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1、運動康復(fù)生物力學(xué),第一章 緒論,一、運動康復(fù)生物力學(xué)概述,生物力學(xué)是應(yīng)用力學(xué)原理和方法研究生物學(xué)問題的一門多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科，隸屬應(yīng)用力學(xué)的范疇。,研究內(nèi)涵不斷拓展；多學(xué)科有機融合 子學(xué)科的產(chǎn)生,生物材料力學(xué)、軟組織生物力學(xué)、醫(yī)用生物力學(xué)、臨床生物力學(xué)、骨關(guān)節(jié)生物力學(xué)、血液流變學(xué)、運動生物力學(xué)、器官生物力學(xué)、運動康復(fù)生物力學(xué),運動生物力學(xué),康復(fù)醫(yī)學(xué),運動康復(fù)生物力學(xué),研究人體機械運動的基本規(guī)律與特征，分析運動損傷發(fā)生的力學(xué)機制與原理，探討運動康復(fù)治療的力學(xué)方案與措施以及傷后功能性康復(fù)的力學(xué)評價體系為范疇的一門新興學(xué)科,二、運動康復(fù)生物力學(xué)的任務(wù)（一）人體運動的基本力學(xué)原理與控制（二）人體組織

2、、器官的生物力學(xué)特性及其運動適應(yīng)性（三）運動損傷預(yù)防與診斷（四）運動康復(fù)、矯形與健康促進（五）設(shè)計、改進運動訓(xùn)練、康復(fù)訓(xùn)練器械及運動護具,三、運動康復(fù)生物力學(xué)教學(xué)內(nèi)容（一）緒論（二）人體平衡與控制（三）人體運動學(xué)（四）人體動力學(xué)（五）生物材料力學(xué)基礎(chǔ)（六）人體運動器系生物力學(xué)與損傷,四、基本觀點與人體模型理論,“傷為力所致，愈亦力所為”。（一）運動損傷的力學(xué)觀,四、運動損傷的力學(xué)觀,1、損傷的力學(xué)因素對所有與損傷有關(guān)的力來說，決定損傷性質(zhì)和程度的因素可總結(jié)為如下7個方面：大小（作用的力有多大？）位置（力施加于身體的哪個部位？）方向（力的方向）,時間（力作用的持續(xù)時間）頻率（力作用的頻繁程度）可

3、變性（在作用過程中力的大小是穩(wěn)定的還是變化的）速度（力以何種速度作用于身體）,2、負荷方式急性負負荷方式慢性負荷方式,（二）運動康復(fù)生物力學(xué)的人體模型1、質(zhì)點、剛體2、人體模型,第二講 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)板書講,2、力系1）力系基本定義力學(xué)中把作用于一個物體上的一群力稱為力系。若物體受到一個力系的作用而處于平衡態(tài)，則該力系稱為平衡力系。等效力系 若一個力系和另外一個力等效，則這個力是該力系的合力,2）基本公理（1）二力平衡,（2）加減平衡力系原理,“力的可傳遞性”,（3）力的平行四邊形法則（4）作用和反作用定律作用力和反作用力相互對立，相互依存，同時出現(xiàn)，同時消失。,3)力系的分類,（二）力矩，力偶、力

4、偶矩同軸力矩的合成遵循代數(shù)加法，即：MM1M2Mn 不同軸的力矩不可加。,2、力偶，力偶矩，力偶系的合成。性質(zhì)(1)力偶無合力。即力偶不能一個力來代替。(2)只要保持力偶矩不變，可以相應(yīng)的改變其力和力偶臂的大小，而對物體作用效應(yīng)不變。(3)力偶對物體的作用與矩心無關(guān)，即它對平面 上任一點的矩保持不變，并且就等于力偶矩，故可以在不改變力偶矩的條件下，可將力偶在平面內(nèi)任意移動。,(三)自由度與約束,自由度指確定一個力學(xué)系統(tǒng)在給定時刻的狀態(tài)所需要的獨立變量的個數(shù)。,約束是指限制物體某些運動的條件。,無約束物體稱為自由體.有約束物體則稱為非自由體。身體內(nèi)的約束關(guān)節(jié)肌肉韌帶,多個環(huán)節(jié)由關(guān)節(jié)連接而成運動鏈

5、。一個運動鏈中的全部自由度叫做運動鏈的活動度。,運動鏈的空間活動度可以用下式計算：格魯伯勒方程,一個開放鏈，關(guān)節(jié)的數(shù)目與環(huán)節(jié)數(shù)目相同，則有：閉鎖鏈，關(guān)節(jié)要比環(huán)節(jié)多一個，即K=N+1，則有：,（四）力的平移定理,（五）人體整體與環(huán)節(jié)受力分析中基本力1、重力：人體平衡與控制，主要是對人體重力作用點即重心的調(diào)整與控制。2、彈性力：Fe=-KX,對于彈性力的認識，不能僅限于生活中習(xí)以為常的彈性體的認識。,對于彈性力的認識，不能僅限于生活中習(xí)以為常的彈性體的認識。,摩擦力在人體平衡與運動中的力學(xué)效應(yīng)根據(jù)人體的運動與受力情況而分析。,3、摩擦力,靜態(tài)、動態(tài)問題,4、支撐反作用力,5、肌力,神經(jīng)系統(tǒng)根據(jù)人體

6、的姿態(tài)、方位及其運動的需要，來調(diào)整肌肉的緊張程度及其肌力的大小。,(六)力系的簡化和平衡,1、共線力系的簡化和平衡 力系F1、F2、.Fi、Fn中，各力的作用力在同一直線上的力系稱為共線力系。,共線力系的平衡方程是：,2、平面匯交（共點）力系的簡化和平衡所謂平面匯交力系是指各個力的作用力都位于同一平面內(nèi)，且都相交于同一點的力系。,平面匯交力系的平衡，必須滿足基本條件：,3、平面平行力系的簡化與平衡 平面內(nèi)各力的作用線相互平行的力系稱為平面平行力系。,合力矩原理：在平面平行力系中，所有各力對于其平面內(nèi)任一點力矩的代數(shù)和，等于這個力系的合力對于該點的力矩。,一個不平衡平面平行力系簡化的結(jié)果是一個合

7、力或一個合力偶。（1）合力：這個合力F必與原有力系平行，它的大小是：合力F的作用線與y軸的距離x，可用力矩原理求得：,（2）合力偶 如果合力，而此力系仍不平衡，則簡化結(jié)果必是一個力偶，其效應(yīng)只有轉(zhuǎn)動，沒有平動。其力偶矩大小為：,平面平行力系的平衡方程：,A、B 是平面內(nèi)任意點，但通過點A 與B 的直線不得與原有各力平行。,4、平面一般力系的簡化與平衡一個不平衡的平面一般力系的平衡方程同平面平行力系。,(七)受力分析,1、隔離體 受力分析的基本步驟可總結(jié)為：確定研究對象，畫隔離體。標(biāo)記所受的各種外力。列出平衡方程并求解未知參量。,三、人體重心測量,一、重心的概念 二、人體重心測量1、一維重心板的測定,2.相片上測定人體重心的原理和方法兩個基本模型參數(shù)1）環(huán)節(jié)半徑系數(shù)2）環(huán)節(jié)相對質(zhì)量（教材講解）,四、人體平衡動作分類,1、根據(jù)身體重心與支撐點之間的位置關(guān)系分類,2、根據(jù)平衡動作的穩(wěn)定程度,穩(wěn)定平衡、有限穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡和隨遇平衡四類。,五、影響人體穩(wěn)定性的因素,1、支撐面大小,2、重心的高度,3、穩(wěn)定角,4、平衡角,5、穩(wěn)定系數(shù),

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