运动生物力学第二章人体运动的运动学

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1、第二章人体运动的运动学2.1人体运动的运动学人体运动的运动学任务就是通过位置、速度、加速度等物理量描述和研究人体和器械的位置随时间变化的规律或在运动过程中所经过的轨迹，而不考虑导致人体和器械位置和运动状态改变的原因。人体的简化人体极为复杂，而人体的运动更为复杂，因此必须把人体简化，这样可为分析人体动作提供方便，人体的简化质点(只有质量而没有形状大小)刚体(既考虑物体的质量又考虑物体的形状和大小)人体多刚体模型示意图2.1.1运动的相对性及参考系1.运动的相对性运动是绝对的，物体运动取决于参考物体的性质叫做运动的相对性。2.参考系与坐标系描述物体运动时选作为参考的物体或物体群叫做参考系（或参

2、照系）。用于定量描述物体运动的参考系叫做坐标系。1、2、3维直角坐标系。3.惯性参考系（静系）与非惯性参考系（静系）。坐标系概念：坐标系是指设置在参考系上的数轴，是参考系的数学抽象。它在性质上起着参考系的作用，而在数量上又能精确描述。三要素是：参照原点、参照方向、参照单位。常用的坐标系有三种：一维坐标系（沿着一个方向运动。如100跑、游泳等坐标系二维坐标系（在某一个固定平面上运动）三维坐标（在空间随意运动）1、2、3维坐标系矢状面矢状轴水平面额状面额状轴垂直轴惯性参考系（静系）与非惯性参考系（静系）2.1.2人体运动的形式和基本概念1.轨迹、路程和位移轨迹的概念，路程和位移的区别。2.人体

3、运动的形式人体运动的形式多种多样，如把人体简化为质点，按质点运动的轨迹可分为直线运动与曲线运动。人体运动的分类人体简化为质点：可将人体运动分为直线运动和曲线运动；人体简化为刚体：可将人体运动分为平动转动和复合运动。人体运动的分类竖直上抛（质点）直线运动（质点）曲线运动自由落体变速直线运动匀变速直线运动（刚体）平动、转动、复合运动匀速直线运动圆周运动一般曲线运动匀速直线运动：在任意相等时间内通过的路程都相等。V=C,a=0匀变速直线运动：当人体沿任意相等的时间内，速度变化量都相等。a=C,a>0,a<0变速直线运动：在任意相等时间内通过的路程并不都相等。自由落体的公式为：Vt=gtH=1/2

4、gtVt=(2gH)1/2竖直上抛运动的公式：t=V0/g；H=V20/2g。艺术体操的抛接球动作曲线运动例如；弯道跑，和回环类动作。平动：人体内任意两点的连线，在运动过程中始终保持平行。例如；滑冰运动员蹬冰后在直线上依惯性滑行，即为直线运动。高台跳雪转动：人体内的各点都绕同一轴线（转轴）作圆周运动。例如：投掷铁饼的旋转动作。复合运动：既有平动又有转动的运动。例如；走、跑、滑冰、滑雪都是一种复合运动，在研究中通常将复合运动分解为平动和转动两部分分别进行讨论，然后加以综合，以达到简化的。乔依娜短跑（点击图像播放）刘翔110米跨栏（点击图像播放）2.1.3人体运动的速度和加速度1、速率和速度（

5、单位：米/秒）①速率：②速度：③瞬时速度：在体育运动应用中重要性。关于瞬时速度优秀运动员100m跑速度与时间变化2、加速度（单位：米/秒/秒）描述速度变化快慢的物理量。①平均加速度：加速度的方向：a=0,a>0,a<0的三种情况分析。②瞬时加速度：2.1.4运动合成与分解1.运动独立性原理（运动叠加原理）若一物体同时参与几个运动（分运动），则每一运动不受其它运动影响。物体的运动可以看成几个各自独立分运动叠加而成。2.速度矢量的合成与分解（p27图示）V1V2V水流方向V=V1+V2①速度合成（矢量和的运算,平行四边形法则）速度大小：方向：，为合速度v与水平方向的夹角。②速度分解是速度合成的

6、逆运算。V1V2V3.质点的复合运动①质点的绝对运动、相对运动和牵连运动绝对运动：动点相对静止参考系的运动相对运动：动点相对动参考系的运动牵连运动：动参考系相对静参考系的运动动点动系静系相对运动绝对运动牵连运动三种运动之间关系乘电梯问题，投掷问题②质点运动速度合成P30例题XYVaVeVr3060③质点加速度合成（介绍）作业：教材P51:4,7,8题2.1.5运动的描述方法1.运动学方程匀变速直线运动的规律和应用基本方程：0t0,v0,x0t运动方向x当t0=0时，x0=0，公式简化为：位移速度自由落体运动(忽略空气阻力)：加速度为重力加速度g=9.8米/秒2的匀加速直线运动，方向指向地心

7、。运动方程：竖直上抛运动：重力加速度方向与运动方向相反的匀减速直线运动，到达最高点后为自由落体运动。2、图像法①运动轨迹曲线yx抛射体运动的轨迹②位移与时间曲线st匀速直线运动st变速直线运动st物体的位移与时间曲线什么运动形式？匀变速直线运动③速度与时间曲线匀速直线运动匀变速直线运动（加速）vt变速直线运动匀减速直线运动④加速度与时间曲线at匀加速（红）、减速（蓝）直线运动非匀变速直线运动at⑤曲线的特点分析其运动形式