體育運動與力學

『壹』 運動生物力學在競技體育中的任務和作用

運動生物力學是一門新興的邊緣性學科，其發展歷史並不長。運動生物力學作為學科的統一名稱是1973年8月在美國召開的第四屆國際生物力學會議上決定採用的。該學科涉及力學、解剖學、生理學、體育學、工程學等多個學科，理論體系還不完善、實驗方法也不成熟，該學科目前還只是處於一個框架需要完善、內涵需要豐富、外延需要擴展的發展時期。
力學是較早發展起來的學科之一，研究領域從尺度上來講范圍很廣，大到宏觀上的天體，小到微觀粒子都是力學的研究范疇；生物力學是力學與生物學交叉、滲透、融合而形成的一門邊緣性學科，研究內容涉及生物體與力學有關的所有問題；運動生物力學是生物力學的一個分支，主要研究人體運動的規律性。盡管運動生物力學作為一門學科的形成時間並不長，但是人類注意、觀察、分析、研究運動的歷史卻非常悠久。早在15世紀末義大利著名畫家列奧納多·達·芬奇(Leonardo Da Vinci》就提出了人體的運動必須服從於力學定律的觀點。他認為：力學之所以比其他學科更為重要和實用，那是因為所有一切能夠運動的生物體都遵循力學的定律而運動。但事實並非如此簡單。隨著人們對人類活動特別是競技體育運動的廣泛關注和深人研究，人們逐漸發現人體在運動過程中存在著一些與力學定律看起來不太相符的現象。譬如，人在跳遠時為什麼不能採用45°的騰起角?在跑步時後蹬腿的膝關節為什麼不應伸直?這些現象看起來與力學定律相悖，是不是力學定律出現了盲區、錯誤?答案是否定的。原因是人體運動不僅要遵守力學定律，還要受生物特點的制約，對人體運動這種有意識參與的復雜、高級的運動形式，不能僅從一般力學出發來考慮，還應考慮人體的生理特點。因此，要想探索人體運動的真正規律並非易事，需要付出艱巨的努力。
運動生物力學是一門實踐性很強的學科，它的研究領域非常廣泛，既有對人體自身器官，如對人體骨骼、肌肉生物力學特性的研究，也有對人體整體運動，如對各種項目動作技術的診斷；既有對人體模型的力學分析，又有對人體運動的實驗測試。近些年來，隨著現代科學技術的日新月異，尤其是電子學、機械學、材料學、光學、激光技術、感測器技術、計算機技術等相關學科的飛速發展以及社會需求的不斷增長，運動生物力學的研究領域也在不斷拓展，如對人與體育儀器器材關系的研究正朝著又一個新興的邊緣學科——體育工程學發展。人們不僅關注競技體育，也開始重視全民健身，這為運動生物力學的發展提供了一個良好的機緣。在本書中，作者力求瞄準學科前沿、把握學術動態，注重實踐性、系統性，從應用的角度審視現代運動生物力學的理論與方法。

『貳』 體育運動中包含了豐富的力學知識，如圖所示，舉重運動員舉起質量120kg的杠鈴，雙臂夾角為120°，則運動員

以杠鈴為研究對象，分析受力情況：重力mg和運動員兩臂對杠鈴的作用力F 1 和F 2 ，作出力圖如圖．根據對稱性得 知，F 1 =F 2 ．根據平衡條件得 2F 1 cos60°=mg 得到F 1 =mg=1200N 故選D

『叄』 運動生物力學與體育運動技術有何關系它在體育學科體系中處於一個什麼地位對它的地位加以簡單論述。

運動生物力學是一門實驗科學,它的主要特徵是以各種電子儀器為主要測試手段,如肌電儀、測力台及使用電子計算機處理數據。運動生物力學能對體育運動中的具體問題進行生物力學分析，並能在教學、訓練實踐中加以應用，以提高教學、訓練質量。 該學科涉及力學、解剖學、生理學、體育學、工程學等多個學科，理論體系還不完善、實驗方法也不成熟，該學科目前還只是處於一個框架需要完善、內涵需要豐富、外延需要擴展的發展時期。

『肆』 體育運動中的力學現象

跳遠，作用力與反作用力
鉛球，空氣阻力，重力，拋物線

『伍』 畫體育動作圖為什麼要符合人體解剖學和生物力學原則

運動生物力學：運動生物力學是以人體解剖學，人體生理學的理論和方法，研究人體運動器系的生物力學

特性和人體運動動作的力學規律以及器械機械運動力學規律的科學。

生物力學系統：運動器系簡化為一個簡單的人體模型，這個模型叫做生物力學系統。

動作結構：每個完整的特定動作都有其固有的特點，動作的這種固有特點和固定內在聯系叫做動作結構。 動作系統：大量單一動作按一定規律組成為成套的動作技術，這些成套的技術動作叫做動作系統。

內力和外力：若將人體看作一個力學系統，則人體內部各部分相互作用的力稱為人體內力。若將人體看作

一個力學系統，那麼外界對人體作用的力稱人體外力。

人體慣性參數：人體慣性參數是指人體整體及環節的質量，質心位置，轉動慣量及轉動半徑。

『陸』 求論文《力學與體育運動》800字以上

體育運動中的力學知識

想必在同學之間一定有很多熱愛體育運動的吧，可就在你們揮灑汗水的時候，有沒有想到過於物理的聯系呢？其實在體育運動和體育訓練中的各種運動器械上，都存在著運動者的舉、壓、推、拉、跑、蹬、踢、打、擊、投、彈跳等力的作用。與力有關的這些運動都包含著豐富而深奧的物理知識，如果運動者懂得這些知識並加以運用，必會提高自己的運動成績和競技水平。特別是在提倡素質教育、重視學生能力教學的今天，如果我們學生能在課外積極地了解有關的這方面知識，必會提高我們參入運動的積極性。因為這樣不僅可以鍛煉身體的目的，還可以使我們感到學有所用、學有所得，便於鞏固學到的科學文化知識，既然這樣又何樂而不為呢。下面我們來談談物理知識在體育運動中的一些應用。
一、物理中的「速度」
物理學里，速度是用來反映物體運動快慢的物理量。運動場上的各種運動幾乎都有一個速度快慢的問題。所以各種球類運動中的「快攻戰術」就是利用速度的定義，快速奔跑、快速移動、擺脫對手、尋求空擋，達到完成「快攻」的目的。所謂「快攻」，就是運動員在運動過程中增大運動速度，即進行加速運動。根據牛頓第二定律，運動員進行加速運動，必須用力；如果運動員在運動過程中勻速運動，則不需要用力。在激烈的比賽中，為了達到目的，某一方隊員常常利用這方面的知識來實施戰術，倆隊員相互配合，採取一隊員在運動過程中不斷加速，給對方比賽隊員施加心理壓力，迫使對方隊員也加速，消耗對方隊員的體力或造成對方隊員犯規；而另一隊員則進行勻速運動，保存體力，達到最後勝利的目的。例如，2000悉尼奧運會上，我國優秀運動員王麗萍就是靠隊友的配合而獲得20公理競走冠軍的。
二、物理中的「摩擦力」    物理學里，摩擦力的大小跟壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關。任何物體在運動過程中都要受到摩擦力的作用，參入各種運動的運動者和運動器械也會受到摩擦力的作用。    有些運動項目，為了提高運動者的成績，需要增大摩擦力。例如，在百米賽跑中，運動者必須穿著底上帶有鞋釘的跑鞋；還有體操運動員和舉重運動員在比賽之前，總是要在手上抹些鎂粉，這樣做的目的都是為了增大摩擦力便於提高運動成績。採取的方法都是增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的。特別是體操運動員在杠上做回環動作時，手握杠又不能太緊（即不能增大手對杠的壓力來增大摩擦），所以，在手上抹些鎂粉來增大摩擦就顯得尤為重要。還有球類運動的一些器械，在製造時，都考慮到了增大摩擦的因素。例如，足球守門員戴的手套、籃球表面上的花紋、乒乓球正膠球拍膠皮上的膠粒長短和反膠球拍膠皮上的粘性度、鉛球表面鑄造得很粗糙等，都是採取增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的。三、 物理中的「慣性」    任何物體都具有慣性，運動著的物體具有繼續保持運動狀態的性質。慣性即有利，又有害。運動員在運動場上進行的各種項目的運動，有時要利用慣性，有時又要防止慣性，才能提高運動成績和競技水平。例如，跳高、跳遠及標槍運動中的助跑過程，且標槍運動員在投標槍之前，手臂要盡量向後伸擺，這些必要的動作都是為了利用慣性。而運動員在跑到百米沖刺的終點時，不能及時停下來，還得逐漸減速地跑一段距離；籃球運動員在進行三步上籃時，投籃的一瞬間不能正對籃環中心，否則由於慣性，反而投不中，而是要落後籃環中心一點投球，這些都是為了防止慣性。還有投擲鐵餅的選手，為了提高比賽成績，在規定的圓圈內做加速旋轉動作，目的是為了增大鐵餅出手時的初始速度；而鐵餅出手後，為了確保自己不離開圓圈內，還得繼續轉幾圈，所以，鐵餅選手為了獲得好的成績，即要利用慣性，又要防止慣性。
四、物理中的「功能原理」及「機械能守恆」
所謂功能原理，就是外力對物體做的功等於物體機械能的增加。當沒有外力對物體做功時，
物體機械能不變，即機械能守恆。機械能又包括動能、重力勢能和彈性勢能，且物體在運動
過程中，動能、重力勢能和彈性勢能可以相互轉化。例如，跳水運動員為了獲得足夠的高度，
在起跳前，必須用力向下蹬跳板，將跳板的彈性勢能最終轉化為自己的重力勢能，便於在空
中做旋轉動作。在舉重運動中，運動員對杠鈴做的功等於增加杠鈴的重力勢能與增加自己的
重力勢能之和。由於杠鈴比較重，運動員要想獲得成功，一般要經過三個階段。在第二個階
段中，由於杠鈴增加的高度最大，運動員需做的功也最多，難度當然最大。所以，我們經常
看到，運動員在完成第二個階段的瞬間，都要將雙腳前後分開，這樣做的目的是為了降低一
點高度，減少一點重力勢能的增量，便於杠鈴能舉過自己的頭頂。為了順利地完成第三個階
段，雙腳也不能分得太開，否則會增加最後階段的難度。還有跳高、跳遠以及各種投擲體的
運動等都含有此方面的知識內容。
物理中的「沖量」及「轉動慣量」
物理學里的沖量等於作用在物體上的力與力的作用時間的乘積，作用在物體上的沖量等於動量的改變數。當動量的改變數一定時，如果力的作用時間越長，則作用在物體上的力越小。沖量定律的這種特例在各種體育器械及運動中的應用非常普遍。例如，供跳高運動員著地用的海綿墊、供跳遠運動員著地用的沙坑，都是為了延長力的作用時間，從而減小運動員著地時受到的作用力，確保運動員著地時不受損傷。還有在籃球運動中，運動員在接已方隊員傳過來的籃球時，雙手往往要伸前順著來球的運動方向後移接球。這樣做的目的也是為了延長籃球對手的作用力時間，從而減小籃球對手的作用力大小，便於穩穩地接住飛來的籃球。我們還經常看到，在比賽場上，有經驗的運動員在場地上摔倒時，會順勢翻滾來延長著地的時間，從而減小地面對人體的作用力。在羽毛球、乒乓球、網球、排球等運動中，選手們在擊球的瞬間，球的運動情況都含有沖量定律的內容。    如果物體受到某一力矩的作用，此物體就會圍繞某一固定軸旋轉。當轉動慣量一定時，力矩越大，則旋轉越強烈。例如，乒乓球選手拉的弧圈球，都是設法引用球拍給乒乓球以摩擦，對乒乓球施一力矩的作用而產生的。現在，國際乒聯決定，改「小球」為「大球」後，由於「大球」的轉動慣量比「小球」的轉動慣量大，所以，球的旋轉沒有以前強烈。還有足球運動員射門和排球運動員發球時，為了造成對方球員接球的難度，都會適當地給球一力矩的作用，使球產生旋轉。還有鐵餅選手在投擲的一瞬間，也要給鐵餅一力矩的作用，使鐵餅在空中加速旋轉，從而提高比賽成績。    如果正在旋轉著的物體，不受力矩的作用，則轉動慣量與角加速度的乘積是一恆量。當旋轉著的物體轉動慣量增大時，物體的旋轉就會減慢。跳水運動員落水和體操運動員著地時，都要利用到這方面的知識。因為，他們在空中都要進行旋轉動作，跳水運動員要獲得最佳的落水效果，落水時，必須盡量避免旋轉；而體操運動員要保證著地時立穩，也要避免旋轉，所以，他們在入水和著地的瞬間，都採用伸長四肢的辦法來增大身體的轉動慣量，從而減小旋轉速度。確保順利完成比賽。興趣，最終達到培養創造性復合型人材和增強全體國民的體能的目標要求。
五、借足球講解壓強知識
對於許多足球愛好者來說，香蕉球一定對他們具有很大的吸引力。確實，在國際賽場上，一場關鍵的比賽，用香蕉球破門，對於球迷來說是最大的享受了。看球繞過人牆，眼見球就要打飛，突然變向，球拐入了死角，守門員沒有反應。那麼下面就讓我們來研究一下這個美妙的香蕉球吧。首先我們要來了解一下伯努利原理：在水流或氣流中，如果速度小，壓強就打；速度大，壓強就小。球員在擊球時，用腳的內側將球搓起來。而當球在空中旋轉時，球的兩側就一邊速度大，一邊速度小。所以根據伯努利原理，球在空中就會受到一個橫向的壓力差，而在水平方向上，壓力的方向與球的運動方向相反，在空中不斷在水平方向上減速。所以在觀眾的眼中，看到的先是按擊出方向運動，然後在空中變線，從而出現了美麗的香蕉球。懂了這個道理，也許你也能踢出香蕉球呢！
通過上文的分析，我想同學們一定對力學在運動中的應用有了初步認識吧，但上面的知識只是九牛一毛，希望同學們能在課外積極了解這些知識，這樣既能提高自己的競技水平，同樣能鍛煉身體，提高效率，在以後的學習生活中助我們一臂之力。

『柒』 運動生物力學就業怎麼樣

一、課程適用專業適用專業 ：體育教育專業二、課程性質 運動生物力學是生物力學的一門分支學科，著重於研究人體運動力學規律的科學，它是體育科學的重要組成部分。運動生物力學研究體育運動中人體所進行的各種體育動作，以及在各種不同條件下，人體產生運動和運動狀態改變的力學和生物學原因。它是體育科學中一門交叉的新興邊緣學科。三、本課程的地位和作用 運動生物力學是體育科學的一門重要的專業基礎課，它是體育科學的重要組成部分。運動生物力學研究以體育動作為核心，運用人體解剖學、人體生理學、力學理論與方法，研究人體運動器系的生物力學特性和人體運動動作的規律，並根據影響人體運動的內部和外部條件尋求人體運動技術的合理性和更佳化，以及訓練手段的有效性，為發展運動能力提供理論依據。運動生物力學學科的任務極為廣泛，不僅對促進全民健身鍛煉科學化，而且對提高運動員競技運動水平都具有重要的指導意義。四、學習目的與要求通過《運動生物力學》課程的學習，使學生不僅掌握運動生物力學的基本理論，基本知識，而且能在實際的體育運動技術的學習中靈活運用，更深刻理解技術動作的力學規律。培養學生具有初步運用運動生物力學的基本理論、知識、和方法指導體育教學、課余運動訓練，體育鍛煉的能力，同時可以培養一定的體育科學研究能力，從而，為培養高素質的體育教師和教練員奠定堅實的理論和實踐基礎。通過本課程學習，學生應達到下列要求：1．通過課堂教學與實驗教學培養學生科學思維和求實的態度。2．了解人體運動器系的生物力學特性，熟悉肌肉生物力學特性並用於體育實踐。3．熟悉人體運動生物力學的一般規律和器械運動的力學規律。4．掌握體育教學、運動訓練中的基本運動生物力學原理、測量及分析方法。五、本課程的學習方法為了學好本課程，首先要具有正確的學習目的和態度。體育在國際舞台上的作用越來越重要，它不僅代表個人的榮譽，更重要的是國家的榮譽，所以，應為我國體育事業的發展而努力學習。在學習中要刻苦鑽研、踏踏實實、虛心求教、持之以恆。要抓住基本概念、基本理論、基本原理和具體的分析方法，尤其是要與運動訓練、體育鍛煉密切結合，在學習時要理解問題是如何提出和引申的，又是怎樣解決和應用的；要注意各部分內容之間的聯系，前後是如何呼應的；要重在理解，能提出問題，積極思考，不要死記。運動生物力學屬於自然科學，應該以辯證唯物主義作為學習本課程的指導思想，堅持辯證唯物主義的宇宙觀和唯物辯證法的方法論。結合本學科特點，在學習中應樹立系統分析的觀點，發展變化和對立統一的觀點，內外力相互作用和人體內力起主導作用的觀點。其中有關人體運動的靜力學、動力學和運動學是核心內容，應結合體育項目的技術特徵，揭示其蘊含的力學原理，以便對技術動作進行學習和科學地優化。通過習題可以鞏固和加深對所學理論的理解，並培養對實際問題的分析能力，所以應按要求完成布置的作業題。除學習規定教材外，應參閱相關的參考書。如有條件，可通過實驗驗證和鞏固所學理論，訓練實驗技能，培養嚴謹的科學作風，通過各個學習環節，培養分析和解決問題的能力和創新精神。六、自學內容與指導第一章 緒論 （一）自學內容運動生物力學的定義，運動生物力學的研究任務及在體育科學中的地位，運動生物力學的發展史。（二）本章重點 1、運動生物力學的概念。2、運動生物力學的研究任務。3、運動生物力學在體育科學中的地位。（三）本章難點1、對運動生物力學在體育科學中作用的理解。2、國內外運動生物力學的研究現狀及發展趨勢。（四）本章考點1、運動生物力學的概念。2、運動生物力學在體育科學中的地位和作用。3、國內外運動生物力學的研究現狀及發展趨勢。（五）學習指導學習一門新課首先要對這門課有一個概括性的了解，要從本門課的定義、研究任務以及發展簡史著手。運動生物力學是生物力學的一門分支學科，著重於研究人體運動力學規律的科學，它是體育科學的重要組成部分。它的主要研究任務：（1）研究人體結構與運動功能之間的相互關系；（2）研究人體技術動作的規律；（3）研究運動技術的最佳化；（4）研究、設計和改進運動器械；（5）研究運動損傷的原因和預防措施；（6）為運動選材提供生物力學參數。另外，體育教育專業將運動生物力學作為一門專業基礎理論課，通過本課的學習應深刻了解體育動作的力學原理，探索運動技術的力學規律。擴大知識視野，學習從事運動技術科

『捌』 體育鍛煉中的仰卧起坐的力學原理

1.首先要把腳放好，腳要放泡沫棉上面。與地面成90度，然後身體向後躺。

2.頭不需要依靠在仰卧板上，在仰卧板上將整個身體直接躺在上面，這種方法是錯誤的。

3.教練指出，做仰卧起坐，需要躺下，重心下移，手放耳朵位置。再慢慢起身。

4.收緊腹部肌肉並停頓一下，然後慢慢將身體回落，當重新帖到仰卧板時，開始進行下一個周期，仰卧起坐，主要是收腹部。而不是把腰抬起來，把腰抬起來的做法是不正確的，它不鍛煉腹部肌肉，只能練習髂腰肌。其次，抬腰對腰椎造成壓力，容易造成損害。正確的做法應該是只坐起上身，形成一個弧形，可能一開始做仰卧起坐會感覺很累。

人體上腹部的肌肉，主要有腹直肌、腹外斜肌與腹內斜肌。因此，如果仰卧起坐的動作，都是以上半身在矢狀面(雙肩平行的起坐動作)上的動作進行時，腹外斜肌與腹內斜肌的訓練效果會受到明顯的限制，只有增加身體縱軸(右肩帶向左腿與左肩帶向右腿)旋轉的動作，才可以避免腹肌訓練的不協調狀態。除了上半身的動作以外，為了避免仰卧起坐過程中，下腹部屈曲髖關節肌肉的負荷過大，進行仰卧起坐時應屈曲膝關節。但是，在這種仰卧屈膝的姿勢下進行仰卧起坐訓練後，反而會限制到下腹部肌肉的訓練效果。因此，對於以下腹贅肉為主要訓練部位的中年男女而言,適當進行屈膝抬腿的動作，比較能夠確實訓練下腹部的肌肉，達成訓練腹部(上腹部與下腹部)肌肉的目的。總之有杠桿與軸承原理！

『玖』 體育運動中包含著豐富的力學知識，如圖所示，鐵柱舉起質量80kg的杠鈴雙臂夾角為120°，g取10m/s 2 ，則鐵

以杠鈴為研究對象，分析受力情況：重力mg和運動員兩臂對杠鈴的作用力F 1 和F 2 ，作出力內圖如圖．根據對稱容性得 知，F 1 =F 2 ．根據平衡條件得 2F 1 cos60°=mg 得到F 1 =mg=80×10N=800N，故ABC錯誤，D正確． 故選：D．

『拾』 體育運動中的力學知識

．力和運動的應用

1)減小與增大摩擦。

車的前軸、中軸及後軸均採用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。

多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。而在剎車的同時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的。

(2)彈簧的減震作用。

車的座墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動。

3．壓強知識的應用

(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過重，則車胎受到壓強太大而被壓破。

(2)座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車不易感到疲勞。

4．簡單機械知識的應用

自行車制動系統中的車閘把與連桿是一個省力杠桿，可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；後輪與飛輪及龍頭與轉軸等。

5．功、機械能的知識運用

(1)根據功的原理：省力必定費距離。因此人們在上坡時，常騎「S形」路線就是這個道理。

(2)動能和重力勢能的相互轉化。

如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動能轉化為勢能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉化為動能。

6．慣性定律的運用

快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，後輪為什麼會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動，但車上的人和後輪沒有受到阻力，根據慣性定律，人和後輪要保持繼續向前的運動狀態，所以後輪會跳起來。

切記下坡或高速行駛時，不能單獨用自行車的前閘剎車，否則會出現翻車事故！

(一)運動和力的應用

自行車的外胎,車把手塑料套,踏板套,閘把套等處均有凹凸不平的花紋以增大摩擦.剎車時,手用力握緊車閘把,增大剎車皮對車輪鋼圈的壓力,以達到制止車輪滾動的目的.剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,變滾動為滑動後,摩擦大大增加,所以車能夠迅速制動.

車的前軸,中軸及後軸均採用滾動軸承以減小摩擦,在這些部件上,人們常常加潤滑油進一步減小摩擦.

1.增大和減小摩擦

自行車上的力學知識

車的座墊下安有粗的螺旋狀的彈簧,利用它的緩沖作用以減小震動.

2.彈簧的減震作用

自行車上的力學知識

(二)壓強知識的應用

自行車的車胎上刻有載重量,明確告訴人們:不能超載,如車載過量,車胎受力面積不變,則車胎受到太大的壓強將被壓破.

1.自行車負重

2.車座上的物理

座墊呈馬鞍型,它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強,使人騎車時感到較舒適.

自行車上的力學知識
自行車上的力學知識

(五)剎車和慣性

自行車高速行駛特別是下坡時,不能單獨用前閘剎車,否則會出現翻車事故,其原因是:前閘剎車,前輪被迫靜止,而作為驅動輪的後輪車架和騎車人由於慣性還要保持原有的高速運動的趨勢,這時就會以前輪與地面接觸處為支點,向前翻轉,造成翻車事故.