影响人体生物力学的因素有 生物力学的问题好几道 求高手回答 考试用

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-01
影响人体生物力学的因素有以下

1.神经控制

神经控制已证实肌影响肌肉最大力量的输出,多少运动单位参与肌肉收缩(募集),以及运动单位的激活速率。

一般来说,以下三种情况会产生较大的肌肉力量:a.一次收缩中包含较多的运动单位;b.刺激较大的运动单位;c.较快的刺激频率。 大部分于阻力训练前几周肌力的提升,属于神经肌肉适应,大脑学习如果收缩肌肉组织产生更多的力量。

2.肌肉横截面积

当所有条件相等时。肌肉可施加的力量与横截面积有关,并非肌肉力量。

3.肌纤维的排列方式

研究发现,肌肉最大收缩可使每平方公分肌肉截断面积产生23-145磅的力量。这个产生力量范围,部分可以以肌肉纤维的排列方式说明之。羽状肌肉是指肌纤维与肌腱倾斜排列,产生羽毛状的排列。羽状角度被定义为肌纤维与肌肉起点至终点直线的角度;0度对应于非羽状。

4.肌肉长度

当肌肉处于休息长度时,肌动蛋白何肌凝蛋白纤维将会出现最大潜在横桥空间。因此,在休息长度时肌肉能产生最大力量。当肌肉收缩超过休息长度时,肌动蛋白与肌凝蛋白互相重叠的比例减少。因为横桥潜在空间较少,肌肉无法产生与休息长度时相同的力量。当肌肉收缩短于休息长度时,肌动蛋白重叠及横桥空间减少,因此产生力量的能力降低。

5.关节角度

因为所有的身体动作,即使是直线运动,皆以关节旋转的方式发生,所以肌肉的力量产生是以力矩表示(注意,高力矩是表示更多的力量施加于肢段或身体的关节部位);因此,我们会说力矩与关节角度,并非力量与关节角度。

整体关节活动范围,特定身体关节可施加的力矩亦有所不同,主要原因是力量与肌肉长度的关系,以及肌肉.肌腱与内部结构的动态几何形状所带来的杠杆作用。

6.肌肉收缩速度

A.V.Hill针对动物肌肉的经典实验表示,增加肌肉收缩的速度,会降低肌肉力量的产生。这种关系是非线性的;在较低的动作速度范围中,力量下降的速度是最快的。人体动作技术可以来描述此类关系。例如:垂直跳起始,手臂向上摆动,使肩部施予向下的力量予身体,减缓身体向上,并迫使伸髋及伸膝的收缩变慢,使得长时间产生更大的力量。

7.关节角速度

肌肉作用而产生力量使肌肉终端相互垃圾,假如因为外力的关系而没有发生此状况,则肌肉作用有三种基本类型。肌肉作用一词比肌肉收缩更为合适,因为后者是指(缩短),并不能准确的描述肌肉三种作用中的两种方法。

肌肉向心作用:收缩的力量大于阻力,肌肉缩短。肌肉作用产生的力量及缩短大于外在伸展肌腱的力量。

离心肌肉动作:收缩力量小于阻力,肌肉缩短。肌肉作用产生的力量及缩短小于外在伸展肌腱的力量(这将增增加疼痛和受伤的风险)。发生于阻力运动向下的阶段。于标准阻力训练中,肌肉离心收缩维持向下重力加速度的负荷。因此,离心收缩时须将符合稳定的下降,而非快速的放下和冲击地板或运动员的身体。

肌肉等长作用:收缩的力量与阻力相等,肌肉长度不变。肌肉作用产生的力量及缩短相当于外在伸展肌腱的力量。仰卧起坐时躯干保持挺直,此时腹肌等长收缩以维持躯干打直,而髋部屈肌进行仰卧起坐动作。相对的,卷腹运动向上阶段和向下阶段,肌肉作用分别为向心收缩与离心收缩。

8.肌力与质量之比

在短跑或跳跃体育活动中,动作到身体部分质量被加速,所参与的肌肉力量比是重要的。因此,肌力与质量比,直接反应了运动员身体加速的能力。如果在训练后,运动员增加了15%的身体质量,但仅增加了10%的力量,因此肌力与质量比及运动员身体加速的能力则降低。短跑或跳跃选手,可以透过测量肌肉质量来确定最高肌力与质量比,以提升最佳表现。

9.身体的体积

长久以来观察,在所有条件相等的情况下,体型小的运动员比体型大的运动员更强壮。原因是,肌肉的最大收缩力量与横截面面积成比例。因此,随着体型的增加,身体质量比肌肉力量增加的更快。维持身体比列,体型小的运动员比体型大的运动员具有更高的肌力与质量比。

生物力学一词虽然在20世纪60年代才出现,但它所涉及的一些内容,却是古老的课题。例如,1582年前后伽利略得出摆长与周期的定量关系,并利用摆来测定人的脉搏率,用与脉搏合拍的摆长来表达脉搏率。1616年,英国生理学家W.哈维根据流体力学中的连续性原理,从理论上论证了血液循环的存在。到1661年,M.马尔皮基在解剖青蛙时,在蛙肺中看到了微循环的存在,证实了咕维的论断.G.A.博雷利在《论动物的运动》一书中讨论了乌飞、鱼游和心脏以及肠的运动。L.欧拉在1775年写了一篇关于波在动脉中传播的论文。H.兰姆在1898年预言动脉中存在高频波,现已得到证实。英国生理学家S.黑尔斯测量了马的动脉血压,并寻求血压与失血的关系。他解释了心脏泵出的同歇流如何转化成血管中的连续流。他在血液流动中引进了外周阻力概念,并正确指出:产生这种阻力的主要部位在细血管处。J.-L.-M.泊肃叶确立了血液流动过程中压降,流量和阻力的关系。O.夫兰克解释了心脏的力学问题。E.H.斯塔林提出了透过膜的传质定律,并解释了人体中水的平衡问题。A.克罗格由于在微循环力学方面的贡献获得1920年诺贝尔奖金,A.V.希尔因肌肉力学的工作获得1922年诺贝尔奖金,他们的工作为60年代开始的生物力学的系统研究打下基础。
发展
在科学的发展过程中,生物学和力学相互促进和发展着。哈维在1615年根据流体力学中的连续性原理,按逻辑推断了血液循环的存在,并由马尔皮基于1661年发现蛙肺微血管而得到证实;材料力学中著名的扬氏模量是扬为建立声带发音的弹性力学理论而提出的;流体力学中描述直圆管层流运动的泊松定理,其实验基础是狗主动脉血压的测量;黑尔斯测量了马的动脉血压,为寻求血压和失血的关系,在血液流动中引进了外周阻力的概念,同时指出该阻力主要来自组织中的微血管;弗兰克提出了心脏的流体力学理论;施塔林提出了物质透过膜的传输定律;克罗格由于对微循环力学的贡献,希尔由于肌肉力学的贡献而先后(1920,1922)获诺贝尔生理学或医学奖。到了20世纪60年代,生物力学成为一门完整、独立的学科。

1.神经控制

神经控制已证实肌影响肌肉最大力量的输出,多少运动单位参与肌肉收缩(募集),以及运动单位的激活速率。

一般来说,以下三种情况会产生较大的肌肉力量:a.一次收缩中包含较多的运动单位;b.刺激较大的运动单位;c.较快的刺激频率。 大部分于阻力训练前几周肌力的提升,属于神经肌肉适应,大脑学习如果收缩肌肉组织产生更多的力量。

2.肌肉横截面积

当所有条件相等时。肌肉可施加的力量与横截面积有关,并非肌肉力量。

3.肌纤维的排列方式

研究发现,肌肉最大收缩可使每平方公分肌肉截断面积产生23-145磅的力量。这个产生力量范围,部分可以以肌肉纤维的排列方式说明之。羽状肌肉是指肌纤维与肌腱倾斜排列,产生羽毛状的排列。羽状角度被定义为肌纤维与肌肉起点至终点直线的角度;0度对应于非羽状。

生物力学稳定性的影响因素是什么~

你好

1、残留角膜厚度和角膜基质的厚度,
2、角膜瓣的厚度
3、角膜瓣边缘角度的影响(飞秒激光制瓣70度或大于70度)
4、角膜瓣边缘瘢痕的影响
5、角膜瓣和角膜基质层间的愈合

简答题
1描述:人体肢体为增加全身活动的协调性或增加动作效果而绕某一轴进行的一定幅度的转动!
特征:1减小肢体的转动惯量和增加肌力距,可以增加角加速度;2摆动动作与主体动作之间应当互相配合;3摆动肢体的适时制动是动量矩合理转移的关键。
2描述:人们将这种克服阻力或自体位移过程中,肢体依次加速与制动,使末端产生极大速度的动作形式叫鞭打动作。
特征:1参与鞭打的关节符合运动的顺序性;2注意小关节的作用;3鞭打动作是一个关节主动产生新的冲量距的过程;4鞭打动作受到解剖结构制约。
3描述:肢体末端环节与外界发生作用时,
特征:1延长受力时间,减小冲击力对人体的作用;2促使非机械能的产生与利用;3缓冲动作与解刨特点有关;4利用器械增加缓冲效果。
4描述:人体腾空时,由于肌群的收缩使身体两部分朝着相反的方向转动,这种动作形式叫做相向动作。
特征:1相向动作是人体腾空后自动化的过程;2通过调整人体的转动惯量控制动作的角速度;3肌肉收缩形式是超等长收缩;4遵守大关节带动小关节的原理。
5描述:通过扣踢击打方式,使人体四肢动能向器械实现转移的动作形式
特征:1为增大对器械的冲击力,一方面增大身体末端或器械的动量,另一方面减少身体末端或器械与器械撞击的作用时间。2为减小外界或器械对身体的冲击力,通常需要延长冲击动作中力的作用时间!
6力学因素:1支撑面。支撑面是支撑部位和其所包围的面积,支撑面越大,其平衡的稳定性越高;2重心高度,重心越低,稳定性越好;3体重,体重对平衡也有一定的影响,其稳定程度用稳定系数K来表示,除了这三种力学因素外,还有影响它的生物学因素:(1)人体不能绝对静止(2)人体的补偿动作(3)人体具有自我控制、调节和恢复平衡的能力(4)人体平衡受心理因素的影响等。
分析题
1花样滑冰运动员在冰面上的加速转动与减速转动是改变转动惯量的结果。运动员通过肢体的伸展与收缩来增大转动惯量和减小转动惯量。当运动员的四肢由伸展到收缩时,其转动惯量减小,则在冰面上的旋转速度增大,当运动员的四肢由收缩到伸展时,其转动惯量增大,则相应的旋转速度减小。
2以顺时针旋转为例。当足球在空气中既有平动又有旋转时,足球表面附近的空气由于有粘性将随足球一起转动,形成绕足球的环流。当环流与平动的流动叠加后,在足球的左边的空气的合速度较远前方的空气原有的速度大,而足球右边的合速度小,根据伯努利定律,足球左边的压强小,右边的压强大,合成为指向左边的合压强,它能使足球的运动方向发生改变,使运动轨迹发生偏转,形成弧线。
3由牛顿第二定律得:F=m.a当采用大负荷力量训练时,合外力约为零,既加速度约为零,此时动作缓慢,动作完成的周期长,无法达到训练爆发力的效果,易导致运动性疲劳,但可使肌原纤维增粗,增加最大力量;当采用适宜符合力量训练时,F=Fn-mg=m.a,既在提高每次完成动作的周期时,每次训练都使负荷产生一个向上的加速度,这样不仅训练了肌肉力量,更增加里爆发力,且不宜受伤。
论述题
1滞空技术其实质就是背弓技术,人体腾空时,人体重心的轨迹不发生改变,在由背弓到伸展的过程中,身体其他部分的运动轨迹发生了改变,产生了所谓的二次腾空,使身体控制的范围增大,发力的时间延长,从视觉上给人一种停顿的感觉。
2十字支撑时,由于身体重力大,重力臂较长,造成重力矩很大,这需要强大的肌肉力量才能完成。高度的肌紧张集中在肩关节处,肩关节内收缩,肩带肌群起固定作用,属于大强度的静力性用力动作,易导致疲劳,造成肌肉力量不足,动作失败。
3(1)相向运动是人体在空中自动化的过程。例如,正面躯体扣球,背弓是维持身体在空中平衡的补偿性动作,是一种自动化过程。
(2)通过调整肢体的转动惯量控制动作的角速度。例如,单杠后空翻两周下。在整个腾空过程中,转动惯量和角速度都在随时间变化,但两者的乘积不变,始终维持动量守恒。
(3)肌肉的收缩形式是超等长收缩。例如,挺身式跳远。从完成空中动作机制分析,作为引起相向运动动力肌群的准备姿势,预先拉长原动肌是极为必要的,肌肉的收缩形式是典型的超等长收缩
(4)遵守大关节带动小关节的原理。例如,正面躯体扣球,关节的顺序是髋肩腕指。
4人体的转动惯量与人体质量,质量分布和转轴位置有关。由于人体完成某一转动动作时,人体的质量相对恒定,因此,人体的转动惯量由人体的质量分布和转轴位置决定。人体的质量分布与人体的身高和运动的姿势紧密相关。空翻类运动项目的运动员身材普遍较矮,例如,体操运动员矮小,其转动惯量J就小,就容易翻转。


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