運動生物力學的作用精選(九篇)
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第1篇：運動生物力學的作用范文
【關鍵詞】成就感 促進 主動學習 學習物理
【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）03-0152-01
有心理學家說過：“世界上沒有什么東西比成功更能增加滿足的感覺，也沒有什么東西比成功更能鼓起進一步追求成功的勇氣?！币箤W生主動學習物理就必須要讓學生擁有學物理的成就感。因此，我經(jīng)常創(chuàng)造條件，讓每個學生都能擁有獲得成功的機會和體驗，以激發(fā)學生的學習動機，并增強他們的自信心。我在物理教學中通常采用以下方法激發(fā)學生的成就感，促進學生主動學習物理。
一、課堂中積極鼓勵，激發(fā)學生的成就感
課堂中我讓優(yōu)、中、差生都能完成力所能及的教學活動，從而增強其成就感及學習的信心，繼而鼓勵其繼續(xù)努力，使其不斷進步。對成績差的學生，多給他們一些簡單物理問題回答，使他們獲得創(chuàng)造成功、贏得自尊的機會，從而積極地參與到課堂教學中來，促進學生主動學習物理。案例：一次上熱力學第二定律，我復習提問“誰能背出熱力學第一定律”，我讓一個基礎較差的學生站起來背，他很自豪地背得很快，我當時大力表揚了這個學生說：“你很厲害，老師簡直不敢相信你會背得這么好”。在以后的課堂中，我發(fā)現(xiàn)這個學生都很積極地回答問題，讀書聲音也很大，開始喜歡學物理了。
對于物理基礎中等的學生，給中等難度的題做，讓他們上講臺講解題思路，講對公式的理解，當講得好時給予及時的恰當?shù)墓膭睿龠M其主動學習物理。案例：小李是班上一位物理成績中等而且很內(nèi)向的女生。有一天，在討論合力與分力的關系的時候，我叫同學們舉出合力與分力相等的情況，沉默了一段時間之后，有同學談到了合力與其中一個分力相等的例子。我繼續(xù)引導，能夠找到合力與兩個分力都相等的例子嗎？沉默了好大一段時間，沒有同學說話。“我來”。打破了沉默，讓我吃驚的是，平時很少發(fā)言的小張同學竟然主動站了起來，我將她的想法寫在黑板上。等大的兩個分力，兩分力之間的夾角是120度。機會來了，我很激動，我得把握住這次激勵的機會。作圖完成后，小李同學回到了自己的位置，并且馬上用眼睛看著我。我面帶笑容，對著她點了點頭。下面的同學恍然大悟，贊同聲響起了一片?！斑@是我所教學的三個班中，第一個主動并且正確解決這個問題的同學”。講臺下響起了一片掌聲。我看到小李同學的臉紅了。在今后的物理學習中，小李同學聽課更認真了，問我的問題增多了，相信，那一節(jié)課會讓我們的小李同學留下美好的記憶。
對于優(yōu)秀生，我經(jīng)常叫他們上講臺給同學們講解一些較難的題目，講得好的及時鼓勵，遇到困難的及時安撫。對一些優(yōu)秀生來說，能夠靈活運用是成就的標志，優(yōu)秀生時常在他們自己練習的時候遇到一些無從下手的題目，經(jīng)過很長時間的思考都不能得到正確的答案，學生在做不出來的情況下，就會懷疑自己的能力，就會覺得自己能力差等等，長此以往，學生就會逐步喪失信心。每當這個時候，我都會找到學生單獨與他們談心，與他們一起分析他們所遇到的問題，然后說，題目比較難，過程比較復雜，稍微有一個環(huán)節(jié)沒有處理好，都會導致題目解不出來。然后和他一起分析他的問題出在什么地方。讓他覺得自己不會解題并不是自己的能力弱，而是平時訓練不夠多，還需要不斷的努力。
經(jīng)常在課堂中有意識的提出一些問題，然后請學生起來回答，給予及時恰當?shù)墓膭?，這樣我的學生大部分都很喜歡我的物理課。
二、在作業(yè)中寫肯定語句激發(fā)學生的成就感
在以往的教學中，教師缺乏欣賞的意識，即使學生寫出了在教師看來是“優(yōu)秀”的作業(yè)，教師給予的往往是“√”而不是欣賞。學生很想看到老師更新鮮的表揚或鼓勵的語句。欣賞讓學生享受到尊重、理解的快樂。因而，對于后進生作業(yè)書寫的進步的某閃光點，我在他們的作業(yè)本上畫一個笑臉或寫上“很棒”。對于優(yōu)秀作業(yè)我在課堂上給全班同學一起欣賞，那么被欣賞作業(yè)的學生肯定有成就感，沒被欣賞作業(yè)的學生肯定暗暗下定決心爭取下次一定寫好點。例如：當學到E=u/d，我請同學們在作業(yè)上寫出是如何理解d是沿E方向的位移的，有個同學寫到E=u/d，E、d有方向，u無方向，所以E、d方向應該相同。我在作業(yè)本中表揚了她，而且在課堂上公開表揚她：說別人都沒想到的問題她竟然想到了，而且很有創(chuàng)意，便于記憶，從那時起她更積極地回答問題了，也正因為她被全班人認可，有了成就感，她開始對物理感興趣了，物理成績也突飛猛進地提高了。
三、減負激發(fā)學生的成就感
說實在話很多學生都怕作業(yè)多，有時作業(yè)布置多了，學生雖然當面不說什么，但不免背后說一些埋怨的話或心理不是很高興。所以我就想出一些計策：讓他們減負，激發(fā)他們的成就感。例如，在課堂上當場背或默所教的物理知識，完成較好的同學作業(yè)減少一半；愿意幫后進生學會物理基礎知識和讀懂物理題目的同學作業(yè)也減少一半；每次考試前五名的同學作業(yè)也減少一半。這一招真靈，為了減少作業(yè)，很多學生還先預習，課堂上還搶著回答物理問題，搶著上來表演，，有些還抓緊時間教后進生，這些后進生也很配合。后進生也減少了一半，何樂而不為呢。自己的作業(yè)很少別人的很多，他們很有成就感?，F(xiàn)在他們的積極性提高了，因為他有成就感，有學好物理的信心，同時也能認識到自己的不足，有自己趕超的目標和繼續(xù)努力的動力。
四、根據(jù)成績，任命班干激發(fā)學生的成就感
無論大人還是小孩都希望得到別人的認可、表揚和賞識，因為自己的付出被別人肯定，心里有一種成就感，很愉快，做起事來也很順手，對所做的事也很感興趣。每次月考我都把鄰坐的四個同學中成績最好的那個同學任命為小組長，負責相鄰那四個同學的物理學習事宜，那個被任命為物理小組長的學生馬上就有了成就感，學物理的積極性很快就會提高，也帶動了周邊同學的學習積極性。這個方法我連用了五年，效果非常之好。
五、引入競賽形式，采取自己與過去的競賽、個人間的競賽及集體間的競賽相結合的形式，激發(fā)學生成就感，促進學生主動學習的動力。
往往興趣的產(chǎn)生來源于成功，成功的歡樂是一種巨大的情緒力量，它可以促進學生好好學習的愿望。我在平時盡量給學生表現(xiàn)自己的成就，讓學生享受成功的歡樂。例如：每次考試結束，我都讓學生自己把自己的成績與上次考試成績比較，進步了的報上來給我，我要大力表揚。小組總成績也統(tǒng)計，進步了的也表揚。這樣，可以使學生體驗進步和成就感。
第2篇：運動生物力學的作用范文
關鍵詞 競技武術 散打踹腿技術 運動生物力學 分析
1緒論
根據(jù)散打的動作特征和技術要求，每一個踹腿動作過程中都要經(jīng)歷提膝、翻小腿和踹擊三個階段，而踹腿動作中的翻小腿和踹擊往往是同時進行的，所以我們將其分為提膝和翻踹兩個階段。同時為了敘述方便，我們將為完成技術動作支撐人體重心的腿稱為支撐腿，而進攻擊打目標的腿稱為攻擊腿。運動技術水平的表現(xiàn)跟腿法技術密切相關，自古就有諺語“手是兩扇門，全憑腿打人”，這充分說明了腿法技術在散打運動中的重要作用。根據(jù)馬學智對1999年全國武術散打錦標賽的研究表明：在進攻技術中，腿法比拳法的運用次數(shù)多。而在眾多的腿法中踹腿是直線性腿法的典型代表，又有“先鋒腿”之稱。因它在技、戰(zhàn)術上具有能攻善守之優(yōu)點，且在打擊力量、打擊速度等方面明顯優(yōu)于其它腿法動作故被運動員視為進攻得分的主要動作之一，是散打中運用率較高的腿法。馬莉芳、韋海峰對武術散打王爭霸賽腿法技術的運用進行分析得知，側踹腿共運用544次，占整個腿法使用總數(shù)的24.8%，僅次于橫踢腿，是有效的得分手段之一。從現(xiàn)場觀察統(tǒng)計來看，側踹腿攻擊部位多在胸腹部，缺乏高、中、低位的變化，攻擊距離也有一定的局限性。梁亞東、肖紅征對“第5屆世界武術錦標賽”散打決賽腿法技術運用進行分析，結果表明：運動員掌握腿法技術的好壞直接影響其比賽成績。腿法技術訓練質量越高，在瞬息萬變的激烈比賽中運用的實效性越好。蹬腿和側踹腿是遏止國外運動員擅長的重拳及近身摟摔打法的實效技術。在訓練中要針對性的提高其動作速度和攻擊威力。對前腿側踹這個具有代表性的動作進行客觀而系統(tǒng)的分析，從而歸納其內(nèi)在的運動生物力學特點和規(guī)律，對今后的教學與訓練提供科學的理論依據(jù)將有十分重要的意義。
2研究現(xiàn)狀
查閱《體育與科學》、《中國體育科技》、《體育文史》及北京體育大學、上海體育學院等12所體育院校的學報，《浙江體育科技》、《遼寧體育科技》等14家體育科技期刊近十年來有關散打運動方面的研究文獻以及武術領域專著和論文后得知，國內(nèi)學者對散打運動訓練方法、戰(zhàn)術應用、營養(yǎng)衛(wèi)生及賽制改革等方面的研究取得了一定的成績，但真正對散打運動技術動作進行深入研究還顯得不夠，運用運動生物力學的研究方法進行探討散打動作技術的成果還非常有限，其文獻報道寥寥無幾，更談不上綜合分析和量化指標。關于競技武術散打踹腿術的生物力學分析這一課題目前尚屬缺乏。武術對抗性項目的開展，從武術套路的攻防含義中徹底地分離出來，形成了具有實用性技擊對抗的體育項目――競技武術散打。它是兩人按照一定的規(guī)則，運用武術中的踢、打、摔和相應的防守等技法進行徒手格斗對抗的現(xiàn)代競技體育項目。是中國武術的重要組成部分。武術是中華民族文化的瑰寶，在幾千年的發(fā)展過程中，由于科學技術不發(fā)達，沒有先進的實驗儀器和科學的理論支持，沒有條件對拳理、拳法做科學的分析研究。因此，前輩武術家在練拳習武的過程中，只能由感而發(fā)，將拳理、拳法中的一些原理及規(guī)律以感性認識的方式記錄下來，以指導后人習練武術，少走彎路。理論源于實踐，理論反過來又能指導實踐，促進實踐更好地發(fā)展。競技武術散打作為一項體育運動，已經(jīng)推向世界，如果沒有堅實的理論為基礎，它的發(fā)展就不容樂觀。所以，競技武術散打的發(fā)展需要有一系列的科學理論為其奠定基礎，對散打基礎理論的科學化、系統(tǒng)化研究已經(jīng)成為擺在我們面前亟待解決的問題。運動生物力學作為體育運動的基礎理論，也是散打技術改M和提高的重要依據(jù)之一，故用運動生物力學原理對散打技術動作進行分析具有重要意義。人體任何合理的動作都要遵循運動生物力學原理，競技武術散打運動也不例外。任何合理的散打技術動作都必須符合人體解剖學、運動生物力學原理、運動學規(guī)律和武術技擊原理。運動生物力學是散打運動存在和發(fā)展的最重要的理論依據(jù)之一，散打任何技術動作都是在人體自身的內(nèi)力與外力整體作用下完成的，運動生物力學原理貫穿在散打每個技術動作中。競技武術散打與運動生物力學原理交融滲透、密不可分。競技武術散打作為一項體育項目，其動作技術有著自身內(nèi)在的規(guī)律性，如果不對這些規(guī)律進行科學把握，沒有一個標準化的通用技術，競技武術散打就不可能更好地發(fā)展下去，甚至難以讓世人接受。競技武術散打要想走向世界，和西方體育運動相互融合，共享一個“蛋糕”，就必須與現(xiàn)代科學知識相結合，走科學化的發(fā)展道路。本人在查閱了大量的文獻資料發(fā)現(xiàn)在散打中有關技法的論述較多，但大多是基于經(jīng)驗介紹，缺乏應有的理論依據(jù)。運用生物力學手段對技術動作進行診斷和評價的報道極為鮮見，即使有也是零星的缺乏理論深度的或者研究方法和測試儀器已經(jīng)不能適應現(xiàn)代體育運動發(fā)展要求的。從目前運動生物力學動作技術研究的方法和范疇分析，已經(jīng)深入到通過三維測試分析系（下轉第146頁）（上接第144頁）統(tǒng)等來評價和診斷動作技術，但在競技武術散打運動中還很少見到。
3研究方法
本人采用QUALISYS-MCU500紅外遠射測試系統(tǒng)與三維測力平臺測試系統(tǒng)對散打腿法中較為常用的前腿踹腿技術進行研究，對不同水平運動員（優(yōu)秀組與非優(yōu)秀組）每組10人，共20人的踹腿技術進行髖、膝、踝關節(jié)角度測試、速度測試，并分析，力求找出前踹腿技術的運動生物力學特點及內(nèi)在的規(guī)律，為進一步豐富、完善散打技術理論、優(yōu)化動作技術、規(guī)范技術規(guī)格、預防損傷和科學選材作前瞻性探索。
5結論
建議散打運動應該更加科學化地發(fā)展，對動作技術的研究應該多借助一些運動生物力學、解剖學、生理學的研究方法和手段，并采用當今先進的實驗儀器進行測試與分析，使散打理論得到科學的驗證與補充，不斷豐富散打理論，以推動其更好的發(fā)展。
參考文獻
第3篇：運動生物力學的作用范文
摘 要 文章通過分析膝關節(jié)解剖結構特點和生物力學特征，結合籃球技術動作特點，確定了膝關節(jié)各部位運動損傷的發(fā)生機制。并提出通過掌握運動員膝關節(jié)的運動生物力學特征，對科學指導訓練、提高運動員的訓練水平以及預防膝關節(jié)運動損傷發(fā)生等具有非常重要的意義。
關鍵詞 膝關節(jié)生物力學 運動損傷 力量訓練
運動生物力學根據(jù)人體的形態(tài)機能特點結合對運動場地器材的改進，研究最合理、最有效的運動技術；通過改善訓練手段增加運動訓練的適應性；通過研究運動損傷發(fā)生機制、改善不合理的運動技術，在訓練中改善神經(jīng)肌肉系統(tǒng)功能和強化運動器官承受能力，達到預防損傷的目的[1]。作者通過參閱大量文獻，闡述籃球運動員膝關節(jié)運動生物力學特征，提出其指導膝關節(jié)科學訓練和預防膝關節(jié)損傷依據(jù)。
一、膝關節(jié)結構及生物力學特征
（一）膝關節(jié)是人體結構最復雜的關節(jié)，由兩個包在同一關節(jié)囊內(nèi)的關節(jié)組成，即股-髕關節(jié)為滑車關節(jié)和股-脛關節(jié)為橢圓形關節(jié)。膝關節(jié)周圍的肌肉、肌腱、前方髕韌帶、內(nèi)外側副韌帶、前后十字韌帶以及內(nèi)外側半月板共同維持膝關節(jié)的穩(wěn)定性[2]。
（二）膝關節(jié)的側副韌帶位于關節(jié)囊的外面，有內(nèi)側副韌帶和外側副韌帶兩條，其主要作用是使膝關節(jié)不能產(chǎn)生內(nèi)收與外展運動，并且限制膝關節(jié)過度發(fā)生旋轉的活動。[這兩側韌帶在膝關節(jié)伸直時被拉緊起固定作用，此時小腿不能做內(nèi)旋及外旋動作。當屈膝時，這兩側韌帶松弛，小腿可做小幅度的內(nèi)、外旋動作[3]。在籃球運動中膝關節(jié)屈曲，小腿突然內(nèi)收內(nèi)旋，或大腿突然外展外旋可能發(fā)生外側副韌帶損傷。常見持球突破，急停跳起投籃或跳起搶籃板等動作。
（三）半月板由致密環(huán)狀纖維所組成，其中含少量軟骨組織，具有一定的彈性，它們的主要功能是使股骨與脛骨兩者的關節(jié)面更加吻合，增加膝關節(jié)的穩(wěn)定性，并且有緩沖股、脛骨之間沖擊力的作用[4]。
（四）膝關節(jié)囊內(nèi)共兩條十字韌帶，主要功能是限制脛骨過度前移或后移。膝關節(jié)處于半屈曲位突然完成旋轉及內(nèi)收、外展是重要的損傷機制，常合并內(nèi)側副韌帶或半月板損傷。
股四頭肌腱大部分止于髕骨上緣，一部分越過髕骨上緣止于髕骨表面，股四頭肌在膝屈30°時，4個頭的合力最大，加上這時髕股間的力矩最大[5]。
（五）膝關節(jié)穩(wěn)定性生物力學
膝關節(jié)是全身最大的負重關節(jié)，同時它又缺乏固有的內(nèi)在穩(wěn)定性，韌帶、關節(jié)囊和提供的靜力和動力性穩(wěn)定作用起著特別重要作用[6]。
（六）籃球運動的基本技術動作生物力學分析
膝關節(jié)主要功能是屈伸運動，在半屈或屈90°時有輕微的旋轉運動。籃球運動中的特點是膝關節(jié)于半蹲位滑步、進攻、防守、制動、踏跳與上籃、落地緩沖等。這些動作都要求膝于半屈曲位屈伸與扭轉，以實現(xiàn)快速變向、伸膝發(fā)力的要求。
二、膝關節(jié)力量訓練
根據(jù)膝關節(jié)運動生物力學原理，力求膝關節(jié)在運動中穩(wěn)定性和靈活性相統(tǒng)一，力量、速度和耐力相統(tǒng)一。所以對膝關節(jié)周圍肌肉韌帶的力量訓練尤為重要。使膝關節(jié)適應籃球運動技術特點的力學要求，同時保護關節(jié)避免損傷發(fā)生。通過對關節(jié)周圍肌肉力量訓練經(jīng)過力的傳遞結構強化至肌腱、韌帶以及骨。
（一）肌肉力量訓練相關理論
“訓練適應”是反映運動員機體在長期訓練和外界環(huán)境（指自然環(huán)境與訓練、比賽環(huán)境、其中主要是訓練負荷）刺激的作用下所產(chǎn)生的生物學方面的“動態(tài)平衡”（指能量消耗與補充的動態(tài)平衡）。這種適應能滿足競技比賽所需要的各種機能能力，并按照“刺激—反應—適應—再刺激—再反應—再適應”的規(guī)律變化。運動訓練的任務就是通過合理的訓練負荷，打破機體原有的生物適應與平衡，使機體在新的水平上產(chǎn)生新的生物適應與平衡[7-8]。
（二）方法
1.固定阻力負荷練習
又稱靜力性練習。是指人體用力時，各運動環(huán)節(jié)無運動狀態(tài)的變化，此時，肌肉產(chǎn)生張力但不發(fā)生長度變化。如靜止負杠鈴半蹲等。
2.動力性沖擊負荷訓練
是指肌肉先進行離心收縮、緊接著迅速進行向心收縮的練習方法。是利用肌牽張反射會產(chǎn)生超大力量的原理，是在一次練習中增大肌肉訓練效果的較好練習形式。
3.等動練習器械訓練
該種練習是借助專門的等動力量練習器進行，在練習中，練習的阻力與運動員的用力相適應，從而保證了肌肉在收縮過程中始終按恒速或接近恒速的方式進行。
三、結論
膝關節(jié)是人體結構最復雜關節(jié)，本身內(nèi)在不穩(wěn)定。籃球運動員膝關節(jié)運動專項技術動作又處于關節(jié)生物力學的薄弱點。所以運動損傷發(fā)病率高，籃球技術動作要求膝關節(jié)適應其速度力量及耐力要求。在充分了解膝關節(jié)生物力學，掌握其力學規(guī)律，根據(jù)人體形態(tài)機能特點，進行科學訓練，不斷改進運動技術，提高運動成績。同時的預防運動損傷及康復都具有重要意義。
參考文獻：
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第4篇：運動生物力學的作用范文
自1969年Hamdi首次報道L2漿細胞瘤和轉移性腺癌行椎體腫瘤切除、假體替代以來，經(jīng)過近四十年的發(fā)展，人工椎體作為一類有效的椎體替代物在臨床上得到廣泛應用，目前報道的人工椎體模型，經(jīng)過一系列生物力學測試和臨床應用發(fā)現(xiàn)，對不同脊柱節(jié)段的椎體骨折、不同類型的人工椎體的選擇、術中放置人工椎置的差異〔1〕，乃至輔加不同類型的內(nèi)固定物，均可對脊柱重建術后的穩(wěn)定性產(chǎn)生不同的影響。因此本文對近年來生物力學應用在人工椎體上的研究進行如下的綜述。
1 生物力學在人工椎體置換術評價中的應用
1.1 人工椎體置換術的應用
人工椎體目前運用最廣泛的是脊柱轉移性腫瘤病灶切除后的重建，童元等認為椎體腫瘤的手術適應證應該綜合考慮患者全身的情況、手術能否解決主要問題以及病程發(fā)展的快慢等因素。王新偉等〔2〕運用可調式中空人工椎體治療脊柱嚴重粉碎性骨折（附9例報告），認為對嚴重粉碎的椎體骨折，無法行自體骨重建者，人工椎體不失為一種選擇，但應嚴格掌握適應證。近來，王群波等〔3〕運用納米羥基磷灰石／聚酰胺66復合人工椎體治療胸腰椎椎體腫瘤14例，結果顯示復合人工椎體具有良好的生物相容性，植入融合率高，牢固可靠，是理想的骨移植替代材料。
1.2 人工椎體置換的生物學設計要求
脊柱椎體次全切除術至少破壞2個脊柱功能單元的完整性，起支撐、承載及緩沖功能的前柱連續(xù)性中斷，同樣導致后柱結構不穩(wěn)，極易造成損傷。因而，行椎體切除術后無一例外的都要進行重建前柱的結構及生物力學的穩(wěn)定性。故人工椎體的生物學設計是否合理對術后融合有著重要的影響，楊明亮等〔4〕從外科技術角度評價內(nèi)鎖式人工頸椎間體，認為其設計符合頸椎的解剖學特點，生物力學上能有效穩(wěn)定頸椎。特別適合陳舊的屈曲壓縮骨折及頸椎后突畸形矯形。楊瑞甫等〔5〕采用六鋁四釩鈦合金（Ti6Al4V）為材料，設計一種中空可調式、自固定式的人工椎體，用于治療脊柱腫瘤和椎體爆裂性骨折，實驗證明該人工椎體具有良好的即時穩(wěn)定性和遠期穩(wěn)定性，且勿需聯(lián)合使用前路或后路內(nèi)固定器。綜上述，生物力學設計必須考慮以下幾個方面：（1）術后即刻穩(wěn)定性與脊柱生理曲度的恢復程度;（2）與椎體遠期融合率;（3）有良好的生物相容性;（4）植入方便。
2 人工椎體生物力學測試的方法
2.1 屈服強度試驗
采用軸向壓縮荷載或屈曲壓縮荷載，加載至失穩(wěn)，目的在于研究人工椎體在某種載荷下的承載強度，強度試驗需要加載直至材料破壞為止，通過荷載-位移曲線獲得生物力學參數(shù)。
2.2 內(nèi)置椎體疲勞試驗
對內(nèi)置人工椎體施加周期性的荷載（cyclic loading），觀察其疲勞強度，以失敗的周期數(shù)定義疲勞強度。
2.3 內(nèi)固定物穩(wěn)定性試驗
與前面兩種破壞性試驗不同，穩(wěn)定性試驗是非破壞性的。目的在于研究內(nèi)置物在非破壞性的載荷下的內(nèi)固定強度與各種生理載荷的相關關系。
3 生物力學測試實驗模型的選擇
3.1 生物模型
目前常用的生物模型有尸體標本、活體及犬、牛、豬、猴、羊等動物模型，這幾種生物模型各有其優(yōu)缺點。人尸體標本廣泛運用于生物力學測試的離體研究，其優(yōu)點是能直接、精確測量脊柱各節(jié)段的運動，缺點在于新鮮的尸體受數(shù)量的限制，且其離體標本的測試亦在一定程度上改變了生理狀態(tài)下脊柱的力學特點；人的活體研究主要運用于臨床脊柱功能檢測，還需考慮很多社會因素。目前對于在幾種動物模型，是否與人類脊柱具有共性尚需進一步探索，Kumar等〔6〕研究發(fā)現(xiàn)四足動物脊柱的解剖學和形態(tài)學與人相似，他認為從四足動物的標本上得出的結論可運用到人的標本上。Goel等利用有限元模型分析比較肯定了狗作為脊柱腰段生物力學研究模型的可靠性。牛椎體雖偏大，但因其與人椎體具有相同的運動學特征，故其運用較多〔7〕。
3.2 非生物模型
3.2.1 有限元模型
1974年Belytschko首先將有限元分析方法應用于脊柱力學研究，使脊柱有限元模型成為最早建立的脊柱非生物模型。通過對有限元法的生物力學研究與實體的生物力學實驗進行比較分析發(fā)現(xiàn)，其結果是可靠、有效的。具有能夠獲得實體實驗中無法得到的許多重要參數(shù)，能任意改變某一參數(shù)以觀察其產(chǎn)生的影響，能進行前瞻性研究并直接指導臨床實踐。隨著人們對組織力學特性的認識，有限元分析軟件在國內(nèi)外不斷開發(fā)與應用，不但促進了有限元技術的發(fā)展，而且推動著脊柱生物力學更深入的發(fā)展。
3.2.2 數(shù)學相關模型
隨著Chu等將數(shù)學相關方法運用到力學研究中，近年來，數(shù)學相關模型已成為未來生物力學發(fā)展的一大方向〔8〕。其實質上是采用先進的圖像處理技術與設備，通過被測對象的原始圖像字灰度進行直接的數(shù)字處理，由計算機控制整個系統(tǒng)的工作和一些圖像處理運算，再把圖像信息轉變成電信號，實現(xiàn)物體變形場的測量。對采集對象、測量環(huán)境要求較低。具有自動、非接觸式的、運用范圍廣等優(yōu)點。
4 穩(wěn)定性實驗的設計及其測試方法
4.1 穩(wěn)定性實驗的設計
主要要解決離體脊柱標本測試時的運動必須模擬脊柱的自然運動和任意脊柱結構平面負載的均衡性這兩個方面的問題。Panjabi提出的穩(wěn)定性試驗模型是一種非損傷性生理載荷模式，通過加載夾具對試驗對象分別施加6對大小相等、方向相反、互為平行的“純力矩”，產(chǎn)生相應的前屈、后伸，左右側屈，左右旋轉6種運動方式。Niosi等〔9〕在此基礎上，測量時加用光電子照相技術，使結果更精確。
4.2 穩(wěn)定性實驗的測試方法
4.2.1 光學測量法
光學測量法包括光干涉效應直接測量法、光學杠桿延伸擴大位移法和光學遙測法〔10〕。立體的光學系統(tǒng)由2個互成角度的平面光學測量系統(tǒng)構成的，利用動作分析系統(tǒng)記錄受試者運動時的皮表標記坐標，經(jīng)過計算機重建三維運動，確定脊柱的空間坐標位置。其優(yōu)點是立體重建、定位精確、可以非接觸多節(jié)段測量。Pflugmacher等〔11〕對成人尸體胸腰椎標本用4種可調節(jié)與不可調的人工椎體附加內(nèi)固定后進行生物力學性能測試，利用的是光學系統(tǒng)，分別在T12和L2椎體上安裝非線性二極管，通過PCReflex運動分析系統(tǒng)，得出載荷-位移曲線，試驗顯示：可調節(jié)人工椎體與不可調節(jié)椎體在體外的力學性能方面沒有顯著差異，但聯(lián)合前后路內(nèi)固定后，其強度和穩(wěn)定性最大。
激光全息-散斑干涉法是將激光全息干涉與散斑干涉結合在一起的一種三維位移測量技術，對人工椎體和椎間盤均能獲得高質量的全息干涉條紋圖和散斑條紋圖，通過圖像可計算出椎體和椎間盤的剛性位移和應變。Vahldiek等〔12〕對新鮮冰凍尸體脊柱（T12~L4）行T2椎體切除后，用碳纖維材料的人工椎體代替，并分別附加前路固定、后路固定及前后路聯(lián)合固定，加載不同的負荷，用一個帶有可發(fā)射非線性紅外線二極管的光電測量系統(tǒng)，記錄載荷-位移曲線，得出結果示椎體替代物植入后僅附加前路內(nèi)固定與完整的椎體相比移動度較大，特別是軸向扭轉。
4.2.2 電應變法
電應變式傳感器可通過電子儀器直接轉化為位移〔13〕，Lowe等〔15〕運用MTS 809雙軸液壓隨動生物力學測試系統(tǒng)（biaxial servohydraulic biomechanical testing system）測量其可以承受的最大加載載荷大小，研究終板的抗壓縮強度。實驗表明:終板后外側抗壓縮強度最大，中間部分最小，抗中空植入物臨界壓縮強度明顯高于抗實體植入物的裝置。對臨床上人工椎體的類型及放置位置的選擇具有一定的指導意義。
4.2.3 影像學法
影像學檢測手段已經(jīng)從早期簡單的靜態(tài)平片發(fā)展到雙平片及三維動態(tài)X線檢測。靜態(tài)片因其片子質量、標定不一等因素，誤差較大。Lee等〔16〕描述了一種用于腰椎三維運動實時測量旋轉式X線照相裝置。該系統(tǒng)通過整合獲得三維方向的角度率。所獲數(shù)據(jù)和實時展示通過與計算機相連的電子單元加工處理。能提供脊柱位置的實時信息，有利于及時做出臨床檢測和評價。Wang等〔16〕采用的Zebirs CMS 70P系統(tǒng)是一種運動分析脊柱的三維分析儀，利用了超聲反射定位的原理，測定脊柱的三維空間位置，具有無創(chuàng)性、立體性、可靠和可重復性等優(yōu)點。
5 生物力學評價指標
5.1 載荷-位移曲線
反映了內(nèi)固定結構的穩(wěn)定性隨載荷變化的趨勢。Glazer等以6~8個樣本測量值進行統(tǒng)計學處理及相關分析；由載荷-位移曲線可以得到以下指標（參數(shù)）：
運動范圍（range of motion，ROM）：指在載荷最大時脊柱運動的節(jié)段間的角度變化和節(jié)段間的位移量。由于每個標本的生物力學性質不同，為了直接進行定量的比較，把各試驗組的運動范圍均與同一完整脊柱標本的運動范圍作比較，得出相對運動范圍（relative range of motion，RROM）。
硬度／穩(wěn)定性和柔韌度／不穩(wěn)定性：可用硬度系數(shù)／穩(wěn)定性系數(shù)和柔韌系數(shù)／不穩(wěn)定性系數(shù)表示，是所施加的載荷除以椎體間所產(chǎn)生的運動大小。
伸展-屈曲中性區(qū)（NZ）：為中性區(qū)到實際加載荷時的位移，伸展中性區(qū)用-NZ表示，屈曲中性區(qū)用+NZ表示。
伸展-屈曲彈性區(qū)：是彈性位移階段，從0載荷時的位移到最大載荷位移。伸展彈性區(qū)用-EZ表示，屈曲彈性區(qū)用+EZ表示。
5.2 載荷-圈數(shù)疲勞曲線
屈服強度和疲勞強度試驗樣本量小，常以個體值或中位數(shù)加以比較。Huang等〔17〕選擇幾個大小不同的載荷量重復實驗，獲得載荷-圈數(shù)疲勞曲線。
以上2個指標均適用于離體標本的測量使用。對于在體的人工椎體的生物力學評價指標，可運用運動測量方法，利用光學原理或者影像學方法，立體重建、定位精確，并結合神經(jīng)功能恢復情況（Frankel分級），綜合得到人工椎體移位及重建節(jié)段骨融合情況。
6 生物力學評價促進了人工椎體在脊柱重建術中的應用及發(fā)展前景
一種新的脊柱內(nèi)固定裝置在運用之前，除了要對器械本身的材料學測試外，大部分的器械還均以非破壞性試驗進行生物力學評價，生物力學研究的發(fā)展，大大縮短了內(nèi)固定器械應用于臨床的周期，因而在近20年來，脊柱新器械包括人工椎體的發(fā)展速度空前提高。有很多學者認為目前的人工椎體置換既應具有術后的即刻穩(wěn)定性，亦應注重其對脊柱生理曲度的恢復以及兼顧遠期的融合功能。王新偉等〔18〕應用萬能力學試驗機對牛胸腰椎進行力學測試，得出結果顯示任何內(nèi)固定都不能替代人體骨骼本身行使脊柱的力學性能。從遠期效果看，人工椎體的作用是融合而不是支撐。因此生物力學的評價已經(jīng)成為人工椎體置換術適應證及手術后效果評估不可或缺的一部分。
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第5篇：運動生物力學的作用范文
關鍵詞 攀巖 生物力學 側拉動作 技術分析
本文運用文獻資料法對動作技術的分析加以概括，特別是關于運動生物力學的研究分析。很多研究中都運用到了運動生理學的相關指標，如肌電測量分析法，當然生物力學的實驗研究少不了，如平面定點攝影測量法。這些方法均是為了找出優(yōu)秀動作的運動學參數(shù)指標，尋求該動作過程的運動學特點，揭示運動員完成合理動作的規(guī)律和技術動作要領，并制定針對性的科學訓練方法，促進運動員快速掌握動作技術，進而提高攀巖運動的競技水平。
1側拉的分類
側拉動作 1：開始動作時運動員身體正對巖壁身體重心離巖壁遠而不利于完成動作。
側拉動作 2：開始動作時運動員身體側對巖壁，但支撐腿（左）和巖壁之間的角度太大。
側拉動作 3：開始時運動員身體側對巖壁，支撐腿的外測盡量貼近巖壁。
2平面定點測量的結果分析
2.1攀巖時人體重心的特點
人體重心是人體各環(huán)節(jié)所受重力合力的作用點，攀巖時只有手和足附著在巖壁上人體其它部分均在巖壁之外，由巖壁與人體的位置關系可知，攀巖時人體重心在巖壁之外，重力不僅對人體產(chǎn)生向下的作用力，同時還產(chǎn)生使人體向外傾倒的力矩，因此重力是破壞人體平衡的主要作用力，人體重心的位置對攀巖時人體的平衡非常重要。
2.2保持平衡所需力量
人體重心的位置對攀巖時人體的平衡非常重要。動作1和動作2在做起始動作時重心在兩支點連線的左方但中間動作時在兩支點連線的右方，在這個過程中為了保持身體的平衡手臂做了很多的功也就是手的拉力用了很大的勁，而動作 3 的起始動作時重心在兩支點連線的右方，所以在完成動作時很省力，動作是科學的。
3三種側拉動作的力學分析
側拉動作1和側拉動作2在起始動作時重心在兩支點連線的右側，但中間動作時在兩支點連線的左側，在這個過程中為了保持身體的平衡，克服重力給人體帶來的轉動效果，手臂的拉力起了主要的作用，用了很大的力量。而動作3的起始動作時重心在兩支點連線的右方，人體重心主要是垂直方向的運動，所以在完成動作時比較省力。同時側拉3的動作特點是身體側對巖壁，身體對側手腳接觸巖壁，另一只腿伸直用來調節(jié)身體平衡。人體重心更靠近巖壁，傾倒力矩小。另外支撐腿在由屈到伸的過程中人體重心只是向上移動，不會被頂離巖壁，傾倒力矩不會增加，隨人體重心提高側對巖壁可以使右臂仍然可以向下拉，抵抗傾倒的力矩不會減小，平衡維持比較容易，同時可以利用全身的高度去抓握上方支點。
4采用側拉技術動作合理性（側拉動作3）的力學分析
側拉動作3的特點是身體側對巖壁，身體對側手腳接觸巖壁，另一只腿伸直用來調節(jié)身體平衡。力學合理性表現(xiàn)為兩個方面，一是由于側對巖壁，人體重心更靠近巖壁，傾倒力矩小。另外支撐腿在由屈到伸的過程中人體重心只是向上移動，不會被頂離巖壁，傾倒力矩不會增加，隨人體重心提高側對巖壁可以使右臂仍然可以向下拉，抵抗傾倒的力矩不會減小，平衡維持比較容易，同時可以利用全身的高度去抓握上方支點。
另外，側拉時人體重心點一直在左手和右足攀登附著點的連線附近，由于力臂很小，這樣在人體上升用右手觸摸下一點時人體重力幾乎不產(chǎn)生繞縱軸的使人體翻轉的轉動力矩，這樣右手就可以比較自如的去觸摸和把握下一點，左腿也可以進行較大幅度的活動。
5不同類型側拉技術肌電測試結果的分析
在三種側拉動作的對比中側拉動作3的膝關節(jié)角度開始變化時肱二頭肌還沒開始發(fā)力，股外側肌是促使身體向上移動的主要發(fā)力肌肉。
另外，在三種側拉動作的對比中側拉動作3的發(fā)力順序間隔明顯股外側肌――腓腸肌――背闊肌――肱二頭肌，說明在側拉動作3的過程中股外側肌是最先參與發(fā)力的而且發(fā)力而且持續(xù)時間長，貢獻的力量最大，是主要用力肌肉，相反肱二頭肌的參與時間晚，持續(xù)時間短，貢獻的力量最小。不同側拉動作各肌肉發(fā)力大小比較可以看出側拉動作3的肱二頭肌積分肌電值最小，股外側肌積分肌電值最大。
在難度攀巖中如何合理的應用技術動作調整身體平衡，節(jié)約上肢力量直接決定運動員的比賽成績，從以上對比看出側拉動作3是這三種動作中最合理的動作，同時也提醒我們在日常訓練中不要單單注重上肢力量的訓練，下肢力量的訓練也是很有必要的。
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第6篇：運動生物力學的作用范文
關鍵詞： 短跑 髖關節(jié) 肩關節(jié) 擺動
1.引言
100米跑是高考體育考生必考的項目，100米跑成績直接影響高考成績。廣大教練員對短跑的訓練格外重視。隨著體育科學理論的發(fā)展和塑膠跑道的出現(xiàn)，在每年的全省體育高考中，100米成績有了大幅度提高，但是筆者經(jīng)過調查發(fā)現(xiàn)本地區(qū)的100米成績一直處于停滯狀態(tài)，與全省短跑水平的差距不斷加大。究其原因，有客觀的原因，也有訓練不科學的主觀原因。下面從生物力學的角度，以10名嘉峪關市第一中學體育高考生為研究對象，主要采取文獻資料法、實驗對照法和統(tǒng)計分析法等研究方法，分析擺動技術對提高短跑運動員的速度的作用。
2.20世紀60年代之前的短跑技術理論
20世紀60年代前，專家學者普遍認為：“跑的主要原動力是后蹬所獲得的支撐反作用力”，“為了加大跑的動力，蹬地腿的髖、膝、踝3個關節(jié)要盡可能地蹬直”。因此，整個短跑動作的技術特點是：軀干前傾較大，大腿高抬，小腿前伸，腳的著地點距離身體重心的投影點比較遠，步幅增大，步頻減慢，整個短跑動作盡可能發(fā)揮伸膝的力量。由此，人們普遍認為腿在后蹬時的反作用力是推動人體向前移動的主要動力，其他身體的用力動作都是為配合后蹬這一關鍵技術環(huán)節(jié)而創(chuàng)造有利條件的。所以，決定短跑成績的主要因素是腿在后蹬時的反作用力。
舊的短跑技術理論忽略了對擺動腿動作技術的研究，只是簡單地認為沒有充分的后蹬支撐，就不可能有很好的擺腿技術。要求擺腿時大腿充分高抬，小腿自然緊緊折疊，在對擺腿的力量、速度和方向上沒有做出明確具體的要求，特別是應以髖關節(jié)為軸的快速擺腿和以肩關節(jié)為軸的強有力擺臂動作沒有做進一步的闡述和說明，可以說是重要缺憾。因此，為了適應現(xiàn)代短跑發(fā)展趨勢，必須對以髖關節(jié)為軸的高速擺腿和以肩關節(jié)為軸的強有力擺臂動作作進一步的研究和探討。
3.以髖關節(jié)為軸高速擺動的短跑技術簡介
20世紀80年代初期世界上許多著名的專家學者就提出，以髖關節(jié)為軸的快速擺動―平動運動作為現(xiàn)代短跑運動和短跑技術的主要理論。如劉易斯的教練員湯姆泰萊茨認為：后蹬這一術語不能貼切地描述支撐腿離地面這一過程，以髖為軸的高速擺動是影響現(xiàn)代短跑速度的主要因素。我國學者早在1996年前后就提出“用髖跑”的短跑技術。
許多學者曾形象地比喻髖是牽引人體跑動的“發(fā)動機”，是人體快速前移的“馬達”，實際上它的主要功能是通過腳與地面的接觸實現(xiàn)的。髖與腿腳的關系就像汽車的發(fā)動機與車輪的關系一樣。汽車要跑得快，表面上看是車輪轉得快，而實際上是發(fā)動機在起牽引作用。人體水平加速的主要動力來源與髖，以髖關節(jié)為軸的快速擺動―平動運動是當代短跑運動和短跑技術的本質。后蹬動作被看做是以髖為軸的擺動運動的延續(xù)，后蹬基本不存在腳著地時的再次發(fā)力過程，否則，勢必破壞跑的周期性、連貫性和協(xié)調性，跑進的步幅和頻率將大大降低。據(jù)研究顯示，現(xiàn)代短跑著地時間共大約80毫秒，后蹬時間大約30毫秒，不難看出后蹬力量的效果實際上和以髖關節(jié)為軸大腿后擺的力量和后擺的速度成正比。
3.1以髖關節(jié)為軸快速擺動技術對保持步頻和增加步長的作用
人體的生長發(fā)育規(guī)律決定了步頻的提高一般在10～13歲左右，但步長的增加不受這一年齡段的限制，因此，我們在運動訓練的過程中可以盡量增加步長，特別是對參加體育高考的學生來說，增加步長具有積極的現(xiàn)實意義。積極送髖或者伸髖擺動技術可使髖關節(jié)沿身體垂直軸向內(nèi)向前旋的幅度增大，從而增加步長。如果擺動腿的速度加快，支撐腿的小腿積極有效地扒地，支撐腿進行退讓性收縮的時間就會縮短，從而在送髖擺動力量作用下產(chǎn)生加速度，途中跑的過程使速度的慣性繼續(xù)保持，人體重心迅速超過支撐腿支點，較快通過垂直支持階段，縮短支撐腿進行等長收縮時的時間。良好的送髖或者伸髖擺動技術，可以減小后蹬角度，增加后蹬力量，加速后蹬動作，送髖使身體重心騰起角度縮小，后蹬力量加大，速度加快，縮短騰空時間。因此，積極送髖或者伸髖擺動技術在跑的各個階段中都能使各動作的時間相對縮短，從而有利于步頻的增加。
3.2以髖關節(jié)為軸快速擺動技術可以減小短跑運動中著地腳制動的阻力
以髖關節(jié)為軸的擺動腿的快速高抬前擺，是髖腰肌和股直肌等髖部肌肉積極收縮的結果，擺動腿的大腿加速向前上方擺動，小腿放松則自然下垂，擺動腿的大腿擺動至大約水平后，股后肌群爆發(fā)性收縮，大腿快速用力制動，然后積極下壓，直至前腳掌扒地式著地。由于送髖擺大腿，髖、腿的重心向前移動，導致人體的重心也向前，雖然由于擺腿增大了步幅，但腳著地點與總重心投影間的距離卻不變。資料顯示：“一般高水平運動員跑進時腳的著地點距總重心投影點約27～37cm”，這與運動生物力學揭示的“減少著地時制動阻力的方法是縮小著地點與總重心垂直線的距離”的原理相符。從人體解剖學的角度可知，人體髖關節(jié)肌肉生理橫斷面大于膝關節(jié)和踝關節(jié)的生理橫斷面。依據(jù)運動生物力學的原理，運動首先由較大肌群發(fā)力，依次傳遞到小肌群，大肌群的力量是主要力量?，F(xiàn)代短跑技術強調以髖關節(jié)為軸快速擺動技術，是符合運動生物力學和人體解剖學原理的。
3.3以髖關節(jié)為軸快速擺動技術提高了腳“扒地式”著地的有效性
以髖關節(jié)為軸快速擺動技術，也就是建立正確的以髖為軸腿的快速擺動并帶動小腿積極扒地的動力源，從而形成優(yōu)越的“扒地式”技術。據(jù)人體在騰空運動時人體各個環(huán)節(jié)的運動速度與人體質點運動的關系可知：“在腳著地的瞬間，腳向下運動的垂直速度快于人體質點向下運動的垂直速度”。可以這樣認為，人體在騰空時擺動腿積極向下向后的擺動及“扒地”動作，減小了地面對人體的阻力，速度損失不明顯，這一技術動作充分保證了短跑者身體重心的平穩(wěn)性和動作的連貫性。
4.以肩關節(jié)為軸的強有力擺臂動作是短跑運動中十分重要的環(huán)節(jié)之一
擺臂動作的速度、幅度、方向和肩關節(jié)的靈活性直接影響速度和下肢擺動效果，由于在跑步的過程中上肢除了對下肢動作頻率有帶動作用外，還起到平衡身體的作用，同時上臂擺動有力，與下肢配合協(xié)調，使軀干縱軸旋轉的幅度增加，因而延長了大腿前擺的有效距離，增加了步長。
5.結語
5.1以髖為軸的高速擺動力量才是人體快速行進的最根本動力源。提高短跑速度的關鍵，應該在訓練中重視髖部、大腿后側及小腿肌群力量的發(fā)展。
5.2以肩關節(jié)為軸的強有力擺臂動作是短跑運動中十分重要的環(huán)節(jié)之一。擺臂動作的速度、幅度、方向和肩關節(jié)的靈活性直接影響速度和下肢擺動效果。
5.3大腿積極擺動技術，能增加運動員的步幅，減小短跑中地面對著地腳的阻力，形成有效的腳“扒地式”著地技術，形成現(xiàn)代短跑技術步頻高、步幅大、動作協(xié)調、身體重心上下起伏小的特點，是符合運動生物力學和人體解剖學的理論基礎，充分展現(xiàn)了高效率和科學性。
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第7篇：運動生物力學的作用范文
摘 要 近年來，世界范圍內(nèi)羽毛球項目的科學研究數(shù)量穩(wěn)步提升。但是，有關于用運動生物力學理論對羽毛球進行分析的科學研究極少，所占比例較低。本文選取篇文獻，對羽毛球正手吊球技術做運動生物力學的綜述性分析。企圖在總結概括前人研究的基礎上，思考缺陷與不足，提出一些想法。
關鍵詞 羽毛球 正手吊球技術 運動生物力學
一、前言
2007年以后，國際有關于羽毛球的研究數(shù)量大幅增加。其中，對于羽毛球的運動生物力學研究成為了羽毛球科學研究的熱門之一。它旨在進行羽毛球的動作技術分析、運動損傷機理分析和動作的預判能力研究。
羽毛球的后場技術是運動員取得賽中主動權的重要基礎。目前，世界羽毛球的打法逐漸傾向于拉吊突擊型，且運動員的技術較為全面。因此，羽毛球的后場技術就成為了運動員必須掌握的制勝法寶。
二、羽毛球后場吊球技術的界定
（一）后場吊球技術的定義
后場吊球技術是指，將后場區(qū)域端線附近位置的球，回擊到對方前場區(qū)域（前發(fā)球線附近與球網(wǎng)之間）緊靠邊線兩角的近網(wǎng)小球。后場吊球技術分為：后場正手吊球技術、后場反手吊球技術和后場頭頂?shù)跚蚣夹g。吊球技術的細膩精準，能夠較好的凸顯出其在比賽中的威脅性和隱蔽性。它可以打亂對方比賽節(jié)奏，為自己創(chuàng)造進攻機會。在后場正手吊球技術中，由于手指、手腕的細膩動作便可以將其分為劈吊、輕吊和攔截吊球三種技術。
（二）后場吊球技術的動作結構
正手吊球技術動作結構為準備動作—引拍動作—擊球動作—隨揮動作，這個與羽毛球技術中的正手高遠球和正手殺球技術的動作結構相同。而在各個環(huán)節(jié)的連續(xù)應用中，各環(huán)節(jié)基本上是依次加速和制動的，并在擊球的瞬間手的速度達到了極致。
吊球技術中，根據(jù)不同的吊球類型，在擊球瞬間手腕的制動發(fā)力和方向是不同的，但是手的速度并無下降。隨著重心的轉移、軀干的轉動，在準備動作時肩關節(jié)開始加速，其后各個上肢的各個環(huán)節(jié)開始加速。肘關節(jié)伸展、前臂內(nèi)旋并依此加速。這就形成了所謂的羽毛球擊球過程中的鞭打動作。
后場正手吊球技術在引拍時屬于超越器械，在擊球時鞭打，在擊球后回收。鞭打動作是其動作技術中的重中之重。但是，不同的吊球技術，在左膝關節(jié)和右膝關節(jié)的運動形式上是一致的，只是其運動的幅度是有區(qū)別的。
（三）吊球技術的下肢關節(jié)運動生物力學分析
在吊球過程中，劈吊和輕吊的下肢運動相同。左右腿之間有重心轉換：做蹬轉步法。且運動幅度相差不大，屈膝蹬伸動作先左后右。而攔截吊球技術中，下肢關節(jié)的運動形式與前者完全不同，運動幅度也不同。左右膝關節(jié)屈膝蹬伸動作無先后之分，基本趨向于同時完成。經(jīng)三維測試，膝關節(jié)角幾乎保持與峰值相當速度的時間比較長，在1.58秒左右。劈吊和輕吊則在達到峰值后迅速減小。
劈吊、輕吊和攔截吊的膝關節(jié)蹬伸不同，主要是由于在運動過程中其動作技術所起的作用不同。劈吊和輕吊為了協(xié)調上肢的運動，形成軀干下部繞身體縱軸同時協(xié)調上肢向前扭轉的姿態(tài)。在攔截吊的整個動作過程中，軀干下部繞身體縱軸向前扭轉的姿態(tài)，使運動員起跳騰空，獲得高的擊球點。
在引拍擊球動作階段，劈吊技術中左、右膝關節(jié)的屈曲幅度分別為62.4°、70.8°，蹬地力量最大，上肢所獲得的速度最快。因此劈吊的球速是最快的。
從膝關節(jié)屈膝下蹲到擊球前，輕吊、劈吊和攔截吊技術中運動員左、右膝關節(jié)的角速度依次為34.5°/S和60.4°/S，49.5°/s和69.1°/S，22.1°/S和35.1°/S。左膝關節(jié)與右膝關節(jié)的角速度差異較大，右膝關節(jié)的平均角速度明顯大于左膝關節(jié)。右膝的蹬伸力量對吊球技術的影響較大。
四、吊球技術的軀干運動生物力學分析
（一）運動幅度特征
在羽毛球后場正手技術中，側身準備動作為一致的。吊球技術中，劈吊和輕吊的側身動作轉動幅度基本相同，而攔截吊的側身幅度較小。所以，劈吊和輕吊繞Z軸側身轉動的幅度明顯大于攔截吊。兩肩與Y軸夾角、兩髓與Y軸夾角，輕吊為0.13°，劈吊為1.34°，攔截吊為0.77°。這與吊球技術上肢的運動幅度小有關，以便于更好的控制落點。
吊球技術中，根據(jù)不同的吊球類型，在擊球瞬間手腕的制動發(fā)力和方向是不同的，但是手的速度并無下降。隨著重心的轉移、軀干的轉動，在準備動作時肩關節(jié)開始加速，其后各個上肢的各個環(huán)節(jié)開始加速。肘關節(jié)伸展、前臂內(nèi)旋并依此加速并向前、向上運動引拍擊球至擊球結束。在肩關節(jié)水平向前旋轉的作用下，前臂后伸，屈肘，使肘關節(jié)向前運動。然后，肘關節(jié)開始屈伸及旋內(nèi)，使腕關節(jié)獲得較高的速度。在肘關節(jié)未完全伸展時小臂內(nèi)旋，使羽毛球拍面的朝向得到控制。在擊球瞬間，軀干轉正對球網(wǎng)，而肩關節(jié)基本沒有相對旋轉。這就形成了所謂的羽毛球擊球過程中的鞭打動作。
（二）轉動速度特征
三種后場吊球技術中，劈吊技術的軀干轉動速度最快。由于羽毛球技術中強調動作的一致性，因此劈吊和輕吊是擊球前的動作技術是基本一致的，僅在擊球瞬間有差別。而攔截吊要求在來球后快速起跳攔截，其側身幅度遠不及劈吊和輕吊。因此其軀干的轉動幅度和速度均不及劈吊和輕吊。而其揮臂的速度通過下肢蹬伸獲得比軀干轉體獲得更多。
五、吊球技術的上肢關節(jié)運動生物力學分析
（一）各運動環(huán)節(jié)運動特征
上肢在三維的空間內(nèi)，從肩到肘再到肩再到腕的發(fā)力方式是對于傳統(tǒng)關節(jié)活動順序性理論的延伸和補充。輕吊、劈吊、攔截吊的運動時序基本一致，各環(huán)節(jié)均遵循“軀干向前扭轉—前臂內(nèi)收—肘關節(jié)伸展—前臂內(nèi)旋—腕關節(jié)制動”的順序。
引拍動作開始后，運動員各部分肌肉開始發(fā)力，首先是下肢屈膝蹬伸發(fā)力，然后由軀干、肩部、前臂等較大的肌肉群發(fā)力，接著是腕關節(jié)等較小的肌肉發(fā)力，最后是持拍手達到最大值。這說明吊球技術是從大環(huán)節(jié)運動到次大環(huán)節(jié)運動，最后達到小環(huán)節(jié)運動，呈現(xiàn)出梯次遞減的運動趨勢。
經(jīng)測試，在三種吊球技術中，劈吊的前臂速度最大、揮拍速度最快，攔截吊的前臂速度最小、揮拍速度最慢。這較為符合三種吊球的技術特征和作用特征。劈吊力求以最快速度、斜線的最佳落點擊球至對方區(qū)域，而攔截吊球則是以最快速度將球在高空擋到對方區(qū)域，速度小其落點更加貼近球網(wǎng)。
（二）手指、手腕運動特征
吊球技術中，每種吊球近球程度不一，落點深淺也不一樣。所以其技術要求對手指、手腕動作的要求也不一樣。手指、手腕動作決定了球是否下網(wǎng)，落點的深淺，所以吊球技術中對手指、手腕的控制要求較高。
攔截吊球中，拍面的包切程度最大，所以手指、手腕的屈曲、旋轉、下壓程度最高。它企圖通過拍面對球托的包切，獲得更大的摩擦力，使相同速度下的羽毛球更貼近網(wǎng)面、落點也最近。輕吊的手指、手腕屈曲程度僅次與攔截吊球，球的落點在前發(fā)球線以內(nèi)。而劈吊要求快速的回球速度，其落點較深，回球路線多為斜線。因此，劈吊技術中，對于手指、手腕的屈曲下壓程度最低。
在擊球點的控制方面，攔截吊的擊球點要求最高，劈吊的擊球點其次，輕吊的擊球點最低。因此，攔截吊球技術的身體重心起伏也是最高的。
運動員在完成吊球時主要環(huán)節(jié)的運動順序是：踝—膝—髖—肩—肘—肩—腕。上下肢的配合有利于力量的較好傳遞，防止上肢肌肉的疲勞發(fā)生，提高回球質量。
六、總結
羽毛球后場正手吊球技術在羽毛球比賽中起著重要的作用。目前，國際羽毛球競技水平不斷提高，大眾健身性羽毛球迅速發(fā)展。許多學者對羽毛球的關注和科學研究增加。目前，對羽毛球后場正手吊球的運動生物力學分析較少，且大多數(shù)的文獻在于總結羽毛球后場正手吊球技術的技術特征、描述技術動作。從感官上能夠使人們樹立正確的羽毛球后場正手吊球的正確動作形象。
總所周知，羽毛球后場正手吊球技術并不像高遠球和殺球一樣需要巨大的力量支撐。其更重要的是需要擊球時間、擊球點的控制。羽毛球后場正手吊球技術的運動生物力學分析，不應該僅僅停留在傳統(tǒng)的對該技術共性的總結。而應該在此基礎上，對具有某一技術風格的團體進行分析。力求總結其技術的優(yōu)缺點，促進羽毛球后場正手吊球技術的簡化和實效。這對于一項技術的發(fā)展有著里程碑的意義。
參考文獻：
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[2] 鐘建萍.羽毛球新舊賽制優(yōu)秀男子單打運動員后場技、戰(zhàn)術分析[J].中國體育科技.2010.46（1）：93-96.
第8篇：運動生物力學的作用范文
關鍵詞 動伸推拿 胸鎖乳突肌 三維有限元
頸源性頭痛是臨床上多發(fā)病之一，好發(fā)于中老年人，近年來其發(fā)病呈明顯年輕化趨勢。多因現(xiàn)代人生活方式的改變，如長期伏案工作、對著電腦時間過長、長期不良姿勢等所導致。過去，人們習慣于歸結于頸椎病，但對很多年輕人來說，影像學檢查并沒有發(fā)現(xiàn)頸椎骨性結構與椎間盤的退化。有學者認為這屬于頸筋膜扳機點疼痛，與頸椎周圍的肌肉、筋膜有關。胸鎖乳突肌是頭頸部的一塊重要的肌肉，在頸椎病和頸源性頭痛的發(fā)病機理中起著重要的作用。針對此類疾病，筆者創(chuàng)立的“動伸推拿”手法進行治療，該手法建立在人體解剖學基礎上，深入了解頸椎及頭頸肌肉的運動生理學和病理學特點，結合其近三十年的臨床經(jīng)驗，總結提煉的一種中醫(yī)推拿手法新觀念。眾所周知，中醫(yī)推拿的研究集中于臨床療效的觀察，而缺乏科學的實驗證據(jù)，近年來在醫(yī)學領域里運用有限元模型研究人體的生物力學正成為熱點。有關肌肉筋膜病變在疼痛性疾病中的重要性日益受到重視，胸鎖乳突肌在頸椎病和頸源性頭痛中所起的作用也受到關注。有學者對胸鎖乳突肌肌筋膜痛的發(fā)病機制和解剖學特點進行了研究。本研究首先建立胸鎖乳突肌的三維有限元模型，采用三維有限元方法，分析動伸推拿對胸鎖乳突肌模型的應力分布特點，進―步明確動伸推拿治療的生物力學依據(jù)。
1 材料與方法
對一健康志愿者進行頸部CT掃描，層距0.2mm，包含人整個胸鎖乳突肌全長。利用Matlab6.0提取圖片中輪廓線數(shù)據(jù)矩陣，轉換為dat文檔后輸入Ansys 8.0建模。模型包含雙側胸鎖乳突肌胸骨頭、鎖骨頭、肌腹、乳突部。模擬動伸推拿，頭向一側旋轉，拇指置于胸鎖乳突肌的頂端，輕輕捏擠胸鎖乳突肌，由前至后100N，由上至下的按壓力100N。頭后伸位時拇指由前至后按壓胸鎖乳突肌100N的作用力，由上至下100N的作用力。
2 結果
在施予相同作用力的狀況下，胸鎖乳突肌應力分布不一致，當頭部后伸時胸鎖乳突肌的應力分布在胸鎖乳突肌的中部，并隨按壓作用點的變化而發(fā)生相應的上下變化。當頭部向一側旋轉時胸鎖乳突肌的應力分布出現(xiàn)高應力區(qū)域，主要分布在胸鎖乳突肌肌腹遠端。
3 討論
筆者創(chuàng)立的“動伸推拿”手法新理念在頸肩腰腿痛方面得到廣泛應用。針對頸源性頭痛這一疾病，筆者采用動伸推拿胸鎖乳突肌取得很好的臨床療效。具體操作：取其頭向一側旋轉，此時見到突出的胸鎖乳突肌充分伸展或慢慢改變移動頭(前屈、后伸、側擺)位置。醫(yī)者坐于患者頭側，將拇指置于胸鎖乳突肌的頂端，余手指屈曲置于其下，輕輕捏擠胸鎖乳突肌，并實施由前至后、由上至下的按摩，在滑動中遇結節(jié)或條索，按揉之，將其松解。該手法的主體思想是通過“動”使病損部位(即“靜”)暴露的更明顯，更容易找到，從而更有針對性地對病損部位周圍肌肉施行較強刺激的手法，以最大限度的提高病損處的肌肉興奮性和局部組織活性，充分改善局部血供，以促進局部無菌性炎癥的吸收，改善局部的筋結粘連?！吧臁笔峭ㄟ^伸展運動，如使頭部側伸、后仰，手臂上舉等，使患部的肌肉、韌帶拉伸。動伸推拿胸鎖乳突肌促進局部的血液循環(huán)，減輕炎癥反應，促進代謝物質排出，恢復紅細胞所帶電荷，使紅細胞聚集能力減弱，變形能力增強，全血黏度和血漿黏度下降，改善了腦部供血不足，從而緩解或消除患者臨床癥狀。本研究主要應用三維有限元模型來進一步驗證動伸推拿胸鎖乳突肌的應力分布特點，從而論證其手法的科學性、可行性。
第9篇：運動生物力學的作用范文
研究對象:115名競賽運動員,運動水平從二級到運動健將。
一、分析和討論:
疲勞特征的發(fā)現(xiàn)可引導出下面的計算方法:這115名運動員具有一定的運動水平,他們在起跑后速度和技術指標有著密切的相互影響、相互補償?shù)年P系,這樣可得出一次方程式,然后填入終點跑速度值,得出可計算的指標數(shù)據(jù)。比較獲得的指標數(shù)據(jù)和終點跑實際技術指標,就發(fā)現(xiàn)結果超出了一般跑的規(guī)律性,實際指標或多或少的符合運動員在非疲勞狀態(tài)下的技術指標。(表1)
計算公式:PTOPM=-5.288+4.38V(+-5.62),R=0.75
PTOPM表示負面力的縱向被加數(shù);V表示跑的速度;R表示相互關系系數(shù)。現(xiàn)在把各項距離的終點跑速度值放入公式內(nèi),就可得到計算的負面力。(表2)
比較計算值和實際情況看出,在400米跑中實際的力不符合終點跑的速度。超出的力已被展示出來(方程式評價規(guī)格誤差=5.26)。這是由于疲勞的肌肉能夠產(chǎn)生更多有實際意義的力.顯然,就象用鐵制起跑器測量200米和800米起跑一樣,這樣的方法能減少制動階段力學結構中力的丟失,因為腿部力量做功發(fā)力大部分還是利用骨骼傳遞到踝關節(jié)。除了這些,這個方法還能幫助減少由于降低身體重心位于制動階段造成速度的損失,但對蹬地階段支撐腿收縮肌肉的能力還不能從根本上起到作用?？梢?從正面的力和負面消極的力之間的聯(lián)系可以得出下面的公式:Pot=1.801+1.288Ptopm.(±9.06),r:0.76。
Pot=正面積極力的縱向因素,把負面消極力的影響和400米終點跑實際指標放入公式中,可以得出:正面積極力應該等于34.1Bt/kg。事實上,真正的數(shù)值少于38%,等于21.2±7.2 Bt/kg。
從上面的情況得出,對于400米沒有疲勞補償階段,跑的速度降低。疲勞肌肉低能力的收縮,在這種情況下不可避免的影響能力再生結構―必然加大后蹬能力,顯然這種結構能有效的提高活動能力,它表現(xiàn)出與肌肉生物力學特性的聯(lián)系―肌肉越堅硬有力,拉伸時間越短,就越能更多的利用聚集的機械力。在縮短制動階段的高速度跑更有利于肌肉其他性能使用的再生結構的出現(xiàn)。這些結構的加強,能有效的提高肌肉彈性能力,如腳底的屈伸運動。相反,運動員在支撐落地階段,當肌肉拉長的時間增大時,聚集的機械能力很大程度上分散到肌肉中去。
那么,400米跑在過大支撐階段是否違背了依賴于肌肉的速度―拉伸條件呢?我們注意看實際情況:在終點跑中制動時間提高了38%,達到80+15mc,但計算和反映出來的數(shù)據(jù)相比較,他們之間不存在實質上的差別,符合等于0.073和0.080。計算公式為:
Ttopm=0.126-0.009V(±0.009),r=-0.83
Ttopm-制動時間。這樣可以說明,制動時間符合終點跑的速度,并不是它違背了肌肉速度―拉伸條件。而真正造成終點跑的技術原因是肌肉的生物化學特點而不是動作技術的生物力學結構,在400米跑的最后階段,根據(jù)生物化學的測量結果,由于大量的乳酸積累而造成對神經(jīng)細胞積極功能性的抑制,大量的降低 ATF和KPF在血液中的含量,而增加ADF的含量。
因此,我們可以更多的了解到,在疲勞狀態(tài)下支撐腿肌肉拉長和收縮的相互關系,擺在我們面前的許多重要的實際數(shù)據(jù)證明,提高局部肌肉的緊張強度與中距離跑的運動能力有著密切的關系。根據(jù)實驗結果得出,局部肌肉性能的提高,可以根據(jù)生物力學特性,更多的利用彈性特點有效的延緩跑的速度在終點跑階段的降落過程.
二、 研究結果:
1.在400米跑中出現(xiàn)的疲勞特征反映出違反了肌肉拉伸和收縮的相互關系。
2.證實提高局部肌肉的工作強度有利于在疲勞狀態(tài)下跑的運動效果。
