运动生物力学复习资料（本科）
绪论
1名词解释：
运动生物力学的概念：研究体育运动中人体及器械机械运动规律及应用的科学。
2填空题：
（1）人体运动可以描述为：在（神经系统）控制下，以（肌肉收缩）为动力，以关节为（支
点）、以骨骼为（杠杆）的机械运动。
（2）运动生物力学的测量方法可以分为：（运动学测量）、（动力学测量）、（人体测量）、以
及（肌电图测量）。
（3） 运动学测量参数主要包括肢体的角（位移）、角(速度)、角(加速度)等；动力学测量
参数主要界定在（力的测量）方面；人体测量是用来测量人体环节的（长度）、（围度）以及（惯性参数），如质量、转动惯量；肌电图测量实际上是测量（肌肉收缩）时的神经支配特性。
2 简答题：
（1）运动生物力学研究任务主要有哪些？
答案要点：一方面，利用力学原理和各种科学方法，结合运动解剖学和运动生理学
等原理对运动进行综合评定，得出人体运动的在联系及基本规律，确定不同运动项目运动行为的不同特点。另一方面，研究体育运动对人体有关器系结构及机能的反作用。其主要目的是为提高竞技体育成绩和增强人类体质服务的，并从中丰富和完善自身的理论和体系。具体如下：
第一，研究人体身体结构和机能的生物力学特性。
第二，研究各项动作技术，揭示动作技术原理，建立合理的动作技术模式来指导教学和训练。
第三，进行动作技术诊断，制定最佳运动技术方案。 第四，为探索预防运动创伤和康复手段提供力学依据。 第五，为设计和改进运动器械提供依据（包括鞋和服装）。 第六，为设计和创新高难度动作提供生物力学依据。
第七，为全民健身服务（扁平足、糖尿病足、脊柱生物力学）。
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第一章 人体运动实用力学基础
1名词解释：
质点：忽略大小、形状和部结构而被视为有质量而无尺寸的几何点。 刚体：相互间距离始终保持不变的质点系组成的连续体。
平衡：物体相对于某一惯性参考系（地面可近似地看成是惯性参考系）保持静止或作匀速
直线运动的状态。
失重：动态支撑反作用力小于体重的现象。 超重：动态支撑反作用力大于体重，
参考系：描述物体运动时作为参考的物体或物体群。
惯性参考系（静系）：相对于地球静止或作匀速直线运动的参考系。
坐标系：为了定量的描述物体的运动，需要在参考系上标定尺度，标定了尺度的参考系即
为坐标系。常用的是直角坐标系，又分为一维、二维、三维坐标系。
稳定平衡：人体在外力作用下，偏离平衡位置后，当外力撤除时，人体自然回复到平衡位
置，而不需要通过肌肉收缩恢复平衡。特点：平衡时重心最低。
不稳定平衡：物体稍偏离平衡位置后，当去掉破坏平衡的力时，不能再恢复到原来的平衡
位置。其特点是当物体偏离平衡位置时，其重心降低。
随遇平衡：人体在外力作用下，偏离平衡位置，当外力撤除时，人体既不回到原来的平衡
位置，也不继续偏离原位置，而是在新的位置上保持平衡。特点：重心高度不变。
有限度的稳定平衡：在一定的围，是稳定平衡，但超出围时，偏离平衡位置则会失去平衡，
成为不稳定平衡的情况。
2填空题：
（1）运动是绝对的，但运动的描述是（ 相对的 ），因此在描述一个或物体的运动时，必
须说明它相对于哪个物体才有明确的意义，称此物体为（参照物）。
（2）运动员沿400米跑道运动一周，其位移是（ 0 ）米，所走过的路程是 （ 400 ）
米。
（3）人体蹬起时，动态支撑反作用力大于体重，称为（超重 ）现象，下蹲时，动态支撑
反作用力小于体重，称为（ 失重 ）现象。
（4）忽略空气阻力时，铅球从运动员手中抛出后只受到（ 重力 ）作用，这种斜抛运动可
看作是由水平方向向上的（ 匀速直线 ）运动和竖直方向上的（匀变速度）运动的合运动。
（5）落地缓冲动作的原理，是因为（ 延长 ）了力的作用时间，因而（ 减少 ）了外
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力对人体的作用。
（6）按机械运动形式，可将人体运动分为（平动）、（转动）和复合运动。
（7）乒乓球弧圈球的原因是运动员打球时使球产生（旋转），由于空气流体力的学的作用，
产生了（马格努斯效应）的结果。
（8）人带动链球作圆周运动时，手臂通过铁链对球施加的作用力是（向心力）使链球可以
做圆周运动。
（9）体操空翻加旋的动作原理是动量守恒定理的应用，通过（调整身体姿态）来改变（转
动惯量）从而达到加大或减小（转动角速度）的目的。
（10）花样滑冰运动员要结束原地绕垂直轴的旋转时，伸直双臂，非支撑腿向外打开，是
为了获得较大的（转动惯量），从而使旋转角速度（减慢）。
(11) 运动生物力学的研究方法可分为(测量方法)和(分析方法)两部分，其中测量方法可以
分为：（运动学测量）、（动力学测量）、（人体测量）和（肌电图测量）。运动学测量的参数主要包括肢体的（角）位移、（角）速度、（角）加速度等；人体测量是用来测量人体环节的长度、围度及惯性参数，（如质量、转动惯量）。肌电图测量是测量（肌肉收缩时）的神经支配特点。
3判断题：
（1）人体在作平衡动作时，需由外力及肌肉力、韧带力等力共同维持。（√） （2）人体在平衡时，需要消耗一定的生理能。（√）
（3）人体重心是身体重力的作用点，因此，无论人体姿势如何改变，人体身体总重心的位
置都不会移到体外。 （ ×）
（4）在篮球的防守运动中，左右方向的稳定角较大。（√） （5）人体保持平衡动作的力学条件是合外力及合外力矩为零。（√） （6）单杠悬垂动作是一个不稳定平衡的例子。（×）
（7）百米赛时，运动员的加速度方向与速度方向总是一致的。（ × ） （8）当合外力为零时，物体保持静止状态。（×）
（9）标枪在空中飞行的原因是由于始终有投掷力的作用。（×） （10）铁饼出手后除空气阻力外不受力的作用。（×） （11）转动惯量是人体转动时惯性大小的度量。（√）
（12）身体绕某转轴的转动惯量的大小，与身体各环节至转轴的距离有关。（√） （13）运动员跑弯道时，自行车、摩托车运动员拐弯时，都不同程度地向倾斜主要是为了
产生向心力，从而产生向心加速度。（√） （14）铁饼、链球出手是由于离心力的作用。（×）
（15）拳击比赛中，运动员按体重大小分级别比赛，是科学合理的，因为质量大的物体惯
性大，稳定度也大。（ √ ）
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（16）做圆周运动的物体一定具有加速度。（√） （17）缓冲动作可以减小外界冲击力的作用。（√）
（18）弯道跑时，身体向倾斜的目的是为了克服离心力。（×） （19）人体加速度下蹲时，地面的支撑反作用力大于重力。（×） （20）改变物体运动的原因是由于物体有速度。（×）
（21）人自然站立时，女子和男子的平均重心高度是一样的。（×） （22）运动时，运动员的加速度方向与速度方向总是一致的。（×）
（23）由动量守恒定律，跳远运动员腾空阶段水平方向的速度不变（忽略空气阻力）。（√） （24）踏跳时，跳高运动员在竖直方向上的动量变化等于竖直踏跳力的冲量。（√） （25）铅球在出手后除空气阻力外不受力的作用。（×）
4选择题：
（1）公路汽车赛时，两辆汽车A和B以相同的速度沿着相同的方向行驶，下列说法不正确
的是：（ D ）
A 以B汽车为参照物，A汽车是静止不动的。
B 以B汽车中的驾驶员为参照物，A汽车是静止不动的。 C 以地面为参照物，A和B都是运动的。 D 以B汽车为参照物，地面是静止的。
（2）关于刚体平动的运动轨迹，下列说确的是：（C ）
A直线； B曲线； C直线或曲线； D以上说法都不对
（3）按机械运动形式，可将人体运动分为（ A ）、（ B ）和复合运动。
A平动 B转动 C 扭动 D 摆动
（4） 运动员推铅球的最后用力阶段铅球产生向前的加速度，这时铅球对手的作用力( B )
手对铅球的推力。
A 大于； B 等于； C 小于； D 不能确定 （5）骨干最经常承受的载荷是（ C ）。
A、剪切载荷 B、拉伸载荷 C、压缩载荷 D、复合载荷
（6） 在下蹲之后的纵跳实验中，有停顿的纵跳高度（ B ）无停顿（不加摆臂）的纵跳
高度。
A、＞ B、＜ C、= D、≠
（7）下面几种基本体育动作中，能表现出大关节带动小关节活动的规律的是（ C ）。
A.推、拉 B. 扭转、相向 C.蹬伸、推 （8）在人体的转动中，由公式V=ωR可知：（ D ）
A 线速度V与转动半径R成正比； B 线速度V与角速度ω成正比；
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C 角速度ω与转动半径R成反比；
D 当角速度ω不变时，线速度V与转动半径R成正比，转动半径R一定时，线速度V与角速度ω成正比。
（9）描述骨结构与机械应力关系的定律是（ B ）种。
A、马格努斯效应 B、Wollf定律 C、希尔方程 D、伯努利方程
5简答题：
（1）简述人体平衡的几种分类。
答案要点：第一，根据人体的相对位置可分为静平衡和动平衡；第二，根据支撑
点与重心的位置可分为上支撑平衡、下支撑平衡、混合支撑平衡；第三，根据平衡的稳度可分为稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡、有限度的稳定平衡。 （2）影响人体下支撑平衡稳定性的力学因素有哪些？
答案要点：支撑面的大小及形状、重心高度、重力作用线到支撑面的距离、重量。
（3）简述人体运动的分类并举例说明。
答案要点：根据质点的运动的轨迹可分为直线运动（匀速和匀变速直线运动）、
曲线运动；根据人体运动的机械特点可分为平动、转动（定轴转动、不定轴转动、定点转动）、复合运动。
（4）乒乓球各种旋转球（拉弧圈球、搓下旋球）时用拍子的什么部位击球可使球的旋转速
度较大？为什么？
答案要点：用拍子的远端击球。因为无论是哪种旋转球，都是以拍子摩擦球使球产生旋转，在动作不变的情况下，手臂和拍子转动的角速度是一定的，当角速度不变时，线速度与半径成正比，用拍子的远端可使转动半径增大，从而增加球的旋转速度。 （5）为什么运动员对跑鞋的重量“克克计较”，而脖子上却戴沉甸甸的金项链？ 答案要点：无论是矩跑、中长跑还是长跑，均是以最短的时间跑完全程为目标，影响跑速的因素主要是步长和步频。若要步频快也就是说要求大、小腿绕髋、膝的转动角速度要大，在产生的肌力一定的情况下，角速度的快慢与肢体的转动惯量成反比，而转动惯量与肢体的质量成及肢体到转轴的平方成正比，跑鞋在肢体的最远端，其重量些许的增加会导致转动惯量大幅度的增加，从而导致大、小腿转动角速度的减小，影响步频，最终导致跑速度的降低。
（6）为什么跳高用海绵垫会减小运动员的受伤几率？
答案要点：动量是质量与速度的乘积，冲量是力与时间的乘积。跳高运动员在完
成过杆动作下落过程中，速度越来越大，直至接触海绵垫瞬间达到最大，具有最大的动量。运动员着垫后速度逐渐减小，直至为零，即运动员动量从最大减小到零，其间动量的变化量是一定的，由动量定理可知，物体运动过程中，所受合外力的冲量等于这个物体动量的变化量，也就是说海绵垫对人的冲击力与作用时间的乘积是一定的，因此，海
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运动生物力学复习资料(带答案)
