运动生物力学分析范例(3篇)

运动生物力学分析范文篇1

下面我们按层次高低说明这四个分析。

一、对物体进行受力分析

它是运动分析及其它分析的基础：受力分析的主要依据是力的产生条件，受力分析的基本方法是隔离法，其程序为：

1.合理选择研究对象――这是解题简便的关键。根据解题的需要可以把某一物体，也可以把几个物体看作一个整体作为研究对象，将它与周围物体隔离只分析研究对象受到的力，而不分析它施于其它物体的力。

2.按顺序分析物体受到的力――这是减少失误的途径。首先考虑重力，其次分析弹力，围绕研究对象察看一周，看跟几个物理接触且有挤压则有几个弹力。再分析摩擦力，在相接触挤压物体中，研究对象跟哪些面的接触是粗糙的且发生相对运动或有相对运动趋势，则受摩擦力作用。最后看它是否受到牵引力、浮力等其它力的作用。

3.作出物体的受力图，并画一个力后想一想它的施力物，以避免无中生有地多分析力。

4.略去某些次要因素，如截面积小，速度低的运动物体可忽略空气阻力、电子、质子等微观粒子在电磁场中可略去重力等。

二、对物体进行运动分析

1.学物体受平衡力作用（F合=0）时，其运动为匀速直线运动。

2.学物体在非平衡力作用下时，物体的运动情况由物体所受合外力与初速度共同决定。

具体点说：

（1）当合外力为恒力（大小和方向均不变时）。

①学合外力与高速度方向在同一直线上。物体作匀变速直线运动（如自由落体或竖直上抛）学合外力方向与初速度方向一致时，作匀加速直线运动。学合外力与初速度方向相反时，作匀减速直线运动。

②合外力与初速度有任意夹角时，物体作匀速曲线运动（如平抛运动）。

（2）学物体所受合外力为变力时，但与速度V方向在一条直线上时物体做变加速直线运动，学合外力大小不变，方向连续改变时，物体做匀速圆周运动，学合外力大小不断变化，方向也不断改变时，物体做非匀变速直线或曲线运动，如简谐运动和非匀速圆周运动。

三、对物体进行做功分析

当有力作用在物体上，且使物体在力的方向上发生位移，就说这个力对这个物体做功。具体地说，无论物体做何种形式的运动。

1.当F与V成锐角时，力做正功。

2.当F与V成钝角时，力做负功也是物体克服这个力做功。

3.当F与V垂直时，力不做功。功的计算：

（1）恒力做功直接用W=F・S・COS计算。

（2）变力做功要利用各种功能关系或F-S图象进行计算。

在此，还要注意常见几种力做功的特点。

①重力弹簧的弹力，电场力分子力做功与路径无关，只与始未位置有关，沿任何闭合路径移动物体（或电荷）重力、弹力、电场力作功均为零。

②洛仑兹力对运动电荷总不做功，摩擦力作功与路径有关为―F・S路。

四、对物体进行能量转化的分析

在一个物理过程中，力做了多少功，就有多少能量完成了转化。即功是能量转化的量度。具体地说：

重力做功等于重力势能变化量，重力作正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加，重力作了多少功，重力热轻盈就改变了多少。

电场力的功，等于电势能的变化量，电场力作正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加，电场力作了多少功，电势能就改变了多少，这与被解动电荷的性质无关。对于弹簧弹力的功和分子力的功，也是如此不再敷述。

单个摩擦力（包括静摩擦力和滑动摩擦力）做功，是机械能在产生摩擦力两物体间转移，作负功，是机械能向内能转化。

相互作用的，对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力作功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能的转化为其它形式的能；相对作用的，对滑动摩擦力作功的代数和不为零，且总为负值，在对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有机械能转化为内能，转化为内能的量等于系统机械能的减少，等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。

在电磁部分，安培力作正功。通常是电能转化为其它形式的能安培力作负功，通常是其它形式的能转变为电能。总的来说，对一个封闭系统，其能量转化满足守恒定律。即：①某种形式的能减少，一定存在其它形式的能增加且减少量和增加量一定相等。②某个物体能量减少，一定存在其它物体的能量增加且减少量和增加量一定相等。

参考文献

运动生物力学分析范文

1、知道机械运动

2、知道参照物，知道运动和静止的相对性．

3、知道匀速直线运动．

能力目标：

1、观察实验能力：能从生活中观察到物体机械运动的实例．

2、思维能力：判断和分析机械运动，结合参照物的知识分析运动和静止的情况．

3、解决实际问题的能力：解释、判断自然界中的运动现象．

情感目标：

1、辩证唯物主义运动观的教育．

2、培养学生科技意识，热爱科学、崇尚科学的思想．

3、利用地球同步卫星的教学渗透爱国主义教育．

教材分析

教材从实例中引出了物体运动的问题，并称物置的变化为机械运动，再推广到自然界的实例中．参照物的概念也是由实例引出，并联系实际分析生活和自然界中的实例，要求学生会联系实际判断已知参照物的情况下物体的运动情况和由运动情况分析所选的参照物．在此基础上，感性的分析了匀速直线运动，并说明物理学研究问题的一种方法，即从简单的问题入手，逐渐深化，最后分析我国发射的地球同步卫星并思考一些问题．

教法建议

尽量不加深课本上的内容，而应当多联系实际，提高学生自主学习能力和由实践中学习的习惯，加深一些物理学习方法的体会．

通过讨论引入新课，引导学生思考问题，并直接界定物理学中的机械运动，对于运动和静止的相对性的学习，应当提出问题，学生讨论，并由此引出参照物的概念，关于参照物的问题要由学生列举实例，学生分析，教师可以做评价，最后总结分析的一般方法．在本内容的教学中可以使用适当的媒体资料，例如可以用课本的配套录像带"运动的相对性"并回答本节的练习．

匀速直线运动的教学，观察和分析课本上的实例，说明这是近似的匀速直线运动，由学生思考生活和自然界中近似的匀速直线运动，加深学生对匀速直线运动的感性认识，在此基础上给出定义．定义中只须讲清快慢不变，不宜引入速度的概念．

教学设计示例

教学单元分析

本节教学重点是参照物的教学，关于参照物要求能够由运动情况分析所选择的参照物和知道参照物判断物体的运动情况．

教学过程分析

一，机械运动

讨论引入新课，学生阅读教材的内容和提供的参考资料，阅读问题是：什么叫机械运动；举例说明自然界中的机械运动；课桌、房屋是否做机械运动，为什么；能举出绝对不动的例子吗．

对学生列举的示例可以进行分析，注意讲解的问题：我们把物置的变化叫做机械运动；宇宙是运动的，其中的所以物体都是运动的．

二，参照物

说明日常生活中对一些现象的解释，并进一步引出了参照物的概念，讲解时注意的问题是：通过实例分析，说明不同的人对运动的描述不同，其原因是他们对运动描述所选择的标准不同，我们把被选作标准的物体叫做参照物．

由学生列举实例说明当选不同的参照物时，同一物体的运动的情况，并深入分析选其他参照物时的运动特点．

分析两类实例：已知参照物，判断物体的运动情况；根据描述的运动情况判断选择的参照物．由学生的具体情况可以教师提供参考示例学生分析，也可以发挥学生的创造性，由学生组成小组，自行设计问题，讨论，由教师评价．提供一些参考示例：“每天的日起日落这句话是以什么做参照物的”、“地球同步卫星总是静止在地球的某处上空，这是以什么做参照物”、“以太阳做参照物，地球同步通信卫星的运动情况怎样”、“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”这句歌词中前半句和后半句中所选的参照物各是什么”等．

三，匀速直线运动

观察一些实例，可以提供录相和视频文件、图片让学生思考这些运动的特点，对于基础较好的学生，可以由他们发现其中的共性，总结出匀速直线运动的特点．讲解时，要注意匀速解释成快慢不变，而不要引出速度的概念，使学生形成对匀速的感性认识，并说明匀速直线运动是最简单的机械运动，而物理研究问题是从最简单的问题入手的．

对于想想议议中的问题，可以提供学生自然科学中的图片资料，对于基础较好的学生可以在课前就布置查阅资料的预习内容，要求查找关于我国卫星发射的情况和卫星运动的资料．

板书设计

探究活动【课题】

查阅关于“列车速度”的资料【组织形式】

学生小组【参考题材】

1．列车发展的历史，包括我国的发展史和世界的发展史．

2．各个阶段的列车的速度．

3．各个阶段的列车的形式（例如蒸气机到磁悬浮列车）．

4．世界各地区对列车发展的贡献．【评价方案】

1．网上查阅的资料，列出历史记录．

运动生物力学分析范文

关键词：标枪；投掷臂；最后用力；交叉步；优秀运动员

中图分类号：G804.66文献标识码：A文章编号：1007-3612(2008)05-0636-03

文献资料的研究表明，标枪的出手速度是影响标枪远度的主要因素之一，而最大出手速度的70%以上是在最后用力阶段产生的。本文运用生物力学的方法手段，对现阶段我国优秀男子标枪运动员的投掷臂动作进行定量性的研究，目的是进一步了解与改进我国标枪运动员的投掷技术，以期创造更优异的成绩。

1研究对象与方法

1.1研究对象研究对象为参加2004年全国田径锦标赛暨奥运会选拔赛男子标枪比赛的运动员。我们对前十名运动员中8名运动员投出最好成绩时的技术进行了分析。这些运动员均为我国现役运动员，其技术风格和成绩基本代表了我国男子标枪运动的现有水平，运动员的基本情况和成绩见表1。

1.2研究方法

1.2.1文献资料法查阅了近十几年来国内及部分国外有关对标枪技术研究的文献资料为本文提供理论依据，从不同的角度对其中的相关信息进行整理，综合运用体育学科的基本知识和方法，对所研究的问题进行了分析。

1.2.2三维录像解析法采用两台日本产内置电子快门的松下M-9000摄像机，拍摄频率为50格/s，在比赛现场进行了现场定点拍摄，拍摄取景范围从交叉步到标枪出手的整个过程，参赛运动员除1人为左臂投掷外，其他运动员均为右手投掷。利用爱捷运动图像解析系统对录像带进行解析，用三维标准DLT测量，对获得的数据进行低通滤波平滑处理，截断频率为8.0。

1.2.3数理统计法根据研究问题的需要，用SPSS12.0统计软件包对数据进行统计学的分析，从统计学上找到数据间的量化关系，以便对问题进行深入研究。

2结果与分析

根据研究的需要，将交叉步结束右脚着地瞬间至标枪出手瞬间的过程按时序划分时相：右脚着地瞬间；身体重心移过右脚支撑点瞬间；右膝最大缓冲瞬间；右脚拖拉滑动瞬间；左脚着地瞬间和标枪出手瞬间。

2.1对右肩角角度变化的分析在最后用力过程中，躯干与投掷臂的大臂之间形成的夹角是运动员“满弓”动作完成是否充分的主要标志。世界优秀运动员躯干与大臂的最大夹角约为90°［1］。从表2的数据情况来看，我国8名运动员右肩角在右脚着地瞬间平均为80±13°，右脚拖拉滑动瞬间开始增大，到左脚着地瞬间变为88±9°，基本接近世界优秀运动员的水平。从技术的角度讲，自交叉步结束右脚着地瞬间至左脚着地瞬间，右肩角应保持适宜的角度（90°左右）基本不变或适度的增大，这样可以将标枪的姿态角控制在适宜的范围内，保持标枪相对稳定。

结合我国8名运动员掷标枪技术的图片，进一步对个体分析发现，在右脚着地瞬间，8名运动员中，李荣祥、刘彦红、孙世鹏、秦强这4名运动员右肩角基本处在较为适宜的范围内，而他们右脚着地瞬间至左脚着地瞬间基本上没有较大的变化。高文绪右肩角在右脚着地瞬间较为适宜，而侯兴良此时为57°，但此后2人右肩角的变化幅度较大，高文绪从91°上升到102°再下降到98°，侯兴良从57°上升到87°再增至98°。结合技术图片可以看出，右脚着地瞬间，2人身体后倾的幅度较大，在右脚开始拖拉滑动前后，右臂没能更好的继续向左后拉引，右大臂较早的开始持枪上翻，导致右肩角变化较大，标枪的稳定性受到影响。王永光和杨文明右脚着地瞬间右肩角分别为70°和73°，到左脚着地瞬间，分别上升到75°和76°，虽然右肩角变化不大，但2人右肩角相对较小，导致标枪的姿态角较大，这样就很容易造成右大臂形成“降肘”拉枪动作。

2.2对右肘角角度变化的分析在交叉步结束右脚着地至左脚着地阶段，一般要求运动员要尽可能的拉开上体与标枪的距离，这样可以使“超越器械”的动作完成得更充分，保证运动员在一定的时间内对标枪有尽可能长的加速距离，并尽可能的保持这个距离［1］。因此，投掷臂肘部适宜的伸展角度对完成“超越器械”动作和形成“满弓”动作有重要影响。

从表3和表4中的数据可以看出，在右脚着地瞬间，世锦赛选手右肘角平均为(150±12)°，左脚着地瞬间，右肘角平均为(125±14)°。我国8名运动员在右脚着地瞬间右肘角平均为(141±16)°，左脚着地瞬间，右肘角平均为(124±9)°。右脚着地瞬间，我国运动员与世锦赛选手的右肘角，经t检验差异显著（P

从表3和表4的数据中可知，右肘角从右脚着地瞬间至右肘角变为最小时刻瞬间，世锦赛选手平均减小了(58±10)°，我国运动员平均减小了(36±14)°，经t检验二者差异高度显著（P

2.3对投掷臂拉引角的分析从表5的数据可以看出，我国运动员在右脚着地瞬间的拉引角平均为(168±5)°，至左脚着地瞬间减小为(165±8)°，总的趋势是拉引角逐渐减小，只有王永光从右脚着地时的173°上升到178°。

从上面的数据中可以看出，成绩较好的李荣祥、刘彦红、和秦强这3个人在此阶段右肘角相对较大，投掷动作控制的相对较好，向左后的扭转动作比较充分，翻枪动作开始的时机相对较晚。从表5中的数据看，在左脚着地瞬间，这3人投掷臂的拉引角都在160°以下,相对较小，也恰恰说明这一点。而其他5名运动员（包括成绩较好的孙世鹏在内）的拉引角在左脚着地瞬间都在160°以上，同时他们的右肘角也相对较小，说明翻枪动作开始的时机相对较早，向左后的动作不是很充分，缩短了人体对标枪的加速距离和用力距离，影响了投掷效果。

2.4对躯干扭转角的分析躯干的扭转角是髋横轴与肩横轴交叉扭转所形成的夹角，躯干的扭转角度越大，参与用力的肌群被牵拉的长度也就越长，器械离身体也就越远，这样用力的效果也就越好，表现出的技术相对更佳。

从表6可以看出，右脚着地瞬间，世锦赛选手的躯干扭转角平均为(30±10)°，我国运动员平均为(24±8)°，平均相差了近6°，经t检验二者差异显著(P0.05）。在标枪出手瞬间，世锦赛选手躯干扭转角平均减小到(7±4)°，我国运动员平均减小到(4±2)°，二者差异也不显著(P>0.05)。说明我国运动员最后用力阶段应尽量延长人体对标枪的加速距离，而做到这一点的关键是适当增大右脚着地瞬间的躯干扭转角。

在标枪出手瞬间，我国8名运动员中只有3人的右肩超过了右髋，占37.5%，其他5人右肩都在右髋的后面，占62．5%。而8名世锦赛选手中有5名选手的右肩在标枪出手瞬间超过了右髋，占62.5%，说明我国8名运动员中，多数运动员出手时机相对较早，出手动作需要进一步改进。

3结论

1)交叉步结束右脚着地至标枪出手阶段，我国8名运动员多数右肩角的角度波动较大，导致标枪的姿态角控制不稳，进而影响了尽量施力于标枪纵轴上的用力效果.

2)交叉步结束右脚着地至标枪出手阶段，我国运动员投掷臂投枪动作的幅度相对较小，对标枪的加速距离有待进一步提高，投掷臂的投枪动作有待进一步改善。

3)交叉步结束右脚着地至标枪出手阶段，我国运动员翻枪动作开始的时机相对较早，向左后扭转不充分，大大缩短了人体对标枪的加速距离和用力距离。

4)我国运动员在右脚着地瞬间至左脚着地瞬间，躯干的扭紧程度不够，多数运动员标枪的出手时机相对较早，出手动作需进一步改进。

参考文献：

［1］BiomechanicalAnalysisOfTheMen'sJavelinThrowAtTheWordChampionships［J］.TrackCoach.

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［6］田径运动100年―男子标枪［J］.田径，2001（7）：46-49.

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