1、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（1）教學(xué)主題：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)概論教學(xué)目標(biāo)：1、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的概念； 2、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的任務(wù) 3、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展史教學(xué)重點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的概念教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的概念學(xué)習(xí)要求：使學(xué)生了解運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)這門學(xué)科的定義，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的學(xué)科性質(zhì)、研究對(duì)象、研究基本內(nèi)容等；能夠了解運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的任務(wù)和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)發(fā)展史。序號(hào)主 要 內(nèi) 容教學(xué)方式時(shí)間（分）1運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的概念講授302運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的任務(wù)講授203運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展史講授30總時(shí)間80作 業(yè)1、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的概念、學(xué)科性質(zhì)、研究對(duì)象、研究內(nèi)容。課后總結(jié)學(xué)生的相關(guān)知識(shí)掌握不太牢固，在上課過程中要熟悉相關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生可

2、后復(fù)習(xí)本課程的基礎(chǔ)課程知識(shí)。授課內(nèi)容第一章 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)概念一、 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的概念1、生物力學(xué)是研究活體系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。生物力學(xué)分為兩大類：（1）普通生物力學(xué)（或稱 理論生物力學(xué)）（2）局部生物力學(xué)（或稱 應(yīng)用生物力學(xué)），例如：人類工程生物力學(xué)、勞動(dòng)生物力學(xué)、整形生物力學(xué)等等。2、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是研究體育運(yùn)動(dòng)中人體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。人體復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)技術(shù)建立在生物學(xué)和力學(xué)的規(guī)律之上，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)用數(shù)學(xué)、力學(xué)等對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)作加以定量描述。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)從力學(xué)角度和生物學(xué)角度進(jìn)行研究，以力學(xué)、解剖學(xué)、生理學(xué)和各專項(xiàng)技術(shù)理論為基礎(chǔ)，研究人體的動(dòng)作技術(shù)原理，以及最佳運(yùn)動(dòng)技術(shù)。人體機(jī)械運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為兩種形式

3、：（1）人體自身發(fā)生的形變，即人體各環(huán)節(jié)之間相對(duì)的位移運(yùn)動(dòng)。（2）相對(duì)于其周圍環(huán)境而發(fā)生的位移運(yùn)動(dòng)。牛頓定律適用條件：剛體運(yùn)動(dòng)，而生物體會(huì)發(fā)生明顯的形變。因此在人體運(yùn)動(dòng)中具體應(yīng)用時(shí)要進(jìn)行適當(dāng)變通，研究活體時(shí)須注意各種力對(duì)生物體所做的功。二、 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容（一） 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的任務(wù)1、研究運(yùn)動(dòng)員身體結(jié)構(gòu)和機(jī)能的生物力學(xué)特征2、研究各項(xiàng)動(dòng)作技術(shù)，確立動(dòng)作技術(shù)原理，建立動(dòng)作技術(shù)模式來指導(dǎo)教學(xué)和訓(xùn)練3、結(jié)合運(yùn)動(dòng)員個(gè)人的身體形態(tài)，機(jī)能和運(yùn)動(dòng)素質(zhì)等特點(diǎn)研究適合個(gè)人的最佳動(dòng)作技術(shù)方案和進(jìn)行運(yùn)動(dòng)技術(shù)診斷。4、探索預(yù)防運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷和康復(fù)手段的力學(xué)依據(jù)5、設(shè)計(jì)和改進(jìn)運(yùn)動(dòng)器械，運(yùn)動(dòng)器械應(yīng)符合運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理

4、。（二）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的內(nèi)容1、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)概論：概念、任務(wù)內(nèi)容、發(fā)展史。2、人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)以力學(xué)理論研究人體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、靜力學(xué)、轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)等等是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。3、骨、肌肉及人體基本活動(dòng)的生物力學(xué)。如：骨、骨械桿原理、肌肉結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，肌肉收縮的力學(xué)特性和功能關(guān)系；人體各環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)的基本形式和力學(xué)原理等。4、人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集和處理。5、動(dòng)作技術(shù)的生物力學(xué)分析，如：投擲、跳遠(yuǎn)、跑步、球類、游泳等動(dòng)作的力學(xué)分析。三、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展簡史運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（2）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)的實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)（一）教學(xué)目標(biāo)：1、運(yùn)動(dòng)

5、的相對(duì)性及參考系； 2、人體運(yùn)動(dòng)的基本概念和形式教學(xué)重點(diǎn)：人體運(yùn)動(dòng)的基本概念和形式教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性及參考系序號(hào)主 要 內(nèi) 容教學(xué)方式時(shí)間（分）1運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性及參考系講授402人體運(yùn)動(dòng)的基本概念和形式講授40總時(shí)間80作業(yè)1、試述運(yùn)動(dòng)參照系與坐標(biāo)系的不同。2、比較軌跡、路程、位移三個(gè)概念的差異。課后總結(jié)聯(lián)系盡量體育活動(dòng)中的事例進(jìn)行講解效果較好。應(yīng)讓學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)的參考系等知識(shí)進(jìn)行課后鞏固。第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究是以經(jīng)典牛頓力學(xué)理論為基礎(chǔ)的，將人體近似看成質(zhì)點(diǎn)或剛體。但在具體運(yùn)用時(shí)要考慮人的生命特征。一、運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性及參考系（一）運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性（

6、二）參考系與坐標(biāo)系1、參考系（參照系）：描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)選作為參考的物體或物體群叫做參考系（或參照系）。參考系不同，結(jié)果往往不同。如田徑跑步：常取地面為參照系；體操運(yùn)動(dòng)員：取器械為參照系；人體環(huán)節(jié)：選人的重心或鄰近環(huán)節(jié)。2、坐標(biāo)系：參照系上標(biāo)上刻度即建立起了坐標(biāo)系根據(jù)選定的參照系，只能定性在描述物體的運(yùn)動(dòng)情況，若在參照系上標(biāo)定刻度，則能定量描述。坐標(biāo)系：直角坐標(biāo)系一維x：如百米跑二維xy:平面，如跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員重心確定三維xyz：立體，如排球的飄球參照系種類：慣性參照系：把相對(duì)于地球靜止的物體或相對(duì)于地球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體做為參照標(biāo)準(zhǔn)，又稱靜坐標(biāo)系或靜系。如：跑道、體操器械等。非慣性參照系：把相對(duì)

7、于地球作變速運(yùn)動(dòng)的物體作為參考標(biāo)準(zhǔn)參考系，叫非慣性參考系，又叫動(dòng)參考系或動(dòng)系。如游泳運(yùn)動(dòng)員的手臂的描述，坐標(biāo)系要建立在人體肩關(guān)節(jié)上，屬動(dòng)系。再如，河中劃船，船漿的描述。二、人體運(yùn)動(dòng)的基本概念和形式（一）軌跡、路程、位移軌跡：是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路徑，如人體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。路程：是指物體從一個(gè)位置移到另一個(gè)位置時(shí)實(shí)際運(yùn)動(dòng)路線的長度，是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的全長，路程只有數(shù)量大小，沒方向，是標(biāo)量。位移：其大小等于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的始點(diǎn)到終點(diǎn)的直線距離，其方向由始點(diǎn)指向終點(diǎn)。除直線運(yùn)動(dòng)外，位移的大小并不等于路程，一般小于路程。在田賽中，一般用位移的大小表示項(xiàng)目的成績，如投擲、跳遠(yuǎn)。在徑賽中，運(yùn)動(dòng)的長度卻按路程來度量，位移和

8、路程都用長度單位表示，如m、km、cm（二） 人體運(yùn)動(dòng)的形式1、直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)把人體簡化為質(zhì)點(diǎn),按質(zhì)點(diǎn)軌跡分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng) 直線運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)始終在一條直線上勻速運(yùn)動(dòng)或變速運(yùn)動(dòng)。 曲線運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條曲線，運(yùn)動(dòng)方向始終變化。2、平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)把人體簡化為剛體，按機(jī)械運(yùn)動(dòng)的形式分平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)平動(dòng)：如果在運(yùn)動(dòng)過程中，剛體上任意兩點(diǎn)的連線保持平行，而且長度不變，這種運(yùn)動(dòng)叫平動(dòng)。平動(dòng)可以是直線，也可以是曲線。性質(zhì)：平動(dòng)物體上各點(diǎn)在相同時(shí)間內(nèi)沿相同方向通過相同的距離，其物體上各點(diǎn)的位移、速度各加速度都相同，因此物體上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)都可以代表整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)。在研究物體平動(dòng)時(shí)，可

9、以將物體簡化成質(zhì)點(diǎn)處理。轉(zhuǎn)動(dòng)：在運(yùn)動(dòng)過程中，如果物體上各點(diǎn)都繞同一直線（即轉(zhuǎn)軸）做圓周運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)就叫轉(zhuǎn)動(dòng)。復(fù)合運(yùn)動(dòng)：人體的運(yùn)動(dòng)往往不是單純的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，絕大多數(shù)的運(yùn)動(dòng)包括平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。兩者結(jié)合的運(yùn)動(dòng)稱為復(fù)合運(yùn)動(dòng)。注：研究中通常將復(fù)合運(yùn)動(dòng)分解為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。然后把結(jié)果加以綜合，如后空翻兩周之個(gè)動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)員需跳多高才能完成：身體重心的拋物線運(yùn)動(dòng)+身體通過重心轉(zhuǎn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（3）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)的實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)（二）教學(xué)目標(biāo)：掌握人體運(yùn)動(dòng)的速度和加速度的相關(guān)知識(shí)教學(xué)重點(diǎn)：人體運(yùn)動(dòng)的基本概念和形式教學(xué)難點(diǎn)：人體運(yùn)動(dòng)的加速度序號(hào)主 要 內(nèi) 容教學(xué)方式時(shí)間（分）1人體運(yùn)動(dòng)的速度和加

10、速度講授802講授3講授總時(shí)間80作業(yè)1、一物體自起點(diǎn)（-1, 10）米移至終點(diǎn)（4, 22）米處，求其位移及起終點(diǎn)最短直線距離2、試述如何對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行合成與分解。課后總結(jié)講授時(shí)聯(lián)系運(yùn)動(dòng)學(xué)在體育運(yùn)動(dòng)中的具體應(yīng)用，提示學(xué)生在學(xué)校運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和日常體育活動(dòng)中加強(qiáng)相關(guān)的理論知識(shí)。授課內(nèi)容第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)三、人體運(yùn)動(dòng)的速度和加速度（一）速度的速率描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢程度1、速率（v）路程與通過這段路程所經(jīng)歷的時(shí)間之比，是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。表達(dá)式：v=s(路程)/ t(時(shí)間) （2-1）路程隨時(shí)間的變化率2、速度：位移與通過這段位移所經(jīng)歷的時(shí)間。是矢量，既有大小，

11、又有方向。表達(dá)式：v(速度)=（位移）/t時(shí)間（2-2）由v=/t算出的速度是平均速度注意：直線運(yùn)動(dòng)中若沿同一方向運(yùn)動(dòng)，平均速度速率和平均速度在數(shù)值上相等。例題：（見課本P20）3、瞬時(shí)速度：物體在某一時(shí)刻或通過運(yùn)動(dòng)軌跡上某一點(diǎn)的速度稱為瞬時(shí)速度，又叫即時(shí)速度。（二）加速度1、平均加速度：a= （v2- v1）/（t2-t1）=v/t (2-4) 加速度即速度隨時(shí)間的變化率（單位：米/秒2）加速度是矢量，有大小和方向，可取正、負(fù)、0值。勻變速直線運(yùn)動(dòng)：在直線運(yùn)動(dòng)中，如果任何相等的時(shí)間內(nèi)速度變化量都相等，則這種運(yùn)動(dòng)叫勻速直線運(yùn)動(dòng)，即a恒定。非勻變速直線運(yùn)動(dòng)：a變化。2、瞬時(shí)加速度用平均加速度描述

12、速度的變化是比較粗糙的瞬時(shí)加速度：就是某一瞬時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的加速度a=limv/t t0 (2-5)瞬時(shí)加速度又簡稱為加速度運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（4）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)的實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)（三）教學(xué)目標(biāo)：1、人體和機(jī)械的斜拋運(yùn)動(dòng)； 2、運(yùn)動(dòng)學(xué)量的特性教學(xué)重點(diǎn)：人體和機(jī)械的斜拋運(yùn)動(dòng)教學(xué)難點(diǎn)：人體和機(jī)械的斜拋運(yùn)動(dòng)序號(hào)主 要 內(nèi) 容教學(xué)方式時(shí)間（分）1人體和機(jī)械的斜拋運(yùn)動(dòng)講授652運(yùn)動(dòng)學(xué)量的特性講授15總時(shí)間80作業(yè)1、說明影響拋射高度的因素。2、運(yùn)動(dòng)學(xué)量的特性有哪些？課后總結(jié)上課前應(yīng)通知學(xué)生將以前所學(xué)的和本章有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)。授課內(nèi)容第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)（三）運(yùn)

13、動(dòng)的合成與分解1、運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理（運(yùn)動(dòng)的疊加原理）：若一物體同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng)（稱分運(yùn)動(dòng)），則每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)都不受其它運(yùn)動(dòng)的影響。即：一個(gè)運(yùn)動(dòng)可以看作是由各自獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)疊加而成。2、速度矢量的合成與分解（1）速度的合成：如果已知兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度（分速度）求合運(yùn)動(dòng)的速度（合速度）。（2）速度的分解：把已知的合速度分解求出它的分速度。矢量的合成與分解遵循平行四邊形法則：以合速度作平行四邊形的對(duì)角線，已知兩個(gè)分速度的方向，可求分速度的大小。已知其中一個(gè)分速度的大小和方向，也可求另一個(gè)分速度大小、方向。如：鉛球出手時(shí)的正交分解：V0x=vocosVoy=vosin3、質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)：人體運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜，腿

14、動(dòng)、上肢動(dòng)、關(guān)節(jié)動(dòng)，如標(biāo)槍的出手速度就是一種復(fù)合運(yùn)動(dòng)。 質(zhì)點(diǎn)的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)著的質(zhì)點(diǎn)（動(dòng)點(diǎn)）相對(duì)于靜參考系和運(yùn)動(dòng)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)：動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)參考系的運(yùn)動(dòng)。牽連運(yùn)動(dòng)：動(dòng)參考相對(duì)于靜參考系的運(yùn)動(dòng)，牽速運(yùn)動(dòng)是指動(dòng)參考系的運(yùn)動(dòng)。 點(diǎn)速度合成原理動(dòng)點(diǎn)的絕對(duì)速度=牽連速度+相對(duì)速度（矢量和）公式：va=ve+vrva ：絕對(duì)速度； ve：牽連速度； vr：相對(duì)速度 點(diǎn)加速度合成定理牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成相對(duì)加速度ar 相對(duì)動(dòng)系絕對(duì)加速度aa 相對(duì)靜系牽連加速度ae 動(dòng)系相對(duì)于靜系 ar =aa+ae（2-6） 運(yùn)動(dòng)的描述方法分運(yùn)動(dòng)方程、圖象法和表格法四、人體和機(jī)械的斜拋運(yùn)動(dòng)

15、 (三)拋射體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1、影響拋射體遠(yuǎn)度的因素影響遠(yuǎn)度的因素有拋射角，初速度voS =(v02sin2)/g 遠(yuǎn)度當(dāng)不變時(shí)，遠(yuǎn)度S和初速度的平方成正比當(dāng)vo不變時(shí)，S與同拋射角兩倍的弦成正比上述兩因素中初速度的影響是主要的，故增加拋射物的遠(yuǎn)度，首先要盡可能提高拋射物初速度，其次考慮拋射角問題。ii分析兩個(gè)公式：Ym= v02sin2)/2g 最大高度Xm= v02sin2/g 水平射程重力加速度：可看作恒量 投擲項(xiàng)目最佳射角，小于450（450） 由于出手高度和空氣阻力的影響，使最佳拋射角小于450 當(dāng)出手速度一定，出手高度愈高，相應(yīng)的最佳出手角就愈小 當(dāng)出手高度一定，出手速度愈大，相應(yīng)的出

16、手角度就愈接近450注意： 最佳拋射角的確定不是簡單的數(shù)理推導(dǎo)能解決的。常用實(shí)驗(yàn)的方法確定（P49） 最佳拋射角應(yīng)是一定出手高度的運(yùn)動(dòng)員在充分發(fā)揮最大身體能力，獲得最大初速度的情況下，使遠(yuǎn)度為最大值時(shí)的拋射角度。 出手高度不同，出手初速度不同則最佳拋射角不同 對(duì)某一項(xiàng)目而言，所謂的最佳拋射角不是某一特定的角度，而是指一組角度，具體運(yùn)動(dòng)員具體確定。2、影響拋射高度的因素H=v02sin2/2g 知拋射高度H與初速度v0的垂直分量v0sin的平方成正比。故增加拋射高度則應(yīng)盡量增大拋射初速度v0和拋射角（=900為最大值），在盡可能的情況下使接近90度?？紤]人體的質(zhì)心高度最大高度為H=h1+ v02

17、sin2/2g (h1為重心高度)五、運(yùn)動(dòng)學(xué)量的特性（一）瞬時(shí)性研究中常需關(guān)注人體或器械的某一時(shí)刻時(shí)的情況，關(guān)鍵t盡量小，來反應(yīng)瞬時(shí)特性。如起跑、投擲、起跳等都包含這種瞬時(shí)性質(zhì)。（二）矢量性運(yùn)動(dòng)不僅有量的大小，還有方向性，故具矢量性。（三）相對(duì)性參考系和坐標(biāo)系的相對(duì)性。研究時(shí)要先確定參考系，建立坐標(biāo)系。（四）獨(dú)立性運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理，指物體在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，在各個(gè)方向上獨(dú)立保持自己運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（5）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)的實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)（一）教學(xué)目標(biāo)：1、人體運(yùn)動(dòng)中的力 2、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律內(nèi)涵序號(hào)主 要 內(nèi) 容 教學(xué)方

18、式時(shí)間（分）1人體運(yùn)動(dòng)中的力講授552牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用講授25總時(shí)間80作業(yè)舉例說明牛頓第一、第二、第三定律在體育活動(dòng)中的應(yīng)用。課后總結(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其在體育中的應(yīng)用是本部分的難點(diǎn)，應(yīng)下大力氣講授。授課內(nèi)容第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)：幾何性質(zhì)的現(xiàn)象描述，是運(yùn)動(dòng)物體在時(shí)間空間上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律描述。動(dòng)力學(xué)：用力學(xué)分析的方法來了解產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)變化的原因，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化與力的關(guān)系。一、人體運(yùn)動(dòng)中的力（一）力的概念 P551、力是物體之間的相互作用2、力的要素：力的大小、方向、作用點(diǎn)（二）人體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)力和外力1、力學(xué)系統(tǒng)的確定，研究對(duì)象的確定2、若將人體看作一個(gè)力學(xué)系統(tǒng)

19、，則人體內(nèi)部各部分相互作用的力稱為人體內(nèi)力。如骨的應(yīng)力、韌帶張力、肌肉力等3、人體內(nèi)力不能引起整個(gè)力學(xué)系統(tǒng)（人體）質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如人體在騰空中，內(nèi)力無法改變?nèi)梭w質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)軌跡。4、外力：來自人體外界作用于人體的力稱為人體外力。只有外力才能引起整個(gè)人體狀態(tài)的變化。(三)人體在運(yùn)動(dòng)中所受的外力1、重力地球引力也叫重量。 G=mg重力加速度g與海拔高度即物體所在地點(diǎn)與地球質(zhì)心距離有關(guān)，具體說與海拔緯度有關(guān)，但差量較小，運(yùn)動(dòng)中分析一般不予考慮，g通常取g=9.8米/秒2，方向垂直于地面。地面上的物體每時(shí)每刻都受重力的作用。2、摩擦力相互接觸的物體，在接觸面上發(fā)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的相互作用

20、力，稱為摩擦力，方向與運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反。分類： 靜摩擦力：有相互運(yùn)動(dòng)趨勢，而又保持相對(duì)靜止時(shí)的力最大靜摩擦力：fm=sN上公式中 s：靜摩擦系數(shù) N：正壓力ii滑動(dòng)摩擦力：當(dāng)兩個(gè)物相互接觸并發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，二物的接觸面上產(chǎn)生阻礙物體滑動(dòng)的力，稱為滑動(dòng)摩擦力。大小：fk=kN上公式中 k：靜摩擦系數(shù) N：正壓力改變摩擦力的途徑：改變兩物體間的正壓力；改變接觸面的性質(zhì)，如運(yùn)動(dòng)鞋底的條紋、鞋釘，汽車潤滑油，體操用鎂粉等。3、彈性力發(fā)生形變的物體要恢復(fù)原來的形狀而作用在與它相接觸的物體上的力，叫做彈性力。以物體的形變?yōu)橄葲Q條件，發(fā)生在相互接觸的物體之間。在彈性限度內(nèi)，彈性力Fe與彈性形變（伸長或縮短

21、）X成正比大小 Fe=-kX方向：與形變方向相反彈性系數(shù)：K，單位：牛頓/米二、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用（一）牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律任何物體，在不受外力作用時(shí)，都保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)。牛頓第一定律也稱為慣性定律。自然界找不到不受外力作用的物體，在實(shí)際中應(yīng)理解為物體受到的合外力為零（平衡力）。慣性：物體具有保持它原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。慣性在體育的實(shí)例：體育中的巧勁、太極拳中的借力等等。（二）牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用當(dāng)一個(gè)物體受到的合外力不為零時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力成正比，與其質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向一致。F=ma 或 a=F/m注意：定律中的物體被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)對(duì)合力進(jìn)行分解時(shí)，不同

22、方向的力產(chǎn)生不向方向上的加速度效果，如垂直、水平方向分力。在立體直角坐標(biāo)系中分量式為：Fx=miaxiFy=miayiFz=miazi牛頓第二定律反應(yīng)的是加速度與力的瞬時(shí)關(guān)系。力的單位：牛頓 N1（N）=1Kg(m/s2)Kg=9.8N（三）牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律及應(yīng)用若物體A對(duì)物體B作用一力FAB，則物體B同時(shí)以力FAB反作用物體A，兩力大小相等，方向相反，并在同一直線上。FAB=-FBA注意：i作用力與反作用力分別作用在不同物體上，非一對(duì)平衡力ii 作用力與反作用力互為條件iii 二者為同性質(zhì)的力 定律不受物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用(四)牛頓定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用實(shí)例1、向心力與離心離

23、（一對(duì)作用力與反作用力）向心力（圓周運(yùn)動(dòng)）： Fn=man=mv2/r2、支撐反作用力（用R表示）是一種被動(dòng)約束力當(dāng)人體處于支撐狀態(tài)時(shí)，支撐點(diǎn)及反作用于人體的力，作用力與支撐反作用力大小相等方向方向相反。支撐反作用力的大小和方向隨人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和作用形式而變化當(dāng)人體靜止時(shí)，支撐反作用力稱靜態(tài)支撐反作用力。G = R = mg當(dāng)人體相對(duì)于支撐運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變（蹬起或下蹲）時(shí)，支撐反作用力稱為動(dòng)態(tài)支撐反作用R-G=ma R=G+ma當(dāng)?shù)牌饡r(shí)a0 RG (超重現(xiàn)象)當(dāng)下蹲時(shí)a0 RG （失重現(xiàn)象）在原地縱跳中，下蹲和蹬伸的過程，動(dòng)態(tài)支撐反作用力是不斷變化的過程。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（6）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)

24、的實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)（二）教學(xué)目標(biāo)：1、動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用 2、人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系序號(hào)主 要 內(nèi) 容教學(xué)方式時(shí)間（分）1動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用講授552人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系講授25總時(shí)間80作業(yè)1、P87.第11題2、動(dòng)量守恒定律在體育中有哪些應(yīng)用。課后總結(jié)今天課堂師生互動(dòng)不夠，另有有學(xué)生因訓(xùn)練請假的同學(xué)，應(yīng)讓他們找時(shí)間補(bǔ)課。授課內(nèi)容第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)三、動(dòng)量定理，動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用（一）動(dòng)量和沖量1、動(dòng)量：速度與質(zhì)量的乘積。K=mv 單位為：千克.米/秒 動(dòng)量為

25、矢量，方向與速度方向一致。2、沖量：作用于物體上的外力與外力的作用時(shí)間的乘積。I= F.tF=I/t(二)動(dòng)量定理物體在運(yùn)動(dòng)過程中，在某種時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的改變K等于所受合外力在這段時(shí)間內(nèi)的沖量I即：K=I 或 F（t-t0）=mvt-mv0動(dòng)量是矢量，在三維立體坐標(biāo)中的分解：Fxt=mvx-mvx0Fx.t= mvy-mvy0Fx.t= mvz-mvz0例1例2（三）動(dòng)量定理在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用1、投擲項(xiàng)目：增加作用時(shí)間、同時(shí)增加投擲力。2、減少?zèng)_力則需延長作用時(shí)間（動(dòng)量變化量一定時(shí)）跳遠(yuǎn)落地動(dòng)作：屈膝、屈髖、緩沖、跑步緩沖。球類如：踢球、頂球、墊球、乒乓球接球等都可用改變作用時(shí)間調(diào)節(jié)動(dòng)量和速度，以

26、符合運(yùn)動(dòng)要求。3、運(yùn)用動(dòng)量定理還可計(jì)算人體運(yùn)動(dòng)中的力學(xué)參數(shù)如根據(jù)V（高速攝像儀），求平均沖力大小I=mvo或據(jù)力F（測力平臺(tái)），求人體騰空速度vo=I/mo(四)動(dòng)量守恒定律任何物質(zhì)系統(tǒng)在不受外力作用或所受的外力之和為零時(shí)，其總動(dòng)量保持不變。適用范圍：外力之和為0。對(duì)單一物體系統(tǒng)：當(dāng)I=Ft=0時(shí)，mvt-mv1=0或mvt=mv1=常量對(duì)相互作用的物體：物體m1: F1t=m1u1-m1v1物體m2: F2t=m2u2-m2v2由于F1=-F2則：m1u1-m1v1=-（m2u2-m2v2）即m1u1+m2v2=m1u1+m2v2動(dòng)量守恒定律說明系統(tǒng)的內(nèi)力只能使動(dòng)量在系統(tǒng)內(nèi)部的各物體之間傳遞

27、。注意：上述結(jié)論可以推廣到多個(gè)物體的碰撞。人體由多環(huán)節(jié)構(gòu)成，各個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)量的矢量和等于人體的總動(dòng)量。人體在未受外力時(shí)，人體內(nèi)力只能改變各環(huán)節(jié)的相對(duì)位置，改變各環(huán)節(jié)的動(dòng)量值，只能使某環(huán)節(jié)動(dòng)量的改變量傳遞到其它環(huán)節(jié)。例如：上下肢的鞭打動(dòng)作、大臂帶動(dòng)小臂、動(dòng)量傳遞。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（7）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)的實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)（二）教學(xué)目標(biāo)：1、動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用 2、人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系序號(hào)主 要 內(nèi) 容教學(xué)方式時(shí)間（分）1動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用講授552人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系講授25總時(shí)間80作業(yè)1、P87.

28、第12題。2、簡述功能原理。課后總結(jié)本次授課內(nèi)容較多而且有些內(nèi)容有一定難度，授課時(shí)應(yīng)主次分明，難易有別。授課內(nèi)容第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)四、人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的度量，功和能是兩個(gè)密切聯(lián)系的力學(xué)量。能量是物體做功本領(lǐng)大小的反映。物體做功的本領(lǐng)越大，具有的能量越大。（一）機(jī)械功（運(yùn)動(dòng)舉例說明）功是力對(duì)物體作用效果的一種度量，反映了力對(duì)物體作用效果隨物體位移的積累。物體所受的力在物體位移方向上的射影（即力在位移方向的分量）與該位移大小乘積；或功的大小等于力與物體沿力的方向所發(fā)生的位移的乘積。若恒力F與直線位移S成夾角，那么F所做的功為W=Fscos若=00

29、時(shí)， 則W=FS 力對(duì)物體做正功若0900時(shí) W=FScos 力對(duì)物體做正功若=900時(shí) W=0 不做功若9001800 則W=-F.Scos力對(duì)物體做負(fù)功若 =1800 則W=-F.S 力對(duì)物體做負(fù)功功是標(biāo)量，只有大小沒有方向，正功表達(dá)力與位移同向，負(fù)表示力與位移反向。正負(fù)功的含義只表示外力對(duì)物體做功還是物體克服外力而做功，并不表示功的方向。物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，變力做功：將路程分成許多小段，當(dāng)每小段充分小時(shí),可以看成是直線位移,在每一段上的力可以看成是恒力,此時(shí)第i段上：Wi=FiSicosi （i為Fi與cosi的夾角)總功應(yīng)為:W1=W1+W2+Wi+Wn=FiSicosi功的單位:焦耳(

30、J) 1焦耳=1牛頓.米(N.m)例題:P80(二)機(jī)械功率:表示做功快慢的程度平均功率:P=w/t瞬時(shí)功率:P=limw/t t0瞬時(shí)功率等平均功率在 t趨于零時(shí)的極限值。推導(dǎo)：P=limw/t=limFscos/t=Fcoslims/t=F.v.cos=Fv1即：瞬時(shí)功率等于力與瞬時(shí)速度在力方向上分量的乘積，單位：瓦特（焦耳/秒）。（三）機(jī)械能物體因機(jī)械運(yùn)動(dòng)所具有的能量叫做機(jī)械能。機(jī)械能包括動(dòng)能和勢能。1、動(dòng)能：物體由于本身的運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能。（凡是由運(yùn)動(dòng)物體的速度決定的能量都稱動(dòng)能）。Ek=1/2mv2 (2-40) 平動(dòng)動(dòng)能Ek=1/2I2 (2-41) 轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能（I為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，

31、為轉(zhuǎn)動(dòng)角度）I=mr2 (r為質(zhì)點(diǎn)距轉(zhuǎn)軸的垂直距離)不運(yùn)動(dòng)的物體沒有動(dòng)能，但并不等于沒有能量。2、勢能：勢能由相互作用的物體間的相對(duì)位置決定的能量叫勢能，又稱位能。分為重力勢能和彈性勢能。重力勢能：由于物體與地球的相對(duì)位置發(fā)生變化而具有的能量叫重力勢能。Eg=mgH (H為物體距地面的高度)彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變所具有的能量叫彈性勢能。Ee=KS2 /2 能量是標(biāo)量，其單位為“焦耳”。（四）功能原理除重力、彈性力以外的力對(duì)研究對(duì)象所做的合功，等于研究對(duì)象機(jī)構(gòu)械能增量，這個(gè)結(jié)論就叫功能原理。其中機(jī)械能的增量包括動(dòng)能，重力勢能和彈性勢能。功是能的表現(xiàn)，能是做功的本領(lǐng)，功能之間可以相互轉(zhuǎn)化。

32、因?yàn)閃=FS而F=ma， S=（vt2-vo2）/2a 則W=FS=m(vt2-vo2)/2=mvt2/2-mvo2/2上式表明：力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量。（五）機(jī)械能守恒和轉(zhuǎn)化定律機(jī)械能守恒定律：如果系統(tǒng)所受內(nèi)外力（除重力和彈性力）都不做功或所做功的總和為零，或物力所受的合外力為零，即W=0，則這時(shí)系統(tǒng)的總機(jī)械能不變：mt2/2+mgh+mvo2/2+KS2/2=mvo2/2+mgho+KSo2/2在此情況下，系統(tǒng)的功能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量不變。例題：P84在體育運(yùn)動(dòng)中，嚴(yán)格的機(jī)械守恒不存在的，原因是人體的食物可能通過肌肉活動(dòng)方式轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，運(yùn)動(dòng)過程的摩擦力也可能將機(jī)

33、械能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗。能量守恒與轉(zhuǎn)化定律：能量既不能創(chuàng)造也不能消滅，只能由一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（8）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)的靜力學(xué)教學(xué)目標(biāo)：1、人體平衡 2、人體重心教學(xué)重點(diǎn)：人體平衡教學(xué)難點(diǎn)：人體平衡條件序號(hào)主 要 內(nèi) 容 教學(xué)方式時(shí)間（分）1人體平衡講授552人體重心講授25總時(shí)間80作業(yè)P114.第1、3題。課后總結(jié)對(duì)這部分教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較高，學(xué)生在課堂上提問的問題也較多。授課內(nèi)容第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)的靜力學(xué)靜力學(xué)是研究物體或物體系在外力作用下，處于平衡狀態(tài)的性質(zhì)和行為的力學(xué)分支。體育運(yùn)動(dòng)中的靜力學(xué)主要討論人體在某些方面完成靜力性動(dòng)作，

34、即處于相對(duì)靜止的姿勢（或稱平衡狀態(tài)）時(shí)的受力情況，以及獲得平衡力的力學(xué)條件。例如靜平衡、動(dòng)平衡。一、人體平衡：（一）平衡動(dòng)作的定量分析1、力矩、力偶、力偶矩（1）力矩亦稱轉(zhuǎn)矩（力對(duì)點(diǎn)之矩），表示力對(duì)物體作用時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效果的物理量。Mo=F.d=Frsin 單位：牛頓米（d是從0點(diǎn)至力F作用線的距離） 力矩的方向：逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)力矩為正，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為負(fù)。（2）力偶和力偶矩的概念力偶： 大小相等，方向相反，作用線相互平行但不重合的兩個(gè)力作用在物體上，會(huì)使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，這一對(duì)力稱為力偶。力偶矩：力與力偶臂的乘積 即M=Fd 逆時(shí)針取正值，順時(shí)針取負(fù)值2、受力分析在研究平衡問題時(shí)，首先要對(duì)研究的對(duì)象進(jìn)

35、行受力分析。分析內(nèi)容：力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)選取研究對(duì)象：可以是物體組合，也可以是從物體中割離出一部分，稱為“割離體”，將研究對(duì)象單獨(dú)畫出，表示出所受全部外力，稱受力圖，只考慮接觸物體對(duì)它的作用力，不要漏畫力，也不任意添加力。3、力的平移定理力的平移定理：剛體上的力可以平行于自身移動(dòng)到任一點(diǎn)，但需要添加一力偶，其力偶等于原力對(duì)于新作用點(diǎn)的力矩M=Mo(F)。主要移動(dòng)到重心上，便于力的分析。例子P94. 圖2-50 圖2-51 圖2-52因此，對(duì)人體受力而言，可以把力平移到重心上，而不會(huì)改變力對(duì)身體的作用效果，但必須附加上一個(gè)力偶，此力偶矩等于原力對(duì)人體重心之矩。4、平衡的力學(xué)條件當(dāng)物體

36、保持平衡時(shí)，作用在物體上的一切外力相互平衡，也就是物體所受的合外力為零，所受合外力矩為零。（對(duì)人體適用）Fi=0 確保不平動(dòng)Mi=0 確保不轉(zhuǎn)動(dòng)5、力系的簡化與平衡（1）力的合成與分解力為矢量，遵循平行四邊形法則（則速度加速）（2）共線力系的簡化與平衡合力。非平衡共線力系，簡化的結(jié)果是一個(gè)合力RR=F1+ F2+Fi+ Fn =Fi合力的作用線在原作用線上，方向取決于Fi正負(fù)，通常取向上，向右為下，向左向下為負(fù)。平衡方程：Fi=0 如圖2-53（P96）（3）平面匯交力系的簡化和平衡。合力。非平衡匯交力系的簡化結(jié)果必定是一個(gè)合力。用圖解法或解析法求合力。平衡方程Fx=0Fy=0或R=Fi=0

37、（力系的合力等于零）例題：P96（4）共面平行力系的簡化和平衡共面平行力系的簡化結(jié)果為：一個(gè)合力與一個(gè)力偶合力矩的計(jì)算：力矩原理在共面平等力系中，所有分力對(duì)于其平面內(nèi)任一點(diǎn)O的力矩（FiXi）的代數(shù)和，等于這個(gè)力系的合力對(duì)于此點(diǎn)的力矩。Mo=F1X1+ F1X1+F1X1+F1X1=RX合力與合力偶。合力：R=Fi 方向：取決于Fi的正負(fù)號(hào)合力矩：Mo= RX X=Mo/R合力偶：若合力R=Fi=0而此力系仍不平衡，則簡化結(jié)果必是一個(gè)力偶，其效應(yīng)只有轉(zhuǎn)動(dòng)沒有平動(dòng)。平衡方程：F=0MA=0 （或中A點(diǎn)是力平面內(nèi)的任一點(diǎn)）（5）共面一般力系的簡化與平衡合力與合力偶共面一般力系的簡化結(jié)果一般為一個(gè)合

38、力或一個(gè)力偶平衡方程：（三種表示形式）基本形式： Fx=0 Fy=0 MA=0 二力矩形式： Fx=0 MA=0 MB=0 三力矩形式： MA=0 MB=0 Mc=0 上式中A、B、C分別為平面內(nèi)的任意三點(diǎn)，但不得共線。例題：6、下支撐靜力性動(dòng)作穩(wěn)定性制定P101下支撐穩(wěn)定性對(duì)體育運(yùn)動(dòng)非常重要。如體操下法動(dòng)作：支撐面P101重心高低。低時(shí)穩(wěn)定性大。例游泳、短跑起跑，重心接近起跑支撐面前緣。穩(wěn)定角：重心垂直投影線（或稱重力作用線）和重心與支撐面邊緣相應(yīng)點(diǎn)夾角。例圖：P102 2-59穩(wěn)定角與穩(wěn)定程度的關(guān)系穩(wěn)定角能定量說明物體在多大范圍內(nèi)傾倒時(shí),重力仍能產(chǎn)生恢復(fù)力矩,使物體回復(fù)到原來的平衡位置上.

39、平衡角：等于某方位上穩(wěn)定角的總和,左穩(wěn)角+右穩(wěn)角。方向性不同方位可能不同。可說明物體在某方位上的穩(wěn)定程度穩(wěn)定。穩(wěn)定系數(shù)：物體是否會(huì)失去平衡，取決于重心垂直投影線是否在支撐面內(nèi)。穩(wěn)定力矩：使物體恢復(fù)到原來平衡位置的力矩，由重力產(chǎn)生（重力力臂），也叫恢復(fù)力矩。傾倒力矩：傾倒力傾倒力臂（從支點(diǎn)向傾倒力的作用線做垂線）穩(wěn)定系數(shù)：K=M穩(wěn)/M傾=Gr/Fh K1 穩(wěn)定K1 平衡破壞，會(huì)傾倒 K越大越穩(wěn)定例題：P104（二）平衡動(dòng)作的定性分析 P1061、平衡種類（重心與支撐點(diǎn)的位置關(guān)系）上支撐平衡，支撐點(diǎn)在重心上方下支撐平衡，支撐點(diǎn)在重心下方混合支撐平衡，非完全上支撐，又非完全下支撐2、根據(jù)平衡可能性分

40、類穩(wěn)定平衡。偏離平衡時(shí)，重心升高不穩(wěn)定平衡。偏離平衡時(shí)，重心降低隨遇平衡。偏離平衡時(shí)，重心高度不發(fā)生變化。有限度穩(wěn)定平衡。偏離不超過一定限度，能恢復(fù)平衡。（三）人體平衡的特點(diǎn)人體非剛體，且受神經(jīng)控制，又存在內(nèi)力。特點(diǎn)：見課本二、人體重心（一）人體重心的概況。人體重心不在一個(gè)固定點(diǎn)上（二）人體重心的位置是一個(gè)隨機(jī)變量（三）重心和動(dòng)作技術(shù)的關(guān)系運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（9）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)（一）教學(xué)目標(biāo)：1、體育運(yùn)動(dòng)中人體轉(zhuǎn)動(dòng)的類型 2、轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)教學(xué)重點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)教學(xué)難點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)學(xué)習(xí)要求：序號(hào)主 要 內(nèi) 容教學(xué)方式時(shí)間（分）1體育運(yùn)動(dòng)中人體轉(zhuǎn)動(dòng)的類型講授302轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)講授50總時(shí)間

41、80作業(yè)P151.第1、4題。課后總結(jié)有個(gè)別同學(xué)上課打瞌睡，注意提示學(xué)生不要貪玩熬夜，加強(qiáng)學(xué)生課堂上的學(xué)習(xí)積極性。授課內(nèi)容第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)單杠大回環(huán)、自由體操、技巧項(xiàng)目翻轉(zhuǎn)、跳水項(xiàng)目、空翻等都有轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，有的是人體局部轉(zhuǎn)動(dòng)，有的是整個(gè)身體的轉(zhuǎn)動(dòng)。本章以剛體力學(xué)為基礎(chǔ)。體育運(yùn)動(dòng)中人體轉(zhuǎn)動(dòng)的的種類： 有支點(diǎn)有實(shí)體軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，如單杠體操。 有支點(diǎn)無實(shí)體軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，如前滾翻、吊環(huán)上的擺震動(dòng)動(dòng)作、鏈球、鐵餅運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)員的身體旋轉(zhuǎn)動(dòng)移。 無支點(diǎn)人體空間的單軸旋轉(zhuǎn)：凡人體與器械、地面不發(fā)生接觸，表明人體呈無約束的自由體。判斷：在質(zhì)心重心設(shè)立坐標(biāo)系。在力學(xué)中稱空間定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

42、無支點(diǎn)人體空間的復(fù)合軸轉(zhuǎn)動(dòng)。判斷：通過質(zhì)心建動(dòng)坐標(biāo)系，身體在空間同時(shí)參與了兩個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。一、體育運(yùn)動(dòng)中人體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的類型（一）轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)動(dòng)類型1、轉(zhuǎn)動(dòng)軸定義：剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，剛體上的各點(diǎn)都做圓周運(yùn)動(dòng)，形成大小不等的同時(shí)圓，各圓的中心都位于同一條直線上，這條直線叫做轉(zhuǎn)動(dòng)軸。2、轉(zhuǎn)動(dòng)軸分類：固定軸：如果轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置和方向相對(duì)于某一參照系是固定的，稱固定軸。定軸轉(zhuǎn)動(dòng)：繞固定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)叫定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)軸：如果轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置和方向相對(duì)某一參照系是變化的，稱動(dòng)軸。不動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)（瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)）：繞動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)叫動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。（二）人體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸1、實(shí)體軸：體外的轉(zhuǎn)動(dòng)軸稱為實(shí)體軸。當(dāng)人體繞固定在地面上的運(yùn)動(dòng)器械時(shí)，器械就是人體轉(zhuǎn)

43、動(dòng)的實(shí)體軸。如單杠、雙杠、高低杠等。2、非實(shí)體軸體內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，稱為非實(shí)體軸。是人體局部肢體或整體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所繞的位于人體內(nèi)部的某特定的直線。 當(dāng)人體作為一個(gè)整體發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)軸一定通過人體總重心，此時(shí)應(yīng)以三個(gè)相互垂直的軸（垂直軸、額狀軸和矢狀軸）來判斷人體的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。（三）人體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的基本形式：1、有支點(diǎn)有實(shí)體軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。人體繞固定在地面上的運(yùn)動(dòng)器械的轉(zhuǎn)動(dòng)，即為有支點(diǎn)有實(shí)體軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。如回環(huán)類動(dòng)作、單杠體操。2、有支點(diǎn)無實(shí)體軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。人體局部肢體或整體通過人體內(nèi)部的非實(shí)體軸的轉(zhuǎn)動(dòng),即為有支點(diǎn)無實(shí)體軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。如：運(yùn)動(dòng)員冰上旋轉(zhuǎn)、投擲鐵餅、鏈球。3、無支點(diǎn)無實(shí)體軸的空中單軸轉(zhuǎn)動(dòng)。如人體繞額狀軸的前、后空

44、翻動(dòng)作，繞矢狀軸的側(cè)空翻動(dòng)作，繞垂直軸的轉(zhuǎn)體動(dòng)作。4、無支點(diǎn)無實(shí)體軸的空中多向復(fù)合運(yùn)動(dòng)。如體操空翻加轉(zhuǎn)體動(dòng)作，游泳跳水的空翻轉(zhuǎn)體動(dòng)作。見圖2-78二、轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)（一）角位移平動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)（線量）：時(shí)間、位移、速度、加速度 轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)（角量）：時(shí)間、角位移、角速度、角加速度 角位移的單位 度或弧度1弧度=長度與半徑相等的圓弧所對(duì)的圓心角由于 一個(gè)圓周=2（弧度）=3600所以 1弧度=3600/2=3600/（23.14）=57018（二）角速度和線速度角速度用表示 平均角速度平均角速度=/t瞬時(shí)角速度=lim/t角速度與線速度的關(guān)系：V=R =V/R當(dāng)一定時(shí)，V與R成正比當(dāng)R一定時(shí)，V與成正比：角

45、速度從整體上描述物體轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢V：線速度描述轉(zhuǎn)動(dòng)物體上某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢例題：P123(三)角加速度角速度等于單位時(shí)間內(nèi)角速度的變化量。如果在t時(shí)間內(nèi)物體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度由0變?yōu)椋瑒t角加速度為：=（-0）/t 單位：弧度/秒2=0+t (V=V0+at)=0t+t2 /2 (S=V0t+at2/2)t2=02+2 (vt2=v02+2as)線加速度：a=v/t=R/t=R向心速度：an=v2/R=R22/R=R2運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（10）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)的實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)（二）教學(xué)目標(biāo)：1、動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用 2、人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)

46、：人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系序號(hào)主 要 內(nèi) 容教學(xué)方式時(shí)間（分）1動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用講授552人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系講授25總時(shí)間80作業(yè)P151.第6、7題。課后總結(jié)這部分內(nèi)容由于較具體、實(shí)踐性強(qiáng)并且難度較大，應(yīng)著重引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用想象和動(dòng)手能力進(jìn)行學(xué)習(xí)。授課內(nèi)容第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)三、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)(一)形成人體轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)條件1、人體的轉(zhuǎn)動(dòng)類型局部肢體繞關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)人體整體轉(zhuǎn)動(dòng)2、人體轉(zhuǎn)動(dòng)的條件：M0，即人體所受外力對(duì)某一轉(zhuǎn)軸的力矩的矢量和不為0。3、力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)要取決于力矩的大小和方向。4、合力矩物體若同時(shí)受到多個(gè)力矩的作用，這時(shí)往往把多個(gè)力矩合成一個(gè)力

47、矩，這個(gè)力矩叫做合力矩，用M表示。M=M1+ M2+Mn見圖2-825、人體轉(zhuǎn)動(dòng)的幾種情況繞實(shí)體軸轉(zhuǎn)動(dòng)的條件是：M實(shí)0 合外力矩不等于0人體對(duì)轉(zhuǎn)軸的重力矩與肌肉拉力矩之和不等于0局部肢體繞關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)條件是：阻力矩（包括重力矩）與肌肉拉力矩之和不等于零。對(duì)多軸關(guān)節(jié)應(yīng)分別對(duì)每個(gè)軸進(jìn)行力矩的合成。肩關(guān)節(jié)：三軸型關(guān)節(jié)，指關(guān)節(jié)單軸型。人體整體的轉(zhuǎn)動(dòng)的情況（在騰空后人體繞基本軸轉(zhuǎn)動(dòng)）i對(duì)某一基本軸合外力矩不為零（設(shè)為y軸），而其它二軸合外力矩為零，即：Mx=0Mz=0My0如前后空翻、側(cè)空翻、轉(zhuǎn)體等動(dòng)作ii對(duì)某兩個(gè)基本軸的合力矩不為零，（設(shè)為Y、Z），而另外一軸合外力矩為零，即：Mx=0My0Mz0如體

48、操中的空翻加轉(zhuǎn)體動(dòng)作（繞額狀軸、垂直軸）。目前體育競技項(xiàng)目中橫縱兩軸結(jié)合的動(dòng)作更普遍，稱旋類iii對(duì)三個(gè)基本軸的合外力矩同時(shí)不等于0，即Mx0My0Mz0這種情況又叫多軸復(fù)合轉(zhuǎn)動(dòng)（二）人體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念：表示物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的量，是描述物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)保持原來轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)能力的物力量。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小不僅與質(zhì)量有關(guān)，還與質(zhì)量的分布有關(guān)。如：后空翻為什么比團(tuán)身后空翻難度大？單杠大回環(huán)的難度為什么比腹回環(huán)大？因?yàn)橘|(zhì)量分布不同轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不同。I=mr2 r為質(zhì)心與轉(zhuǎn)軸的垂直距離一般物體可視為質(zhì)點(diǎn)的集合I=m1r12+ m2r22+.miri2+=miri2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等于各質(zhì)點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的總和。注意

49、：轉(zhuǎn)軸不同，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也不同。對(duì)剛體而言，轉(zhuǎn)軸一旦確定，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量則不再變。規(guī)則剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，見 表2-3研究人體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，慣動(dòng)慣量是一個(gè)基本參數(shù)，但計(jì)算人體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較復(fù)雜，故把人體簡化為力學(xué)模型。見圖2-84轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式。2、平行軸定理剛體對(duì)某軸o的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等于剛體對(duì)通過質(zhì)心且與o軸平行的I軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量加上剛體的質(zhì)量與平行軸間的距離平方的乘積。Io=Ic+md2例如，對(duì)棒體而言（詳見課本）：Io=Ic+md2=mL2/12+m(L/2)2=mL2/3可見只要知道物體繞某軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，則任何與此軸平行的其它軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均可求出。3、回轉(zhuǎn)半徑通過慣量：I=miri2=mR2,求半徑R=I/m4、人體

50、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的特點(diǎn)由I=mr而r是變的（因人是活體），因此r變，則I也變，這是人體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的可變性。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教案（11）教學(xué)主題：人體運(yùn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)（三）教學(xué)目標(biāo)：1、支撐和無支撐狀態(tài)下人體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作2、轉(zhuǎn)動(dòng)作用在體育中的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)作用在體育中的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：支撐和無支撐狀態(tài)下人體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作學(xué)習(xí)要求：序號(hào)主 要 內(nèi) 容教學(xué)方式時(shí)間（分）1體育運(yùn)動(dòng)中人體轉(zhuǎn)動(dòng)的類型講授202轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)講授303轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)講授30總時(shí)間80作業(yè)P151.第12、13題。課后總結(jié)1應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生答題過程中的規(guī)范性。2 應(yīng)突出講區(qū)分體育運(yùn)動(dòng)中人體轉(zhuǎn)動(dòng)的類型。授課內(nèi)容第二章 人體運(yùn)動(dòng)實(shí)用力學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)四、支撐狀態(tài)下人體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作當(dāng)人體處于支撐狀況時(shí)所受合外力矩不為0，則人體就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。（一）轉(zhuǎn)動(dòng)定律剛體繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角加速度的乘積等于作用與剛體上的合外力矩。M=I 式中M是矢量，方向與方向相同，M，I，都是同一軸而言。例1：P133例2：P134（二）動(dòng)量矩定理：假定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I的剛體在外力矩M的作用下，經(jīng)過t時(shí)間，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為1，變?yōu)?由：M=I=I（W2-W1）/t兩邊同t得Mt=I2-I1 （與F.