发生接触，并相互作用，流体对人体的作用即为流体作用力。互作用，流体对人体的作用即为流体作用力。人体在水中受到浮力作用，可以减轻肢体的重力作人体在水中受到浮力作用，可以减轻肢体的重力作用，对于肌力不足或关节疼痛的患者，可以借助水用，对于肌力不足或关节疼痛的患者，可以借助水的阻力和浮力进行康复训练。的阻力和浮力进行康复训练。（二）几种常见的外力（二）几种常见的外力18.5.5.器械的其他阻力器械的其他阻力 肢体推动运动器械进行训练时，除要克服器械重力外，还需要克服器械的惯性力、摩擦力或弹力所产生的阻力，其大小与肢体的推力大小相等，方向相反。（二）几种常见的外力（二）几种常见的外力19.各种外力经常被用来作为康复训练各种外力经常被用来作为康复训练/治疗的负荷，选择的负荷要求与治疗的负荷，选择的负荷要求与肢体运肢体运动的方向和力量相动的方向和力量相适应，这是增强肌力训适应，这是增强肌力训练的方法学基础。练的方法学基础。20.定义：是指人体内部各组织器官间相互作用的力。是指人体内部各组织器官间相互作用的力。各种内力总要相互适应，以维持最佳活动，同时也不断和外力相抗衡以适应人体生活的需要。1）肌拉力2）各组织器官间的被动阻力3）各内脏器官的摩擦力4）内脏器官和固定装置间的阻力5）血液淋巴液在管道内流动时产生的流体阻力，在分流时产生的湍流等。21.1）肌拉力 这种力通过其在骨骼上的附着点，可以维持人体姿势，引起人体内部各部分、各环节间的相对运动。是人体内力中最重要的主动力。22.1938年，英国学者A.V.希尔根据他所做的蛙缝匠肌的大量实验，提出了肌肉收缩的力学模型（希尔模型），当静休状态下肌肉张力不可忽略时，若静休状态张力与兴奋状态无关，则可将肌肉的张力分解为主动张力和被动张力，后者用一并联弹性元表示，它和收缩成分，串联弹性元组成三元素模型(图2-2)。.3）各组织器官间的被动阻力 当一肢体做屈曲或伸展运动时，其相反方向的组织受到牵拉，尤其是拮抗肌的张力，此时必须做相应松弛，以保证运动的完成。24.n4）各内脏器官的摩擦力 例如胃肠蠕动时候肠袢间的摩擦力（尽管很小），心脏搏动时与肺、纵隔和胸廓间的摩擦力等。5）内脏器官和固定装置间的阻力 如胃肠蠕动与腹膜、肠系膜、大血管间的阻力，食管的蠕动与纵隔间的阻力等。6）血液淋巴液在管道内流动时产生的流体阻力，在分流时产生的湍流等。25.1.1.合合力力与与分分力力 一一个个力力如如果果它它产产生生的的效效果果与与几几个个力力共共同同作作用用的的效效果果相相同同，则则这这个个力力就就叫叫那那几几个个力力的的合合力力，而而那那几几个个力力就叫这个力的分力。就叫这个力的分力。2.2.力力的的合合成成 求求几几个个已已知知力力的的合合力力，叫叫力的合成。力的合成。3.3.力力的的分分解解 力力的的分分解解是是力力的的合合成成的的逆逆运算。运算。（四）力的合成与分解（四）力的合成与分解平行四边形平行四边形法则是力的法则是力的合成与分解合成与分解的基础的基础26.确定受力分析对象，取出隔离体确定受力分析对象，取出隔离体确定场力（重力、电磁场力等）确定场力（重力、电磁场力等）确定所有外力：动力，阻力（摩擦力、确定所有外力：动力，阻力（摩擦力、空气阻力等），接触力等。空气阻力等），接触力等。画受力分析图画受力分析图27.abcd28.当当骨骼肌在某一平面产生力作骨骼肌在某一平面产生力作用时，可将肌力分解为两个垂用时，可将肌力分解为两个垂直分量：一个沿着骨轴线作用，直分量：一个沿着骨轴线作用，另一个垂直骨轴线。前者起稳另一个垂直骨轴线。前者起稳固关节的作用，因而叫稳固分固关节的作用，因而叫稳固分量，后者是使骨产生转动的分量，后者是使骨产生转动的分量，所以叫转动分量量，所以叫转动分量。力的分解力的分解29.1、力的时间累积效应、力的时间累积效应 作作用用于于物物体体的的合合外外力力与与其其作作用用时时间间的的乘乘积积（Ft），称称为为力力的的冲冲量量。而而将将运运动动物物体体或或人人体体具具有有的的“运动量运动量”，即质量与速度的乘积（，即质量与速度的乘积（m v），），称为动量。称为动量。动量定理：物体动量的增量等于其所受的冲量。动量定理：物体动量的增量等于其所受的冲量。（五）力的时间和空间累积效应（五）力的时间和空间累积效应30.1.动量与冲量的概念动量与冲量的概念动量（动量（矢量性矢量性）n ，单单位位：米米.千千克克/秒秒（m.kg/s）。）。冲量（冲量（矢量性矢量性）n 单位：牛顿单位：牛顿.秒（秒（N.s）31.K=F*t tFS32.物体在运动过程中，在某段时间内物体在运动过程中，在某段时间内动量的改动量的改变变，等于等于所受合外力在这段时间内的所受合外力在这段时间内的冲量冲量。即：。即：33.1 1、在投掷项目中，为了增加器械的出手速度，即增加器械的在投掷项目中，为了增加器械的出手速度，即增加器械的出手动量，应增加在最后用力阶段对器械的冲量。这要求出手动量，应增加在最后用力阶段对器械的冲量。这要求在发挥最大力量的同时，延长力的作用时间。在发挥最大力量的同时，延长力的作用时间。2、若要减少对人体的冲力，就得延长力作用的时间，各、若要减少对人体的冲力，就得延长力作用的时间，各种种落地缓冲动作落地缓冲动作就是典型的例子。就是典型的例子。3.给物体或人体强大冲力，要求与物体或人体接触的时给物体或人体强大冲力，要求与物体或人体接触的时间要短，例如钉钉子。间要短，例如钉钉子。34.2、力的空间累积效应、力的空间累积效应 力力与与力力作作用用方方向向上上移移动动距距离离的的乘乘积积（FS），称称力力对对物物体体作作了了功功。力力作作用用方方向向与与其其引引起起的的物物体体运运动动方方向向改改变变一一致致，力力对对物物体体所所做做的的功功为为正正功功。物物体体的的运运动动方方向向与与力力的的作作用用方方向向相相反反，这这时时力力所所做做的的功功为为负功。功的国际单位是焦耳（负功。功的国际单位是焦耳（J）。）。35.通常讲骨骼肌做功，是指骨骼肌做的机械通常讲骨骼肌做功，是指骨骼肌做的机械功。肌将其贮存的化学能转化为机械能，克服阻力使功。肌将其贮存的化学能转化为机械能，克服阻力使环节及外界物体产生位移。环节及外界物体产生位移。等长收缩运动中，环节不产生位移，没有做等长收缩运动中，环节不产生位移，没有做机械功，此时骨骼肌消耗的能量完成了机械功，此时骨骼肌消耗的能量完成了“生理功生理功”。功和能之间是可以相互转换的，能的量值是功和能之间是可以相互转换的，能的量值是通过做功来确定的，力对物体做的功等于物体机械能通过做功来确定的，力对物体做的功等于物体机械能（动能和势能）的增量。（动能和势能）的增量。36.力矩（力矩（M M）是作用于物体或人体的合力（是作用于物体或人体的合力（F F）与支点到力与支点到力作用线距离（作用线距离（d d）的乘积，即的乘积，即M=FM=F。一种情况：即大小相等，方向相反，作用线互相平行但一种情况：即大小相等，方向相反，作用线互相平行但不重合的两个力作用在同一物体上，虽然其合力为零，但物不重合的两个力作用在同一物体上，虽然其合力为零，但物体同样会转动，这一对力称为力偶，其产生的转动力矩称为体同样会转动，这一对力称为力偶，其产生的转动力矩称为力偶矩。力偶矩。另一种情况：物体在无支撑情况下受到力的作用，这个另一种情况：物体在无支撑情况下受到力的作用，这个力若不通过物体的重心，也会引起物体的转动，这个力称为力若不通过物体的重心，也会引起物体的转动，这个力称为偏心力，由其产生的转动力矩称为偏心矩。偏心力，由其产生的转动力矩称为偏心矩。力矩、力偶矩和偏心矩是人体或物体转动的条件。力矩、力偶矩和偏心矩是人体或物体转动的条件。二、运动中的力矩二、运动中的力矩37.一一、人体的简化、人体的简化根据人体运动的特征，可将人体运动模型简化为：质点、根据人体运动的特征，可将人体运动模型简化为：质点、刚体和多刚体系统等运动模型。刚体和多刚体系统等运动模型。1 1、质点：、质点：具有一定质量，具有一定质量，忽略其大小形态的几何点。忽略其大小形态的几何点。研究地球绕太阳运动，研究地球绕太阳运动，地球可以当作质点地球可以当作质点 研究地球的自转，研究地球的自转，地球就不能当作质点地球就不能当作质点 第二节第二节 牛顿运动定律及其应用牛顿运动定律及其应用 38.2 2、刚体、刚体 是由相互间距离始终保持是由相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续不变的许多质点组成的连续体，它有一定形状、占据空体，它有一定形状、占据空间一定位置，是由实际物体间一定位置，是由实际物体抽象出来的力学简化模型。抽象出来的力学简化模型。在运动生物力学中，把人体在运动生物力学中，把人体看作是一个多刚体系统。看作是一个多刚体系统。39.人体简化以后的运动形式人体简化以后的运动形式人体运动的形式多种多样。把人体简化成质点：分为直线运动和曲线运动。把人体简化成刚体：分为平动、转动和复合运动。40.v牛牛顿顿第第一一定定律律：任任何何物物体体在在不不受受外外力力作作用用（或或所所受受合合外外力力为为零零）时时，物物体体将将保保持持静静止止或或匀匀速速直直线线运运动动状状态态不不变变。物物体体的的这这种性质称为惯性。种性质称为惯性。v牛牛顿顿第第二二定定律律：物物体体加加速速度度（a a）的的大大小小与与物物体体所所受受合合外外力力（F F）的的大大小小成成正正比比，与与物物体体的的质质量量（m m）成成反反比比，即即F=maF=ma。v牛牛顿顿第第三三定定律律（作作用用力力与与反反作作用用力力）：两两个个物物体体相相互互作作用用时时，物物体体甲甲对对物物体体乙乙的的作作用用力力，F1F1与与F2F2大大小小相相等等、方方向向相相反反、沿沿同同一直线，即一直线，即F1=-F2F1=-F2。二、牛顿运动定律二、牛顿运动定律 41.运运动动中中很很多多动动作作可可以以借借助助惯惯性性完完成成，巧巧妙妙地地利利用用惯惯性性，不不但但省省力力且且减减少少能能量量消消耗耗，减减少少运运动动性性疲疲劳劳。因因此此，人人体体活活动动中中保保持持动动作作的的连连贯贯性性和和动动作作间间的的连连续续性能起到省力的作用。性能起到省力的作用。例例如如，康康复复治治疗疗中中偏偏瘫瘫患患者者自自主主从从仰仰卧卧位位到到侧侧卧卧位，可以利用健侧肢体的惯性完成体位转换例子。位，可以利用健侧肢体的惯性完成体位转换例子。三、牛顿运动定律在人体运动中的应用三、牛顿运动定律在人体运动中的应用（一）运动中合理利用惯性可以省力（一）运动中合理利用惯性可以省力42.指指在在人人体体在在克克服服外外界界阻阻力力负负荷荷运运动动时时，需需要要遵遵循循由由大肌群首先活动，逐步过渡到中小肌群活动。大肌群首先活动，逐步过渡到中小肌群活动。因因为为大大肌肌群群能能产产生生较较大大的的力力或或力力矩矩，有有利利于于克克服服阻阻力力物物体体的的惯惯性性，可可以以有有效效预预防防运运动动开开始始时时的的中中小小肌肌群群的的损伤。损伤。例例如如，搬搬动动较较重重物物体体时时应应用用下下蹲蹲通通过过大大腿腿的的肌肌群群用用力力来来克克服服重重物物的的惯惯性性，而而不不应应用用弯弯腰腰通通过过腰腰部部肌肌群群的的用用力力克克服服重重物物的的惯惯性性。由由于于腰腰部部肌肌群群的的力力量量弱弱，弯弯腰腰搬搬重重物易导致腰部肌的急性损伤。物易导致腰部肌的急性损伤。（二）克服重物惯性需要遵循骨骼肌活动顺序原理（二）克服重物惯性需要遵循骨骼肌活动顺序原理43.运动中，要使人体运动速度增加或减小，需要运动中，要使人体运动速度增加或减小，需要外界对人体的作用力增加或减小。根据作用力与反外界对人体的作用力增加或减小。根据作用力与反作用力定律，外界物体对人体的作用力增加或减小作用力定律，外界物体对人体的作用力增加或减小时，人体对外界的作用力也需要增加或减小。时，人体对外界的作用力也需要增加或减小。（三）增加人体对外界的作用力可以增大外界对人（三）增加人体对外界的作用力可以增大外界对人体的反作用力体的反作用力44.第三节第三节 平衡与稳定平衡与稳定 一一个个物物体体如如果果受受到到几几个个力力的的作作用用，这这几几个个力力称称为为力力系系。力力系系平平衡衡的的条条件件因因力力系系的的不不同同而而有有所所差差异异，力力系系通通常有以下常有以下4 4种情况。种情况。1.1.共点、共线力系共点、共线力系 2.2.平面汇交力系平面汇交力系 3.3.平面平行力系平面平行力系 4.4.空间一般力系空间一般力系 一、力系平衡条件与人体平衡类型一、力系平衡条件与人体平衡类型（一）力系的平衡条件（一）力系的平衡条件45.1.1.共点、共线力系共点、共线力系 .2.2.平面汇交力系平面汇交力系 .3.3.平面平行力系平面平行力系 .4.4.空间一般力系空间一般力系 条件：合力为零，合力矩为零条件：合力为零，合力矩为零.平衡重心与支撑点关系平衡稳定程度上支撑平衡下支撑平衡混合支撑平衡稳定平衡有限稳定平衡不稳定平衡随遇平衡人体平衡的类型人体平衡的类型（二）人体平衡的类型（二）人体平衡的类型50.上支撑平衡上支撑平衡单杠悬垂平衡.下支撑平衡下支撑平衡人体站立.混合支撑平衡混合支撑平衡1 1、面对肋木架站立，单腿抬起置于练习架横杆上，依次由低向、面对肋木架站立，单腿抬起置于练习架横杆上，依次由低向高放高放腿部肌肉腿部肌肉拉伸练习；拉伸练习；2 2、面对肋木架站立，双手上举握紧上端横杆，双腿离地蹬踏在下端横杆上，、面对肋木架站立，双手上举握紧上端横杆，双腿离地蹬踏在下端横杆上，然后做深蹲拉起练习；然后做深蹲拉起练习；3 3、背对肋木架站立，双手向上握紧上端横杆，双脚垂直绷紧做双腿抬起练习。、背对肋木架站立，双手向上握紧上端横杆，双脚垂直绷紧做双腿抬起练习。.通常上肢平衡都是稳定平衡，下肢平衡都是有限的稳定平衡，这在体育运动通常上肢平衡都是稳定平衡，下肢平衡都是有限的稳定平衡，这在体育运动中最常见。中最常见。不稳定平衡仅限于下支撑中的点支撑或线支撑，例如，杂技中自行车定位、不稳定平衡仅限于下支撑中的点支撑或线支撑，例如，杂技中自行车定位、高空走钢丝等是不稳定平衡，它们的支撑面很窄，可近似看成线支撑。高空走钢丝等是不稳定平衡，它们的支撑面很窄，可近似看成线支撑。人体的随遇平衡只是在失重时才可能有，例如球体的平衡。人体的随遇平衡只是在失重时才可能有，例如球体的平衡。.稳稳定定性性是是指指人人体体和和物物体体抵抵抗抗各各种种干干扰扰作作用用保保持持平平衡的能力。衡的能力。1 1、静态稳定性、静态稳定性 人体静止时抵抗各种干扰的能力。人体静止时抵抗各种干扰的能力。2 2、动动态态稳稳定定性性 人人体体重重心心偏偏移移平平衡衡位位置置后后，干干扰扰因因素除去时，人体仍能恢复到初始平衡范围。素除去时，人体仍能恢复到初始平衡范围。二、稳定性及其影响因素二、稳定性及其影响因素（一）稳定性（一）稳定性55.1 1.影影响响人人体体下下支支撑撑稳稳定定性性的的因素因素支支撑撑面面大大小小:支支撑撑面面大大，稳稳定定度度大大；支支撑撑面面小小，稳稳定定度小。度小。重重心心的的高高低低:在在支支撑撑面面不不变变的的情情况况下下，人人体体的的重重心心位位置置低低，稳稳定定度度大大；重重心心位位置置高，稳定度小。高，稳定度小。（二）影响人体下支撑稳定性的因素与评价指标（二）影响人体下支撑稳定性的因素与评价指标56.（1 1）定义：整个人体所受重力的合力的作用）定义：整个人体所受重力的合力的作用点，叫人体重心。点，叫人体重心。它位于身体正中面上第三骶椎上缘前方它位于身体正中面上第三骶椎上缘前方7 7厘米厘米处，大约在身高的处，大约在身高的55%55%56%56%。57.（2 2）人体重心位置）人体重心位置正常站立姿势下人体重心位置。正常站立姿势下人体重心位置。58.v人体重心位置，人体重心位置随人体姿势变化而改变。人体重心位置，人体重心位置随人体姿势变化而改变。59.60.人体重心可移动出身体之外。人体重心可移动出身体之外。61.为了训练平衡功能差的患者的平衡能力，开为了训练平衡功能差的患者的平衡能力，开始训练时，可以先练习始训练时，可以先练习坐位坐位（重心低支撑面（重心低支撑面较大）平衡，完成后练习较大）平衡，完成后练习立位平衡立位平衡时，可时，可先先分开双腿分开双腿以加大支撑面使重心比较低，以加大支撑面使重心比较低，练习练习静态和动态平衡静态和动态平衡，达到一定效果后，达到一定效果后，再再逐渐逐渐过渡到过渡到并足训练并足训练。62.1.1.人体整体主动运动的必要条件是（人体整体主动运动的必要条件是（）A.A.摩擦力摩擦力 B.B.重力重力 C.C.肌力肌力 D.D.支撑反作用力支撑反作用力2.2.运动物体的质量和速度的乘积称为（运动物体的质量和速度的乘积称为（）A.A.动量动量 B.B.冲量冲量 C.C.动能动能 D.D.势能势能3.3.人体站立姿势平衡（人体站立姿势平衡（）A.A.上支撑平衡上支撑平衡 B.B.混合支撑平衡混合支撑平衡 C.C.上下支撑平衡上下支撑平衡 D.D.下支撑平衡下支撑平衡4.4.简述人体平衡与稳定的特点有哪些？简述人体平衡与稳定的特点有哪些？5.5.简简述述影影响响人人体体下下支支撑撑平平衡衡稳稳定定性性的的因因素素，以以及及评评价价其其稳定性的方法？稳定性的方法？回顾回顾63.2 2、人体下支撑稳定性的评价指标、人体下支撑稳定性的评价指标（1 1）稳稳定定角角：稳稳定定角角是是指指重重力力作作用用线线和和重重心心至至支支撑面边缘相应点的连线间的夹角。撑面边缘相应点的连线间的夹角。重心高度相同，支撑面重心高度相同，支撑面越大，稳定角越大；支撑面越大，稳定角越大；支撑面相同，重心越高，稳定角越相同，重心越高，稳定角越小。稳定角越大，物体的稳小。稳定角越大，物体的稳定度越大，定度越大，64.65.（2 2）稳定系数：）稳定系数：稳稳定定系系数数是是指指稳稳定定力力矩矩与与倾倾倒倒力力矩矩之之比比值值。稳稳定系数表明物体依靠重力抵抗平衡受破坏的能力。定系数表明物体依靠重力抵抗平衡受破坏的能力。稳稳定定系系数数大大于于1 1时时，物物体体能能抵抵抗抗外外来来翻翻倒倒力力矩矩，平平衡衡不不被被破破坏坏；稳稳定定系系数数小小于于1 1时时，物物体体抵抵抗抗不不住住外外来的翻倒力矩，平衡将遭到破坏，即物体会翻倒。来的翻倒力矩，平衡将遭到破坏，即物体会翻倒。66.FhGr稳定系数的计算稳定系数的计算67.结论：结论：K1，K1时，物体本身重力产生的恢复力时，物体本身重力产生的恢复力矩足以对抗倾倒，矩足以对抗倾倒，当当K1时，物体恢复力矩对抗不了倾倒时，物体恢复力矩对抗不了倾倒力矩，物体倾倒，平衡破坏。力矩，物体倾倒，平衡破坏。所以，物体越重，其稳定力矩越大，抗所以，物体越重，其稳定力矩越大，抗倾倒的能力越强。倾倒的能力越强。68.q人体不能绝对静止：人体的呼吸、循环运动使得人人体不能绝对静止：人体的呼吸、循环运动使得人体重心不是定点。另一方面人体肌张力任何时候不能体重心不是定点。另一方面人体肌张力任何时候不能恒定。恒定。q人体形状可变：由于人体支撑面边缘均为软组织，人体形状可变：由于人体支撑面边缘均为软组织，有效支撑面面积要小于有效支撑面面积要小于“理论理论”支撑面的面积。支撑面的面积。q人体自身的姿势自动调节系统：人体有翻倒趋势时，人体自身的姿势自动调节系统：人体有翻倒趋势时，依靠反射性地改变身体姿势，可以保持原有平衡。依靠反射性地改变身体姿势，可以保持原有平衡。三、人体平衡与稳定的特点三、人体平衡与稳定的特点69.人体保持平衡稳人体保持平衡稳定的补偿动作定的补偿动作70.达达瓦瓦孜孜71.q人人体体内内力力起起重重要要作作用用：内内力力可可以以通通过过对对外外界界环环境境（人人体体或或物物体体）的的主主动动作作用用，从从而而影影响响人人体体的的平衡。平衡。q心心理理因因素素的的影影响响：紧紧张张心心理理反反应应对对人人体体平平衡衡稳稳定性的影响最为明显。定性的影响最为明显。q感感觉觉系系统统在在保保持持人人体体平平衡衡中中的的作作用用：视视觉觉、位位觉与本体感觉等感觉系统起着重要作用。觉与本体感觉等感觉系统起着重要作用。72.人体各个环节的运动都是围绕关节轴的转动,走、跑、跳等动作是通过关节的转动来实现的。所以，转动是人体运动的基础。在康复医学中所讲的关节活动度的测定和训练，都是指肢体围绕关节轴所进行的转动。第四节第四节 人体运动的转动力学人体运动的转动力学.刚体转动时，刚体上的各点都做圆周运动形成刚体转动时，刚体上的各点都做圆周运动形成大小不等的同心圆，各圆的中心都位于同一条大小不等的同心圆，各圆的中心都位于同一条直线上，这条直线叫做转动轴。直线上，这条直线叫做转动轴。实体轴：人体围绕固定在地面上的运动器械转实体轴：人体围绕固定在地面上的运动器械转动使，器械就是人体的转动轴。动使，器械就是人体的转动轴。非实体轴：人体局部肢体或整体转动时所围绕非实体轴：人体局部肢体或整体转动时所围绕的是位于人体内部的某特定的直线的是位于人体内部的某特定的直线.花式单杠花式单杠.63岁老人单杠岁老人单杠30秒转秒转30圈圈.1.角速度角速度人体人体/肢体在单位时间内转过的角度叫角速度。肢体在单位时间内转过的角度叫角速度。它是矢量，其方向与角位移方向相同。采用等速训它是矢量，其方向与角位移方向相同。采用等速训练器进行患者的等速肌力训练时，练器进行患者的等速肌力训练时，“等速等速”是指肢是指肢体围绕关节轴转动时的角速度是相等的。体围绕关节轴转动时的角速度是相等的。2.线速度线速度是质点围绕一点转动或者人体围绕某个轴转是质点围绕一点转动或者人体围绕某个轴转动时，质点或者人体上各点的瞬时速度。它具体描动时，质点或者人体上各点的瞬时速度。它具体描述转动的人体或器械上各个点转动的快慢。述转动的人体或器械上各个点转动的快慢。3.角加速度角加速度指单位时间内角速度的变化量。它也是矢指单位时间内角速度的变化量。它也是矢量。在描述匀变速运动时，其特点是角加速度恒定。量。在描述匀变速运动时，其特点是角加速度恒定。4.角位移角位移人体整体或环节围绕某个轴转动时转过的角人体整体或环节围绕某个轴转动时转过的角度叫角位移。度叫角位移。.人体的转动包括肢体在肌力的作用人体的转动包括肢体在肌力的作用下牵引骨围绕关节轴的转动和人体整下牵引骨围绕关节轴的转动和人体整体的转动。体的转动。人体转动的力学条件是作用在人体人体转动的力学条件是作用在人体上的外力对某一转轴的力矩的矢量和上的外力对某一转轴的力矩的矢量和不为零不为零即合外力矩不为零即合外力矩不为零.肢体绕关节轴转动的条件是阻力矩与肌肢体绕关节轴转动的条件是阻力矩与肌力矩之和不为零。对多轴关节的转动，力矩之和不为零。对多轴关节的转动，要对每个轴做力矩的合成，正确判定阻要对每个轴做力矩的合成，正确判定阻力和肌力对于相应轴的力矩。如上臂作力和肌力对于相应轴的力矩。如上臂作肩关节的屈伸时，其阻力与肌力对额状肩关节的屈伸时，其阻力与肌力对额状轴产生力矩，而上臂作肩关节的内收外轴产生力矩，而上臂作肩关节的内收外展时，其阻力与肌力对矢状轴产生力矩。展时，其阻力与肌力对矢状轴产生力矩。.物体的物体的转动惯量转动惯量是物体转动惯性是物体转动惯性的大小。由于人体的质量分布不的大小。由于人体的质量分布不均匀，其转动惯量的计算很困难。均匀，其转动惯量的计算很困难。通常采用人体力学模型，将人体通常采用人体力学模型，将人体简化成简化成16个刚体，通过铰链联结个刚体，通过铰链联结形成刚体系统，然后分别计算各形成刚体系统，然后分别计算各个刚体的转动惯量。个刚体的转动惯量。.I=m*r2（环节中质点的质量）（质点到转轴的垂直距离的平（环节中质点的质量）（质点到转轴的垂直距离的平方）方）人体运动时，随着姿势的变化转动惯量也会人体运动时，随着姿势的变化转动惯量也会发生变化，因此对一种姿势算出的转动惯量只发生变化，因此对一种姿势算出的转动惯量只是说明一瞬间的情况。这种可变性可以使人根是说明一瞬间的情况。这种可变性可以使人根据训练目的，调节姿势以改变转动惯量，达到据训练目的，调节姿势以改变转动惯量，达到自我控制的目的。自我控制的目的。.转动定律转动定律：刚体绕固定轴转动时，转动：刚体绕固定轴转动时，转动惯量与角加速度的积等于作用在刚体上惯量与角加速度的积等于作用在刚体上的合外力矩。的合外力矩。M=I*a（转动惯量）（角速度）.假定转动惯量为假定转动惯量为I的刚体在外力矩的刚体在外力矩M的作用下，的作用下，经过了时间经过了时间t，转动角速度从，转动角速度从1变成变成2，则，则这个过程中角速度变化量为这个过程中角速度变化量为2-1.角加速度角加速度a=（2-1）/t.M=I*a=I*（2-1）/tM*t=I*（2-1）冲量矩冲量矩=动量动量矩矩.M*t=I*（2-1）冲量矩是力矩和时间的乘积，表示外力矩对转动物冲量矩是力矩和时间的乘积，表示外力矩对转动物体作用于时间上的累积效用。体作用于时间上的累积效用。转动惯量与转动的角速度的乘积，叫动量矩。反映转动惯量与转动的角速度的乘积，叫动量矩。反映了刚体的转动状态。了刚体的转动状态。不同时刻刚体动量矩的变化是外力不同时刻刚体动量矩的变化是外力引起冲量矩的作用结果。外力矩越大，引起冲量矩的作用结果。外力矩越大，作用时间越长，刚体转动状态变化越作用时间越长，刚体转动状态变化越大。大。.人的肢体在运动时，大多是围绕关节人的肢体在运动时，大多是围绕关节轴的转动。当肌力矩大于阻力矩时，轴的转动。当肌力矩大于阻力矩时，肢体向肌拉力的方向转动；当阻力矩肢体向肌拉力的方向转动；当阻力矩大于肌力矩时，肢体向阻力方向转动；大于肌力矩时，肢体向阻力方向转动；当肌力矩等于阻力矩时，肢体平衡，当肌力矩等于阻力矩时，肢体平衡，肌肉作静态的等长收缩。肌肉作静态的等长收缩。.为了增加肢体的转动角速度，训练关节的活动度为了增加肢体的转动角速度，训练关节的活动度和灵活程度，和灵活程度，可以增大肌力矩可以增大肌力矩，主要通过增强肌，主要通过增强肌力来实现。另一方面，当肌力矩一定时，力来实现。另一方面，当肌力矩一定时，减小转减小转动惯量动惯量也可提高转动的角速度或角加速度。可以也可提高转动的角速度或角加速度。可以在完成动作时，尽量使肢体靠近关节轴，从而加在完成动作时，尽量使肢体靠近关节轴，从而加大肢体的转动速度。大肢体的转动速度。例如跑步时的摆臂摆腿动作，可以采用屈肘摆臂，例如跑步时的摆臂摆腿动作，可以采用屈肘摆臂，从而减小上肢的转动惯量；小腿后摆时，尽量靠从而减小上肢的转动惯量；小腿后摆时，尽量靠近大腿做折叠动作，减小下肢围绕髋关节的转动近大腿做折叠动作，减小下肢围绕髋关节的转动惯量，以便提高摆动的角速度。惯量，以便提高摆动的角速度。M=I*aI=mr2.骨是以骨是以骨组织骨组织为主体的为主体的器官器官有新陈代谢和生长发育的特点有新陈代谢和生长发育的特点很强的修复和再生能力很强的修复和再生能力支持、保护、杠杆、造血、储备钙磷等支持、保护、杠杆、造血、储备钙磷等.人体共有206块骨,其功能是对人体起支持、运动和保护的作用.骨的外部形态和内部结构不论是从解剖学还是生物力学的角度来看,都是十分复杂的.这种复杂性是由骨的功能适应性所决定的.骨的功能适应性,是指对所担负工作的适应能力.从力学观点来看,骨是理想的等强度优化结构.它不仅在一些不变的外力环境下能表现出承受负荷（力）的优越性,而且在外力条件发生变化时,能通过内部调整,以有利的新的结构的形式来适应新的外部环境.越是深入了解人体骨的特性,就越是为其优良的受力结构感到惊叹.制造出这种“智能”型的材料和结构,一直是科学工作者孜孜以求的目标.颅颅 骨骨躯干骨躯干骨上肢骨上肢骨下肢骨下肢骨四四肢肢骨骨2951126.1.按照部位？按照部位？颅骨、躯干骨、四肢骨颅骨、躯干骨、四肢骨2.根据发生？根据发生？膜化骨、软骨化骨（有的二者共同组成，膜化骨、软骨化骨（有的二者共同组成，称为复合骨，如枕骨）称为复合骨，如枕骨）3.按照形态特点？按照形态特点？长骨、短骨、扁骨、不规则骨长骨、短骨、扁骨、不规则骨.长骨：长骨：长管状，分长管状，分骨体和骨骺；骨体和骨骺；主要分布主要分布在四肢，在四肢，起杠杆和起杠杆和支撑作用支撑作用.短骨：短骨：形似立方形似立方体，在腕和踝体，在腕和踝处成群分处成群分布，使手、足布，使手、足的运动灵的运动灵活、分散压力活、分散压