•
如投掷垒球 。
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2. 力的空间累积效应 力与力作用方向上移动 距离的乘积（F·S），是力的空间累积效应， 在力学上称力对物体做了功。 动能定理：力对物体做的功等于物体机械能 （动能和势能）的增量。
LOREM IPSUM
二、运动中的力矩 力矩（M）是
作用于物体或人体的 合力（F）与支点到力 作用线距离（d）的乘 积，
经过了时间Δt，转动角速度从ω1变成了ω2，则这个
过程中角速度变化量为ω2-ω1，角加速度α=（ω2-ω1）
/Δt，代入转动定律公式中得到：M=I·α=I（ω2-ω1）
/Δt，推导得出M·Δt= Iω2-Iω1。此式中的M·Δt是冲量
矩，单位N·m·s；I·ω是动量矩（H），单位kg·m2/s。
•
作用在刚体上的冲量矩等于动量矩的变化。
2. 角速度 连接运动点和圆心的半径在单位时间内转过的弧度 叫做“角速度”。国际单位为弧度/秒，用字母ω表示。
3. 角加速度 是描述刚体角速度的大小和方向对时间变化率的 物理量，国际单位是“弧度/秒平方”，用字母α表示，计算 公式为α=Δω / Δt。
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• 二、转动动力学
难点：牛顿运动定律、转动定律及其应用。
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人体和物体的运动在 运动形式上多种多样，千差 万别。这种差别主要表现在 时间和空间两个主要方面， 其形成的原因是人体或物体 受到的力和力矩不同。
第一节 运动中的力与力矩
一、运动中的力 力是一个物体对另一个物体的作用，是使物体产生
运动学基础
第二章 运动力学基础
目录
第一节 运动中的力与力矩 第二节 人体运动的动力学 第三节 人体运动的静力学 第四节 人体运动的转动力学 第五节 骨与关节生物力学
重点与难点
重点：力、力矩、稳定角、人体转动惯量的 概念；骨的杠杆作用；关节的类型及运动。 常见的外力和内力；力的合成和分解；人体 平衡的条件；骨与关节生物力学特征。
环节的转动惯量（I）等于环节中 质点的质量（m）乘以质点到转轴的 垂直距离（r）的平方。即I=mr2，单 位为千克·米平方（kg·m2）。
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人体转动惯量会随不同的位置的转轴和身体姿势的改 变而发生相应的改变。
例如跳水动作过程中人体伸展、两折、三折时的转 动惯量会随着转动半径的减小而依次减小。
4. 流体作用力 人体在空气和水中运动时，必然与 流体发生接触并相互作用，流体对人体的作用即 为流体作用力。
5. 器械的阻力
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• （二）内力 1. 肌拉力 骨骼肌借助肌腱附着于骨，产生对骨 的拉力维持人体姿势，引起人体内各部分、各环 节的相对运动，是人体内力中最重要的主动力。
重心位置越低，稳定度越大；重心位置越高，稳定 度越小。
比较重心高低和支撑面大小
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2. 人体下支撑稳定性的评价指标 （1）稳定角：是指重力作用线和重 心至支撑面边缘相应点的连线间的夹 角。
重心高度相同， 支撑面越大，稳定角越大； 支撑面相同， 重心越高， 稳定角越小。
力称为静态稳人体仍能恢复到初始平衡范围，此为人体平衡
的动态稳定性。
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• （二）影响人体下支撑稳定性的因素与评价指标
• 1. 影响人体下支撑稳定性的因素 • （1）支撑面大小：支撑面大，稳定度大；支撑面小，
稳定度小。 • （2）重心的高低：在支撑面不变的情况下，人体的
变。
• （三）牛顿第三定律
•
即作用力与反作用力定律 。
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• 二、牛顿运动定律在人体运动中的应用
• （一）运动中合理利用惯性可以省力 • （二）克服重物惯性需要遵循骨骼肌活动顺序原理 • （三）增加人体对外界的作用力可以增大外界对人体的
反作用力
第三节 人体运动的静力学
动量定理 ：物体动量的增量等于其所受的冲 量。
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• （1）人体运动中为了减小外界的冲击力，通常需 要延长外力的作用时间。
•
如落地缓冲。
• （2）为了给物体或人体强大的冲力，要求与物体 或人体接触（撞击）的时间要短。
•
如用锤子钉钉子。
• （3）增大作用力和延长力的作用时间，可以使人 体或器械获得更大的速度。
•
产生转动的条件必须满足合外力矩不为零。
• （一）转动定律
• 1. 转动惯量 又称惯性距、惯性矩(俗称惯性力矩)，是刚 体绕轴转动时惯性的量度，用以描述物体保持原有转动 状态的能力。
• 只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置，而 同刚体绕轴的转动状态无关。
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郑秀媛的中国人体惯性参数模型标准。
3. 其他内力 人体内各组织器官具有不同的形态、结构和生 物力学特性。人体由于各种运动过程引起这些组织器官发 生形态、位置改变时，可以产生摩擦力、流体阻力等。
如血流阻力
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（三）力的合成与分解 1. 合力与分力 一个力如果它产生的效果与几个力共同作
用的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几 个力就叫这个力的分力。
形变或线运动状态改变的原因。
内力 外力
力矩则是力和力臂的乘积，是使物体转动状态改变的原 因。
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（一）外力
1. 重力 是地球对人体或物体的引力，是一种非接触 力。
2. 摩擦力 是两相互接触的物体做相对运动（线运 动或滚动）或有相对运动趋势时产生的力。
3. 支撑反作用力 人体重力作用于支撑面上，支撑 面又反作用于人体。
短跑时需折叠大、小腿， 以减小下肢对髋关节转动轴的转 动惯量，以便快速向前摆腿。
自由体操腾空
第五节 骨与关节生物力学
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一、骨的概述 （一）骨的组成和分 类 颅骨29块 躯干骨51块 四肢骨126块
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2. 骨的分类
按照形态特点可分 为： 长骨、短骨、扁骨 和不规则骨
2. 转动定律 当物体受到合外力矩（ƩM）的作用而发生转动 时，则转动体的转动惯量（I）乘以角加速度（α）的乘积等 于作用于转动体的合外力矩，即ƩM=I·α。
刚体转动的角加速度与它所受的合外力矩成正比， 与刚体的转动惯量成反比.
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• （二）动量矩定理
•
假定转动惯量为I的刚体在外力矩M的作用下，
1.平衡时重心与支撑点的位置关系分类
2.平衡时保持平衡的能力分类
上支撑平衡 下支撑平衡 混合支撑平衡
稳定平衡 有限稳定平衡 不稳定平衡
随遇平衡
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• 二、稳定性及其影响因素
• （一）稳定性
•
稳定性是指人体和物体抵抗各种干扰作用保持
平衡的能力。
•
一是人体静止时抵抗各种干扰的能力，这种能
• （5）扭转：骨骼受到外力偶的作用而受到的载荷，在 骨的内部产生剪应力。
• 如作转身动作时，下肢骨受到的扭转作用。 • 在生理状态下，扭转载荷常见于前臂、脊柱的旋转与骨
关节的旋转活动中。 • 例，掷铁饼出手时支撑腿的受力。
（二）骨的应力与应变
• 骨力学包含两个最基本元素，即应力和应变 • 1.骨的应力 • 概念：当外力作用于骨时，骨以形变产生内部的阻抗以
上肢压缩力
• （3）弯曲：使骨沿其轴线发生弯曲的载荷称为弯曲载 荷。在弯曲负荷下，骨骼内不同时产生拉应力（凸侧） 和压应力（凹侧）。在最外侧，拉应力和压应力最大， 向内逐渐减小，在应力为零的交界处会出现一个不受力 作用的“中性轴“。例，负重弯举（杠铃）时前臂的受 力。
小腿弯曲力
• （4）剪切：标准的剪切载荷是一对大小相等，方向相 反，作用线相距很近的力的作用，有使骨发生错动（剪 切）的趋势，在骨骼内部的剪切面产生剪应力。例，人 体运动小腿制动时，股骨髁在胫骨平台上的滑动产生剪 应力。
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一、力系平衡条件与人体平衡的 类型
平衡是物体速度和方向不变 的状态。
静态平衡 动态平衡。
（一）力系平衡条件
1.共点、共线力系 2.平面汇交力系 3.平面平行力系 4.空间一般力系
共点、共线力系的平衡只要满足合力为零 其他力系的平衡条件均为合力为零，合力矩为零。
（二）人体平衡类型
第四节 人体运动的转动力学
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人体各环节的运动 都是骨骼肌牵引骨围绕 着关节运动轴的转动。
把人体看做刚体
一、转动运动学
（一）人体转动的转动轴 刚体转动时，刚体上的各点都做圆周运动形成大小不
等的同心圆，各圆的中心都位于同一条直线上，这条直线 叫做转动轴。
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即M=F×ｄ。
分析：手握球做屈肘 动作产生的力矩
第二节 人体运动的动力学
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• 一、牛顿运动定律
• （一）牛顿第一定律
•
任何物体在不受外力作用（或所受合外力为零）时将保持静
止或匀速直线运动状态不变，又称惯性定律。
• （二）牛顿第二定律
•
当物体所受到的合外力不为零时，物体的运动状态会发生改
（2）稳定系数：稳定系数是指稳定力矩与倾倒力矩的比值。
稳定系数大于1时，物体能抵抗外来翻倒力矩，平衡不被破坏； 稳定系数小于1时，物体抵抗不住外来的翻倒力矩，平衡将遭到破 坏，物体会翻倒。
《犯罪高手》MV 中迈克尔杰克逊倾斜45°
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