2025年大學《智能體育工程》專業(yè)題庫——體育運動中的運動生物力學研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在運動生物力學中，描述人體環(huán)節(jié)位置變化的參數(shù)是（）。A.速度B.加速度C.位移D.力矩2.以下哪項不是測量關節(jié)活動度（ROM）的常用方法？（）A.運動捕捉系統(tǒng)B.視覺測量C.關節(jié)角度測量儀D.肌電信號（EMG）3.牛頓第二定律在運動生物力學中通常表示為F=ma，其中a代表（）。A.位移B.速度C.加速度D.角速度4.地面反作用力（GRF）是指（）。A.運動員施加在地面上的力B.地面施加在運動員身上的力C.運動員肌肉產(chǎn)生的力D.重力5.肌肉收縮時，肌纖維縮短并產(chǎn)生張力，這種工作模式稱為（）。A.等長收縮B.向心收縮C.離心收縮D.靜態(tài)收縮6.功率是指（）。A.力乘以位移B.力除以位移C.功除以時間D.力乘以時間7.運動生物力學研究中，使用力臺主要目的是測量（）。A.關節(jié)角度B.人體尺寸C.地面反作用力D.人體質量8.常用的三維運動捕捉系統(tǒng)通常使用（）來標定標記點的空間位置。A.光學三角測量原理B.電磁感應原理C.超聲波測距原理D.激光雷達原理9.在智能運動裝備設計中，運動生物力學知識主要用于（）。A.確定裝備的營銷策略B.設計裝備的外觀和顏色C.優(yōu)化裝備的結構以提升運動表現(xiàn)或舒適度D.制定裝備的生產(chǎn)工藝10.下列哪項技術不屬于運動生物力學分析中常用的傳感器技術？（）A.壓力傳感器B.加速度傳感器C.肌電傳感器D.顏色傳感器二、填空題（每空1分，共15分）1.運動生物力學是研究______的學科，它涉及力學原理在______中的應用。2.關節(jié)的角度變化范圍被稱為______。3.描述物體運動快慢和方向的物理量是______。4.力矩是力使物體繞______轉動的效應。5.肌肉做功的過程伴隨著能量的______和轉換。6.生物能量學是研究人體運動時______的學科。7.力臺能夠測量作用在其臺面上的______和______。8.運動捕捉系統(tǒng)通過追蹤標記點的______來確定其空間位置。9.在分析跑步動作時，步頻和步長是兩個重要的______參數(shù)。10.虛擬現(xiàn)實（VR）技術可以用于創(chuàng)建______的運動訓練環(huán)境。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.運動學2.動力學3.肌肉效率4.人體測量學5.運動生物力學模型四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述位移、速度和加速度之間的關系。2.簡述向心收縮和離心收縮的區(qū)別。3.簡述地面反作用力（GRF）在跑步運動中的主要作用。4.簡述運動生物力學研究中，使用傳感器技術的優(yōu)勢。五、計算題（每題6分，共12分）1.某運動員在跑步過程中，膝關節(jié)的最大屈角為160度，最小屈角為20度。請計算該運動員膝關節(jié)的活動度（ROM）。2.假設一個運動員在水平方向上以5m/s的速度勻速直線運動，受到的阻力為50N。請計算該運動員克服阻力所做的功率（假設運動方向與阻力方向相反）。六、論述題（10分）結合智能體育工程的背景，論述運動生物力學分析技術在提升運動員表現(xiàn)和預防運動損傷方面的作用，并舉例說明。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.C4.B5.B6.C7.C8.A9.C10.D二、填空題1.人體運動2.關節(jié)活動度(ROM)3.速度4.轉軸(或旋轉中心)5.消耗(或消耗與轉換)6.能量代謝(或能量消耗與利用)7.大小(或力),方向(或方向)8.三維位置(或位置)9.運動學10.沉浸式(或虛擬)三、名詞解釋1.運動學：研究物體（或人體環(huán)節(jié)）位置、速度和加速度等運動學參數(shù)，而不考慮引起運動的力或質量。2.動力學：研究物體（或人體環(huán)節(jié)）運動狀態(tài)改變的原因，主要關注力與運動之間的關系。3.肌肉效率：指肌肉做功時，輸出功與輸入功（或代謝消耗能量）的比率，反映能量轉換的效率。4.人體測量學：測量和記錄人體各部分尺寸、形態(tài)和比例的學科，為運動生物力學研究提供人體模型參數(shù)。5.運動生物力學模型：使用數(shù)學方法（如剛體模型、多剛體模型）來模擬和描述人體運動，以便分析運動學、動力學參數(shù)。四、簡答題1.解析思路：位移是位置的變化量；速度是位移對時間的變化率；加速度是速度對時間的變化率。因此，速度描述了位移變化的快慢，加速度描述了速度變化的快慢。它們之間存在微分關系：v=ds/dt,a=dv/dt=d2s/dt2。2.解析思路：向心收縮是指肌肉收縮時長度縮短，產(chǎn)生使環(huán)節(jié)朝向運動中心運動的力；離心收縮是指肌肉收縮時長度伸長，產(chǎn)生使環(huán)節(jié)遠離運動中心運動的力。兩者都是肌肉收縮產(chǎn)生張力，但運動方向相反。3.解析思路：GRF是地面給予運動員的支持力，其垂直分量支持體重，水平分量推動運動員前進。在跑步中，GRF的最大垂直分量出現(xiàn)在腳跟著地瞬間，幫助緩沖；水平分量推動身體向前，是產(chǎn)生加速度的主要動力來源。4.解析思路：傳感器技術可以直接、客觀、非侵入地測量生理參數(shù)（如肌電、心電）或力學參數(shù)（如力、壓力、加速度），數(shù)據(jù)精度高、實時性好。結合數(shù)據(jù)處理技術，可實現(xiàn)運動過程的自動化、智能化分析，為運動訓練和康復提供科學依據(jù)。五、計算題1.解析思路：ROM=最大角度-最小角度=160度-20度=140度。2.解析思路：功率(P)=力(F)×速度(v)。注意速度方向與阻力方向相反，意味著力做正功。P=50N×5m/s=250W。六、論述題解析思路：運動生物力學分析技術通過測量和分析運動員運動時的生物力學參數(shù)（如關節(jié)角度、速度、加速度、力），可以幫助教練和運動員了解技術動作的特征和優(yōu)劣。例如，通過分析跑步姿態(tài)的生物力學參數(shù)，可以優(yōu)化步態(tài)，減少能量消耗，提高跑步效率；通過分析跳躍動作的力與運動學參數(shù)，可以提升跳