体育运动与力学

『壹』 运动生物力学在竞技体育中的任务和作用

运动生物力学是一门新兴的边缘性学科，其发展历史并不长。运动生物力学作为学科的统一名称是1973年8月在美国召开的第四届国际生物力学会议上决定采用的。该学科涉及力学、解剖学、生理学、体育学、工程学等多个学科，理论体系还不完善、实验方法也不成熟，该学科目前还只是处于一个框架需要完善、内涵需要丰富、外延需要扩展的发展时期。
力学是较早发展起来的学科之一，研究领域从尺度上来讲范围很广，大到宏观上的天体，小到微观粒子都是力学的研究范畴；生物力学是力学与生物学交叉、渗透、融合而形成的一门边缘性学科，研究内容涉及生物体与力学有关的所有问题；运动生物力学是生物力学的一个分支，主要研究人体运动的规律性。尽管运动生物力学作为一门学科的形成时间并不长，但是人类注意、观察、分析、研究运动的历史却非常悠久。早在15世纪末意大利著名画家列奥纳多·达·芬奇(Leonardo Da Vinci》就提出了人体的运动必须服从于力学定律的观点。他认为：力学之所以比其他学科更为重要和实用，那是因为所有一切能够运动的生物体都遵循力学的定律而运动。但事实并非如此简单。随着人们对人类活动特别是竞技体育运动的广泛关注和深人研究，人们逐渐发现人体在运动过程中存在着一些与力学定律看起来不太相符的现象。譬如，人在跳远时为什么不能采用45°的腾起角?在跑步时后蹬腿的膝关节为什么不应伸直?这些现象看起来与力学定律相悖，是不是力学定律出现了盲区、错误?答案是否定的。原因是人体运动不仅要遵守力学定律，还要受生物特点的制约，对人体运动这种有意识参与的复杂、高级的运动形式，不能仅从一般力学出发来考虑，还应考虑人体的生理特点。因此，要想探索人体运动的真正规律并非易事，需要付出艰巨的努力。
运动生物力学是一门实践性很强的学科，它的研究领域非常广泛，既有对人体自身器官，如对人体骨骼、肌肉生物力学特性的研究，也有对人体整体运动，如对各种项目动作技术的诊断；既有对人体模型的力学分析，又有对人体运动的实验测试。近些年来，随着现代科学技术的日新月异，尤其是电子学、机械学、材料学、光学、激光技术、传感器技术、计算机技术等相关学科的飞速发展以及社会需求的不断增长，运动生物力学的研究领域也在不断拓展，如对人与体育仪器器材关系的研究正朝着又一个新兴的边缘学科——体育工程学发展。人们不仅关注竞技体育，也开始重视全民健身，这为运动生物力学的发展提供了一个良好的机缘。在本书中，作者力求瞄准学科前沿、把握学术动态，注重实践性、系统性，从应用的角度审视现代运动生物力学的理论与方法。

『贰』 体育运动中包含了丰富的力学知识，如图所示，举重运动员举起质量120kg的杠铃，双臂夹角为120°，则运动员

以杠铃为研究对象，分析受力情况：重力mg和运动员两臂对杠铃的作用力F 1 和F 2 ，作出力图如图．根据对称性得 知，F 1 =F 2 ．根据平衡条件得 2F 1 cos60°=mg 得到F 1 =mg=1200N 故选D

『叁』 运动生物力学与体育运动技术有何关系它在体育学科体系中处于一个什么地位对它的地位加以简单论述。

运动生物力学是一门实验科学,它的主要特征是以各种电子仪器为主要测试手段,如肌电仪、测力台及使用电子计算机处理数据。运动生物力学能对体育运动中的具体问题进行生物力学分析，并能在教学、训练实践中加以应用，以提高教学、训练质量。 该学科涉及力学、解剖学、生理学、体育学、工程学等多个学科，理论体系还不完善、实验方法也不成熟，该学科目前还只是处于一个框架需要完善、内涵需要丰富、外延需要扩展的发展时期。

『肆』 体育运动中的力学现象

跳远，作用力与反作用力
铅球，空气阻力，重力，抛物线

『伍』 画体育动作图为什么要符合人体解剖学和生物力学原则

运动生物力学：运动生物力学是以人体解剖学，人体生理学的理论和方法，研究人体运动器系的生物力学

特性和人体运动动作的力学规律以及器械机械运动力学规律的科学。

生物力学系统：运动器系简化为一个简单的人体模型，这个模型叫做生物力学系统。

动作结构：每个完整的特定动作都有其固有的特点，动作的这种固有特点和固定内在联系叫做动作结构。 动作系统：大量单一动作按一定规律组成为成套的动作技术，这些成套的技术动作叫做动作系统。

内力和外力：若将人体看作一个力学系统，则人体内部各部分相互作用的力称为人体内力。若将人体看作

一个力学系统，那么外界对人体作用的力称人体外力。

人体惯性参数：人体惯性参数是指人体整体及环节的质量，质心位置，转动惯量及转动半径。

『陆』 求论文《力学与体育运动》800字以上

体育运动中的力学知识

想必在同学之间一定有很多热爱体育运动的吧，可就在你们挥洒汗水的时候，有没有想到过于物理的联系呢？其实在体育运动和体育训练中的各种运动器械上，都存在着运动者的举、压、推、拉、跑、蹬、踢、打、击、投、弹跳等力的作用。与力有关的这些运动都包含着丰富而深奥的物理知识，如果运动者懂得这些知识并加以运用，必会提高自己的运动成绩和竞技水平。特别是在提倡素质教育、重视学生能力教学的今天，如果我们学生能在课外积极地了解有关的这方面知识，必会提高我们参入运动的积极性。因为这样不仅可以锻炼身体的目的，还可以使我们感到学有所用、学有所得，便于巩固学到的科学文化知识，既然这样又何乐而不为呢。下面我们来谈谈物理知识在体育运动中的一些应用。
一、物理中的“速度”
物理学里，速度是用来反映物体运动快慢的物理量。运动场上的各种运动几乎都有一个速度快慢的问题。所以各种球类运动中的“快攻战术”就是利用速度的定义，快速奔跑、快速移动、摆脱对手、寻求空挡，达到完成“快攻”的目的。所谓“快攻”，就是运动员在运动过程中增大运动速度，即进行加速运动。根据牛顿第二定律，运动员进行加速运动，必须用力；如果运动员在运动过程中匀速运动，则不需要用力。在激烈的比赛中，为了达到目的，某一方队员常常利用这方面的知识来实施战术，俩队员相互配合，采取一队员在运动过程中不断加速，给对方比赛队员施加心理压力，迫使对方队员也加速，消耗对方队员的体力或造成对方队员犯规；而另一队员则进行匀速运动，保存体力，达到最后胜利的目的。例如，2000悉尼奥运会上，我国优秀运动员王丽萍就是靠队友的配合而获得20公理竞走冠军的。
二、物理中的“摩擦力”    物理学里，摩擦力的大小跟压力的大小和接触面的粗糙程度有关。任何物体在运动过程中都要受到摩擦力的作用，参入各种运动的运动者和运动器械也会受到摩擦力的作用。    有些运动项目，为了提高运动者的成绩，需要增大摩擦力。例如，在百米赛跑中，运动者必须穿着底上带有鞋钉的跑鞋；还有体操运动员和举重运动员在比赛之前，总是要在手上抹些镁粉，这样做的目的都是为了增大摩擦力便于提高运动成绩。采取的方法都是增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。特别是体操运动员在杠上做回环动作时，手握杠又不能太紧（即不能增大手对杠的压力来增大摩擦），所以，在手上抹些镁粉来增大摩擦就显得尤为重要。还有球类运动的一些器械，在制造时，都考虑到了增大摩擦的因素。例如，足球守门员戴的手套、篮球表面上的花纹、乒乓球正胶球拍胶皮上的胶粒长短和反胶球拍胶皮上的粘性度、铅球表面铸造得很粗糙等，都是采取增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。三、 物理中的“惯性”    任何物体都具有惯性，运动着的物体具有继续保持运动状态的性质。惯性即有利，又有害。运动员在运动场上进行的各种项目的运动，有时要利用惯性，有时又要防止惯性，才能提高运动成绩和竞技水平。例如，跳高、跳远及标枪运动中的助跑过程，且标枪运动员在投标枪之前，手臂要尽量向后伸摆，这些必要的动作都是为了利用惯性。而运动员在跑到百米冲刺的终点时，不能及时停下来，还得逐渐减速地跑一段距离；篮球运动员在进行三步上篮时，投篮的一瞬间不能正对篮环中心，否则由于惯性，反而投不中，而是要落后篮环中心一点投球，这些都是为了防止惯性。还有投掷铁饼的选手，为了提高比赛成绩，在规定的圆圈内做加速旋转动作，目的是为了增大铁饼出手时的初始速度；而铁饼出手后，为了确保自己不离开圆圈内，还得继续转几圈，所以，铁饼选手为了获得好的成绩，即要利用惯性，又要防止惯性。
四、物理中的“功能原理”及“机械能守恒”
所谓功能原理，就是外力对物体做的功等于物体机械能的增加。当没有外力对物体做功时，
物体机械能不变，即机械能守恒。机械能又包括动能、重力势能和弹性势能，且物体在运动
过程中，动能、重力势能和弹性势能可以相互转化。例如，跳水运动员为了获得足够的高度，
在起跳前，必须用力向下蹬跳板，将跳板的弹性势能最终转化为自己的重力势能，便于在空
中做旋转动作。在举重运动中，运动员对杠铃做的功等于增加杠铃的重力势能与增加自己的
重力势能之和。由于杠铃比较重，运动员要想获得成功，一般要经过三个阶段。在第二个阶
段中，由于杠铃增加的高度最大，运动员需做的功也最多，难度当然最大。所以，我们经常
看到，运动员在完成第二个阶段的瞬间，都要将双脚前后分开，这样做的目的是为了降低一
点高度，减少一点重力势能的增量，便于杠铃能举过自己的头顶。为了顺利地完成第三个阶
段，双脚也不能分得太开，否则会增加最后阶段的难度。还有跳高、跳远以及各种投掷体的
运动等都含有此方面的知识内容。
物理中的“冲量”及“转动惯量”
物理学里的冲量等于作用在物体上的力与力的作用时间的乘积，作用在物体上的冲量等于动量的改变量。当动量的改变量一定时，如果力的作用时间越长，则作用在物体上的力越小。冲量定律的这种特例在各种体育器械及运动中的应用非常普遍。例如，供跳高运动员着地用的海绵垫、供跳远运动员着地用的沙坑，都是为了延长力的作用时间，从而减小运动员着地时受到的作用力，确保运动员着地时不受损伤。还有在篮球运动中，运动员在接已方队员传过来的篮球时，双手往往要伸前顺着来球的运动方向后移接球。这样做的目的也是为了延长篮球对手的作用力时间，从而减小篮球对手的作用力大小，便于稳稳地接住飞来的篮球。我们还经常看到，在比赛场上，有经验的运动员在场地上摔倒时，会顺势翻滚来延长着地的时间，从而减小地面对人体的作用力。在羽毛球、乒乓球、网球、排球等运动中，选手们在击球的瞬间，球的运动情况都含有冲量定律的内容。    如果物体受到某一力矩的作用，此物体就会围绕某一固定轴旋转。当转动惯量一定时，力矩越大，则旋转越强烈。例如，乒乓球选手拉的弧圈球，都是设法引用球拍给乒乓球以摩擦，对乒乓球施一力矩的作用而产生的。现在，国际乒联决定，改“小球”为“大球”后，由于“大球”的转动惯量比“小球”的转动惯量大，所以，球的旋转没有以前强烈。还有足球运动员射门和排球运动员发球时，为了造成对方球员接球的难度，都会适当地给球一力矩的作用，使球产生旋转。还有铁饼选手在投掷的一瞬间，也要给铁饼一力矩的作用，使铁饼在空中加速旋转，从而提高比赛成绩。    如果正在旋转着的物体，不受力矩的作用，则转动惯量与角加速度的乘积是一恒量。当旋转着的物体转动惯量增大时，物体的旋转就会减慢。跳水运动员落水和体操运动员着地时，都要利用到这方面的知识。因为，他们在空中都要进行旋转动作，跳水运动员要获得最佳的落水效果，落水时，必须尽量避免旋转；而体操运动员要保证着地时立稳，也要避免旋转，所以，他们在入水和着地的瞬间，都采用伸长四肢的办法来增大身体的转动惯量，从而减小旋转速度。确保顺利完成比赛。兴趣，最终达到培养创造性复合型人材和增强全体国民的体能的目标要求。
五、借足球讲解压强知识
对于许多足球爱好者来说，香蕉球一定对他们具有很大的吸引力。确实，在国际赛场上，一场关键的比赛，用香蕉球破门，对于球迷来说是最大的享受了。看球绕过人墙，眼见球就要打飞，突然变向，球拐入了死角，守门员没有反应。那么下面就让我们来研究一下这个美妙的香蕉球吧。首先我们要来了解一下伯努利原理：在水流或气流中，如果速度小，压强就打；速度大，压强就小。球员在击球时，用脚的内侧将球搓起来。而当球在空中旋转时，球的两侧就一边速度大，一边速度小。所以根据伯努利原理，球在空中就会受到一个横向的压力差，而在水平方向上，压力的方向与球的运动方向相反，在空中不断在水平方向上减速。所以在观众的眼中，看到的先是按击出方向运动，然后在空中变线，从而出现了美丽的香蕉球。懂了这个道理，也许你也能踢出香蕉球呢！
通过上文的分析，我想同学们一定对力学在运动中的应用有了初步认识吧，但上面的知识只是九牛一毛，希望同学们能在课外积极了解这些知识，这样既能提高自己的竞技水平，同样能锻炼身体，提高效率，在以后的学习生活中助我们一臂之力。

『柒』 运动生物力学就业怎么样

一、课程适用专业适用专业 ：体育教育专业二、课程性质 运动生物力学是生物力学的一门分支学科，着重于研究人体运动力学规律的科学，它是体育科学的重要组成部分。运动生物力学研究体育运动中人体所进行的各种体育动作，以及在各种不同条件下，人体产生运动和运动状态改变的力学和生物学原因。它是体育科学中一门交叉的新兴边缘学科。三、本课程的地位和作用 运动生物力学是体育科学的一门重要的专业基础课，它是体育科学的重要组成部分。运动生物力学研究以体育动作为核心，运用人体解剖学、人体生理学、力学理论与方法，研究人体运动器系的生物力学特性和人体运动动作的规律，并根据影响人体运动的内部和外部条件寻求人体运动技术的合理性和更佳化，以及训练手段的有效性，为发展运动能力提供理论依据。运动生物力学学科的任务极为广泛，不仅对促进全民健身锻炼科学化，而且对提高运动员竞技运动水平都具有重要的指导意义。四、学习目的与要求通过《运动生物力学》课程的学习，使学生不仅掌握运动生物力学的基本理论，基本知识，而且能在实际的体育运动技术的学习中灵活运用，更深刻理解技术动作的力学规律。培养学生具有初步运用运动生物力学的基本理论、知识、和方法指导体育教学、课余运动训练，体育锻炼的能力，同时可以培养一定的体育科学研究能力，从而，为培养高素质的体育教师和教练员奠定坚实的理论和实践基础。通过本课程学习，学生应达到下列要求：1．通过课堂教学与实验教学培养学生科学思维和求实的态度。2．了解人体运动器系的生物力学特性，熟悉肌肉生物力学特性并用于体育实践。3．熟悉人体运动生物力学的一般规律和器械运动的力学规律。4．掌握体育教学、运动训练中的基本运动生物力学原理、测量及分析方法。五、本课程的学习方法为了学好本课程，首先要具有正确的学习目的和态度。体育在国际舞台上的作用越来越重要，它不仅代表个人的荣誉，更重要的是国家的荣誉，所以，应为我国体育事业的发展而努力学习。在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。要抓住基本概念、基本理论、基本原理和具体的分析方法，尤其是要与运动训练、体育锻炼密切结合，在学习时要理解问题是如何提出和引申的，又是怎样解决和应用的；要注意各部分内容之间的联系，前后是如何呼应的；要重在理解，能提出问题，积极思考，不要死记。运动生物力学属于自然科学，应该以辩证唯物主义作为学习本课程的指导思想，坚持辩证唯物主义的宇宙观和唯物辩证法的方法论。结合本学科特点，在学习中应树立系统分析的观点，发展变化和对立统一的观点，内外力相互作用和人体内力起主导作用的观点。其中有关人体运动的静力学、动力学和运动学是核心内容，应结合体育项目的技术特征，揭示其蕴含的力学原理，以便对技术动作进行学习和科学地优化。通过习题可以巩固和加深对所学理论的理解，并培养对实际问题的分析能力，所以应按要求完成布置的作业题。除学习规定教材外，应参阅相关的参考书。如有条件，可通过实验验证和巩固所学理论，训练实验技能，培养严谨的科学作风，通过各个学习环节，培养分析和解决问题的能力和创新精神。六、自学内容与指导第一章 绪论 （一）自学内容运动生物力学的定义，运动生物力学的研究任务及在体育科学中的地位，运动生物力学的发展史。（二）本章重点 1、运动生物力学的概念。2、运动生物力学的研究任务。3、运动生物力学在体育科学中的地位。（三）本章难点1、对运动生物力学在体育科学中作用的理解。2、国内外运动生物力学的研究现状及发展趋势。（四）本章考点1、运动生物力学的概念。2、运动生物力学在体育科学中的地位和作用。3、国内外运动生物力学的研究现状及发展趋势。（五）学习指导学习一门新课首先要对这门课有一个概括性的了解，要从本门课的定义、研究任务以及发展简史着手。运动生物力学是生物力学的一门分支学科，着重于研究人体运动力学规律的科学，它是体育科学的重要组成部分。它的主要研究任务：（1）研究人体结构与运动功能之间的相互关系；（2）研究人体技术动作的规律；（3）研究运动技术的最佳化；（4）研究、设计和改进运动器械；（5）研究运动损伤的原因和预防措施；（6）为运动选材提供生物力学参数。另外，体育教育专业将运动生物力学作为一门专业基础理论课，通过本课的学习应深刻了解体育动作的力学原理，探索运动技术的力学规律。扩大知识视野，学习从事运动技术科

『捌』 体育锻炼中的仰卧起坐的力学原理

1.首先要把脚放好，脚要放泡沫棉上面。与地面成90度，然后身体向后躺。

2.头不需要依靠在仰卧板上，在仰卧板上将整个身体直接躺在上面，这种方法是错误的。

3.教练指出，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.收紧腹部肌肉并停顿一下，然后慢慢将身体回落，当重新帖到仰卧板时，开始进行下一个周期，仰卧起坐，主要是收腹部。而不是把腰抬起来，把腰抬起来的做法是不正确的，它不锻炼腹部肌肉，只能练习髂腰肌。其次，抬腰对腰椎造成压力，容易造成损害。正确的做法应该是只坐起上身，形成一个弧形，可能一开始做仰卧起坐会感觉很累。

人体上腹部的肌肉，主要有腹直肌、腹外斜肌与腹内斜肌。因此，如果仰卧起坐的动作，都是以上半身在矢状面(双肩平行的起坐动作)上的动作进行时，腹外斜肌与腹内斜肌的训练效果会受到明显的限制，只有增加身体纵轴(右肩带向左腿与左肩带向右腿)旋转的动作，才可以避免腹肌训练的不协调状态。除了上半身的动作以外，为了避免仰卧起坐过程中，下腹部屈曲髋关节肌肉的负荷过大，进行仰卧起坐时应屈曲膝关节。但是，在这种仰卧屈膝的姿势下进行仰卧起坐训练后，反而会限制到下腹部肌肉的训练效果。因此，对于以下腹赘肉为主要训练部位的中年男女而言,适当进行屈膝抬腿的动作，比较能够确实训练下腹部的肌肉，达成训练腹部(上腹部与下腹部)肌肉的目的。总之有杠杆与轴承原理！

『玖』 体育运动中包含着丰富的力学知识，如图所示，铁柱举起质量80kg的杠铃双臂夹角为120°，g取10m/s 2 ，则铁

以杠铃为研究对象，分析受力情况：重力mg和运动员两臂对杠铃的作用力F 1 和F 2 ，作出力内图如图．根据对称容性得 知，F 1 =F 2 ．根据平衡条件得 2F 1 cos60°=mg 得到F 1 =mg=80×10N=800N，故ABC错误，D正确． 故选：D．

『拾』 体育运动中的力学知识

．力和运动的应用

1)减小与增大摩擦。

车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。

多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大增加了，故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。

(2)弹簧的减震作用。

车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。

3．压强知识的应用

(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。

(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。

4．简单机械知识的应用

自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。

5．功、机械能的知识运用

(1)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S形”路线就是这个道理。

(2)动能和重力势能的相互转化。

如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。

6．惯性定律的运用

快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。

切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！

(一)运动和力的应用

自行车的外胎,车把手塑料套,踏板套,闸把套等处均有凹凸不平的花纹以增大摩擦.刹车时,手用力握紧车闸把,增大刹车皮对车轮钢圈的压力,以达到制止车轮滚动的目的.刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,变滚动为滑动后,摩擦大大增加,所以车能够迅速制动.

车的前轴,中轴及后轴均采用滚动轴承以减小摩擦,在这些部件上,人们常常加润滑油进一步减小摩擦.

1.增大和减小摩擦

自行车上的力学知识

车的座垫下安有粗的螺旋状的弹簧,利用它的缓冲作用以减小震动.

2.弹簧的减震作用

自行车上的力学知识

(二)压强知识的应用

自行车的车胎上刻有载重量,明确告诉人们:不能超载,如车载过量,车胎受力面积不变,则车胎受到太大的压强将被压破.

1.自行车负重

2.车座上的物理

座垫呈马鞍型,它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车时感到较舒适.

自行车上的力学知识
自行车上的力学知识

(五)刹车和惯性

自行车高速行驶特别是下坡时,不能单独用前闸刹车,否则会出现翻车事故,其原因是:前闸刹车,前轮被迫静止,而作为驱动轮的后轮车架和骑车人由于惯性还要保持原有的高速运动的趋势,这时就会以前轮与地面接触处为支点,向前翻转,造成翻车事故.