2、第二章 人体生物力学参数-人体惯性参数-0

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1、运动生物力学游永豪合肥师范学院体育科学系Tel:13695693116E-mail：306881234@qq.commGJrRtvωaβsMFpLIWPEh第二章人体生物力学参数人体惯性参数质量、重量、质心、重心、转动惯量、回转半径运动学参数时间、时刻、频率、路程、位移、角位移、速度、速率、加速度、角加速度动力学参数力、力矩、动量、动量矩、冲量、机械能、功、功率运动生物力学参数特征游第一节人体惯性参数一、人体惯性参数（一）人体惯性参数特征量1.质量(m)衡量物体平动惯性大小，是恒量、是标量。绝对质量——人体各环节的质量叫做各环节的绝对质量。相对质量=

2、绝对质量/人体质量。牛顿第一定律：物体不受外力或所受合外力为0时，将保持原来的静止状态或匀速直线运动状态不变。物体质量越大保持原有运动状态的能力也越大。体育运动中，如何合理利用惯性、提高人体运动效率、减小体能消耗具有重要意义。女子20公里竞走刘虹长跑、竞走——均速？变速？举杠铃——停顿？篮球中锋——身体质量大？小？德国马蒂亚斯施泰纳140公斤？2.重量(G)环节绝对重量：人体环节的重量称为环节绝对重量;环节相对重量：环节绝对重量与人体总重量之比叫做环节相对重量，又称重量系数，后者消去了人的体重对指标的影响。重量与质量的关系：G=m*g(重力加速度）世

3、纪之跳美国鲍勃·比蒙1968年在墨西哥奥运会以8.90米成绩打破8.35米的世界纪录。提高55厘米。美国韦格纳教授：同样风速(+2．0米／秒)情况下，8．90米的成绩在海平面高度地区相当于跳8．63米，高原的有利条件使他的成绩增加了27厘米。身体素质、技术天时——顺风2米地利——高原海拔2248米奥运会后，比蒙退出田坛，而8.90米的世界纪录，直到1991年，也就是23年后，才被美国人迈克.鲍威尔在东京田径世锦赛中，以8.95米的成绩打破。3．人体质心（重心）人体总质心：人体整体质量分布的加权平均位置。人体重心：人体各环节所受地球引力的合力作用点。质

4、心是质量重心，重心是物体各部分所受重力的合力作用点。物理意义不同，计算结果一致。4．环节质心（重心）位置纵长环节的质心（重心）大致位于纵轴上，靠近近侧端关节。RrRr环节质心（重心）半径系数:即近侧端关节中心至环节质心（重心）的距离与环节长度的比值。半径系数=r/R5.转动惯量(J)衡量物体（人体）转动惯性大小的物理量。设物体（人体）转动部分由n个微小质量△mi构成，微小质量距转轴的距离分别为ri。则转动惯量的定义式为：质量与转动惯量质量是衡量平动惯性大小的物理量转动惯量是衡量转动惯性大小的物理量。质量越小，平动越容易；转动惯量越小，转动越容易。VS

5、人体转动过程中，质量较恒定。因此J由质量分布和转轴位置决定。生的？熟的？转动惯量的影响因素质量质量分布转轴位置人体的质量分布与人体身高、运动时姿势有关。高低杠冠军何可欣身高：1.42m2.26m身高姿势m1=m2空翻类运动项目的运动员身高普遍较矮。如：体操、跳水。J越小，越容易转动。空翻类动作难度的判定与运动员的动作姿势有关，直体难于屈体；屈体难于团身。转动轴对J的影响转动轴的位置不同，转动半径R不同，J也不同。转动位置越远离转轴，J越大。J1J2张文秀单杠大回环和腹回环哪个更容易？6.回转半径（转动半径R）假设绕某转动轴转动的物体全部集中在离轴某一

6、距离的一点上，用这一点来代表整个物体的质量，这时它的转动惯量如果恰好与原物体相对此轴的转动惯量相等，则称这个距离为回转半径（R），也叫转动半径，用公式表示为：标准化的原因由于测量方法及样本的不同，不同学者所报道的惯性参数之间差异较大。采用不同的参数，对研究结果会产生一定的影响。在研究过程中几乎不可能做到也没有必要对每个研究对象进行活体惯性参数的测量。（二）人体惯性参数的标准化有必要对不同人群或国别的人体惯性参数有一个相对准确而又适应性较好的标准值。人体惯性参数的标准化——环节划分标准化人体环节的划分和人体关节点的判定是人体惯性参数测量中的基础性环节，

7、也是决定不同参数系统之间是否具有可比性的依据。人体环节在人体运动过程中相互间位置不断的调整和改变，会直接影响环节质心和人体质心的位置，因此确定环节的划分方法十分重要。环节划分方法有两种：一种是以人体的结构功能为依据，分割环节的切面通过关节转动中心，并以关节中心间的连线作为环节的长度；末端环节，则是关节中心与环节质心之间的连线。另一种是以人体体表骨性标志点作为划分环节的参考标志，并以此确定环节长度。第一种符合运动规律，但在人体测量时不易准确确定划分点；而后一种划分方法尽管易于测量，但不如前者能更好地满足运动生物力学研究的基本要求。在影像解析中，需要根据

8、受试者性别、种族等实际情况来选择不同的人体惯性参数。环节德国日本美国前苏联中国头无详细交待头顶-平齐耳屏位头