运动生物力学 体育院校成人教育协作组《运动生物力学》教 9787500918769 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：运动生物力学

定价：13.00元

作者：体育院校成人教育协作组《运动生物力学》教

出版社：人民体育出版社

出版日期：1999-12-01

ISBN：9787500918769

字数：194000

页码：230

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本教材是在国家体育总局审定的全国体育院校成人教育协作组的组织领导下，由成都体育学院主持，上海体育学院、武汉体育学院、西安体育学院和天津体育学院参编，经体育院校成人教育协作组《运动生物力学》教材组编写完成的。
本教材由石玉琴教授主编。章由魏文仪编写，第二章由周里、石玉琴、刘北湘编写，第三章由古福明、石玉琴、魏文仪、李玉刚编写，第四章由李玉刚编写，第五章由郭静茹、石玉琴、周继和、魏文仪编写。后由石玉琴、古福明、周继和串编定稿。
本教材经过全国体育院校成人教育协作组审定，作为体育院校函授教材使用。此外也可供广大教练员和体育工作者参阅。
本教材中凡标有“※”号的部分为选修内容，可根据教学需要取舍。
由于时间仓促和我们的水平有限，如有差错或不妥之处，诚望读者批评指正。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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书籍简介：运动生物力学 一、 运动生物力学概览 运动生物力学是一门融合了力学原理与生物学知识，专门研究人体在运动过程中所受的力、产生力的机制以及运动效应的交叉学科。它深入解析人体的结构、功能以及运动的动力学和学特性，旨在优化运动表现、预防运动损伤、指导康复训练，并推动运动技术的革新。本书将带领读者系统地认识这门学科的宏观框架与微观细节。 二、 核心概念与基本原理 本书将从基础入手，清晰阐述运动生物力学的核心概念。 力学基础： 静力学（Statics）： 探讨人体处于相对静止或匀速直线运动状态时所受的力和力矩的平衡。我们将分析人体关节的受力情况，如站立、坐姿等，以及这些静止状态下身体内部的应力分布，这对于理解姿势控制、重心稳定至关重要。例如，在分析站姿时，我们会详细讲解重力、支撑反力以及肌肉力量如何相互作用以维持身体的平衡，并计算不同关节所承受的轴向和剪切力，为理解静态姿势下的生物力学奠定基础。 动力学（Dynamics）： 研究人体在加速运动状态下所受的力和运动的关系。这包括： 运动学（Kinematics）： 描述物体的运动特征，而不考虑引起运动的原因。我们将分析人体运动的位移、速度、加速度以及运动的轨迹，例如步态分析中的步频、步幅、足部落地时的触地角，以及投掷项目中上肢关节的运动学参数。这些描述性的参数是理解运动模式的基础，能够直观地展现运动的动态过程。 动力学（Kinetics）： 研究引起物体运动的原因，即力与加速度的关系。我们将深入分析作用在人体上的外力（如地面反作用力、空气阻力）和内力（如肌肉产生的张力、骨骼间的摩擦力），以及这些力如何导致人体的加速运动。例如，在跳跃运动中，我们会分析起跳时股四头肌产生的瞬时力量如何克服重力并产生向上的加速度，以及地面反作用力的大小和方向如何影响跳跃的高度。 生物力学分析方法： 系统分解法： 将复杂的人体运动分解为若干个可分析的“刚体系统”，如上肢、下肢、躯干等，并独立分析每个系统的受力情况。这种方法使得复杂的人体运动分析变得更加系统化和条理化。 质点模型与刚体模型： 根据分析的精度需求，选择合适的模型来模拟人体或其组成部分。质点模型适用于分析宏观的整体运动，而刚体模型则能更精确地描述局部关节和骨骼的受力情况。 坐标系的选择： 建立合适的运动学和动力学坐标系，以准确描述人体的空间位置和运动状态。例如，在分析跑步时，我们可以建立一个固定在地面上的世界坐标系和一个随身体运动的身体坐标系，以分别描述整体运动轨迹和身体局部的姿态变化。 三、 人体运动学分析 人体运动学是运动生物力学的基础，它关注的是运动的描述，而非产生运动的力。 关节运动学： 运动学参数： 详细解析人体关节的运动范围（Range of Motion, ROM）、运动方向（屈曲、伸展、内收、外展、旋转等）、运动速度和运动加速度。例如，我们将量化肩关节在投掷动作中的最大内旋速度，以及膝关节在下蹲动作中的屈曲角度变化。 生物力学模型： 介绍不同层次的生物力学模型，从简单的二维模型到复杂的三维模型，用以描述和模拟关节的运动。我们将讨论如何通过运动捕捉系统获得精确的关节运动数据，并如何利用这些数据来计算关节的角度和角速度。 步态分析（Gait Analysis）： 步态周期： 深入研究步行、跑步等行走过程中的基本单元——步态周期，包括支撑期和摆动期的细微变化。我们将分析不同阶段的足部着地方式、足弓的动态变化、下肢关节的力线变化，以及这些变化如何影响能量消耗和运动效率。 典型步态偏差： 识别和分析常见的步态异常，如跛行、足内翻/外翻、步态不对称等，并从生物力学角度解释其成因和影响。例如，我们将分析由于踝关节僵硬导致的足下垂步态，以及其对膝关节和髋关节力线产生的二次影响。 步态效率与能量消耗： 探讨如何通过优化步态来提高运动效率，减少能量消耗，这对于长跑运动员、竞赛选手乃至日常行走具有重要意义。我们将通过分析不同步态参数（如步频、步幅、触地时间）与能量代谢指标（如摄氧量）的关系，来量化步态的生物力学效率。 四、 人体动力学分析 人体动力学是研究引起人体运动的力和力矩的学科，它是理解运动表现和损伤机制的关键。 地面反作用力（Ground Reaction Force, GRF）： 力的大小、方向和作用点： 详细分析跑步、跳跃、踢腿等动作中，脚与地面之间的相互作用力，以及这些力如何传递到人体的各个部分。我们将使用测力台等设备测量GRF，并分析其垂直分量、前后分量和侧向分量随时间的变化，揭示运动的冲击性和推动力。 GRF与运动表现的关系： 探讨GRF的特性如何影响爆发力、速度和耐力等运动表现指标。例如，在跳远项目中，更大的起跳前蹬力（GRF的水平分量）与更高的跳远成绩直接相关。 肌肉力与肌腱力： 肌肉力产生机制： 阐述肌肉如何通过收缩产生张力，并将张力传递给骨骼，从而产生运动。我们将介绍肌肉的力量-速度关系、力-长度关系，以及肌肉协同作用的原理。 肌腱在力传递中的作用： 分析肌腱作为连接肌肉和骨骼的弹性结构，在储存和释放能量方面的作用，以及肌腱损伤的生物力学因素。例如，在跳跃时，跟腱储存的弹性势能会在起跳时释放，辅助肌肉产生更强的爆发力。 关节力与力矩： 关节受力分析： 计算和分析运动过程中各个关节所承受的轴向力、剪切力和弯矩，了解关节的负荷情况。这将有助于识别关节损伤的高风险动作和个体。例如，在深蹲过程中，膝关节承受的屈曲力矩与股四头肌产生的伸展力矩相互作用，以控制身体的下降和上升。 力矩与运动控制： 探讨人体如何通过肌肉产生的力矩来控制身体的运动和姿势。我们将分析不同关节力矩的产生和变化，以及它们在维持平衡、加速和减速过程中的作用。 五、 运动生物力学在体育实践中的应用 本书将重点关注运动生物力学在各类体育项目中的具体应用。 运动技术分析与改进： 动作效率优化： 通过生物力学分析，识别现有技术动作中的能量损耗环节，并提出改进建议，以提高运动表现。例如，通过分析游泳运动员的划水动作，优化其划水轨迹和频率，减少水阻，提升速度。 技术革新与突破： 运用生物力学原理，指导运动员和教练员进行技术创新，突破运动极限。例如，Fosbury Flop跳高技术的出现，就是生物力学分析指导下的技术革命。 模仿与学习： 分析优秀运动员的技术动作，并将其生物力学特性转化为可模仿的学习范例，帮助初学者和青少年运动员掌握正确的技术。 运动损伤的预防与康复： 风险评估： 识别运动项目中可能导致损伤的生物力学因素，如不当的着地技术、过度的关节负荷、重复性的单一动作等，并针对性地进行干预。例如，分析篮球运动员频繁起跳落地时膝关节的异常受力，指导其改进起跳落地技术，减少前交叉韧带损伤的风险。 康复训练指导： 运用生物力学原理，设计和优化运动损伤后的康复训练计划，加速恢复，并降低二次损伤的概率。例如，针对膝关节术后患者，设计渐进式的负重和力量训练，以恢复膝关节的正常生物力学功能。 运动装备的优化： 从生物力学角度评估运动鞋、护具、运动器材等的设计，以提高其功能性，减少损伤风险。例如，分析跑鞋的缓震性能和能量回馈特性，以降低长跑对关节的冲击。 人体工程学与训练计划： 科学训练负荷： 根据人体的生物力学承受能力，合理安排训练强度、训练量和训练频率，避免过度训练，促进身体的适应性发展。 个体化训练： 考虑个体在力量、柔韧性、协调性等方面的生物力学差异，制定个性化的训练方案。 运动项目设计： 在项目设计、场地设施建设等方面，融入生物力学考量，确保运动的安全性与高效性。 六、 未来发展趋势 本书还将展望运动生物力学的未来发展方向，包括： 智能化分析技术： 随着传感器技术、人工智能和大数据的发展，运动生物力学将更加智能化，能够实现更精确、更实时的运动分析。 多学科交叉融合： 运动生物力学将与运动医学、运动生理学、运动心理学等学科更深入地融合，形成更全面的运动科学体系。 个性化与精准化： 基于个体生物力学特性的精准化训练和损伤预防将成为可能。 结语 通过对运动生物力学基本原理的深入讲解，以及在体育实践中的广泛应用探讨，本书旨在为体育院校的成人教育学员提供一个坚实的学科基础，使他们能够更好地理解人体运动的奥秘，提升运动技能，预防运动损伤，并为我国的体育事业发展贡献力量。本书内容力求严谨、系统，同时注重理论与实践的结合，希望能成为读者在运动生物力学领域的得力助手。