《簡(jiǎn)明運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)》課件3-1人體運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型-

第三章人體運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)參數(shù)【學(xué)習(xí)任務(wù)】通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，掌握人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的簡(jiǎn)化模型，人體慣性參數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的規(guī)律基礎(chǔ)。人體運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)參數(shù)包括人體慣性參數(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)和生物學(xué)參數(shù)。第一節(jié)人體運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型（一）質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)是具有質(zhì)量但不存在體積或形狀的點(diǎn)，是物理學(xué)的一個(gè)理想化模型。跳板跳水中人體重心的運(yùn)動(dòng)軌跡（二）剛體與多剛體剛體是指在運(yùn)動(dòng)時(shí)或受力作用后，形狀和大小不變，并且內(nèi)部各點(diǎn)的相對(duì)位置不變的物體。把物體簡(jiǎn)化為剛體具備以下特點(diǎn)：剛體上任意兩點(diǎn)的連線在平動(dòng)中是平行且相等的；剛體上任意一點(diǎn)的位置矢量不同，相差一恒矢量，但各點(diǎn)的位移、速度和加速度是相同的。因此，常用“剛體的質(zhì)心”來(lái)研究剛體的平動(dòng)。人體在某種意義上也可以簡(jiǎn)化為一個(gè)多剛體系統(tǒng)。剛體具有6個(gè)自由度，即3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。（三）幾種人體參數(shù)的簡(jiǎn)化模型1．松井秀治模型（日本，1958）2．漢納范模型（美國(guó)，1964）3．昌特勒模型（美國(guó)，1975）4．扎齊奧爾斯基模型（前蘇聯(lián)，1978）5．布拉溫?菲舍爾模型（德國(guó)，1889）6．中國(guó)人參數(shù)模型（中國(guó)，1992）（四）人體參數(shù)簡(jiǎn)化模型的實(shí)用性和局限性①建立人體力學(xué)模型在生物力學(xué)研究中起到了由“生物學(xué)——力學(xué)”的橋梁作用；②力學(xué)的研究對(duì)象是物體，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰明朗，對(duì)它的研究結(jié)果要求準(zhǔn)確化；而生物學(xué)的研究對(duì)象是活體，其自身包括許多運(yùn)動(dòng)器系系統(tǒng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，很難將其準(zhǔn)確量化。③在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科中將兩者結(jié)合為一門(mén)學(xué)科進(jìn)行研究，便體現(xiàn)了兩者的矛盾，人體力學(xué)模型的出現(xiàn)，從中起到了由“生物學(xué)——力學(xué)”的橋梁作用，它將人體或人體的某些環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化為力學(xué)模型，使其簡(jiǎn)單化，符合力學(xué)研究原理，解決了兩者之間的矛盾。復(fù)雜的人體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)、剛體或剛體系后得到數(shù)據(jù)與材料，再反饋到復(fù)雜的人體應(yīng)用時(shí)還存在著很大的差距。人體運(yùn)動(dòng)受多種因素的影響，包括內(nèi)在的和外在的因素，把多因素的問(wèn)題簡(jiǎn)化為單因素處理，因此有其局限性，其數(shù)據(jù)資料反饋用于復(fù)雜的人體時(shí)需持謹(jǐn)慎態(tài)度。根據(jù)研究問(wèn)題