02-第二章运动力学基础

运动学基础

第二章运动力学基础

运动学基础

学习目标 掌握运动中的力合力矩及其表现形式，并明 确力是物体运动状态改变和形状改变的原因； 掌握影响人体平衡与稳定的因素。

熟悉牛顿运动定律的在人体运动中的应用；熟悉骨、关节、韧带和肌腱的生物力学特性及

其在康复治疗中的应用。 了解运动中力的合成与分解及其在人体运动

中受力分析中的应用。2

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学习内容 第一节 运动中的力与力 矩 一、运动中的力 二、运动中的力矩 一、力系平衡条件与人体 平衡类型 二、稳定性及其影响因素 三、人体平衡与稳定的特 点 第四节 骨、关节生物力学 一、骨的生物力学性质 二、关节生物力学 三、肌腱和韧带的生物力 学3

第二节 牛顿运动定律及 其应用 一、牛顿运动定律 二、牛顿运动定律在人体 运动中的应用 第三节 平衡与稳定

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第一节 运动中的力与力矩力是一个物体对另一

个物体的作用，是使物体产生形变或线运动状态改

变的原因。力矩则是力和力臂的 乘积，是使物体转动状态 改变的原因。4

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一、运动中的力(一)内力与外力的概念若将人体整体看做一 个力学系统，则人体 内力：骨骼肌张力、关 节约束力、韧带张力等，

内部各部分的相互作用，称为内力。外界 作用于人体的力称为 外力。

其中骨骼肌的张力是人体内力中的主动力。 外力：重力、支撑反作 用力等。5

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运动中的内力和外力的关系1.内力与外力是相对的

人体整体

内力

骨骼肌张力

外力

人体环节

2.内力可以改变外力的大小 3.外力可用来增强内力6

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(二)几种常见的外力1.重力 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重心，

其方向指向地心。2.弹力 弹力产生在直接接触的物体之间，以物

体相互接触使物体发生形变为先决条件。弹力的大小与物体的弹性系数和形变量成正比。

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(二)几种常见的外力3.摩擦力

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，分 别成为滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力。

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4.支撑反作用力 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，则支 撑反作用力会不断变化，称为动力性支撑反作用 力。

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5.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。

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(三)力的合成与分解 1.合力与分力 一个力如果它产

生的效果与几个力共同作用的效果相同，则这个力就叫那几个力的合 力，而那几个力就叫这个力的分力。 2.力的合成 叫力的合成。 3.力的分解 的逆运算。11

求几个已知力的合力，

平行四边形 法则是力的 合成与分解 的基础

力的分解是力的合成

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当骨骼肌在某一平面产生

力作用时，可将肌力分解为两个垂直分量：一个沿 着骨轴线作用，另一个垂 直骨轴线。前者起稳固关 节的作用，因而叫稳固分

量，后者是使骨产生转动的分量，所以叫转动分量。

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(四)力的时间和空间累积效应 1.力的时间累积效应

作用于物体的合外力与其作用时间的乘积(F·Δ t ),称为力的冲量。而将运动物体或

人体具有的“运动量”,即质量与速度的乘积(m v),称为动量。 动量定理：物体动量的增量等于其所受的冲 量。13

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动量定理在运动中有广泛的应用。 运动中为了减小外界的冲击力，通常需要延长外 力的作用时间。 为了给物体或人体强大的冲力，要求与物体或人 体接触(撞击)的时间要短。

增大作用力和延长力的作用时间，可以使人体或器械获得更大的速度。14

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2.力的空间累积效应 力与力作用方向上移动距离的乘积(F·S),

称力对物体作了功。力作用方向与其引起的物体运动方向改变一致，力对物体所做的功为正功。

物体的运动方向与力的作用方向相反，这时力所做的功为负功。功的国际单位是焦耳(J)。

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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

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，没有做机 械功，此时骨骼肌消耗的能量完成了“生理功”。 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(动能和势能)的增量。16