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第一篇：生物力学总结最终版
生物力学总结
能源与动力工程学院
39042128 马建栋
跆拳道的生物力学分析
一、摘要
本学期我选修了生物力学这门课，在课程中初步的了解了生物力学的研究范围、研究对象及其应用等。生物力学（biomechanics）生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支。其研究范围从生物整体到系统、器官(包括血液、体液、脏器、骨骼等)，从鸟飞、鱼游、鞭毛和纤毛运动到植物体液的输运等。生物力学的基础是能量守恒、动量定律、质量守恒三定律并加上描写物性的本构方程。生物力学研究的重点是与生理学、医学有关的力学问题。依研究对象的不同可分为生物流体力学、生物固体力学和运动生物力学等。本学期的生物力学课程主要介绍了生物摩擦学、生物运动学、血液流变学和骨力学。
二、引言
现代生物力学大约起源于20世纪60年代末，生物力学和运动生物力学发展进入了形成和发展时期。在这一时期专家们对于人和动物运动的生物力学特性进行了积极的研究。随着对于运动训练问题研究范围的不断扩大，有关运动员完成比赛动作技术分析方面不同角度生物力学的研究得到了积极发展。近些年教育生物力学中的传统学术方面在东欧国家得到了进一步的发展，在这一领域里所进行的现代科学研究的主要方向首先决定于使用现代科研方法的可能性。研究生物力学对当前的医学水平和生命机理有至关重要的意义。
三、正文
1研究对象
以滨州市跆拳道队女队运动员为研究对象，在实验条件下对她们的后腿横踢技术动作进行拍摄，A均在近几年滨州地区跆拳道比赛中获得过优异成绩。B为滨州地区跆拳道队普通队员.2研究方法
研究主要是通过使用两台日本产Pansonic DP 200Sony摄像机进行三维录像拍摄。一台摄像机是旋转在“运动方向”右边，距受试者约15ｍ处，另一个摄像机放置在受试者左边约15ｍ处，两摄像机主光轴约成90°，高度约为1.5ｍ。两台摄像机的拍摄频率为25帧/ｓ。为保证图像清晰，采用 1/250ｓ的快门速度。拍摄日期及时间显示于屏幕的左下角。为保证每名受试者动作能够在Ａ机和Ｂ机中对应，拍摄中使用一包括25个标记点的树形框架(PEAK公司)型号为003-C，拍摄横踢动作前将框架置于动作区域内并拍摄框架，完毕后，移走框架。每名受试者在做完充分的准备活动后，拍摄10次横踢动作。对每名受试者随机抽取的2次横踢进行了详细分析。运用一台配置为CR1.7的个人电脑，采用会声会影软件和图像采集卡对所得录像进行剪辑，用美国艾里尔（Ariel Dynamics）公司生产 the APAS System录像解析系统，对运动员A和B后腿横踢技术动作进行分析和研究。在解析过程中，选取摆动腿的3个关节点，其中包括:髋关节、膝关节、踝关节。采用DLT法进行三维分析，X，Y，Z坐标为右手系。运用计算机把技术图像进行数字化处理，并通过运动生物力学分析和研究，给出必要的数学参考模型。解析结果用数字滤波法进行数据平滑，截断频率为8，用Excel对提得数据进行统计，分析髋、膝、踝关节的运动特征。每次踢的分析结果、角变化、速度数据都绘成了曲线，找出他们技术优势与不足。结果与分析
运动员A与运动员B总体变化规律基本相同
从整体情况来看，运动员A与运动员B的后横踢动作均符合下肢鞭打运动原理。其中小腿先折叠后摆可提高踢腿速度。根据转动惯量理论，Ｉ=ＭＲ2。如把整个横踢动作看做腿绕髋关节的转动，则小腿折叠减小了腿的回转半径，也就是减小了腿的转动惯量。这样，在同样大小的髋关节肌肉力矩作用下，根据转动定律，∑Ｍ=Ｉβ。转动惯量越小则获得的转动角加速度越大，同时摆腿角速度越快。在横踢这一多关节连续动作中，同样也存在牵张反射机制。当踢腿时，总是先屈膝，这一动作使以股四头肌为主的主动肌群伸展。主动肌伸展使肌肉拉长并刺激关节感受器，导致随后的动作中肌肉有力的收缩。同时，这里也存在利用肌肉弹性势能的可能性，即当肌肉离心收缩或拉长后，由于弹性势能会很快地产生向心收缩。因此，对于一个高水平的跆拳道运动员来说，使主动肌在收缩前足够地放松，使远侧环节能够更加滞后是一种重要的技术。另外，人体四肢由近端关节至远端关节，各关节所配置的肌肉的强弱，即肌肉的生理横断面逐渐减小。在生物力学中把关节处所配置的肌肉生理横断面大的称大关节，反之称小关节。这与人体活动时各关节所遇到的阻力矩由近端至远端依次减小的情况是完全一致的。运动中当需要克服大阻力或需要表现出较高的动作速度时，肢体各关节的肌肉虽然都同时用力，但其中大关节总是首先产生活动，并依据关节的大小表现出一定的先后顺序。依据关节大小表现出大关节首先发力，以克服环节或肢体的惰性，便于环节或肢体的启动；中等关节次发力，便于环节或肢体进一步加速；小关节最后发力便于控制环节或肢体的运动方向和运动幅度。因此，在跆拳道的横踢动作中应严格遵循这一规律，否则，必然造成动作结构错误，动作幅度、速度、力度受限，身体稳度降低以及增大动作预兆等诸多负面结果。总的来说，运动员A与运动员B均符合以上原理，但是他们之间又存在着一定的差距。
4运动员A与运动员B髋关节和膝关节角度变化的对比分析
在踢腿动作中，首先膝关节屈曲小腿后摆，之后小腿前摆向目标踢出。其中膝角升高和降低曲线坡度都很陡，这表明横踢动作中屈膝与伸膝具有较高的角速度，也就是说，膝关节屈伸肌的作用同样重要。这表明，踢腿动作中，首先大腿向前摆出，而小腿后摆折叠，然后，当大腿摆到一定位置后，大腿制动，小腿前摆踢出，膝关节角度陡然增加。根据这一研究结果可知，跆拳道运动员在横踢过程中正确的膝关节变化是关节角度先变小，再变大，再变小的过程。
5结论
跆拳道的横踢动作中，大腿首先加速前摆，膝关节屈曲小腿折叠。当大腿摆至体前目标方向时，股四头肌收缩使小腿踢出。良好的技术特征中由大腿带动小腿踢出，小腿在踢出前应尽量放松。只有这样，才能更好地完成快速、有力踢腿。这一技术动作符合关节活动顺序性原理。
运动员A的技术动作的完成基本是合理和准确的，对横踢这一技术的理解比较好，在训练中注意加强身体素质的训练，使其技术动作更加完善。
运动员B的髋关节没有展出去，在提完膝后大腿没有一个明显的制动动作，技术动作完成的不准确。
参考文献：
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