《运动康复生物力学》第二章：人体平衡

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1、人体平衡BodyBalance中医工程教研室FundamentalsofbiomechanicsDuaneV.Knudson2003IntroductiontoSportsBiomechanics:AnalysingHumanMovementPatternsRogerBartlett2007Biomechanicsinsport:performanceenhancementandinjurypreventionVladimirM.Zatsiorsky,IOCMedicalCommission,Intern

2、ationalFederationofSportsMedicine2000AppliedanatomyandbiomechanicsinsportByTimothyR.Ackland,BruceElliott,JohnBloomfield2009运动康复生物力学钱竟光，宋雅伟等编著人民体育出版社2008运动生物力学张昌亨主编武汉体育学院出版社1996一、力学基础理论运动学特征：物体的运动在空间与时间等方面表现出的差异特征（运动轨迹、路程、角度、位移、动作的先后次序与持续时间等）以经典牛顿力学理论为基础研究

3、时把人体及器械看作是质点、刚体或刚体系统处理质点：具有一定质量忽略其大小、形状的几何点刚体：相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体一、力学基础理论位置矢量（空间矢量）轨迹路程与位移一、力学基础理论速率、速度、即时速度（瞬时速度）、加速度1.运动康复中常常关心实际通过的距离，而不关心位移2.加速度是重要的康复指标，如步态训练中脚的离地时间特征参数运动何时开始和结束持续时间运动频率运动的时间结构（节律）运动形式直线运动曲线运动平动转动复合运动一、力学基础理论力的概念力是物体间的相互作用，力的作用离不开物

4、体内效应外效应力的三要素：大小、方向、作用点一、力学基础理论作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。AB可传性原理：作用于刚体上的力，可沿其作用线移到刚体上任意点而不改变该力对刚体的外效应二力平衡AAB一、力学基础理论三力平衡汇交定理当刚体受三个力作用而平衡时，若其中任何两力的作用线相交于一点，则其余一力的作用线亦必交于同一点，且三力的作用线在同一平面内。说明不平行三力平衡的必要条件。即：三力平衡必汇交。三力汇交不一定平衡。一、力学基础理论力系的概念作

5、用于一个物体上的一群力称为力系如果某个力系作用在物体上，而使物体处于平衡状态，则这个力系称为平衡力系如果作用于物体上的力系可以用另外一个力系代替，而它对物体作用的效应相同，则称这两个力系彼此等效。如果一个力和一个力系等效，则这个力称为这个力系的合力一、力学基础理论力系的简化1.力的平行四边形法则αRФ1Ф22.多边形法则3.力矩和力偶力矩：从给定点到力作用线任意点的向径和力本身的矢积M=L×F（公式）力偶：大小相等、方向相反、作用线不在同一直线上的一对力力偶性质：1.力偶无合力；2.只要保持力偶距不变，可

6、相应改变力及力臂大小，其作用效应不变；3.力偶对物体的作用与矩心无关。一、力学基础理论力系的简化一、力学基础理论力系的分类力系平面力系空间力系（根据力系中各力的作用线是否在同一平面）平面力系汇交力系平行力系一般力系（根据力系中各力线是否相交）汇交力系AF2F1F4F3FR平行力系F1F2F3F4F5A一、力学基础理论力系的平衡平面任意力系的一般简化结果为一个主矢FR’和一个主矩M’。当物体平衡时，主矢和主矩必须同时为零。由主矢FR’=0，即：得：由主矩M’=0，得：一、力学基础理论作用与反作用定律两物体间

7、相互作用的作用力和反作用力总是同时存在，大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在这两个物体上。F1F2一、力学基础理论约束和约束反力自由体——可以在空间作任意运动的物体。非自由体——由于受到周围物体的限制（或阻碍）而不能作任意运动的物体。约束——事先对物体的运动所加的限制条件。约束反力——约束作用于非自由体的力。（简称：约束力或反力）除约束力外，非自由体上所受到的所有促使物体运动或有运动趋的力，称为主动力（重力、肌力、电磁力）。约束力是由主动力引起的，故它是一种被动力。二、人体或人体局部受力分析人体或人

8、体局部受力分析相关概念解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即确定研究对象；然后考查和分析它的受力情况，这个过程称为进行受力分析。1.分离体——把研究对象解除约束，从周围物体中分离出来，画出简图。2.受力分析图——将分离体所受的主动力和约束反力以力矢表示在分离体上所得到的图形。二、人体或人体局部受力分析人体或人体局部受力分析步骤确定研究对象，取分离体（抓住主要矛盾，分离次要矛盾）；先画主动力，明确研究对象所受周围的约束