运动生物力学复习总1

一、名词解释：（每个3分，共计54分） 题号 名词 章节 难度 1 运动生物力学 1 0.3 2 动作技术原理 1 0.5 3 最佳运动技术 1 0.5 4 瞬时速度 2-1 0.3 5 平动 2-1 0.3 6 运动学特征 2-1 0.8 7 动量 2-2 0.3 8 惯性 2-2 0.3 9 支撑面 2-3 0.8 10 人体重心 2-4 0.3 11 稳定角 2-3 0.5 12 转动惯量 2-4 0.5 13 肌肉的激活状态 3-2 0.8 14 肌肉静息长度 3-2 0.5 15 肌肉松弛现象 3-2 0.3 16 缓冲 3-3 0.5 17 鞭打动作 3-3 0.8 18 环节相对重量 4-1 0.3 二、填空：（每空1分，共计60分）

１、一物体以30m/s的初速度、沿与水平方向成60°角的方向斜向上抛出，当其运动到最高点时，速度大小

为 ，方向为 ，加速度为 ，方向 。 2、从运动学观点出发，影响抛射体远度的因素主要有出手 、出手 和出手 。 3、将人体简化为刚体，按机械运动的形式可将人体运动分为 、 和 。

4、影响力作用效果的因素主要有力的 、 和 ，通常称其为力的三要素。

5、力不仅可以改变物体的运动状态， 亦可以改变物体的形状。 前者称为力作用效果的 效应，后者 称为力作用效果的 效应。

6、一质量为10Kg的物体，其速度为4m/s，则其动量为 kg2m/s；其动能为 kg2(m/s)。 7、一切物体不受力或所受合力为零，物体将保持 状态和 状态。

8、一质量为60千克的运动员，以4米/秒2的加速度加速下蹲，则地面对运动员的支撑反作用力为 牛

2

顿。（g=10米/秒 ）。

9、根据支点与人体重心的位置关系，静力学中将人体的平衡动作分为 平衡动作， 平衡动作 和 平衡动作。

10.体平衡的力学条件是 为零和 为零。

11、根据支点与重心的位置关系，把重心在支撑点下方的平衡动作称为 平衡动作。 12、人体转动轴主要分为 轴和 轴。 13、人体转动惯量的最大特点是其转动惯量的可变性，在体育活动中，通常通过变换 的位置和改变 来 改变人体的转动惯量，以完成高难度动作。

14、质量是研究物体 惯性大小的物理量，转动惯量是研究物体 惯性大小的物理量。

15、在研究人体整体或某一部分肢体的运动快慢时用 来描述，在具体考察人体上某一点的运动快慢 时用 来描述。

16、影响人体转动惯量大小的因素主要有 、 、 和 。 17、前旋球与有摩擦的固定平面发生斜碰后，其入射角 反弹角。 18、从力学条件出发，形成人体转动的力学条件是 不等于零。

19、骨骼的强度与刚度是骨骼力学特性的主要力学指标，其中骨骼的强度越大，说明骨骼抵抗的能力愈强；骨骼的 刚度越大，说明骨骼抵抗 的能力愈强。

20、在体育活动中，人体骨骼的受力形式主要有 种，其中承受 负荷能力最强，承受 负荷能力最小。 21、肌肉结构力学模型由三种元素组成，它们分别是 元， 弹性元和 弹性元。

22、离体肌肉收缩的力学特征与负荷的大小有关，当负荷增大时产生三种变化，动作的 延长，肌肉的收缩

减小，动作幅度 。

23、肌肉结构力学模型由收缩元、串联弹性元和并联弹性元三种元素组成。在肌肉收缩时，收缩元产生 张 力，并联弹性元产生 张力。

24、人体上肢的基本运动形式有 、 和 。 25、人体下肢的基本运动形式有 、 和 。 26、测量板测定一维人体重心是根据 原理完成的。 三、判断、选择题：（每题2分，共计60分,判断题要求把不正确的改正。） １、从力学角度看，运动员踏跳的力量越大，跳的就越高。

2、跳远运动员通过空中的摆臂摆腿动作来改变自身重心的运动轨迹，以提高运动成绩。 3、缓冲动作对运动员可起到保护作用，是由于减小了作用力的冲量。 4、运动员跑的越快、其惯性越大。

5、根据离体肌肉收缩的力学特征当负荷的增大时肌肉收缩速度下降

6、拔河比赛甲队获胜，则甲队作用于绳子上的力大于乙队作用于绳子上的力。 7、希尔方程主要揭示了离体肌肉的收缩力与收缩速度之间的关系。

8、在质点的复合运动中，通常把动参照系相对静参照系的运动称为相对运动。 9、肌肉结构力学模型由三种元素组成，肌肉受激发时三种元素同时开始收缩。 10、运动员在空中完成肢体相向运动的力学条件是人体所受的合外力矩为零。

11、一个物体同时受到两个大小相等、方向相反两个力的时，则这个物体一定处于平衡状态。

12、作用力与反作用力由于大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上，所以对物体的作用效果为零。 13、跳远运动员在腾空状态时，其水平方向的动量保持不变（空气阻力不计）。

14、人体总重心相对于身体各环节的位置是随人体姿势的改变而改变的，有时会超出体外。 15、当人体或器械同时受到几个方向不同的外力作用时，其一定要做加速运动。 16、减小肢体的转动惯量可以增大局部肢体的转动效果。 17、人体在腾空状态下，转动惯量减小，转动角速度增大。 18、物体发生平动运动时，其运动轨迹一定是直线。

19、摩擦力的方向和物体的运动方向（或运动趋势）相反，因此对物体的运动总是起阻碍作用。 20、100米起跑的“预备”姿势，可以提高肌肉的预张力，缩短动作的潜伏期。

21、在分析法计算人体重心实验中，布拉温2菲舍尔人体模型将人体简化为 。 A.14个环节 B.15个环节 C.16个环节 D.17个环节

22、肌肉长度在大于其平衡长度收缩时，其收缩力等于 。 A.收缩元产生的主动张力与并联弹性元产生的主动张力之和。 B.收缩元产生的被动张力与并联弹性元产生的被动张力之和。 C.收缩元产生的主动张力与并联弹性元产生的被动张力之和。 D.收缩元产生的被动张力与并联弹性元产生的主动张力之和。

23、以X轴代表人体的额状轴，Y轴代表人体的失状轴，Z轴代表人体的垂直轴，则运动员完成前空翻加垂直 转体的力学条件是 。

A.∑Mx≠0 B.∑Mx=0 C.∑Mx≠0 D.∑Mx=0 ∑My=0 ∑My≠0 ∑My≠0 ∑My≠0 ∑Mz≠0 ∑Mz≠0 ∑Mz=0 ∑Mz=0

24、力偶的作用效果 。A.只能使物体发生转动。B.只能使物体发生平动。C.既能使物体发生转动，又能使物体发生平动。D.物体处于平衡状态。

2

25、一人站在体重称上，静止时体重70千克，当人体总重心以4米/秒的加速度向上加速运动时，体重称的

2

读数为 。（g=10米/秒）A. 280N B. 420N C.980N D.700N 26、下面关于对牛顿第三定律理解不正确的是。

a作用力与反作用力大小相等，但产生各自不同的作用效果。 b作用力与反作用力大小相等，但分别作用在不同的物体上。 c作用力与反作用力大小相等、方向相反，因此其合力为零。

d作用力与反作用力互为存在条件，因此他们同时存在、同时消失。

27、一块肌肉可看成是由多个模型串联与并联而成，n个模型串联在一起的肌肉其收缩速度与一个模型收缩速度之 比为 。A. 大于1 B. 等于1 C. 小于1 D. 无法断定

28、转动定律M=I2β,其中M为物体绕某一转轴转动时所受的合外力矩，I为 。 A.物体对其质心轴的转动惯量。 B.物体对其端点轴的转动惯量。 C.物体对其任意轴的转动惯量。 D.物体对其同一轴的转动惯量。

29、缓冲动作对运动员可起到良好的保护作用，这是由于 。

A.缓冲减小了运动员所受外力的冲量。B.延长了作用时间，减小了人体动量的变化量。C.延长了作用时间，减小了人体所获得的冲量。D.延长了作用时间，减小了人体所受的冲击力。

30、后旋球与有摩擦的固定平面发生斜碰后其入射角与反弹角的关系是 。

A入射角大于反弹角 B入射角小于反弹角 C入射角等于反弹角 D．无法确定

四、计算题：（每题9分、共计54分。）

1. 运动员竖直上跳，蹬身时间为0.2秒，起跳蹬身距离为0.45米，假定蹬伸时身体重心是匀加速升高，求该运动

2

员的腾起初速度和重心上升的高度？重力加速度g=10m/s（9分）。

2. 体重60公斤的体操运动员，从3.2米高处做单杠下法，落在海绵垫上，经0.4秒停止，此时运动员重心离

2

垫高度0.7米，求运动员两脚所受到的平均冲力。重力加速度g=9.8m/s（9分）。

2

3. 体重60Kg的体操运动员，直立姿势时，对身体额状轴的转动惯量为10Kg2m，当运动员完成单杠大回环时， 求运动员对转轴的转动惯量。设人体质心至单杠的垂直距离为１m。（9分）。

2

4. 一体操运动员离开单杠时其转动角速度为2弧度/秒，对其质心额状轴的转动惯量为12千克2米，然后迅速

2

屈身转动惯量变为3千克2米。如果腾空时间为2.4秒，问该运动员能在空中翻几周？（9分）。

5. 一体重60千克的运动员，在完成纵跳实验时，通过测力台测得其竖直方向上的冲量为240牛顿2秒，踏跳时间

2

为0.2秒，起跳开始瞬间竖直方向上的初速度V0y=0。问：该运动员的平均起跳力有多大？重力加速度g=10m/s 6.根据运动技术图片分析获得：标枪运动员在助跑过程中使标枪获得6米/秒的速度，在最后用力阶段标枪向前移动了1.2米，所用时间0.1秒，假定标枪移动是匀加速的，且方向与助跑中得到的方向一致，问标枪出手时的速度多大？

四、简答题：（共计72分） 1、简述人体平衡的特点。（8分）。（2-3/0.3）

2、简述影响人体下支撑平衡动作稳定性的因素？（8分）。（2-3/0.5）

3、简述投掷标枪的最后用力阶段要求运动员尽量超越器械的作用？（8分）。 4、简述人体重心与动作技术的关系？（8分）。（2-3/0.8） 5、简述摆臂与摆腿动作对纵跳高度作用？（8分）。（3-3/0.8） 6、简述体育运动中，合理缓冲动作的意义？（8分）

7、在投掷项目中，运动员合理助跑的作用主要表现在哪几个方面？（8分）。 8、简述增大人体局部肢体转动效果的主要途径？（8分）。（2-4/0.5） 9、简述人体转动动作的基本形式？（8分）。（2-4/0.3）

答案：一、1、运动生物力学：在体育运动中研究人体机械运动规律的科学。

2、动作技术原理：指完成某一基本动作所要遵循的一般规律，不考虑运动员的个体差异。

3、最佳运动技术: 指考虑了运动员的个体差异，应用一般技术原理，以达到最理想的运动成绩，是既有共性又有 个性特征的运动技术。

4、瞬时速度：指运动体在某一时刻或经过某一位置时所具有的速度。

5、平动：在运动过程中，刚体上任意两点的连线保持平行，且长度不变，则这种运动称为平动。 6、运动学特征：运动体在时间和空间等方面所表现出的差异特性。 7、动量：描述运动体在一定运动状态下所具有的“运动量”，在数值上等于物体质量和其运动速度的成绩。 8、惯性：物体保持其原有静止或匀速直线运动状态的能力（或物体保持其原有运动状态的能力） 9、支撑面：由支撑点的表面积及支撑点所围成的面积构成。 10、人体重心：人体各个环节所受地球吸引力的合力作用点。 11、稳定角：重力作用线与通过重心和支撑面边缘连线间的夹角。 12、转动惯量：描述转动体保持其原有转动状态能力的物理量。 13、肌肉的激活状态：肌肉兴奋时其收缩成分力学状态的变化。 14、肌肉静息长度：肌肉兴奋时，其收缩元表现最大张力时的长度。 15、肌肉松弛现象：被拉长的肌肉其收缩力随时间的延长而下降的特性。

16、缓冲：在抵抗外力作用过程中，人体环节由伸展状态过度到屈曲状态的过程。 17、鞭打动作：在克服自重或外周阻力的过程中，人体各环节依次加速和制动，使其末端获得极大速度的动作形式。 18、环节相对重量：环节重量与人体体重的比值。

2

二、1、15m/s，水平向前，9.8m/ s，竖直向下2、初速度， 角度，高度 3、平动, 转动, 复合运动 4、大小, 方向, 作用点 5、外, 内 6、 40， 80 7、静止，匀速直线运动

8、 360 9、上支撑，下支撑，混合支撑 10.合外力，合外力矩 11、上支撑 12、实体， 非实体

13、转轴， 身体姿势 14、平动，转动 15、角速度，线速度 16、人体质量, 转轴位置, 人体体型，身体姿势 17、 大于 18、 合外力矩 19、 破坏, 变形 20、 4， 压缩，扭转 21、 收缩， 串联， 并联 22、 潜伏期, 速度, 下降23、主动，被动 24、推, 拉，鞭打 25、缓冲, 蹬伸， 鞭打 26、力矩平衡 三、XX XX√ X√XXX XX√√X √√XX√ A C A C C C A D D B

四、1、运动员竖直上跳，蹬身时间为０.２秒，起跳蹬身距离为０.４５米，假定蹬伸时身体重心是匀加速升

高，求该运动员的腾起初速度和重心上升的高度？（9分）。(2-1/0.3) 解：1)由匀变速直线运动的速度、位移公式

vt = v0 + a t

2

s =v0 t + at/2 代入数据得 vt = 0.2a

2

0.45 = 0.2a/2 求解得

2

a = 22.5(m/s) vt = 4.5(m/s)

2

2)由公式H = v0/2g得

2

H = 4.5/2x10 = 1.013(m)

答：该运动员的腾起初速度为4.5米/秒，重心上升的高度为1.013米。

2、体重６０公斤的体操运动员，从３.２米高处做单杠下法，落在海绵垫上，经0.４秒停止，此时运动员重心离垫高度０.７米，求运动员两脚所受到的平均冲力。（9分）。(2-2/0.5) 解：由自由落体运动的速度、位移公式

vt = g t

2

h = gt/2 代入数据得

vt = 9.8t

2

3.2-0.7 = 9.8t/2 求解得 vt = 7(m/s)

由动量定理Ft = m vt - m v0 得 （N – mg）t = m vt - m v0 代入数据得

(N –60 x 9.8)0.4 = 60 x 0 – 60 x (-7) N = 1638(N)

答：运动员两脚所受到的平均冲力为1638牛顿。

2

3、体重６０Kg的体操运动员，直立姿势时，对身体额状轴的转动惯量为１０Kg2m，当运动员完成单杠大回环时，求运动员对转轴的转动惯量。设人体质心至单杠的垂直距离为１m。（9分）。（2-4/0.8）

2

解：由平行轴定理 I = Ic + Md 得

22

I = 10 + 60 x 1 = 70 Kg2m

2

答：运动员对转轴的转动惯量是70 千克2米。

2

4、一体操运动员离开单杠时其转动角速度为2弧度/秒，对其质心额状轴的转动惯量为12千克2米，然后迅速屈

2

身转动惯量变为3千克2米。如果腾空时间为2.4秒，问该运动员能在空中翻几周？（9分）。（2-4/0.8） 解：由动量矩守恒定律 I1W1=I2W2

2

I1 = 12 W1 = 2rad/s I2 = 3

2

所以 W2 = I1W1 / W2 =48 x 0.5 x 2 /3 = 8(rad/s)

n = W2 2t /2π =8 x 2.4 /2π = 3 （周） 答：该运动员能在空中翻3周。

5、一体重60千克的运动员，在完成纵跳实验时，通过测力台测得其竖直方向上的冲量为240牛顿2秒，踏跳时间为0.2秒，起跳开始瞬间竖直方向上的初速度V0y=0。问：该运动员的平均起跳力有多大？（9分）。(2-2/0.5) 解：由冲量的定义式 I = Ft得

240 = （N – 60 x 10）0.2 则 N = 2600(N)

答：运动员的平均起跳力为2600牛顿。

6、根据运动技术图片分析获得：标枪运动员在助跑过程中使标枪获得6米/秒的速度，在最后用力阶段标枪向前移动了1.2米，所用时间0.1秒，假定标枪移动是匀加速的，且方向与助跑中得到的方向一致，问标枪出手时的速度多大？（9分）。(2-1/0.3)

解1)由匀变速直线运动的速度、位移公式

vt = v0 + a t

2

s =v0 t + at/2