正常人体运动学第一章总论Word格式.doc

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（一）力学中的物理量和运动的独立性

l标量：

只有大小没有方向的物理量。

如温度、时间。

l矢量：

既有大小又有方向的物理量。

如力、位移、速度等力学中的大多数物理量都是矢量。

l标量的计算是简单的代数运算，矢量的合成遵循平行四边形法则。

l运动的独立性：

若运动同时参与几个分运动，则每个分运动不受其他分运动的影响。

物体的运动是由各个彼此独立的分运动叠加而成。

人体运动的合成和分解，其理论基础就是运动的独立性原理。

如跳高、跳远、跨栏、铅球等。

l人体的运动都是在一定的时间和空间中进行的

（二）描述人体运动时间的物理量

l时刻：

是人体位置的时间量度，用于运动的开始、结束和运动过程中许多重要位相的瞬间。

l时间：

是人体运动持续时间的量度，是指人体运动从某时刻到另一时刻所经过的时间间隔。

（三）描述人体运动空间的物理量

l质点：

是指具有质量、但可以忽略其大小、形状和内部结构而视为几何点的物体，是由实际物体抽象出来的力学简化模型。

l质点的运动（运动轨迹）：

直线运动和曲线运动。

l直线运动常分为匀速直线运动和变速直线运动，曲线运动常分为圆周运动和斜抛物体运动。

（四）描述人体运动空间的物理量

l刚体：

是由相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体，它有一定形状、占据空间一定位置，是由实际物体抽象出来的力学简化模型。

在运动生物力学中，把人体看作是一个多刚体系统。

l刚体：

物体在外力作用下，保持它的大小和形状都不改变的物体。

人体的运动形式：

平动、转动、复合运动

l平动：

指运动过程中，身体上的任意两点的连线始终保持等长和平行。

其运动轨迹是直线或曲线，人体平动时，身体上各点的位移、速度和加速度都一致，可简化成质点处理。

转动：

指运动过程中，身体上的各点都围绕同一直线（即轴）作圆周运动，称转动。

转动时人体各点距离轴的距离不同，所以其线速度也不同，只能简化成刚体来处理。

l复合运动：

人体的绝大部分运动包括平动和转动，两者结合的运动称为复合运动。

（五）描述人体平动的空间物理量

l轨迹：

质点运动的路径。

当把人体转化成质点来描述其运动时，质点运动的路径。

举例：

链球、跳远、单杠向前大回环等运动。

l路程：

是指物体从一个位置移动到另一个位置时的实际运动路线的长度，也是质点运动轨迹的全长。

路程是标量，只有大小，没有方向。

一般径赛是用路程量度的。

l位移：

大小等于质点运动的起点到终点的直线距离，方向由起点指向终点。

一般田赛用位移衡量成绩，如跳高等

（六）描述人体平动的时间物理量

l速率：

指路程与通过这段路程所经历的时间之比，是标量。

l速度：

指位移与通过这段位移所经历的时间之比，是矢量。

l瞬时速度：

指在某一时刻或通过运动轨迹上某一点的速度。

l加速度：

是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值，a=△V/△t，是矢量。

l速度描述位置变化的快慢，加速度描述速度变化的快慢

一人在田径场上跑200m，用时30s，求他跑的平均

速率和平均速度。

（七）人体转动的空间物理量

l角位移：

人体整体或环节围绕某个轴转动时转过的角度叫角位移，是矢量。

l大小和方向：

大小为转过角度的大小，方向由物理学中的“右手法则”判定。

通常规定逆时针转动的角位移为正，顺时针转动的角位移为负值。

（八）人体转动的时间物理量

l角速度：

人体/肢体在单位时间内转过的角度,是矢量。

l线速度：

是质点围绕一点转动或人体围绕某个轴转动时，质点或人体上各点的瞬时速度。

l角加速度：

指单位时间内角速度的变化量，是矢量。

二、人体运动的坐标系和始发姿势

l矢状面：

沿身体的前后径所作的与水平面垂直的切面

l冠状面：

沿身体的左右径所作的与水平面垂直的切面

l水平面：

横断身体，与地面平行的切面

l垂直轴：

与人体纵轴平行，与水平面垂直的轴

l冠状轴：

左右平伸与水平面平行,与矢状面垂直的轴

l矢状轴：

前后平伸与水平面平行,与冠状面垂直的轴

人体解剖学姿势

l身体直立

l双眼平视

l上肢下垂于躯干的两侧

l掌心向前

l两足并拢

l脚尖向前

l

人体运动的坐标系和始发姿势

人体中立位

l掌心贴于躯干两侧

自由度

l关节面的形态及结构决定了关节可能活动的轴，肢体一般环绕关节轴来进行旋转活动。

关节轴（即活动轴）可反映肢体活动范围和运动方式。

l自由度与关节活动轴有关，关节轴有几个活动方向，就有几个自由度。

l凡具备两个以上自由度的关节均可产生环绕动作。

第二节人体运动的形式和原理

一、人体运动的形式

（一）人体简化后的运动形式

l简化成质点：

直线运动和曲线运动；

l简化成刚体：

平动、转动、复合运动。

l一、人体运动的形式

（二）人体关节的运动形式

l屈曲、伸展

l内收、外展

l内旋、外旋

l环转

1.屈曲、伸展

运动环节在矢状面内，绕冠状轴运动。

向前运动为屈；

向后运动为伸，但膝、踝关节则相反。

屈：

两骨之间角度变小

伸：

两骨之间角度变大

2.内收、外展

运动环节在冠状面内，绕矢状轴运动。

远离正中面为外展；

靠近正中面为内收。

收：

骨向正中矢状面靠拢

展：

骨远离正中矢状面

3.内旋、外旋

运动环节绕垂直轴或自身的长轴旋转。

由前向内的旋转称内旋（或叫旋前）；

由前向外旋转称外旋（旋后）。

内旋：

骨向前内侧旋转

外旋：

骨向后外侧旋转

4.环转

运动环节以固定端为支点，绕冠状轴、矢状轴以及它们之间的中间轴进行连续的圆周运动。

关节在原位转动，骨远端做圆周运动

（三）人体的基本运动形式

运动生物力学将人体看作是由上肢、头、躯干和下肢组成的多环节链状形式，它的基本运动形式包括：

l上肢的基本运动形式

l下肢的基本运动形式

l全身的基本运动形式

1.上肢的基本运动形式

（1）推：

在克服阻力时，上肢由屈曲态变为伸展态的动作过程。

如举重、推铅球、胸前传球等。

（2）拉：

在克服阻力时，上肢由伸展态变为屈曲态的动作过程。

如引体向上、游泳等。

（3）鞭打：

在克服阻力或自体位移时，上肢各环节依次加速、制动，使末端环节产生极大速度的动作形式，叫鞭打动作。

如扣球、投掷等。

2.下肢的基本运动形式

（1）缓冲：

在克服阻力时，下肢由伸展态转为较为屈曲态的动作过程。

如跳远起跳前起跳腿的动作、落地动作。

（2）蹬伸：

在克服阻力时，下肢由屈曲态主动转为伸展态的动作过程。

如跳远起跳时起跳腿的动作。

在完成自由泳的两腿打水动作时，下肢各环节有类似上肢的鞭打动作。

3.全身的基本运动形式

（1）摆动：

身体某一部分完成主要动作（如一条腿的起跳）时,另一部分配合主要动作进行加速摆动（如双臂和另一条腿配合起跳的摆动）动作形式。

（2）躯干扭转：

在身体各部位完成动作时,躯干、上下肢沿身体纵轴的反向转动的运动形式。

（3）相向运动：

依据运动形式,把身体两部分相互接近或远离的运动形式称相向运动。

如跨栏等。

二、人体基本动作原理

（一）杠杆原理

1.概念

l支点：

是指杠杆绕着转动的轴心点，在肢体杠杆上支点是关节的运动中心。

l力点：

动力作用点称为力点，在骨杠杆上力点是肌肉的附着点。

l阻力点：

阻力在杠杆上的作用点，阻力包括运动节段的重力、运动器械的重力及摩擦力等。

l力臂：

从支点到动力作用线的垂直距离。

l阻力臂：

从支点到阻力作用线的垂直距离。

l力矩：

力和力臂的乘积。

l阻力矩：

阻力和阻力臂的乘积。

2.杠杆的分类

（1）第一类杠杆（平衡杠杆）

特征：

支点在力点与阻力点中间，主要作用是传递动力和保持平衡，支点靠近力点时有增大速度和幅度的作用，支点靠近阻力点时有省力的作用。

如天平、跷跷板，人体寰枕关节。

（2）第二类杠杆（省力杠杆）

阻力点在支点与力点中间，这类杠杆的力臂始终大于阻力臂，可以用较小的力来克服较大的阻力。

如撬棍、人体提踵动作。

（3）第三类杠杆（速度杠杆）

特征：

力点在支点与阻力点中间，这类杠杆的力臂始终小于阻力臂，力必须大于阻力才能引起运动，所以不省力，但可以使阻力点获得较大的运动速度和幅度。

人体最多见。

如镊子、人体屈肘动作

3.杠杆原理在康复中的应用

省力——负担更大负荷，较少肌肉损伤

要用较小的力去克服较大阻力，就要使力臂增长或缩短阻力臂。

在人体杠杆中肌拉力的力臂一般都短，可以通过籽骨、肌在骨上附着点的隆起等来延长力臂。

提重物时，使重物靠近身体可以缩短阻力臂而省力，举重的技术关键就是让杠铃尽可能贴近身体。

获得速度

许多动作不要求省力，而要求阻力点获得较大的运动速度和运动幅度，如投掷、打球等。

为使阻力点移动的幅度和速度增大，就要增加阻力臂和缩短力臂。

如掷铁饼就先要伸展手臂，使几个关节组成一个长的阻力臂。

有时可附加延长的阻力臂，如利用击球棒和球拍的杆来延长阻力臂。

防止损伤

从杠杆原理可知速度杠杆一般不能省力，而人体骨骼与肌组成的杠杆大多属于速度杠杆，所以阻力矩过大的时候，容易引起运动杠杆各环节，特别是其力点和支点，即肌腱、肌止点以及关节的损伤。

除通过训练增强肌力以外，还应适当控制阻力及阻力矩，以保护肌杠杆。

（二）关节活动顺序性原理

运动中需要克服大的阻力/需要快的速度时，虽然运动链中各个关节同时用力，但总是大关节最先产生运动，充分发挥大关节的潜力，然后依据关节的大小出现一定的先后顺序。

原因：

大关节周围分布肌肉力量强。

跳远，关节活动顺序是髋、膝、踝，如果跖屈过早，膝关节肌力未完全发挥，影响成绩。

第三节人体运动的动力学

一、概念

1.动力学是研究人体运动与受力的关系的学科。

人体受力可分为动力和制动力。

如果力的方向与人体运动方向相同，称为动力，反之称为制动力。

2.力一物体作用在另一物体上的推力或拉力。

如果把人体看作一个力学系统，则人体受力可分为内力、外力。

二者互相作用产生适应、协调和平衡。

（1）外力

外界环境作用于人体的力。

包括：

人体重力、反作用力、摩擦力、流体阻力、器械阻力等，各种外力经常被用来作为康复训练/治疗的负荷，负荷要与肌群的收缩相适应，这是增强肌力训练的方法学基础。

（2）内力

人体内部各组织器官间相互作用的力。

肌拉力、各组织间的被动阻力、内脏器官的摩擦力、血液淋巴的流体阻力等。

3.应力：

当外力作用于材料时，材料内部各质点间的相互作用力发生变化，单位面积上所承受的内力。

4.应变：

当外力作用于材料时，材料内任一点因各种作用力引起的相对变形。

5.强度和刚度：

强度是材料承受负荷时抵抗破坏的能力，用极限应力表示。

刚度是材料在受载时抵抗变形的能力。

6.弹性：

材料受外力后发生变形，外力（在一定限度内）一旦撤去，物体能恢复原有的体积和形状的性质。

特点：

应力与应变成正比，外力功转变成弹性能。

7.塑性：

材料受外力后发生变形，当外力超过弹性限度时，即使撤去外力，也不能恢复原状而保持变形的性质，即发生了永久变形。

应力与应变呈非线性关系，外力功转变成变形能。

8.粘弹性材料：

既具有弹性材料的力学性质，又具有粘性材料的力学性质（粘性流体无固定形状，流动过程不可逆）的材料，叫粘弹性材料。

在外力作用下，外力功转变为分子热能消耗是引起粘弹性材料能量消耗的重要原因。

人体的骨、软骨、肌肉、血管壁、皮肤都是粘弹性材料，其力学性质与温度、压力等的关系极为密切。

粘弹性材料的特点：

l滞后：

对物体作用周期性的加载和卸载，则加载时的应力应变曲线同卸载时的应力应变曲线不重合。

l应力松弛：

当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力将随时间的增加而减小。

l蠕变：

若令应力保持一定，物体的应变随时间的增加而增大。

二、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律

l牛顿第一定律：

物体如果不受到任何力或所受合外力为零，将保持其静止状态或匀速直线运动状态。

l惯性定律：

物体具有保持他原有运动状态不变的性质。

l保持一定的速度比改变速度省力得多，所以进行耐力训练如长途慢跑或快走的时候，提倡用稳定的速度。

在作医疗体操时，如能保持动作的连贯性也可比较容易地完成动作，以减轻患者承受不必要的负荷。

如引体向上。

l冲量：

物体某段时间内所受合外力与其作用时间的乘积。

l动量：

物体质量与运动速度的乘积。

l动量定理：

物体某段时间内所受合外力的冲量等于它在这段时间内动量的变化量，叫动量定理。

l动量守恒定律：

当系统不受外力或所受外力之和为零时，系统的总动量保持不变。

l当人体整体所受外力为零时，人体内力可改变各个环节的相对位置，使环节的动量发生相互传递，但不能改变人体的总动量。

在康复训练中，可考虑利用这一定律，制动某环节以提高邻近的需要加强训练环节的运动能力。

如鞭打动作。

三、运动处方

（一）运动处方的定义

运动处方是指针对个人的身体情况而制定的一种科学的、定量化的周期性训练计划。

（二）运动处方的基本要素

l运动目的

l运动类型

l运动强度

l运动时间

l运动的时间带

l运动频度

l注意事项

1.运动目的:

根据个体不同的身体情况确定运动目标。

运动目的具有主观和客观的双重性：

主观性是以情绪为核心的主观意愿需要；

客观性是由于健康状况、疾病程度等客观状态产生的需求。

2.运动类型现代运动处方的运动形式包括三类

（1）有氧耐力性运动

如步行、慢跑、游泳、骑自行车、跳绳、上楼梯及功率车、跑台运动等。

（2）抗阻力量性运动

如负重练习、抗阻练习等。

（3）伸展柔韧性运动

如广播体操、气功、武术、舞蹈及各类医疗体操和矫正体操等。

3.运动强度

运动强度：

指运动练习对人体生理刺激的程度。

运动强度是运动处方中最主要的因素。

（1）心率

（2）代谢当量

（3）主观强度感觉

（4）最大摄氧量

（5）最大重复次数

（1心率①最大心率的百分比最大心率=220-年龄通常认为提高有氧能力的运动处方宜采用55～77％最大心率的强度。

②最大贮备心率百分数法（Kavonen法）

靶心率=（最大心率－安静时心率）×

（0.6～0.8）+安静时心率

（2）代谢当量（metabolicequivalentofenergy，MET）运动时的耗氧量与安静时的耗氧量的比值。

（3）主观强度感觉（Ratingofperceivedexertion，RPE）

（4）最大摄氧量

（5）最大重复次数（RepetitionMaximum，RM）

指肌肉收缩所能克服某一负荷的最大次数。

附：

心脏的功能能力（F.C.）

l指机体在尽力活动时所能达到的最大MET值。

或在有氧范围内机体所能完成的最大强度活动的最大MET值。

l健康人，F.C.相当于最大吸氧量相应的MET值。

计算方法：

F.C.=VO2max（mlO2/kg·

min）/3.5mlO2/kg·

min

运动能力（E.C.）

l即进行心脏康复训练时，应达到并保持的运动强度。

它由F.C.的百分数得来，是制定处方时表示运动强度的最好方法。

按不同对象，可以取F.C.的40%～90%不等。

4.运动时间

l运动时间是指每次运动持续的时间。

l运动持续时间和运动强度关系密切。

因为当运动强度达到阈强度后，一次运动的效果是由总运动量来决定的，而总运动量＝运动强度×

运动时间，即由两者的配合来共同决定，在总运动量确定时，运动强度与运动时间成反比。

5.运动的时间带

l运动的时间带是指一天中进行运动的时机（即在何时进行运动）。

l心血管病患者或中老年人应避免在早晨6～8点进行进行较剧烈的活动。

l避免空腹运动。

l饭后不宜进行运动。

6.运动频度

l运动频度通常指每周运动的次数。

l运动频度的制定应结合每次运动的强度、持续时间、个体恢复情况以及对运动的适应能力等因素综合考虑。

l以健身或康复为目的，运动频度应以每周三次为宜。

7.注意事项

l以治疗和康复为目的的运动处方应指出禁忌参加的运动项目、运动过程中自我观察指征和停止运动的指征，重视做好准备活动和整理活动等等。

（三）运动处方的实施

1.一次训练课的安排

准备阶段

形式：

步行、慢跑、伸展牵拉练习等。

强度：

适宜准备活动的标志是身体发热、微微出汗。

时间：

5～10分钟为宜。

间歇时间：

3分钟为宜。

训练阶段

耐力训练、肌力训练、伸展性训练。

整理阶段

散步、放松体操、自我按摩等。

一般为5～10分钟。

2.实施过程中的自我监控

l心率自我监控

l主观强度感觉

l基础指标检查

第四节人体运动的静力学

人体静力学是研究人体在外力作用下处于相对静止状态或平衡状态的学科。

主要讨论人体在完成静力性动作，即处于相对静止的姿势（或称平衡状态）时的受力情况，以及获得和维持平衡的力学条件。

一、人体平衡的条件—除外受力

l支撑面：

接触面积加包围面积。

l重心：

整个人体所受重力的合力作用点，人体的重心垂直投影线越远离支撑面的边缘，则稳定性越大。

l稳定角：

是重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点的连线间的夹角。

l平衡角：

等于某方位平面上稳定角的总和。

它可以说明物体在某方位上总的稳定程度。

一、人体平衡的条件

l一个物体是否失去平衡，取决于该物体重心垂直投影线是否落在支撑面内。

l物体开始倾斜时，随着物体的倾斜，重力产生一个使物体恢复到原来平衡位置的恢复力矩，倾倒力产生使物体倾倒的倾倒力矩。

l倾倒过程中，如重力作用线在支撑面内，则恢复力矩使物体恢复到原位置；

如倾倒使得重力作用线通过支点时，则恢复力矩为0，重力矩起着加剧倾倒的作用。

l稳定系数：

倾倒力开始作用时稳定力矩与倾倒力矩的比值。

当稳定系数大于1时，物体本身重力产生的恢复力矩足以对抗倾倒，当稳定系数小于1时，物体恢复力矩对抗不了倾倒力矩，物体倾倒，平衡破坏。

所以，物体越重，其稳定力矩越大，抗倾倒的能力越强。

二、人体重心

l整个人体所受重力的合力的作用点，叫人体重心。

它位于身体正中面上第三骶椎上缘前方7厘米处，大约在身高的55%～56%。

l重心移动的幅度取决于身体移动的幅度和移动部分的质量。

如上肢上伸时重心上移，下蹲时重心下移，大幅度体前屈或作“桥式动作”可以引起重心移出体外。

三、人体平衡的特点

l运动控制

l视觉

l本体感觉

l心理因素