1、复习：复习：1 人体运动学与动力学的研究内容人体运动学与动力学的研究内容2 牛顿运动定律牛顿运动定律3 动量定理在体育运动中的应用动量定理在体育运动中的应用4人体运动中的力人体运动中的力时间特征：时刻和时间时间特征：时刻和时间空间特征：路程和位移空间特征：路程和位移时空特征：（角）速度和时空特征：（角）速度和（角）加速度（角）加速度是对运动状态的一种描述。是对运动状态的一种描述。运动学分析运动学分析动力学分析动力学分析力量特征：内力和外力力量特征：内力和外力冲量特征：冲量特征：Ft=m(v2-vi)能量特征：能量守恒原理能量特征：能量守恒原理研究人体运动状态变化的原研究人体运动状态变化的原因。
2、因。作用力与反作用力定律作用力与反作用力定律（一）牛顿第一定律（一）牛顿第一定律 惯性定律惯性定律（二）牛顿第二定律（二）牛顿第二定律 F=ma（三）牛顿第三定律（三）牛顿第三定律2 牛顿运动定律牛顿运动定律F(t2-t1)=mV2-mV13 动量定理在体育运动中的应用动量定理在体育运动中的应用人体内部各部分相互作用的力人体内部各部分相互作用的力称为称为人体人体内力内力，如肌肉张力、韧带张力、组织粘，如肌肉张力、韧带张力、组织粘滞力、关节约束力等。滞力、关节约束力等。外界对人体作用的力外界对人体作用的力称称人体外力人体外力。如重力、。如重力、摩擦力、支撑反作用力、向心力等。摩擦力、支撑反作用力
3、、向心力等。4人体运动中的力人体运动中的力第五节第五节人体运动系统的生物力学人体运动系统的生物力学一一 人体结构力学基础人体结构力学基础二二 骨骼生物力学分析骨骼生物力学分析三三 肌肉生物力学分析肌肉生物力学分析四四 腱与韧带生物力学分析腱与韧带生物力学分析五五 关节生物力学分析关节生物力学分析 六六 身体环节的连结身体环节的连结一一 人体结构力学基础人体结构力学基础（一）应变与应力（一）应变与应力 材料在外力作用下不能产生位移时，它材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为称为应变应变，使物体产生变形。，使物体产生变形。
4、材料发生形变时内部产生了大小相等但材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力把分布内力方向相反的反作用力抵抗外力把分布内力在一点的集度称为在一点的集度称为应力应力，（二）人体生物力学材料分类（二）人体生物力学材料分类弹性材料弹性材料：应力与应变成正比，材料能保证固定应力与应变成正比，材料能保证固定的材料，在外力的作用下，外力功转变为弹性能。的材料，在外力的作用下，外力功转变为弹性能。外力消失或外力消失或恢复原状恢复原状。粘性材料粘性材料：应力取决于应变率，粘性流体无固定应力取决于应变率，粘性流体无固定形状，流动过程形状，流动过程不可逆不可逆，在外力作用下，外力功，在外力作用下
5、，外力功转化为分子热消耗。转化为分子热消耗。塑料材料塑料材料：应力与应变成非线性，在外力作应力与应变成非线性，在外力作用下外力功转变为变形能，外力消失后材料用下外力功转变为变形能，外力消失后材料的的变形不可修复变形不可修复。粘弹性材料粘弹性材料：如果有一种材料，其力学性质如果有一种材料，其力学性质既具有既具有弹性材料弹性材料的力学性质，又具有的力学性质，又具有粘性材粘性材料料的力学性质，那么这种材料就叫做粘弹性的力学性质，那么这种材料就叫做粘弹性材料。材料。（三）粘弹性材料的特点（三）粘弹性材料的特点 当物体突然发当物体突然发生应变时，若应变生应变时，若应变保持一定，则相应保持一定，则相应的应
6、力随时间的增的应力随时间的增加而下降，这种现加而下降，这种现象叫象叫应力松弛应力松弛，若令应力保若令应力保持一定，物体的持一定，物体的应变随时间的增应变随时间的增加而增大，这种加而增大，这种现象叫现象叫蠕变蠕变（缓（缓慢变形）。慢变形）。对物体做周期对物体做周期性的加载和卸载，性的加载和卸载，则加载时的应力则加载时的应力-应变曲线同卸载时应变曲线同卸载时的应力的应力-应变曲线应变曲线不重合，这种现象不重合，这种现象称为称为滞后滞后。应力应力时间时间应力应力时间时间应力应力应变应变二二 骨骼生物力学分析骨骼生物力学分析（一）人体骨骼简介（一）人体骨骼简介 人体骨骼共有人体骨骼共有206206块，
7、其中只有块，其中只有177177块直接参与人块直接参与人体运动。体运动。人体骨骼分人体骨骼分为两大部分：为两大部分：中轴中轴骨骨和和四肢骨四肢骨。1 人体骨骼的功能人体骨骼的功能：主要储备钙和磷，供应人体的需要。主要储备钙和磷，供应人体的需要。(1)支撑人体支撑人体(2)保护内脏保护内脏(3)杠杆杠杆(4)造血造血(5)储备矿物盐储备矿物盐骨与骨相连结，构成人体支架，支持骨与骨相连结，构成人体支架，支持人体的软组织，承担全身重量。人体的软组织，承担全身重量。骨形成体腔，保护脑、心、肺等内脏骨形成体腔，保护脑、心、肺等内脏器官。器官。肌肉牵引着骨绕关节转动，使人体可肌肉牵引着骨绕关节转动，使人体
8、可产生各种各样的运动。产生各种各样的运动。骨的红骨髓有造血的功能，黄骨髓有骨的红骨髓有造血的功能，黄骨髓有储藏脂肪的作用。储藏脂肪的作用。骨密质骨密质是一种由骨单位、是一种由骨单位、骨间质系统和有机的、骨间质系统和有机的、粘弹性的联结物质共同粘弹性的联结物质共同组成的符合材料。组成的符合材料。骨松质骨松质是由许多针是由许多针状或片状的骨小梁状或片状的骨小梁相交织成网络型的相交织成网络型的蜂窝状固体。蜂窝状固体。2 骨密质和骨松质骨密质和骨松质（二）骨结构的生物力学特性（二）骨结构的生物力学特性 骨形态结构的影响骨形态结构的影响 全身的骨基本上可以全身的骨基本上可以分为长、短、扁和不规则分为长、
9、短、扁和不规则4 4种类型。种类型。2 物理化学属性的影响物理化学属性的影响 骨的骨的化学成分化学成分分为分为有机物有机物（骨胶原）（骨胶原）和和无机物无机物（水和钙盐）。（水和钙盐）。骨的骨的物理属性物理属性，硬度硬度和和弹性弹性。有机物使骨具有弹性；无机物则使骨有机物使骨具有弹性；无机物则使骨坚硬而脆，它能提高骨的强度。坚硬而脆，它能提高骨的强度。3 骨组织的力学特性骨组织的力学特性（1）各向异性各向异性（不同方向的力学性质不同）（不同方向的力学性质不同）骨结构为骨结构为多孔介质多孔介质的夹层结构，且的夹层结构，且骨质骨质密度密度有较大的差异，在承载时具有明显的异向有较大的差异，在承载时具
10、有明显的异向性特征。这种异向性不仅表现在性特征。这种异向性不仅表现在不同负荷不同负荷形式形式下骨承载能力，即使下骨承载能力，即使同质结构同质结构在不同方向上受在不同方向上受载，其力学性能也表现出较大的差异特征。载，其力学性能也表现出较大的差异特征。（2）弹性弹性和和坚固性坚固性 无机物使骨具有抗压能力，而有机物无机物使骨具有抗压能力，而有机物（胶原纤维）使骨具有抗张能力。（胶原纤维）使骨具有抗张能力。（3）骨是人体结构的）骨是人体结构的理想材料理想材料 骨在人体中起着承重和杠杆作用。骨在人体中起着承重和杠杆作用。（4）耐冲击力和持续力差耐冲击力和持续力差（5）机械力机械力对骨结构的影响对骨结构
11、的影响 在骨科承受载荷的限度内，应力越大，在骨科承受载荷的限度内，应力越大，骨的增生和密度增厚越强。骨的增生和密度增厚越强。（6）应力强度的方向性应力强度的方向性 骨密质的刚性比骨松质大，骨密质的变骨密质的刚性比骨松质大，骨密质的变形比骨松质的变形来的小。形比骨松质的变形来的小。（三）载荷分类及骨的受力形式（三）载荷分类及骨的受力形式 静载荷静载荷是逐渐加于是逐渐加于物体上的，由零逐渐增物体上的，由零逐渐增至某一值以后不再改变，至某一值以后不再改变，在这种载荷作用下，物在这种载荷作用下，物体各部分不产生加速度体各部分不产生加速度或是加速度小得可以忽或是加速度小得可以忽略不计。略不计。1 载荷的
12、分类载荷的分类按照载荷作用的性质，可分为静载荷和动载荷按照载荷作用的性质，可分为静载荷和动载荷 动载荷动载荷是物体在载是物体在载荷的作用下，它的，某荷的作用下，它的，某些部分或各部分所引起些部分或各部分所引起的加速度相当显著，这的加速度相当显著，这种载荷称为动载荷。种载荷称为动载荷。动载荷又分为动载荷又分为冲冲击载荷击载荷和和交变载荷交变载荷。压缩载荷压缩载荷拉伸载荷拉伸载荷 扭转载荷扭转载荷弯曲载荷弯曲载荷剪切载荷剪切载荷复合载荷复合载荷2 骨骼的受力形式骨骼的受力形式（四）骨疲劳（四）骨疲劳剧烈运动剧烈运动肌肉疲劳肌肉疲劳储存能量的能力丧失储存能量的能力丧失步态改变步态改变横向骨折横向骨折
13、载荷失常载荷失常改变应力分布改变应力分布加强压力加强压力复合复合加强张力加强张力斜形裂缝斜形裂缝骨骼分离横行裂缝骨骼分离横行裂缝斜形骨折斜形骨折 人在不断运动人在不断运动的过程中，骨会反复的过程中，骨会反复受力，当这种反复作受力，当这种反复作用的力超过某一生理用的力超过某一生理限度时会使骨组织受限度时会使骨组织受到损伤，这种循环载到损伤，这种循环载荷下造成的骨的损伤荷下造成的骨的损伤为为疲劳性损伤疲劳性损伤。三三 肌肉生物力学分析肌肉生物力学分析（一）肌肉的（一）肌肉的物理特性物理特性1 伸展性伸展性和和弹性弹性2 粘滞性粘滞性3 肌肉的松弛肌肉的松弛1 伸展性和弹性伸展性和弹性2 粘滞粘滞性
14、性 肌肉在外力的肌肉在外力的作用下能被拉长的作用下能被拉长的特性称为肌肉的特性称为肌肉的伸伸展性展性，使肌肉伸展，使肌肉伸展的外力除去后又恢的外力除去后又恢复到原来长度的特复到原来长度的特性称为肌肉的性称为肌肉的弹性弹性。肌肉的肌肉的粘滞性粘滞性是是指肌肉收缩时，由于指肌肉收缩时，由于肌纤维内胶状物质分肌纤维内胶状物质分子间的摩擦及肌纤维子间的摩擦及肌纤维彼此间摩擦产生的阻彼此间摩擦产生的阻力，使肌肉活动迟缓力，使肌肉活动迟缓的特性。的特性。3 肌肉的松弛肌肉的松弛 被拉长的肌肉，其张力有随时间的延被拉长的肌肉，其张力有随时间的延长而下降的特性，这一特性称长而下降的特性，这一特性称肌肉松弛肌肉
15、松弛。（一）肌肉的结构力学模型（一）肌肉的结构力学模型收缩元收缩元：它代表肌节中的肌动它代表肌节中的肌动蛋白微丝和肌球蛋白微丝。兴蛋白微丝和肌球蛋白微丝。兴奋时可产生张力，称为奋时可产生张力，称为主动张主动张力力。并联弹性元并联弹性元：代表肌束膜及肌代表肌束膜及肌纤维等结缔组织。当被动牵拉纤维等结缔组织。当被动牵拉时产生弹力，称为时产生弹力，称为被动张力被动张力。串联弹性元串联弹性元：代表肌微丝、横代表肌微丝、横桥及闺盘的固有弹性，当收缩桥及闺盘的固有弹性，当收缩元兴奋后，使肌肉具有元兴奋后，使肌肉具有弹性弹性。1 模型的性质模型的性质 肌肉在无负荷状态下的长度称为肌肉在无负荷状态下的长度称为
16、平衡长度平衡长度(或叫自由长度或叫自由长度)。这时肌肉的弹力等于零。这时肌肉的弹力等于零。（1）平衡长度）平衡长度（2）潜伏期）潜伏期 生物力学研究表明，肌肉的兴奋与产生收生物力学研究表明，肌肉的兴奋与产生收缩并缩并不同步不同步，肌肉兴奋后收缩元的张力首先使，肌肉兴奋后收缩元的张力首先使串联弹性元变形，其张力发生变化，因此肌肉串联弹性元变形，其张力发生变化，因此肌肉张力的发展需要一个过程。只有当肌肉张力发张力的发展需要一个过程。只有当肌肉张力发展到大于其起止点的阻力时，肌肉才开始进行展到大于其起止点的阻力时，肌肉才开始进行向心收缩，使肢体或环节产生位移。向心收缩，使肢体或环节产生位移。（3）总
17、张力总张力 依据肌肉结构力学模型可知，肌肉的总张依据肌肉结构力学模型可知，肌肉的总张力是力是收缩元产生的主动张力收缩元产生的主动张力和和并联弹件元、串并联弹件元、串联弹性元的被动张力联弹性元的被动张力迭加而成的。迭加而成的。因因串联弹性元串联弹性元本身结构所决定的其弹性较本身结构所决定的其弹性较小，不容易发生拉伸形变，它主要起小，不容易发生拉伸形变，它主要起传导力传导力的的作用。作用。（三）肌肉收缩的形式（三）肌肉收缩的形式 肌肉产生的张力肌肉产生的张力不足以克服不足以克服一定阻力一定阻力使身体某一部分发生使身体某一部分发生移动，而肌肉移动，而肌肉长度保长度保持不变持不变，便可认为肌，便可认为
18、肌肉在进行等长收缩。肉在进行等长收缩。向心收缩也称克制向心收缩也称克制性收缩，当肌肉产生的性收缩，当肌肉产生的张力张力足以克服阻力足以克服阻力，使，使肌肉明显缩短，其环节肌肉明显缩短，其环节的运动方向与肌肉收缩的运动方向与肌肉收缩方向一致方向一致时，认为肌肉时，认为肌肉在进行向心收缩。在进行向心收缩。一定的阻力克服肌肉张力致使肌肉被拉长，既一定的阻力克服肌肉张力致使肌肉被拉长，既阻力距大于肌力距，其环节的运动方向与肌肉收缩阻力距大于肌力距，其环节的运动方向与肌肉收缩方向相反方向相反，认为是离心收缩，也称为退让性收缩。，认为是离心收缩，也称为退让性收缩。1 等长收缩等长收缩3 离心收缩离心收缩2
19、 向心收缩向心收缩（四）肌肉收缩功、功率（四）肌肉收缩功、功率 肌肉做功时所克肌肉做功时所克服的阻力，包括服的阻力，包括肌肉肌肉的内阻力的内阻力和和外阻力外阻力。因此，肌肉做功相应因此，肌肉做功相应的分为内功和外功。的分为内功和外功。通常所讲的肌肉做功通常所讲的肌肉做功是指是指肌肉作外功，即肌肉作外功，即机械功。机械功。体育运动成绩的高低体育运动成绩的高低及动作技术质量的优劣，及动作技术质量的优劣，往往取决于完成动作过程往往取决于完成动作过程中，肌肉功率的大小。也中，肌肉功率的大小。也就是说取决于人体肌肉中就是说取决于人体肌肉中的的化学能转化为机械能的化学能转化为机械能的速度。速度。P=w/t
20、=F*S/t=F*V2 肌肉功率肌肉功率1 肌肉做功肌肉做功3 肌肉的功率在性别、项目上的差异肌肉的功率在性别、项目上的差异（1）性别差异性别差异：运动时肌肉输出的功率因男女性别的运动时肌肉输出的功率因男女性别的不同存在着较明显的差异。不同存在着较明显的差异。（2）专项差异专项差异：研究表明不同的运动项目其肌肉的功研究表明不同的运动项目其肌肉的功率存在着一定的差异。率存在着一定的差异。伸膝功率比较：伸膝功率比较：短跑短跑 中距离跑中距离跑 长距离跑长距离跑（五）肌力变化梯度（五）肌力变化梯度Ft1t2t3tAB 练习中人体所发挥练习中人体所发挥的肌肉力量是不断改变的肌肉力量是不断改变的，在很多
21、体育运动中的，在很多体育运动中往往要求运动员在极短往往要求运动员在极短时间内发挥出最大力，时间内发挥出最大力，一般称一般称爆发用力爆发用力。爆发。爆发性用力结束后，肌肉进性用力结束后，肌肉进入放松阶段，这种入放松阶段，这种极短极短时间内肌力的变化时间内肌力的变化称称力力的梯度的梯度。四四 腱与韧带生物力学分析腱与韧带生物力学分析（一）韧带和肌腱的应力（一）韧带和肌腱的应力-应变曲线应变曲线 在肌腱和韧带中，胶原纤维和弹性纤在肌腱和韧带中，胶原纤维和弹性纤维的排列不同，以满足各种不同的功能要求。维的排列不同，以满足各种不同的功能要求。肌腱纤维肌腱纤维几乎完全是几乎完全是平行排列平行排列的，这使的
22、，这使他能够承受很高的拉伸载荷。他能够承受很高的拉伸载荷。韧带韧带的结构的结构方向一致性较差方向一致性较差，排列情况，排列情况随韧带的功能不同而变化。随韧带的功能不同而变化。在拉伸试验中，在拉伸试验中，胶原纤维胶原纤维一开始稍有伸长，但随着载荷一开始稍有伸长，但随着载荷的增加，它的强度迅速增加至的增加，它的强度迅速增加至屈服点。过了屈服点后就产生屈服点。过了屈服点后就产生非弹性变形直至破坏。破坏变非弹性变形直至破坏。破坏变形的范围在形的范围在6%-8%6%-8%之间。之间。应应力力应变应变/%0510应应力力100200 弹性纤维弹性纤维施加低载荷即可产施加低载荷即可产生很大的伸长变形（为原始
23、的生很大的伸长变形（为原始的两倍多）随着载荷的增加弹性两倍多）随着载荷的增加弹性纤维的强度突然增加，并且毫纤维的强度突然增加，并且毫无变形地突然破裂。无变形地突然破裂。负负载载荷荷伸长伸长/%12345 膝关节前交叉韧膝关节前交叉韧带的载荷变形曲线。带的载荷变形曲线。黄韧带的载荷变形曲线黄韧带的载荷变形曲线 应应力力应变应变/%70（二）影响韧带和肌腱力学特性的因（二）影响韧带和肌腱力学特性的因素素 1 1 韧带和肌腱同肌肉、软骨、血管壁、皮肤韧带和肌腱同肌肉、软骨、血管壁、皮肤等一样，属于等一样，属于粘弹性材料粘弹性材料，其力学条件依赖于，其力学条件依赖于温度、加载的速度、应变量等试验条件。
24、温度、加载的速度、应变量等试验条件。2 2 韧带的强度和刚度韧带的强度和刚度受应力大小受应力大小的影响的影响3 3 运动训练运动训练对韧带力学性质的影响对韧带力学性质的影响4 4 年龄年龄对韧带力学性质的影响对韧带力学性质的影响5 5 时间时间对韧带力学性质的影响对韧带力学性质的影响五五 关节生物力学分析关节生物力学分析（一）关节的运动学（一）关节的运动学 1 关节的基本运动形式关节的基本运动形式（1）角度运动角度运动 邻近两骨间产生角邻近两骨间产生角度改变的相对转动，称度改变的相对转动，称为角度运动。通常有为角度运动。通常有屈屈、伸伸和和收收、展展两种运动形两种运动形态。态。（2）旋转运动旋
25、转运动 骨绕骨绕垂直轴垂直轴的运动的运动称为旋转运动，由前向称为旋转运动，由前向内的旋转称为内的旋转称为旋内旋内，由，由前向外的旋转称之前向外的旋转称之旋外旋外。2 关节运动幅度及测量方法关节运动幅度及测量方法（1）影响关节运动幅度的因素：）影响关节运动幅度的因素：构成关节的两关节构成关节的两关节面弧度差面弧度差 关节周围软组织的结关节周围软组织的结构和力学特性构和力学特性 一般关节囊薄而松弛，一般关节囊薄而松弛，韧带和筋膜少而弱，肌韧带和筋膜少而弱，肌肉伸展性和弹性好，肌肉伸展性和弹性好，肌肉长度长，关节运动幅肉长度长，关节运动幅度越大，反之亦然。度越大，反之亦然。（2）关节运动幅度的测量方
26、法）关节运动幅度的测量方法 目前测量关节运动幅度的常用方法目前测量关节运动幅度的常用方法有：有：摄影测量摄影测量、录像测量录像测量、x x光摄影测光摄影测量量、关节测量器测量关节测量器测量、电子关节角度仪电子关节角度仪测量测量。3 关节的灵活性和稳固性关节的灵活性和稳固性 关节具有关节具有灵活性灵活性以便于人体适应于各种灵活以便于人体适应于各种灵活运动；关节的运动；关节的稳固性稳固性以保证人体在运动中维持动以保证人体在运动中维持动态平衡，使关节在复杂多变的运动过程中处于合态平衡，使关节在复杂多变的运动过程中处于合理的工作状态，免受伤害。理的工作状态，免受伤害。1 1 影响关节灵活性的因素影响关
27、节灵活性的因素 2 2 维持关节稳固性的因素维持关节稳固性的因素 从关节的结构力学从关节的结构力学特性分析，特性分析，关节面软骨关节面软骨、关节腔关节腔、关节腔内的滑关节腔内的滑液液、滑膜皱襞滑膜皱襞、粘液囊粘液囊等因素有利于关节的灵等因素有利于关节的灵活性。活性。维持关节稳固性的因素维持关节稳固性的因素有骨骼、肌肉、韧带、关节有骨骼、肌肉、韧带、关节囊、关节软骨和关节腔内的囊、关节软骨和关节腔内的负压等。其中，负压等。其中，骨骼骨骼、韧带韧带和和肌肉肌肉在维持关节稳固性方在维持关节稳固性方面作用更为突出。面作用更为突出。4 人体主要关节人体主要关节关节角关节角：构成关节的两环节之间的夹角称为
28、关构成关节的两环节之间的夹角称为关节角。节角。（1 1）人体关节、环节的概念）人体关节、环节的概念关节关节：骨与骨以骨与骨以结缔组织结缔组织相连结构成关节。相连结构成关节。环节环节：是指能绕关节运动轴进行运动的人体的是指能绕关节运动轴进行运动的人体的某一部分（头、躯干、上肢、下肢）或肢体的某一部分（头、躯干、上肢、下肢）或肢体的某一部分（上臂、下臂、手、大腿）转动。某一部分（上臂、下臂、手、大腿）转动。肩关节运动中的稳定肩关节运动中的稳定性，主要依靠性，主要依靠三角肌三角肌和和肩肩袖肌袖肌的作用维持。冈上肌的作用维持。冈上肌拉肱骨头靠紧关节盂形成拉肱骨头靠紧关节盂形成支点，同时三角肌起主要支点
29、，同时三角肌起主要悬吊作用，以防止上肢的悬吊作用，以防止上肢的重力或因持重而造成肩关重力或因持重而造成肩关节脱臼。节脱臼。（2）肩关节）肩关节 肩关节在后矢状面上肩关节在后矢状面上向后侧上举后向后侧上举后后伸后伸可以达可以达到到6060左右，左右，水平屈曲水平屈曲（上臂在水平平面向前运（上臂在水平平面向前运动），正常范围约动），正常范围约135135，做做相反相反方向的正常范围的方向的正常范围的4545。在冠状面。在冠状面上举上举9090的位置上，的位置上，内旋内旋和和外旋外旋各各达到达到9090，提供最大的，提供最大的总总旋转度旋转度180180。（3）肘关节）肘关节 肘关节由三个关节肘关节
30、由三个关节组成：组成：肱尺肱尺、肱桡肱桡、近近侧桡尺关节侧桡尺关节。具有两种。具有两种活动：活动：铰链活动铰链活动（屈曲（屈曲和伸展）和和伸展）和前臂旋转活前臂旋转活动动（旋前和旋后）。肘（旋前和旋后）。肘的屈伸幅度，取决于其的屈伸幅度，取决于其组成部分和角度值，即组成部分和角度值，即关节面相对部分的弧度。关节面相对部分的弧度。（4）腕关节）腕关节 腕关节腕关节由由桡腕关节桡腕关节和和腕间关节腕间关节构成。腕关构成。腕关节是一个典型的节是一个典型的椭圆关椭圆关节节，可绕两轴运动。腕，可绕两轴运动。腕关节的关节的额状轴额状轴可做屈伸可做屈伸运动，前者运动范围为运动，前者运动范围为60-7060-
31、70，后者为，后者为4545；绕绕矢状轴矢状轴可做内收外展可做内收外展运动，前者运动范围为运动，前者运动范围为35-4035-40，后者为，后者为2020。（5）髋关节髋关节矢状面矢状面：屈曲从屈曲从0 0到大约到大约140140，伸展幅度伸展幅度0 0-15-15冠状面冠状面：外展外展0 0-30-30，内收，内收0 0-2525横向平面横向平面：当髋关节屈曲时，外旋当髋关节屈曲时，外旋0 0-90-90，内旋，内旋0 0-70-70（6）膝关节）膝关节 膝关节是由膝关节是由胫骨关胫骨关节节和和髌骨关节髌骨关节组成的双组成的双关节结构。关节结构。胫骨关节中，关节胫骨关节中，关节面活动在三个平
32、面中同面活动在三个平面中同时发生，但在时发生，但在矢状面矢状面活活动最大。动最大。在髌骨关节，关节在髌骨关节，关节面活动同时发生于两个面活动同时发生于两个平面内，平面内，冠状面冠状面的活动的活动比横截面大。比横截面大。（7）踝关节）踝关节踝关节基本上是个单踝关节基本上是个单向关节，向关节，活动幅度：踝关节在活动幅度：踝关节在矢状面矢状面上的总活动幅上的总活动幅度约为度约为4545，背屈，背屈1010-20-20，其余的，其余的2525-35-35为跖屈。为跖屈。（二）关节动力学（二）关节动力学 一般作用在关节上的力有体重、外加载一般作用在关节上的力有体重、外加载荷、地面支撑反作用力、肌肉及韧带
33、的力、惯荷、地面支撑反作用力、肌肉及韧带的力、惯性力等。性力等。体重体重、外加载荷外加载荷和和地面支撑反作用力地面支撑反作用力可以测定。可以测定。（一）人体运动偶及运动链（一）人体运动偶及运动链 两个相邻（骨）环节之间的可动连接叫做两个相邻（骨）环节之间的可动连接叫做人体运动偶。生物运动偶包括相邻的人体运动偶。生物运动偶包括相邻的两个环节两个环节和和连接在连接在这两个这两个环节环节之之间间的的关节关节。1 人体运动偶人体运动偶2 生物运动链生物运动链及类别及类别（1）生物运动链）生物运动链 生物运动链是生物运动链是两个或两个以上生物运动偶两个或两个以上生物运动偶的串联式连接。的串联式连接。六六
34、 身体环节的连结身体环节的连结生物运动链根据其结构特点可以分为开放生物运动链根据其结构特点可以分为开放链和封闭链两种。链和封闭链两种。封闭链封闭链：末端无：末端无游离环节的运动游离环节的运动链。链。（2）生物运动链的类别）生物运动链的类别开放链开放链：末端为自：末端为自由环节的生物运动由环节的生物运动链。链。（二）运动的约束及自由度（二）运动的约束及自由度 物体有约束时其运动自由度减少。物体有约束时其运动自由度减少。当把物体某当把物体某一点固定一点固定时，其时，其自由度为三自由度为三个个，这时，这时不能产生平动不能产生平动，只能以三个坐标轴为，只能以三个坐标轴为轴发生转动。轴发生转动。当物体的
35、某当物体的某两点固定两点固定时，只有时，只有一个自由一个自由度度，既以两点的连线为，既以两点的连线为轴的转动轴的转动。当物体上当物体上任意三点固定任意三点固定时，则时，则自由度为自由度为零零，不产生任何方向的平动和转动不产生任何方向的平动和转动。（三）人体运动系统力学实例分析（三）人体运动系统力学实例分析 1 1 下肢起跳落地瞬间，下肢运动链由开放链下肢起跳落地瞬间，下肢运动链由开放链变成封闭链；以地面为固定支撑点，各环节变成封闭链；以地面为固定支撑点，各环节动点绕骨关节定点骨相对运动。动点绕骨关节定点骨相对运动。1 人体运动链分析人体运动链分析 跖骨绕跖趾关节相对近节趾关节跖骨绕跖趾关节相对
36、近节趾关节运动，跖趾关节屈，参与肌群：跖骨长运动，跖趾关节屈，参与肌群：跖骨长肌和拇长屈肌，做向心运动。肌和拇长屈肌，做向心运动。小腿骨绕足关节相对运动，踝关节小腿骨绕足关节相对运动，踝关节跖骨屈，参与肌群：小腿三头肌和胫骨跖骨屈，参与肌群：小腿三头肌和胫骨后肌，做向心运动。后肌，做向心运动。2 关节肌肉分析关节肌肉分析 骨盆绕髋关节相对大腿骨运动，髋骨盆绕髋关节相对大腿骨运动，髋关节关节伸，伸，参与肌群参与肌群：臀大肌和股后肌群，：臀大肌和股后肌群，做做向心运动向心运动。大腿骨绕膝关节相对小腿骨运动，大腿骨绕膝关节相对小腿骨运动，膝关节伸，参与的肌群：大腿股四头膝关节伸，参与的肌群：大腿股四
37、头肌，做向心运动。肌，做向心运动。近节跖骨关节相对近节跖骨关节相对于远端跖骨运动，于远端跖骨运动，趾关节去，参与肌趾关节去，参与肌群：跖骨长肌和拇群：跖骨长肌和拇长屈肌，做向心运长屈肌，做向心运动。动。下肢各环节的外力主要以下肢各环节的外力主要以人体人体重力重力为主，在踏板瞬间，为主，在踏板瞬间，身体各身体各关节、肌肉协调发力关节、肌肉协调发力，保证了运动生物链中各环节保证了运动生物链中各环节的运动方向，控制运动速度，的运动方向，控制运动速度，通过制动限制运动幅度，并通过制动限制运动幅度，并在这个过程中实现在这个过程中实现力学量的力学量的传递传递。从而使人体获得有助。从而使人体获得有助于跳远起跳的支撑反作用力，于跳远起跳的支撑反作用力，更好的完成技术动作。更好的完成技术动作。3 动力学分析动力学分析课堂小结：一一 人体结构力学基础人体结构力学基础二二 骨骼生物力学分析骨骼生物力学分析三三 肌肉生物力学分析肌肉生物力学分析四四 腱与韧带生物力学分析腱与韧带生物力学分析五五 关节生物力学分析关节生物力学分析 六六 身体环节的连结身体环节的连结作业：作业：从运动学、动力学和肌肉力从运动学、动力学和肌肉力学角度对自己的专项进行技学角度对自己的专项进行技术分析。术分析。
