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(骨生物力学课件)人体运动的杠杆原理
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有关杠杆的名词
▪ 力矩(M) 表示力对物体转动作用的大小,是力和力臂的乘积,即M=E×d。 ▪ 阻力矩(Mw)阻力和阻力臂的乘积为阻力矩,即Mw=W×dw。
阻力臂dw
W 阻202力0/1点0/4或重力点
力臂d 支点F
E力点
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杠杆的分类
第1类杠杆: 又称平衡杠杆
—特征:支点在力点与阻力 点中间。
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杠杆原理在康复医学中的应用
2. 获得速度: 许多动作不要求省力,而要求获得较大的
运动速度和幅度,如投掷物体、踢球、挥拍 击球等。为使阻力点移动距离和速度增大, 就要增长阻力臂和缩短力臂。
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举例:
人体中大多数杠杆虽属速度杠杆,但 为了获得更大速度,常需使几个关节组 成一个杠杆臂,这就要求肢体伸展,如 掷铁饼时,就要先伸展手臂。有时甚至 需要附加物体延长阻力臂,如利用球棒 或球拍来延长阻力臂。
1. 省力:要用较小的力去克服较大阻力,就要缩 短阻力臂或延长力臂。在人体杠杆中肌肉拉力 的力臂一般都很短,人体有一些补偿机制可以 使之增大。
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举例:
通过籽骨来增长力臂,如膑 骨就延长了股四头肌的力臂。
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举例:
通过肌肉在骨上附着点的隆起、突起来 延长力臂,如股骨大转子就增大了臀中肌、 臀小肌的力臂,小转子则延长了髂腰肌的 力臂。
人体运动的杠杆原理
141002047 林威
▪ 阿基米德有一句豪言壮语――“给我一根杠 杆和一杆原理
人体在进行正常的运动时,肌肉收缩产生的实 际力矩输出,受到运动节段杠杆效率的影响, 因而人的运动均遵循杠杆原理,各种复杂的人 体运动均可以分解为一系列的杠杆运动。
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杠杆的分类
第3类杠杆: 又称速度杠杆
—特征:力点在阻力点和支点 的中间,力臂始终小于阻力 臂,力必须大于阻力
—作用:使阻力点获得较大的 运动速度和幅度。
—举例:肱二头肌通过肘关节 屈起前臂的动作,此时支点 在肘关节中心,力点在支点 和阻力点的中间。
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杠杆原理在康复医学中的应用
—作用:传递动力和保持平 衡
—举例:头颅与脊柱的连接, 支点位于寰枕关节的额状 轴上,力点在支点的后方, 阻力点(头的重心)位于 支点的前方。
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杠杆的分类
第2类杠杆: 又称省力杠杆
—特征:阻力点在力点和支点 的中间,力臂始终大于阻力 臂
—作用:以较小的力来克服较 大的阻力,
—举例:站立提踵时,以跖趾 关节为支点,小腿三头肌以 粗大的跟腱附着于跟骨上的 支点为力点,人体重力通过 距骨体形成阻力点。
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举例:
肢体伤病后,常常要 求局部或全身休息,使 肌力降低。因此在康复 治疗中特别强调增强肌 肉锻炼,同时应适当控 制阻力和阻力矩,可保 护运动杠杆免受损害。
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谢谢
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举例:
一个活动多、肌
肉强壮的人,其骨骼 上的粗隆、结节也较 明显,说明运动锻炼 不仅能增强肌力,而 且能增大力臂来增加 力矩。
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举例:
同样,缩短阻力臂 也能够省力,如提重 物时,重物越靠近身 体越省力;举杠铃的 技术关键也是让杠铃 尽可能贴近身体。
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杠杆原理在康复医学中的应用
3. 防止损伤: 从上述杠杆原理可知,第3类杠杆(速度杠杆)
不利于负重和载荷,而人体肌肉杠杆又大都属于 第3类杠杆,因此可以理解阻力过大容易引起运 动杠杆各环节的损伤,特别是其力点和支点,即 肌腱系统和肌肉止点以及关节的损伤。