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運動生物力學的作用范文1
運動生物力學是研究體育運動技術力學規律的科學，它通過對學校體操各單項運動技術的生物力學分析，提出必要的理論數據，建立標準運動技術的模式，使教練員和運動員明確什么樣的動作是正確的運動技術，什么樣的動作是錯誤的運動技術。教練員明確了運動技術的原理，便可通過一定的手段對運動員進行技術診斷，找出技術改進措施，尋求最佳運動技術，以提高訓練的科學性。體操技術動作常常是在反正常姿態下完成的，有較強的時空感，完成動作的時間短，學生學習有一定的難度。對體操動作進行正確的技術分析，能幫助教師更深入地理解教材，合理地安排教材內容和運用教學方法，幫助學生正確地理解動作，建立準確的動作概念，加速動作技能的形成，提高學生分析和解決問題的能力，為今后從事教學工作打下良好的基礎。
根據運動學和動力學特征將體操動作分門別類，使教學安排科學化。人認知的遷移規律表明，學習者對一些新運動技能的掌握往往受到早先形成的運動技術定勢的影響。這種影響表現為正、負兩方面，正遷移能促進新技能的形成和發展，而負遷移干擾新技能的形成和發展。體操教師只有對技術動作力學分析，并歸納出各項體操動作力學特征的相同點和不同處，才能在教學中正確地運用遷移規律。筆者在體操教學中依據動作的力學特征，把教材分成幾個板塊進行教學。例如，技巧中的前滾翻、魚躍前滾翻，縱箱中的前滾翻，雙杠中的分腿坐前滾翻成分腿坐等等，均屬前滾翻類動作，作為一個動作板塊;雙杠中的掛臂撐屈伸上和杠端跳起經屈體懸垂擺動屈伸上，單杠中的經直角懸垂擺動屈伸上，動作特征相同，也歸為一個動作板塊，等等。這樣，按動作板塊安排教學，教師運用同結構教學法，能起到學生學一個會一串的作用，學生會產生學了前一個動作對后一個動作有躍躍一試的念頭和欲望，達到提高學生學習體操動作的興趣和主動性。同時，由于動作結構相同，學生也容易建立動作的時空感，掌握正確的用力時機，大大地縮短了學習動作的時間?？傊瑢w操技術動作進行生物力學分析，掌握其力學特征，都可為體操教師選擇教學方法、合理地安排教學內容提供科學的依據，有利于學生理解并掌握技術動作。
體操教師運用生物力學原理分析體操技術動作，能幫助學生區分正確動作與錯誤動作，明確動作完成程序，使動作規范化。在體操教學中，筆者常常發現學生自認為已掌握了動作，其實所完成的動作是錯誤的或已改變了動作性質。及時幫助學生分析錯誤動作的根源并糾正錯誤是掌握正確技術動作的關鍵。教師運用運動生物力學分析正確動作和錯誤動作的區別所在，能強化學生對正確動作的理解，明白動作為什么要這樣做，從而及時糾正自己錯誤動作。例如，技巧項目的頭手翻動作，人體重心位置的控制是決定該動作能否順利完成和動作質量高低的關鍵所在。不少學生往往對此技術關鍵沒引起充分的認識，因而練習過程不是重心沒有移出便開始伸髖，就是重心前移過多而完成不了動作。教師對人體重心未移出、移出適中和移出過多等3種情況所產生的運動力學結果進行分析，學生明白了道理，練習中就會有意識地控制自身重心位置。同時根據自己完成的情況，判斷自己錯誤動作所在，從而有效地糾正錯誤，建立正確的動作概念，并達到規范化。
提高學生保護與幫助的能力。教師對體操技術動作的生物力學分析，向學生講明動作動力學和運動學特征，學生領會了該動作的力學原理，對動作有了正確的認識，在此基礎上，再指導互相保護與幫助的方法，學生便很容易接受，就能對動作不同類型采用不同的方法，在最需要助力或阻力時給予施力;動作在何處最容易出危險，應站在何處進行保護與幫助。這樣，通過一定時間的練習，學生就能較熟練地掌握保護與幫助的方法，從而有效地提高學生保護與幫助的能力;提高學生分析和解決問題的能力。教師在指導分析技術動作的基礎上，選擇一些較簡單的動作讓學生獨立思考分析，掌握運用生物力學原理分析動作的方法，既學會了動作，又掌握了技術動作方法，從而達到提高分析問題、解決問題的能力。
總之，體操技術教學廣泛地運用生物力學原理對技術動作進行分析，能加速學生對技術動作的理解，加速技術動作的完成，提高學生的能力，使教學科學化。
參考文獻
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運動生物力學的作用范文2
摘 要 運動生物力學是研究體育運動中人體的機械運動規律及其應用的科學。文章通過對運動生物力學在體育教學中的運用分析，尤其是在技術教學中運用的闡述，證明了運動生物力學在技術教學中的重要性，對提高學生掌握運動技術動作和教學效果有著積極的意義。
關鍵詞 運動生物力學 體育教學 技術教學
運動生物力學是一門理論與實踐密切結合的應用科學，研究人體運動時的力學規律以及運動狀態改變的原因，它直接為提高運動員運動技術水平和增強人類的體質服務。作為一門實踐性極強的應用學科，體育教師如果能夠運用運動生物力學的原理對學生的運動技術動作進行正確評價和傳授，便可以使學生的技術動作更合理、更有效，所以在體育教學中已受到眾多體育教師的重視和應用。
一、運動生物力學在體育教學中的地位
任何一項身體練習都由一定的動作及動作體系構成，而完成每個動作及整套動作都存在著最適合、最合理的運動技術。合理的運動技術以運動生物力學理論為依據，并富含運動生物力學原理。而運動生物力學又以其分析科學性、結構合理性為體育技術教學提供理論和方法上的指導，通過對形形體育動作千差萬別以及引起這些差別原因的分析、探討獲得良好技術的各種力學條件，從而使學生更完善地認識、學習和合理掌握運動技術動作。
要想使學生迅速并正確的掌握技術動作，不僅需要教師正確的講解和示范，而且需要合理的練習方法。技術教學中由于學生個體身體素質和能力的差異，表現在完成技術動作時或多或少地在各個環節上存在這樣或那樣的技術問題，教師如能及時向學生傳授有關生物力學原理，往往能收到事半功倍的教學效果，這種效果對于具有良好物理學基礎的大學生尤為顯著。
二、運動生物力學與技術動作的關系
運動生物力學是研究體育運動中人體及器械運動規律及與其他運動形式相互轉化規律的一門科學，它以經典力學的理論和方法為主要工具，研究體育運動中的各種力學現象。
人體在從事體育運動時，技術動作是千變萬化的，各種動作形式差別很大，包括運動的空間、時間、速度、加速度等方面?？臻g特征表明運動發生什么地方和運動路程的幾何形狀，時間、速度和加速度的特征對揭示人體運動的性質是比較重要的，特別是技術性強的運動項目如體操、跳水、田徑中的田賽等，對運動員的各方面都提出了極高的要求。運動員完成技術動作是否合理、是否規范、是否發揮其特點，也就是在運動中發揮人體最有效、最經濟所作的功，都是運動生物力學的一種表現。所以訓練時，如果教練員能掌握這門知識，運用運動生物力學原理，合理分析和建立運動員的技術動作，就會少走彎路，縮短技術動作定型的時間，并找到評價運動員技術優劣的標準，從而更快的提高運動員技術水平和專項運動成績。
三、運動生物力學對體育技術教學的影響
在技術教學中，及時而有針對性地向學生傳授運動生物力學原理，往往能引起學生對學習和掌握運動技術的興趣，并使復雜的技術問題簡單化，從而有利于學生及時糾正自己的錯誤動作，并防止由于錯誤動作而帶來的運動損傷。
（一）提高學生學習運動技術的興趣
新的運動技術取代舊的運動技術或高級運動技術取代低級運動技術，緣于新技術、高技術比舊技術更科學、更合理，并且更符合人體運動特點。因此，新技術總能吸引更多的人去研究和學習。在體育技術教學中，如何引起學生對新技術的興趣是學習的第一動力。比如，我們說背躍式跳高比俯臥式跳高先進，主要是背越式更趨于自然的起跳姿勢，擺動腿的屈曲上擺由于轉動慣量小，因而比直腿上擺快。因此，背越式是小緩沖的垂直起跳，使起跳的爆發力有可能直接通過人體重心，最后，背越式所形成的背弓過桿，有可能使人體重心遠離身體，從而實現身體重心從橫桿下面通過的情景，對于同一跳躍能力的人可能提高橫桿的高度。如此，通過對技術動作的分析，以及成績的進步，就會使學生對背越式跳高技術產生濃厚的興趣，提高勇于實踐的欲望，從而在技術教學上就會主動、積極地參與并思考、體會技術細節，進而縮短掌握技術動作地時數，有利于提高技術教學效果。
（二）使復雜的動作技術簡單化
在我們以往的教學中，當教師對某一項較為復雜的技術過程講解時，學生常會因為技術太復雜而影響學習，但如果教師能用適當的力學知識加以分析，往往能使學生“頓悟”，從而激發學生的學習積極性。如：排球飄球是一項較復雜的技術動作，且飄球形成的力學原因也極為復雜，但根據“飄球不轉”、“轉球不飄”的力學現象，我們只要在擊球過程中，保證打擊力通過球心，即沒有形成使球轉動的打擊力矩，便為飄球的產生創造了條件。如此講授，復雜的技術問題簡單化了，學生學習發飄球也會格外認真，能極快又好地掌握飄球技術動作，教學效果明顯。同樣，對足球“香蕉球”也是大學生足球愛好者非常向往的，如果我們在踢球的實施過程中，能保證給球施加極大的偏心力，便可能使足球在向前飛的過程中，因為偏心力使足球高速轉動，從而使球體相對應的兩側形成壓強差，進而使足球劃出香蕉狀的弧線軌跡。因此，對復雜的技術動作稍加力學分析，便可使復雜問題簡單化，便于學生理解并提高教學效果。
（三）診斷并改進動作技術問題
技術診斷工作在國際上非常普及，許多體育強國都在他們的訓練基地裝備了生物力學測試儀器，經常性進行技術改進工作并取得了顯著的成績。在我國這一工作正在開展，生物力學技術診斷逐漸成為教練員和運動員科學訓練的得力工具，也為體育教師對學生進行動作技術教學提供了科學依據。
運用運動力學的基本原理對技術動作的簡單力學分析，可以診斷技術上存在的力學問題，從而對癥下藥，改進技術，便會收到良好的效果。如：用皮尺、秒表可以測得某學生某次推鉛球的遠度S，鉛球出手高度H和鉛球在空中的飛行時間T，用適當的運動學公式可以方便的求得鉛球出手速度V和出手角度θ。在一定的出手速度V和出手高度H時存在著某一最佳出手角度θ′，比較實際出手角度θ和最佳出手角度θ′，便可診斷出手角度的合理性，從而指導教學、訓練乃至比賽，并提高鉛球成績。
但在運用運動生物力學原理對學生進行動作技術指導的過程中，體育教師應重視學生的個體特點。運動技術的生物力學原理只是從生物力學角度反映了各項動作技術帶有共性的普遍規律，而每個學生的身體形態和身體素質不同，因此在動作技術教學過程中，體育教師應經過實踐逐步了解每個學生個人身體、素質及心理特點，實施有針對性的教學，這是運用運動生物力學動作技術原理指導體育技術教學的生命力所在。
（四）建立動作技術模式，提高教學效果
結合體育技術教學的需要，將學生按不同水平、不同技術特點分組，選擇若干要素，運用生物力學測試方法，獲取動作技術數據，經統計學處理，再運用運動生物力學原理分析，找出動作技術的一般規律和完成某個動作技術的合理方法，建立起正確的動作技術模式，并將其運用于一般專項運動訓練和體育教學，這將會有利于專項技術和教學水平的提高。
（五）減少運動損傷的概率
合理的運動技術首先應符合人體解剖的結構特征，其次應符合力學原理。由于學生在學習運動技術中常形成一些多余動作乃至錯誤動作，違反了運動力學原理，從而可能導致運動損傷的出現。如：在擲標槍時，有的學生會出現屈肘或肘低于肩的錯誤動作，從而給肘關節造成扭轉負荷，超出關節周圍肌肉群的承受閾，進而使肘關節內側肌肉等軟組織損傷。因此，教學前，教師應對肘關節的結構以及力學負荷加以必要的力學分析，使學生明確合理的動作技術的基本要素，從而避免或減少運動損傷。
四、小結
體育教學不僅是一個學科，更是一門科學。其中的分支——運動生物力學在我們的體育訓練和教學工作中更是起著重要的作用，它在體育技術教學中的獨特地位，是什么都無法代替的。因為我們參與的每一個技術動作無不可以從力學的角度去分析研究，所以在體育技術教學中不但要知其然，更要知其所以然，只有這樣以才可以改進教學水平，提高教學質量，讓學生受益，讓體育老師教學相長，提高自我、完善自我。
參考文獻：
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運動生物力學的作用范文3
關鍵詞： 運動生物力學；骨質疏松癥；干預時間
中圖分類號： G 804.6 文章編號：1009783X(2012)03028405 文獻標志碼： A
收稿日期：20100722
作者簡介：劉建宇(1978—)，男，湖南岳陽人，碩士，講師，研究方向為運動醫學；劉黎明1955—)，男，重慶人，教授，研究方向為體育教育。
作者單位：重慶三峽學院體育學院，重慶 404000
School of Physical Education,Chongqing Three Gorges University,Chongqing 404000,China. 絕經后骨質疏松癥是一種臨床上常見的難治性疾病，目前，藥物治療由于價格較昂貴,治療周期長而副作用多,使用有一定限制[1]。探索安全、方便、經濟的治療方式一直是醫學界的一大課題，選用非藥物手段預防或延緩骨質丟失越來越受到重視。本實驗通過運動干預的方法，觀察運動去勢大鼠骨質疏松癥椎體生物力學性能的影響，驗證運動防治原發性骨質疏松癥的療效，并進一步探討其機理。
1 材料與方法
1.1 實驗藥物
己烯雌酚片：上海信誼藥業有限公司生產，批號：030401。
1.2 實驗動物
四川大學實驗動物中心提供，共96只3月齡，體重（240±20）g的雌性SD大鼠。
1.3 造模方法
將96只大鼠按體重隨機分為A、B 2組，其中A組24只為假手術組（Sham組），B組72只為造模組。各組大鼠均以1%的硫賁妥鈉溶液按2.4 mL/kg腹腔注射麻醉。B組大鼠切除雙側卵巢，A組大鼠僅切除卵巢附近一小部分脂肪。術后均給予0.5%碘伏傷口外擦，肌肉注射青霉素鈉25萬單位/（只/d），連用3 d，以防感染。
1.4 分組
術后1周，將B組72只大鼠按體重隨機分為模型組(Model組)、己烯雌酚組(DES組)和運動組(EX組)，每組24只。所有大鼠自由進食、飲水，進食標準飼料由四川大學實驗動物中心提供。
1.5 干預措施
己烯雌酚組大鼠每日1次灌胃，按22.5 μg/（kgd）的量給藥，質量濃度為2.25 μg/mL，其余各組按體重灌服等量生理鹽水。假手術組和模型組僅灌服生理鹽水。運動組運動方式參照Bedford[2]的動物負荷標準，運動組大鼠術后第7日起在小動物跑臺上開始訓練，采取中等強度，即大鼠起始跑速12 m/min，持續時間20 min，隔日增加強度3 m/min，持續時間增加10 min，第2周起跑速達20 m/min，持續60 min將跑臺傾斜10°，維持此強度，5 d/w，每天運動分早晚2次。休息日各組照常灌藥(水)。
1.6 樣品收集及處理
采用不同方式干預各組大鼠后，分別于第8周末、12周末和16周末應用股動脈放血方法隨機處死每組大鼠8只，完整取出各組大鼠L3椎體。剪除椎體上下椎間盤、棘突及附件，并用細砂紙打磨成上下平面平行且與縱軸垂直的三棱柱，高度約為60 mm。各標本在制取過程中均用生理鹽水紗布包裹。將處理過的骨標本置于-20℃冰箱保存，測試前夜取出解凍。
1.7 觀察指標
椎體生物力學測試：椎體壓縮試驗，將椎體置于Instron萬能材料試驗機(四川大學高分子材料國家重點實驗室提供，美國Instron Co.生產)上，取加載速度1 mm/min進行測試，記錄其載荷變形曲線與應力應變曲線；椎體結構力學參數由載荷變形曲線獲得，材料力學參數由應力應變曲線獲得。
1.8 數據處理
2 實驗結果
2.1 第8周各組生物力學參數
2.1.1 第8周各組椎體結構力學參數
2.1.2 第8周各組椎體材料力學參數
3 討論
應用骨量、骨礦密度及骨質含量（骨礦物質和有機質）的變化來診斷骨質疏松癥、評價藥物療效曾被大量采用，并得到了較廣泛的公認；但這些指標僅是從“量”的角度描述了骨質的丟失，還不能準確反映骨內在性能的變化，必然存在一定偏差[34]。骨質量則是從“質”的角度對骨骼性能進行描述，它是骨的成分、構筑狀態及細微結構的綜合性概括[56]；因此，對骨質疏松性癥防治和機理研究，必須更加重視骨質疏松骨生物力學變化的影響，本實驗即選用骨生物力學性能，如此評價防治骨質疏松癥效果更準確，更有說服力。
3.1 雌激素改善椎體生物力學性能的效果
雌激素替代療法是臨床上防治絕經后骨質疏松的主要方法之一，雌激素可抑制骨質疏松的骨轉換率[7]，本實驗中，各時間段己烯雌酚組大鼠生物力學性能較模型組均有顯著變化(P
3.2 運動改善椎體生物力學性能及防治骨質疏松癥的效果
運動作為預防骨質疏松的一種手段，在實驗及臨床研究中已經越來越受到一些學者重視。大量研究證明中等強度的運動有利于骨量、骨強度及骨生物力學性能的提高[811]。本實驗結果表明，與假手術組相比，各時間段模型組大鼠椎體結構力學參數明顯變化(P
3.3 運動時長對改善椎體生物力學性能的影響
目前，運動時間長短對改善骨質疏松骨生物力學性能的相關報道未查閱到。本實驗結果中，隨著運動干預時間的延長，運動組多數參數數值上逐漸接近己烯雌酚組，有些參數甚至數值上超過，如破斷載荷和破斷強度，可部分說明隨著運動干預時間的延長，運動對大鼠椎體生物力學性能的影響不斷明顯，逐漸接近，甚至超過雌激素干預的影響。分析表7和表8可以得出，從第8周到第12周，大鼠椎體結構力學參數和材料力學參數多數數值上有下降趨勢，但第16周相比第12周，部分參數數值出現逆轉，甚至高于第8周，說明隨著時間的延長，去卵巢大鼠椎體的生物力學性能逐漸降低，但隨著運動干預時間的延長，大鼠椎體生物力學性能逐漸增強。雖然并無統計學意義，但已經表現出運動對大鼠椎體生物力學性能與時間呈相關關系的趨勢，這也為進一步研究運動干預時間的確定提供了方向。
4 結論
1)合理的運動干預能有效抑制去卵巢大鼠椎體生物力學性能下降，減少骨質丟失，減緩骨質量的降低速度。
2)隨運動防治骨質疏松癥干預時間延長，效果提升，實驗結果雖無統計學意義；但明顯呈現改善趨勢，可能與時長不夠有關，有待進一步研究。
3)運動是防治骨質疏松癥非藥物療法的重要手段，優勢明顯，可作為臨床防治骨質疏松癥的選擇。
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運動生物力學的作用范文4
上海復旦大學?。?00433）
關鍵詞 推拿手法 研究 生物力學 機理 綜述
中醫推拿特有的擺動類手法中，由我國著名推拿醫師丁季峰先生創造的滾法，以其科學的操作方法、廣泛的適應性以及良好的臨床療效而為大多數推拿醫師所采用。但對其生物力學研究方面的起步卻比較晚。1993年，上海中醫學院推拿系和復旦大學力學系合作，成功研制出FZⅠ型推拿手法測力分析儀。在此基礎上，周信文等對滾法進行了一系列研究。滾法的合力作用點軌跡有四種："心"型、"葫蘆"型、"8"字型和"棒槌"型。通過反復的實踐發現，不同形狀的合力軌跡代表著不同的意義，其中，"心"型和"葫蘆"手法基本符合滾法的動作要領，可認為是正確的手法軌跡。理解了不同滾法操作方式產生的合力軌跡形式的不同，以及何種軌跡代表正確的手法操作，就能夠在訓練中有的放矢地加以正確的糾正，使手法訓練朝科學化方向發展。謝志勇等對滾法各方向的分力進行頻率分析之后發現，所有分力的主要成分集中在2～15Hz上，說明在滾法施力過程中以低頻作用力為主要成分，體現滾法"柔"的特點，使被推拿者不會感到過度沖擊。在教師和著名醫師的水平力模的頻譜圖形中還存在少量的20Hz～30Hz的高頻成分。說明在正確的推拿施力過程中應有少量水平向高頻力成分，即輕微的橫向沖擊，以配合完成療效。在垂直力微分頻譜圖形中的低頻成分代表力的慢變化，而高頻成分代表力的快變化。教師和著名醫師的垂直力微分頻譜圖形中除了低頻成分外還普遍存在高頻成分，而學生基本不存在，說明正確滾法垂直力應同時具有快變化和慢變化成分。許士雄等對教師和學生、醫生和學生的滾法各方向作用力的時域進行了分析，結果顯示，垂直作用力的峰值離散度、峰值時間及總體均勻性，教師和學生對比、醫生和學生對比均存在顯著差異；水平作用力的情況也大致相同。這些研究顯示，滾法要求的均勻性和滲透性在推拿動力學上主要體現在節率性和作用力在強度和時空上的均勻性。以后，陳守吉等還創建了滾法的生物力學模型。
1998年，周信文等采用彩色多普勒超聲儀和推拿手法動態信息測錄系統，觀察了丁氏滾法不同頻率、力度和推拿時間對局部血流動力學的影響。結果顯示：頻率為120次／分的滾法對窩局部血流量的影響大于頻率為60次／分（P＜0005）、180次／分的滾法（P＜005），力度為7千克的滾法對窩局部血流量的影響大于力度為3千克（P＜0005）、10千克的滾法（P＜001），推拿時間為5分鐘時對窩血流量的影響大于推拿時間為25分鐘（P＜0005），而與推拿時間為10分鐘沒有統計學差異。作者通過實驗推論：滾法推拿最佳頻率為120次左右；最佳力度為7千克左右；而最佳推拿時間為5分鐘左右，推拿時間加長并不能增加治療效果，浪費了推拿醫師的體力。實驗觀察中還發現，滾法推拿還可以使對側窩血流量有所增加，證實了推拿可以使機體整體血液循環得到改善，驗證了推拿能"舒筋活絡、活血化瘀"的理論。
作為一種臨床應用相當廣泛的推拿手法，振法歷來受到推拿醫師的重視。但是由于手法動作本身比較微妙，要將振法的動作術式與要領確切、完整、科學地表達殊非易事，甚至一些論著或者教材中對振法的認識也一直存在著相互矛盾之處。王國才等應用推拿手法測定儀測定了眾多推拿醫師的振法動態力波形曲線。根據動態力波形曲線的不同，振法可分為平直型和起伏型兩種。而振法動作中上肢肌肉的肌電圖變化表明：振法運動中主要參與肌肉是前臂屈腕肌群和伸腕肌群以及三角肌的部分肌群，其中又以屈腕肌群占支配地位，而肱三頭肌、肱二頭肌在動作中基本上是放松的；振法動作是在屈腕肌群和伸腕肌群的交替興奮和抑制中完成的。這種手法施術者只需在動作的發起階段用大腦來控制這種交替過程，發起振法動作。而動作一旦開始，則動作的速度、力量、幅度、方向的結束等精細調節的過程會通過建立在椎體外系統中的神經肌肉傳導通路自動地完成。這說明，能夠產生正確"運動性定型"的、建立在規范動作結構上的技能訓練，對振法動作的完成相當重要。比較正確的振法動作和應用強制性力"硬屏"出來的振法的肌電圖可以看到，正確的振法動作由于肌肉有節律的收縮而能得到適當的休息、充足的血供和營養，不容易產生疲勞；而錯誤的手法則不僅費能、耗力，而且整個前臂肌肉神經不能及時獲得所需要的血運與營養，不能及時得到休息，因而肌肉容易產生疲勞，動作不易持久。
扳法臨床應用得當，可以起到理筋整復、糾正錯位的作用，對骨關節錯位的療效滿意。但是由于手法用力較猛，不易掌握，臨床應用時產生醫療事故的報道時有所見。應用生物力學理論與方法對扳法進行研究，提出一套行之有效的訓練方法和臨床應用安全范圍，對扳法的臨床使用是相當重要的。侯筱魁等對屈曲和后伸推拿時腰椎小關節的運動學變化進行了研究，結果顯示：后伸手法時，后部小關節不僅在前后和上下方向上發生移動，還存在著側向的少量位移；施行俯臥位后伸手法時可以造成關節突的重疊，無論上下方向上神經根管的容積均有所縮小，如果手法過猛、過重，會導致小關節等組織的損傷，而反復輕度后伸手法能松解小關節突之間的粘連，可以改善局部循環，對緩解癥狀有利；正確的推拿手法，即使使腰椎關節活動超出正常范圍2°左右也還是安全的。
另一方面，斜扳法治療腰椎間盤突出癥取效的原因，近年一直存在"回納"學說和"髓核與神經根相對位置改變"學說的爭論。要為這個爭論作出孰是孰非的判斷，也只有通過生物力學研究途徑進行。參與Nachemson的方法，章瑩等在尸體上模擬腰椎旋轉復位法，動態觀察了手法過程中髓核內壓的變化，發現在手法過程中，髓核內壓是逐漸增大的，手法成功時達到最大值，與手法前相比差異顯著（P＜001）。結果顯示：手法過程不能使髓核內壓呈負壓改變，也因此不能使突出的髓核回納。從而否認了"回納"假說。
此后侯氏等以L1～5的完整腰椎為被試標本，設計了平行光脊柱三維運動測量系統，改進加載方法以更好模擬脊柱推拿手法，設置7個腰椎特定點，將觀察圖像動態變化輸入計算機系統，應用工程系統力學中剛體轉移計算理論進行計算，獲得了腰椎及其后部結構在模擬推拿加載時的三維運動量。根據右旋時完整腰椎的三維運動結果，發現在左側臥位斜扳時，右側關節突等構成神經管壁的結構發生定向位移，在各個節段可以不同，但其主運動軸位移的結果可直接擴大神經根管，或牽拉、緊張小關節囊韌帶和黃韌帶而擴大神經根管。蔣位莊等觀察了腰后關節紊亂癥時模擬坐姿旋轉復位法時各種狀態中腰后關節的移動情況以及腰椎后關節內壓力變化情況，發現正常脊柱運動時關節內的壓力分布不均勻，壓力主要分布在關節內的上端和下端，并以后伸時關節內下端的壓力為最高。脊柱后伸時，在被測量的三個關節間隙下端的壓力持續升高，后伸越大，壓力越高，提示過度后伸會對后關節造成損害。在椎間關節失穩狀態下，脊柱活動時后關節所承受的壓力大大增加，以后伸為例，失穩的L4～5與正常的L3～4相比，壓力增加約8倍。模擬脊柱旋轉復位手法時，關節內壓力呈先高后低的雙向曲線，提示在手法的后半程關節內壓力達到頂點，在脊柱回復原位后壓力下降到手法前的壓力。模擬施行旋轉復位手法時關節突間移位以及壓力的測量結果顯示，在手法全過程中，后關節的活動度相當大，當后關節錯縫時，受累關節的活動度受到限制。施行手法時，產生的全方位的關節被動活動使關節出現復位傾向。位移傳感器測定表明，右側旋轉復位手法時，右側下關節的位移程度比左側大，說明旋轉復位手法對同側的后關節調整幅度比較大，馬達等采用模擬手法對3具新鮮尸體的脊柱標本進行了L4～5、L5～S1椎間盤后外緣應力變化的測定和脊柱不同位置變化下腰椎小關節相互關系改變的觀察。結果發現前屈側彎旋轉法對腰椎小關節的活動幅度最大，直立旋轉法次之，向左側旋轉時小關節突作切面的旋轉滑動，右側小關節間隙增大；向右側旋轉時反之。做前屈側彎旋轉時，椎間盤左后外側壓力增高，同時右后外側壓力減低；向左旋轉時反之。而當旋轉動作結束復原時，出現負壓的一側均出現一個微小的正壓。作者認為，這種正負壓力的多次反復變化，可以使突出的髓核變位或變形，從而使受壓的神經根減張。這些結果證實了"髓核和神經根相對位置改變"學說的正確性。
應用鉀離子透入法測痛，觀察輕、重不同手法按揉家兔"內關"穴對家兔痛閾的影響時發現，輕重手法均能提高家兔的痛閾，但輕手法的作用可以被納洛酮翻轉而重手法不能；輕重手法的效應均可以被普魯卡因局封所阻斷。這說明：輕重手法鎮痛的機制不同。
對推拿手法的生物力學研究極大地促進了推拿手法在臨床上的應用，充實了推拿手法的機理研究。盡管目前這類研究尚處于起步階段，但是隨著科學技術的進步，對推拿手法機理的研究肯定能夠得到更進一步的進展。
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運動生物力學的作用范文5
關鍵詞：力學 力學性能 實踐 應用
中圖分類號：G42 ？ 文獻標識碼：A？？文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0000-00
力學是物理學中最基礎最古老的一門學科，它的研究范圍包括從一般的物體的機械運動到天體的運動。小到基本粒子的碰撞、衰變、相互作用的軌跡，大到宇宙探測、航天、航空都屬于力學的問題。其應用的范圍包括最早的土木工程、橋梁道路、水利工程、航海造船、機械冶金方面的應用，到后來的航空航天、防災減災、環保能源、生物化工等領域。其應用范圍之廣，令人吃驚?；诖?，本文針對力學性能進行進一步深入的探究，并且介紹了有關力學能力的幾個實踐應用。
1 力學簡介
1.1 力學定義
力學是一門獨立性較強的基礎學科，其主要研究的便是力和能量以及它們與液體、固體以及氣體間的平衡、變形以及運動的關系。力學不僅僅是一門基礎性較強的學科，而且其也是一門技術性較強的學科，其包含有很多有關工程技術的理論基礎，并且在廣泛的實踐應用中不斷的壯大。力學在軍事工程以及土木工程方面都起著舉足輕重的作用。目前，工程學領域已經擁有多個分支，而這各個分支當中很多重要的進展都十分依賴于力學有關的運動規律、強度以及剛度等等。力學與工程學之間的結合，促進了整個工程力學的形成與發展，現如今，不僅是歷史較為久遠的土木工程、水利工程、建筑工程等需要工程力學的貢獻，而且核技術工程以及航空航天工程等新興學科中工程力學也起著至關重要的作用。力學既是基礎學科又是技術學科的二重性使得其為溝通人類認識與改造自然方面均做出了重要貢獻。
1.2 力學的分類
力學大致可以分為靜力學、動力學以及運動學這三部分，其中靜力學所研究的是物體所受的力在平衡狀態或者是物體在靜止狀態下的問題；而動力學則討論的是物體在受力的作用下與物體運動之間的關系；運動學僅僅考慮物體是怎樣進行運動的，而對其與所受力之間的關系則不予討論。
根據研究對象的不同對力學進行分類，則可以分為固體力學、流體力學以及一般力學這三方面，其中流體不僅包括液體，而且還包括氣體，通常將固體力學和流體力學統稱為連續介質力學，一般采用連續介質的模型進行研究。而一般力學通常指的是以質點、剛體、質點系和剛體系為研究對象的力學，有時還會將抽象力學納入一般力學的范疇，一般力學不僅要研究離散系統的基本規律，還會研究一些與工程技術相關的新興學科的理論。固體力學、流體力學以及一般力學這三個力學分支在發展過程當中，會根據對象以及模型的不同出現了不同的研究領域和分支學科。其中材料力學、結構力學、彈塑性力學、斷裂力學等均屬于固體力學；而水力學、水動力學、氣體動力學、空氣動力學、滲流力學、多相流體力學等均屬于流體力學；而理論力學、分析力學、振動理論、剛體動力學、運動穩定性、陀螺力學等均屬于一般力學。而各個學科在交叉融合的過程當中又產生了流變學、氣動彈性力學以及粘彈性力學等等。
力學在工程技術方面的實踐應用結果形成了工程力學以及應用力學的各個分支，例如巖石力學、土力學、爆炸力學、環境空氣動力等等。而力學在于其他基礎學科進行結合的同時也產生了一些交叉性的學科分支，例如與天文學相結合而形成的天體力學。
2 力學能力的潛在研發
2.1 材料的力學性能
材料在不同溫度、濕度以及介質條件下，在受到扭轉、彎曲或者交變應力的作用下，所表現出來的力學性能是不同的。
（1）脆性
脆性指的便是材料在受到外力作用下幾乎沒有發生塑性變形就遭受斷裂破壞的一種特性。材料的脆性與材料的韌性以及塑性是相反的。通常情況下，脆性材料是沒有屈服點的，但是其有斷裂強度以及極限強度，這兩者幾乎是一樣的，混凝土、鑄鐵以及陶瓷等均屬于脆性材料，脆性材料與其它工程材料相比，其在拉伸方面的性能較為脆弱，脆性材料一般情況下采用壓縮試驗來進行評定。
（2）塑性
塑性指的是材料在拉力或者沖擊力的作用下能穩定地產生的永久變形而不被破壞其完整性能力。材料的塑性變形一般會發生在材料所承受的荷載超過其彈性極限之后，材料發生不可逆的形變。材料發生塑性形變之后，不能恢復到初始狀態，在這一情況下，材料會保留一部分或者是全部荷載時的變形。
（3）強度
材料在外荷載的作用下，用以抵抗塑性變形以及斷裂的能力?？梢愿鶕饬ψ饔玫男再|進行分類，可以分為抗拉強度、屈服強度、抗壓強度以及抗彎強度等等，工程上經常用到的是屈服強度以及抗拉強度，而這兩個強度一般可以通過拉伸試驗測得。強度是衡量材料承載能力的一個重要指標。
（4）彈性
材料的彈性一般指的是其在外力作用下從而發生的一系列形變，而當外力消除后能夠能夠恢復到原來的大小以及形狀的性質。在一定的限度之外，在外力消除之后材料并不能恢復原來形狀，則這一限度稱為彈性限度，同一物體的彈性限度是并不是固定不變的，它會隨著溫度的升高而有所減小。
2.2 力學性能的研究方法
力學研究的方法所遵循的基本法則便是理論聯系實際，然后再將其應用于實踐，應該根據對自然現象的觀察，尤其是對定量觀測的結果進行分析，從而總結出一系列經驗以及數據，或者是為特定的目的從而設計的一系列科學實驗所測定的結果，從而得出量與量之間的定性以及數量的關系。這一過程便是模型建立的過程，質點、質點系、彈性體、剛體以及連續介質等均是不同的力學模型，在建立模型的基礎上可以根據已知的一些力學以及物理學的規律，結合合適的數學工具，對其進行理論上的演繹工作，從而得出新的結論。對于所得理論所建立的模型是否合理，則應該進行新一輪的觀測，并將其進行工程實踐或者進行科學的實驗進行論證，對于理論的演繹當中，為了使得理論能夠更具概括性以及實用性，經常會采用諸如雷諾數、泊松比等無量綱的參數，而這些參數不僅能夠對物理本質進行很好的反應，而且由于其是單純的數字，所以不會受尺寸、工程性質以及實驗裝置等的牽制?，F代的力學實驗設備，通常需要多工種、多學科間的協作，對物體力學能力的應用研究不僅需要更為細致、獨立的分工，而且還需要進行更為綜合以及全面的協作。
3 力學能力的實踐應用
3.1 力-熱-電-磁耦合效應
在固體力學當中，經典的連續介質力學將可能會被突破，而一些新的力學模型以及力學體系，將會能夠概括某些對宏觀力學行為起敏感作用的細觀以及微觀方面的因素，以及關于這些因素方面的演化，從而使得一些復合材料的韌化、強化以及功能化能夠產生量的提升和質的飛躍。固體力學能夠將力、熱、電以及磁等效應進行融合，目前，機械力與熱、電以及磁等效應的相互轉化以及控制大都還局限于測量以及控制的元件之上，而這些效應的結合將會帶來更大的用途，近年來出現的微電子元器件，已經十分迫切的要求對這類力、熱、電的耦合效應做更深入的研究，而以“Mechronics”為代表的微工藝、微控制以呈及微機械等方面的發展，會極大的推動對力、熱、電、磁耦合效應的研究。
3.2 航空航天方面的應用
流體力學的發展能夠推動航天飛機以及新一代的超聲速民航機的成功研制，目前，在對高溫空氣的有關熱動力學進行研究中，必須對原先的熱力學平衡的假定進行放棄，而且對超聲速流畢節層的控制、降噪以及減阻等也帶來了一些列新的問題。在流體力學的指導下，所取得的工程技術成就不勝枚舉，最突出的便有人類登月、在月球建立空間站、航天飛機等為代表的航天技術，以速度超過5倍聲速的軍用飛機、起飛重量超過300t、尺寸達到大半個足球場的民航機為代表的航天技術都是力學能力在航天航空方面的實踐應用。
3.3 一般力學
目前，關于一般力學的研究已經開始進入了對生物體運動問題的研究，開始研究了人以及動物的行走以及奔跑當中所產生的一系列力學問題，而且有關這一方面的研究，已經產生了一系列新的結果，對于這一方面的研究，不僅能夠對生物的進化方向產生一系列的理性認識，而且也可以為人類進一步提高某些機構以及機械性能方面的要求提供一些理論性的指導。其中在進行一般力學的研究時應該重視對固體的非平衡理論、塑性與強度的統計理論、原子乃至電子層次上子系統的動力理論，為了能夠更加深入的進行這些研究，應當充分利用與開發計算機模擬與現代宏觀、細觀以及微觀實驗與觀測技術。工科中的各項實踐也離不開力學，因此，在工科的基礎課當中，也開設了不同的力學課程，其中包括理論力學、材料力學、結構力學等等。
3.4 環境力學的興起
環境力學是將力學以及環境相互結合從而形成的一門新興交叉學科，主要是對自然環境當中的破壞、變形、遷移以及其所伴隨產生的一些列的物理、化學以及生物過程和導致的物質、能量運輸、動量對環境的演化規律以及對人類所生存環境所產生的影響進行描述。環境力學的發展不僅能夠深化人們對環境問題中的物理過程以及基本規律的認識，而且能夠在一定程度上促進環境問題的定量化研究?，F階段對環境力學的研究，不僅要對該學科發展的自身規律以及要求有一定的重視，在此基礎上，還應該與國家所需求的和工程實際進行緊密結合，能夠將理論研究、規律分析以及防治措施進行有機的結合。而關于中國的環境力學的研究則必須抓住一復雜介質流動和多過程耦合為基礎、沿海和西部這兩個經濟發展地區、水環境、大氣環境、災害與安全，從而對重點發展領域進行確立，促進學科的多方面發展。對于環境力學的研究，能夠解決一些實際方面的問題，例如對于西部干旱、半干旱環境治理的動力學問題；重大環境災害發生的機理以及預報；以水或者是氣為載體的物質運輸過程等方面的研究。
3.5 生物力學的興起
目前，生物力學已經有了很大的發展，生命科學以及包括力學在內的基礎以及工程科學交叉、融合已經成為了當今生命科學研究的熱點，已經為生物力學的發展提供了新的方向。現代分子以及細胞生物學不僅提出了大量的新課題，而且帶來了很多新的研究工具，推動了生物力學開始由著宏觀向微觀深入，而且開始強調了有關宏觀和微觀方面的融合?，F階段生物力學的發展特點可以歸納為內涵擴大、有機融合、微觀深入以及宏觀與微觀相結合，但是宏觀生物力學仍舊為當今主流。有關生物力學的實踐應用，更加促進了以解決與應用所相關的工程技術問題為目標的新的生物工程學的發展。在實踐應用方面，組織工程、藥物設計與輸運、血流動力學、骨、肌肉關節力學等已經得到了臨床以及工業界的一致認同，已經相繼解決了一系列關鍵技術方面的問題。
4 結論
力學作為基礎性與技術性相互結合的一門學科，隨著當今社會的快速發展，已經在社會的各個領域當中得到了廣泛的應用。隨著工程學的越分越細，其各個分支當中的關鍵性的進展都十分依賴于力學當中有關的運動規律、強度以及剛度等理論知識。因此，我們應該在充分了解有關力學的定義以及分類的基礎上，對物體的力學性能進行深入的探究，充分了解其力學性能，并且能夠將其利用于社會的各個領域，而有關環境力學以及生物力學等新興學科的研究與應用，也是力學以后研究的重要方向。
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運動生物力學的作用范文6
摘 要 運動人體力學在人體結構的研究、測試方法和手段、測試數據處理的速度與準確度、研究的深度與廣度等方面都具有較大程度的提高。本論文是在羽毛球基礎技術的力學特點進行歸納與總結分析，分析的技術動作是扣殺、網前搓球（皆為正手）。
關鍵詞 運動生物力學 羽毛球項目 扣殺 網前搓球
從運動生物力學角度來看，羽毛球運動是通過羽毛球和球拍位置的變化（平動和轉動）與運動員機體的活動相結合的一項運動。運動員的擊球動作使球拍和球碰撞后，擊出的球以一定的動量、動量矩過網至對方場地范圍。歸納起來，羽毛球項目中的運動分類可大致包括：運動員的技術運動形成（動作技術）、羽毛球的碰撞運動（羽毛球與球拍碰撞）、羽毛球在空中的運動。此文獻是集中在扣殺、網前搓球這兩個技術動作給羽毛球的碰撞運動產生的效果。
一、扣殺
這種富有威脅性的進攻手段，從技術上看是一個上肢的鞭打動作，其技術特點主要有以下幾個方面。
（一）對大力扣殺擊球速度、高度、角度的解析
大力扣殺是教練員、運動員公認的殺傷力強的重要技術。殺傷力的大小取決于擊球速度、高度和角度。三者相輔相成，緊密結合好將勢必產生大力扣殺的最大效果。其中擊球速度是主要的。
（二）羽毛球扣殺上肢技術關鍵
羽毛球運動員扣殺的目的是使拍頭獲得最大的打擊速度和適宜的拍面位置。由于運動員扣球動作前基本無助跑和跳起，所以球拍速度的獲得是身體和持拍臂的協調配合和最大用力的結果。
影響羽毛球運動員扣殺的效果的關鍵技術主要是手臂的鞭打動作，影響上肢鞭打動作末端環節的關鍵因素：①軀干向投擲方向扭轉的時機；②上臂最大水平外展角；③上臂內旋角速度；④肘關節伸展動作開始時機；⑤出手（擊球）時刻肘關節伸展角速度。
二、網前搓球
搓球，就是在網前利用球拍與球的切擊摩擦，使羽毛球在球拍上獲得極小的縱向（或稱與拍面垂直方向）飛行速度，同時獲得較大的翻滾和旋轉速度，使球的飛行軌跡和飛行狀態發生變異，迫使對方擊球失誤或延誤其擊球點高度或擊球時間，從而直接得分或取得主動優勢的一種擊球技術之一。
（一）搓球技術及其分類
搓球按其轉動方向和飛行狀態，一般可分為兩種，即翻滾式和偏軸旋轉式。翻滾式，即球搓出后，球的滾轉動方向幾乎是垂直于球的對稱軸。這種搓球，主要在對方回擊球離網很近貼網而落，而自己上網速度較快，能在離網頂約10厘米處搓擊時運用。但由于這種搓球球翻滾時阻力矩大，球保持翻滾狀態飛行的時間較短（一般翻滾不到兩三周就恢復正常了）。使用這種搓球時擊球點一定要高，且離網頂近，才能保證球在短暫的翻滾過程中迅速下墜。若擊球點低或離網頂遠，則球只能在未過網前的上升階段，飛向網頂過程中翻滾。真正過了網下落時，球的飛行已恢復正常，對對方也無威脅了。
偏軸旋轉式搓球，即搓出球的轉軸與球軸交角成30°-60°。這種偏軸旋轉式搓球，旋轉時球頭朝向飄忽不定，轉動時的空氣阻力矩較翻滾式小，球旋轉運動時問也較長，飛行軌跡差距大。當對方回球網前球離網較遠或自己上網較慢、擊球點略低時，照樣有使用價值。
（二）影響偏軸旋轉式搓球的力學因素
1．搓球時球拍切擊方向與球軸的夾角
偏軸旋轉式搓球，球拍切、方向與球軸的夾角是關鍵。夾角過小，則可能出現羽球過網時轉軸與對稱軸基本重合，此時固然球的轉動阻力矩為最小，但由于球頭朝向和飛行軌跡比較穩定，對方容易還擊，實戰價值不大。但上述夾角如果過大，則會因使球旋轉的沖量矩（M•T，M是使球轉動的力矩，T是作用的時間）遠遠小于使球翻滾的沖量矩，使球主要以翻滾運動方式過網，也不能達到預期的技術效果。因此，球拍切擊方向與球軸夾角角度的控制是控制搓球的首要因素。
2．球飛行瞬時方向或球頭朝向與球拍搓擊方向的關系
眾所周知，球速過快是很難運用搓球技術的。搓球不僅有球拍切擊方向與球軸夾角的控制間題，還有球與球拍撞擊速度和反彈力的控制間題。球速過快，球在拍面上停留時間短，球撞擊速度不易控制，球易跳得高，這就失去了網前球的基本特點和作用。就要解決一個如何適當“減速”以利控制的問題。
這里的所謂“減速”，是指減少球與球拍撞擊速度或稱緩沖作用。當球拍搓擊方向與球飛行瞬時方向的夾角大大超過90°并趨近180°時，球與球拍相對運動速度是相加，所以速度必然高，當球拍搓擊方向與球飛行瞬時方向之夾角只有90°或更小時，球與球拍相對運動速度是相減，搓球易成功。成功的緩沖是控制搓球的第二個要素。
為了做到這點，當球過網后的橫向速度（與球網平行方向）是由左向右飛來時（即通常對方將球從自己右場區擊向我右場網前時），球拍也就應由左向右搓去，球較易控制。雖然這種球多數出現在我們正手區，由左向右搓擊手法有點別扭，只要多練，是可以掌握的。反之，球由右向左飛過來時，球就容易控制了。搓擊動作要注意用手指及時調整拍面角度，效果會更好些。
三、總結
根據羽毛球運動專項運動生物力學研究的現狀、運動生物力學學科發展趨勢以及羽毛球運動發展的實際需求，運用多種運動生物力學的理論力學和實驗研究相結合的方法，對羽毛球運動中的多個領域進行分析和研究，例如上肢技術動作分類后的細節力學分析或者場地步法的力學研究。這會將是運動生物力學在羽毛球運動項目中的研究發展趨勢。
參考文獻：
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