2025年大學(xué)《體能訓(xùn)練》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在訓(xùn)練中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)中，描述物體位置變化的物理量是？(A)速度(B)加速度(C)位移(D)力2.下列哪個(gè)指標(biāo)通常用來(lái)衡量關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的幅度？(A)角速度(B)角加速度(C)關(guān)節(jié)活動(dòng)度(ROM)(D)慣性力3.使用高速攝像機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，其主要目的是獲??？(A)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的地面反作用力(B)運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)(C)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量消耗(D)運(yùn)動(dòng)肌肉的生理橫截面積4.在分析跑步動(dòng)作的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，通常關(guān)注哪個(gè)生物力學(xué)參數(shù)？(A)最大速度(B)平均步頻(C)地面反作用力垂直分量的大小和方向(D)腿擺動(dòng)的最大角度5.下列哪項(xiàng)技術(shù)通常用于測(cè)量作用在人體關(guān)節(jié)上的瞬時(shí)力？(A)測(cè)力臺(tái)(B)陀螺儀(C)高速攝像系統(tǒng)(D)關(guān)節(jié)角測(cè)量器6.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理在制定力量訓(xùn)練計(jì)劃時(shí)，主要應(yīng)用于？(A)確定訓(xùn)練頻率(B)選擇合適的負(fù)荷重量（即1RM的百分比）(C)規(guī)定休息間隔時(shí)間(D)決定訓(xùn)練項(xiàng)目種類(lèi)7.投擲運(yùn)動(dòng)中，為了增大出手速度，運(yùn)動(dòng)員常采用增加投擲距離的技術(shù)，這主要利用了？(A)動(dòng)量守恒定律(B)動(dòng)量矩定理(C)能量轉(zhuǎn)換原理(D)牛頓第三定律8.分析深蹲動(dòng)作時(shí)，關(guān)注膝關(guān)節(jié)屈伸角度的變化對(duì)于評(píng)估什么非常重要？(A)核心肌群激活程度(B)踝關(guān)節(jié)柔韌性(C)膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模式是否在安全范圍內(nèi)(D)運(yùn)動(dòng)員的柔韌性水平9.使用慣性傳感器（如加速度計(jì)）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析的主要優(yōu)勢(shì)在于？(A)無(wú)需外部標(biāo)記點(diǎn)，便攜性好(B)可直接測(cè)量地面反作用力(C)能精確測(cè)量關(guān)節(jié)角速度(D)適用于所有類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)分析10.生物力學(xué)在預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷中的應(yīng)用包括？(A)確定最大心率區(qū)間(B)分析不正確的動(dòng)作模式并提出改進(jìn)建議(C)測(cè)量運(yùn)動(dòng)員的最大攝氧量(D)評(píng)估運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充效果二、名詞解釋?zhuān)款}3分，共15分。請(qǐng)給出每個(gè)名詞的簡(jiǎn)要定義）1.運(yùn)動(dòng)學(xué)2.動(dòng)力學(xué)3.合成運(yùn)動(dòng)4.關(guān)節(jié)力矩5.運(yùn)動(dòng)學(xué)鏈三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述速度和加速度在描述運(yùn)動(dòng)時(shí)的區(qū)別。2.解釋在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣的重要性。3.簡(jiǎn)述應(yīng)用生物力學(xué)原理分析一個(gè)跑步技術(shù)動(dòng)作的基本步驟。4.為什么在進(jìn)行力量訓(xùn)練時(shí)，了解肌肉的作功和功率輸出是重要的？四、計(jì)算題（每題6分，共12分）1.某運(yùn)動(dòng)員在10秒內(nèi)加速跑出30米，假設(shè)加速度恒定，請(qǐng)計(jì)算其平均速度和加速度。2.假設(shè)一名舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起重100公斤的杠鈴時(shí)，將杠鈴舉高1.5米，舉起過(guò)程耗時(shí)2秒。請(qǐng)估算該運(yùn)動(dòng)員在此動(dòng)作中克服重力所做的功。（忽略杠鈴自身重力勢(shì)能變化，g=9.8m/s2）五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)/分析題（每題8分，共16分）1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，用于評(píng)估不同跑鞋的緩沖性能對(duì)跑者下肢關(guān)節(jié)（如膝關(guān)節(jié)）沖擊力的影響。請(qǐng)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的基本思路、需要測(cè)量的關(guān)鍵生物力學(xué)參數(shù)以及數(shù)據(jù)分析方法。2.假設(shè)你獲得了一組運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行跳躍訓(xùn)練前后的下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)度（ROM）數(shù)據(jù)。請(qǐng)簡(jiǎn)述你會(huì)如何分析這些數(shù)據(jù)，以判斷該訓(xùn)練對(duì)提高關(guān)節(jié)靈活性的效果，并指出分析中需要關(guān)注的問(wèn)題。六、案例分析題（10分）某初學(xué)者在進(jìn)行臥推訓(xùn)練時(shí)，由于技術(shù)動(dòng)作不熟練，常常將杠鈴軌跡控制在較低位置，且下放時(shí)手臂過(guò)度彎曲。請(qǐng)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的原理，分析該動(dòng)作模式可能帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)（至少指出兩種關(guān)節(jié)或部位的風(fēng)險(xiǎn)），并提出至少兩條基于生物力學(xué)分析的改進(jìn)建議。試卷答案一、選擇題1.(C)2.(C)3.(B)4.(C)5.(A)6.(B)7.(B)8.(C)9.(A)10.(B)二、名詞解釋1.運(yùn)動(dòng)學(xué)：研究物體運(yùn)動(dòng)geometricpattern（幾何模式）而不考慮引起運(yùn)動(dòng)的力。它關(guān)注位置、位移、速度、加速度等參數(shù)。2.動(dòng)力學(xué)：研究引起物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因，即力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。3.合成運(yùn)動(dòng)：指一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)可以看作由幾個(gè)simpler（更簡(jiǎn)單）的運(yùn)動(dòng)組合而成，常用于分析復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。4.關(guān)節(jié)力矩：作用在關(guān)節(jié)上的使關(guān)節(jié)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效果的力與力臂的乘積，是驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵因素。5.運(yùn)動(dòng)學(xué)鏈：由多個(gè)剛性體（如骨骼）通過(guò)關(guān)節(jié)連接而成的串聯(lián)或并聯(lián)結(jié)構(gòu)，人體四肢是典型的運(yùn)動(dòng)學(xué)鏈。三、簡(jiǎn)答題1.速度描述物體位置隨時(shí)間的變化率，是標(biāo)量（只有大?。┗蚴噶浚ㄓ写笮『头较颍?。加速度描述速度隨時(shí)間的變化率，也是標(biāo)量或矢量。速度關(guān)注“多快”、“朝哪里”，加速度關(guān)注速度變化的“快慢”和“朝哪個(gè)方向”。2.數(shù)據(jù)采樣是在連續(xù)變化的物理量（如位移、速度）中，按一定時(shí)間間隔獲取離散點(diǎn)的過(guò)程。其重要性在于：1)將連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可處理的數(shù)字形式；2)確保采集到的數(shù)據(jù)能夠足夠精確地反映運(yùn)動(dòng)特征；3)避免丟失重要信息，滿足后續(xù)分析（如計(jì)算速度、加速度）的要求。3.應(yīng)用生物力學(xué)分析跑步技術(shù)的基本步驟：1)確定分析目的（如提高效率、預(yù)防損傷）；2)選擇合適的分析指標(biāo)（如步態(tài)周期參數(shù)、關(guān)節(jié)角度、地面反作用力）；3)確定分析手段（如錄像分析、測(cè)力臺(tái)）；4)獲取并整理數(shù)據(jù)；5)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定量或定性分析，與正常值或優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員模式比較；6)識(shí)別技術(shù)缺陷或生物力學(xué)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；7)基于分析結(jié)果提出具體的改進(jìn)建議。4.了解肌肉作功和功率輸出重要，因?yàn)椋?)作功（功=力×距離）直接關(guān)系到肌肉能量消耗和輸出；2)功率（功率=功/時(shí)間）反映了肌肉做功的效率和能力，特別是在需要快速發(fā)力的運(yùn)動(dòng)中（如跳躍、投擲），高功率輸出是關(guān)鍵。這有助于制定更科學(xué)、高效的訓(xùn)練計(jì)劃。四、計(jì)算題1.平均速度=總位移/總時(shí)間=30米/10秒=3米/秒。加速度=(末速度-初速度)/時(shí)間=(3米/秒-0米/秒)/10秒=0.3米/秒2。2.功=力×距離×cos(θ)。這里力是杠鈴重力（100公斤×9.8米/秒2=980牛頓），距離是舉起的高度（1.5米），角度θ是0度（力的方向與位移方向相同），cos(0)=1。功=980牛頓×1.5米×1=1470焦耳。（注意：題目中“舉起過(guò)程耗時(shí)2秒”在此計(jì)算功的公式中未使用，因?yàn)楣H取決于力、距離和方向）。五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)/分析題1.實(shí)驗(yàn)方案：讓相同組別的跑者穿著不同品牌/設(shè)計(jì)的跑鞋（至少兩種，一種對(duì)照組如普通跑鞋）在標(biāo)準(zhǔn)跑道上以固定速度（如跑步機(jī)或測(cè)力臺(tái)上）跑一定距離（如100米）。使用測(cè)力臺(tái)測(cè)量跑鞋著地瞬間和離地瞬間跑者足底壓力中心點(diǎn)的垂直地面反作用力（GRF）峰值和沖量（沖量=力×?xí)r間積分，代表沖擊能量）。同時(shí)使用高速攝像系統(tǒng)記錄跑者下肢關(guān)節(jié)（如膝關(guān)節(jié)）在跑動(dòng)過(guò)程中的角度變化，特別是最大屈伸角度。數(shù)據(jù)分析：比較不同跑鞋條件下測(cè)得的GRF峰值和沖量差異，以及下肢關(guān)節(jié)角度范圍的變化。若某跑鞋能顯著降低GRF峰值和沖量，且關(guān)節(jié)活動(dòng)度在安全范圍內(nèi)，則認(rèn)為其緩沖性能較好。2.數(shù)據(jù)分析：首先計(jì)算每位運(yùn)動(dòng)員跳躍前后的下肢主要關(guān)節(jié)（如踝、膝、髖）的ROM平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。比較前后測(cè)ROM的變化量（增加值）。分析時(shí)需關(guān)注：1)ROM增加是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（可用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)）；2)哪個(gè)關(guān)節(jié)的靈活性提高最顯著；3)ROM的增加是否在正常生理范圍內(nèi)，是否存在過(guò)度柔韌的風(fēng)險(xiǎn)；4)跳躍表現(xiàn)（如跳躍高度）是否同時(shí)得到改善，以驗(yàn)證訓(xùn)練效果。六、案例分析題風(fēng)險(xiǎn)：1.膝關(guān)節(jié)：低杠位臥推時(shí)，杠鈴靠近膝蓋，可能導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)伸展角度過(guò)大，增加膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)腔壓力和軟骨磨損風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在膝關(guān)節(jié)本身有問(wèn)題的個(gè)體中。2.肩關(guān)節(jié)：手臂過(guò)度彎曲（大于90度）可能導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)盂肱關(guān)節(jié)過(guò)度前傾或