39、答：从绝对值看，人体浮心平均高于重心，入水后，人体的浮心与重心不在一条竖直线上，形成了转动的力矩，使腿下沉，头上浮。当身体的转动使得浮心与重心在一条竖直线时，人体就能在水中平稳的浮着。
40、答：其平衡条件有两个：一是重力与浮力的数值相等，二是重心与浮心在同一铅垂线上。
41、答：一方面，因为推进力与涡量强度成正比，因而需要保证一定的涡量强度，以保证所产生的推力足以克服阻力；另一方面，由于机械能损失与涡量的平方成正比，故应避免过量的旋涡，以减少能量损失。 42、答：目的在于通过实验使学生初步掌握运动生物力学实验的基本操作技术，以及反映人体运动 技术动作运动生物力学特征指标的测试与评定。初步掌握获得运动生物力学知识的科学方法，验证运动生物力学的基本理论。通过实验课，培养学生辨证唯物主义的观点，求实的科学态度和正确的思维方法，以及对事物具有客观的观察、比较、分析和综合的能力，从而为科学地组织体育教学、指导体育锻炼和训练，以及进行体育科学研究奠定初步基础。
43、答案：就上肢而言，是由肩关节屈肌、 肘关节伸肌、 腕关节屈肌以近固定快速收缩、 屈肩、 伸肘 、屈腕、 屈指将铅球推出。推得动作体现了人体运动中的一个重要规律，即关节活动是有顺序的原理。一般情况下，大关节首先产生活动，最小的关节最后产生活动。
44答案：准畚姿势：握杠，上肢伸直，身体呈悬垂状态。拉引：肩带肌群先发力使上臂在肩关节处稍后伸，内收，拉躯干靠近上臂，肩胛骨进行下回旋运动，肘关节屈曲使上臂在肘关节处靠近前臂，变直臂悬垂为屈臂悬垂，使人体接近握点。
45①研究人体运动的内部、外部运动行为。
②研究人体内部运动行为与外部运动行为之间的因果关系的研究。
46在方法论高度上，运动生物力学研究方法的内涵可概括为：从系统的观点出发，物理学方法`生物学方法相互渗透、融合，并运用系统方法研究人体运动的因果关系。
47①人体参数的非线性特征；②人体拒测性及参数特征；③人体动作参数不可重复性和参数的随机分散特征；④人体功能代偿及其参数的相对性。
48、答：分析法测定人体重心是以合力矩原理为依据，即把人体按照选定的人体模型看成由多环节 组成的刚体系统。依据所确定模型提供的惯性参数，分别测算出各环节重心，然后相对所确定的直角坐标系的坐标轴进行力矩合成，根据公式求出人体总重心坐标。
49、1、减少摆动肢体的转动惯量和增加肌力矩可以加大摆动的角加速度。
2、摆动动作与主体动作之间应当合理配合；3、摆动肢体的适时制动是动量矩合理转移的关键。 50、简述鞭打动作的动作特征
1、参与鞭打的关节表现活动的顺序性，2、要重视小关节的作用，3、鞭打动作是一个关节肌肉主动力产生新的冲量矩的过程，4、鞭打动作受到关节解剖结构的制约。 51、简述相向动作的动作特征
1、相向动作是人体在空中自动化的动作过程，2、通过调整人体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活动原理。 52、简述冲击动作的动作特征
1、为了增大给器械的冲击力，一方面要增大人体末端或器械的动量，另一方面要缩短人体或器械与器械撞击的作用时间。2、为了减小外界或器械对人体的冲击力，通常需要延长冲击动作中力的作用时间。 53、简述缓冲动作的动作特征
1、延长力的作用时间，减少对人体的冲击；2、促使非代谢能的产生与利用；3、缓冲动作与人体解剖特点有关；4、利用器械，增加缓冲效果。 54、简述摄影测量中的拍摄方法
1、根据项目特征和技术分析要求确定拍摄范围；2、把摄像机固定在三角架上，对摄像机的拍摄距离、机高、取景范围、焦距等按要求选用合适并固定；3、拍摄比例尺；4、拍摄所选定的运动动作，并做好记录。 55、简述腕关节 、肘关节 、肩关节 、髋关节 、膝关节 、踝关节等关节转动中心的位置？
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腕关节：尺骨茎突高度水平线中点或腕横纹中点。 肘关节：肘横纹中心（前面观），尺骨鹰嘴隆起高度中心（背面观）肩关节：三角肌发达，明显隆起，关节中心确定在球心；如不发达，确定在球心稍上位置。 髋关节：位于大转子顶的高度。膝关节：股骨外上髁（或内上髁），或髌骨中点高度。踝关节：腓骨外踝隆起处（外侧观），胫骨内踝下缘（内侧观）。 56.影响人体下支撑平衡稳定性的因素有哪些？ 答：影响人体支撑稳定性的因素有：
（1）支撑面：由各支撑部位的表面及它们之间所围成的面积组成支撑面； 重心的高低；
（2）稳定角：重心垂直投影线（或称重力作用线）和重心至支撑面边缘相应点的连线间的夹角。 （3）平衡角：平衡角等于某方位平面上稳定角的总和。 （4）稳定系数：倾倒力开始作用时稳定力矩与倾倒力矩的比值。
57.相向运动产生的原因是什么？
相向运动产生的原因，可由人体解剖结构特点及角动量守恒原理加以说明。
（1）人体解剖结构特点：人体肌肉在身体上配布的规律是至少跨过一个关节，并起止于人体两个以上环节或骨上。当肌肉收缩时，必然以等值反向的肌力作用于其起止点的骨骼，因此引起人体两个环节同时产生加速运动（转动），表现出相向运动的形式。
（2）角动量守恒：人体处于腾空（或两端无约束）状态时，不受外力矩作用（或外力矩为0），故人体活动服从角动量守恒定律。当某一环节转动时所产生的角动量必然被另一个环节产生的反向角动量所抵消，表现出相向运动的形式。
58.高水平投掷运动员最后用力阶段的动作有何特点？
答：助跑使运动员投掷器械时具有动能，而超越器械动作又使运动员进行投掷用力的肌肉具有势能。高水平运动员在完成投掷动作时有效地利用了助跑速度，在助跑与原地投的速度差别方面，表现为高水平运动员差别大，而低水平运动员差别小。而且上述两组运动员在原地投的远度方面差别不大。另外高水平组运动员在超越器械动作阶段的时间短，身体做的背弓大，而且器械被充分引向身体后方。总之，高水平运动员在投掷过程中，能较好地利用身体的动能及肌肉的弹性势能。因此，如果在投掷过程中运动员能正确地利用和掌握人体动能和肌肉弹性势能的传递及转化规律与技巧，就会增加投掷远度。
六、论述题
1、 试举体育实例说明为什么生命要力学化，力学要生命化。
2、 简述运动生物力学与运动解剖学、运动生理学、力学、运动技术等学科的相互关系。 3、 论述运动生物力学的发展趋势。 4、 论述骨组织的力学特性。 5、 影响关节运动幅度的因素？ 6、 影响关节的灵活性和稳固性的因素。
7、 论述骨骼肌三元素模型各元素生理作用机制。
8、 请联系骨骼肌的生物力学特性说明投掷运动最后用力的超越器械动作原理。 9、 详述跑的过程中为什么要送髋。
10、 简述动作结构、动作系统、运动行为之间的关系。 11、 不同动作结构具有不同的运动学特征的原因是什么？ 12、 动作系统中大量动作之间的相互关系。 13、 周期性动作系统动作结构的特点。 14、 详述影响抛射体远度的生物力学机制。 15、 详述影响抛射体远度的生物力学机制。
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16、 试述人体内力与人体外力的相对性及其相互关系。
17、 试述踢足球时“大腿带小腿”的理论依据(踢足球前大腿预摆及大腿带动小腿的生物力学机制。) 18、 举例说明关节活动顺序性原理的实际意义。
19、 从运动生物力学角度改进划水技术可以从哪几个方面着手？
20、 为什麽不同训练水平的运动员使用的标枪的空气动力学特性应有所区别？ 21、 香蕉球的力学原理。
22、 试述高肘曲线划水的生物力学意义？ 23、 如何减少游泳中的阻力？ 24. 详述鞭打动作的力学机制？
25. 在跳远起跳过程中，摆动腿和摆动臂应如何摆动，试述其生物力学意义？ 26. 简述运动生物力学研究的一般程式？
27. 详述在运动生物力学研究中建立人体力学模型的意义？ 模型的种类有那些？ 28、 详述绘制人体运动简图的方法及简图的作用。 29、短跑途中跑摆动动作的力学分析
30. 在分析投掷运度时，我们将器材抛物线轨迹分折几段分析？它们分别取决于哪些因素？
31.人体基本运动形式有哪些？
答案：1、“生命要力学化”主要讲的是研究生命物体要从力学的角度看问题；例如，人体的运动是肌肉收缩产生力量的结果，心脏的泵血、血液循环等都离不开力。所以在研究生命物体时要从力学的角度看问题。而“力学要生命化”则主要讲的是从生命的特点来看力学问题，也就是从生理、心理的特点看问题。生命物体不同于简单物体，他有思想、有自我意识，所以在分析生命物体受力时，要从生命物体的特点看力学问题。
2、①运动生物力学与运动解剖学：运动生物力学研究人体的运动动作，必然涉及到人体运动器系的形态结构，特别是运动器系的形态结构与其功能的统一性和相互制约性。②运动生物力学与运动生理学：运动生物力学研究人体的运动动作，必然涉及到肌肉活动的本体感受器、信息正负反馈和神经控制。这些都是正确实现人体运动动作过程中必不可少的条件，也是人体运动的重要特征。运动中能量的供给，释放能量的完成，是反映人体肌肉活动功率或整体活动效率的重要依据。
③运动生物力学与力学：应用经典力学理论于活体（人体）有适应的一面，同时还存在着不服从或不完全服从的另一面。如何摆脱用简单的力学原理解释复杂的人体高级运动本质的机械论思想，正确认识人体运动中丰富的物理学内容，需要寻求更适合研究活体运动力学规律的数学工具或分析方法。这也正是运动生物力学理论研究的基础工作和重要工作。
④运动生物力学与运动技术：运动生物力学研究的核心是人体运动动作，运动动作是以一定的运动技术、技能的要求来体现的，人体表现出的个体之间动作技术千差万别，要研究引起差别的原因，研究人体运动技术极其变化的原因，寻找运动技术的合理化和最佳化，对于运动技术、身体素质训练方法的有效性和最佳化，也需要从运动生物力学理论中找到依据。
3、运动生物力学在体育科学学科体系中研究内容丰富，研究问题复杂，领域宽广，涉及到生物学、力学、体育学等学科的交叉，从而形成了良好的学科互补与融合，促进了运动生物力学学科的进步和发展。随着测试手段的改进和现代高科技的发展，运动生物力学的发展任重而道远。纵观国内外运动生物力学的研究领域，可以看到该学科的发展趋势是：（1分）
㈠基础研究。研究人体基本体育动作的生物力学原理如走、跑、跳的生物力学，研究人体运动器系的生物力学，如膝关节的运动学与动力学、脊柱的生物力学、肌肉活动时肌电对复杂运动中的肌力评价，神经肌肉对运动的支配、运动控制、运动能量等；生物力学在康复诊断评价中的研究，活体结构下的材料力学和弹性力学，生物材料的本构方程，关节受力的形态分析和关节界面的数学力学模型，研究人体运动动作的神经肌肉控制和反馈，矫正动作的生物力学机制等。（3分）
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㈡应用研究。包括对优秀运动员各项动作技术的生物力学诊断（技术分析）、运动技术的优化、生物力学的技术在不同运动项目训练中的应用、教学实践与训练中的力学问题、教学方法方面的生物力学、运动过程中各肌群（原动肌、协同肌、对抗肌）工作特点（参加工作的实践顺序、力量大小等）的研究、运动器系损伤的生物力学机制及物理康复手段的研究、运动生物力学与选材研究，以及研究、设计符合人体生物力学原理的运动器材及体育锻炼的各类健身用品等。（3分）
㈢方法学及测试手段的研究。包括：高速录象开始应用，录象解析代替了一部分影片解析；专向技术测试的传感器有所进展，如弹力调节器可安装于弹跳板上调节弹力大小；测试数据采集计算机化和参数遥测技术研究；多指标、多学科的综合测试及同步测试；影像解析中图象识别技术的研究；适合于测量活体系统生物力学参数的新方法、新手段、新仪器的研究；测量参数数字化过程的分析方法的研究。（3分） 4、①各向异性。由于骨的结构为中间多孔介质的夹层结构材料，因此这种材料是各向异性体（不同方向的力学性质不同）。（1分）
②弹性和坚固性。骨的有机成分组成网状结构，使骨具有弹性。骨的无机成分填充在有机物的网状结构中，使骨具有坚固性，能承受各种形式的应力。（2分）
③骨是人体理想的结构材料。骨在人体中起着承重和杠杆作用。它不仅强度大而且重量轻。（1分） ④耐冲击力和持续力差。骨对冲击力的抵抗比较小；耐持续性能也比较差，同其它材料相比，抗疲劳性能亦差。（2分）
⑤机械力对骨结构的影响。在骨承受载荷的限度内，成人骨对机械力的反应是由应力的值所决定的，骨对生理应力刺激的反应往往处于平衡状态，应力越大，骨的增生和密度增厚越强。（2分）
⑥应力强度的方向性。由于骨结构中骨密质和骨松质中的密度不同，它们承受的力量也就不同。（2分） 5、①构成关节的两关节面弧度差：两关节面弧度差越大，关节的运动幅度越大，如肱尺关节的肱骨滑车的弧度是120?，尺骨半月切迹的弧度是180?。因此，肱尺关节在屈伸方的弧度差是320?－180?＝140?。 ②关节周围软组织的结构及力学特性：当构成关节的两关节面弧度差一定，影响关节弧度的主要因素有关节周围的韧带、筋膜、关节囊和肌肉等。一般关节囊薄而松弛，韧带和筋膜少而弱，肌肉伸展性和弹性好，肌肉长度长，关节运动幅度就大，反之亦然。
6、①影响关节的灵活性的因素：从关节结构力学特性分析，关节面软骨、关节腔、关节腔内的滑液、滑膜皱襞、粘液囊等因素都有利于关节的灵活性。
②维持关节稳固性的因素：维持关节稳固性的因素有骨骼、肌肉、韧带、关节囊、关节软骨和关节腔内的负压等。其中骨骼、韧带和肌肉在维持关节稳固性方面作用更为突出。
7、①收缩成分。由肌小节的肌球（凝）蛋白和肌纤（动）蛋白微丝组成，在静息状态下其应力为零，但长度可自由伸缩。活性状态下，具有产生张力和引起收缩的能力，由于是人体主动控制的，因而称主动张力。 ②并联弹性成分。由肌束膜和肌纤维膜等结缔组织组成，为非线形粘弹性体，被牵拉时产生弹力，称被动张力。
③串联弹性成分。由肌原纤维本身的横桥和Z线等组成，是具有一定阻尼的非线性弹性体，当收缩成分兴奋收缩时，串联的弹性成分伸展吸收一部分张力，缓和张力的急剧变化，进而实现肌肉收缩的第二种机制。 8、投掷运动最后用力的超越器械动作，目的是为了在肌肉收缩前给予一定程度的拉长，为后继的发力动作做好准备。
9、跑的过程中送髋主要目的是为了增加步幅。当送髋后使骨盆以支撑腿一侧髋关节上一点固定，保证了骨盆有三个自由度，即：骨盆可以绕三轴转动：绕矢状轴上提；绕冠状轴俯仰；绕垂直轴旋转。因此加大了动作幅度，也就加大了步幅。如果不送髋，在髋关节两侧两点固定，髋关节只有一个自由度，腿只能做钟摆式运动，髋关节也就没有参加运动，步幅就会受到限制，影响跑速。
10、运动行为具有目的性，为实现其目的，需要由若干单一动作组成动作系统，（2分）而动作系统的组成基本单位是动作，动作具有动作结构，动作须有合理的结构。动作组成的动作系统应当是合理的，（2分）动作系统的合理性与运动行为的目的性是一致的。（1分）
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11、由于运动时诸力作用的结果，人体无论在静止或运动中，都处于很多力的作用下，力使人体和器械的运动状态发生变化，于是表现出形形色色的运动学特征。
12、①动作之间具有相互帮助和相互促进的作用，使整个动作系统更加协调和完善；（2分）②动作之间也存在一定的相互干扰，通过改进技术动作以减小这种干扰作用是推动动作系统发展的内因。（3分） 13、①动作的反复性和连贯性。 ②动作的节律性。 ③动作的交互性。 ④动作的惯性作用。
14、 公式S=(V02sin2α)/g (1) 出手速度； (2)出手角度； (3)出手高度；
15、 公式H=(V02sin2α)/2g… (1)出手速度； (2)出手角度； ) (3)出手高度；
16、(1) 若将人体看作一个力学系统，则人体内部各部分相互作用的力称为人体内力。(1) (2) 若将人体确定为研究对象，即人体力学系统，那么外界对人体作用的力称人体外力。(1)
(3) 内力和外力的区分是相对的。如何确定某个力是内力或是外力，取决于研究对象。由于研究对象的不同，同一个力既可看作内力又可看作外力。(1)
(4) 人体内力不能直接引起人体整体的运动，但可以通过人体与外界环境的相互作用，这时人体内力的合效应可以引起人体特定外力，从而使人体发生整体。(1)
(5) 人体内力和外力是相互联系的，内力是人体运动的必要条件，但内力只有通过外力才能使人体产生整体运动。(1)
17、答：动量定理(1)，为了给物体以强大的冲力，要求给予物体接触的时间要短。踢足球前，大腿先后摆，小腿屈膝等动作，这些动作既有省力因素，又可以加大踢球时的工作距离，延长肌力的作用时间(1)，踢球前大腿后摆拉长了屈大腿肌肉的长度，提高该肌肉的兴奋性，有利于增大肌肉力量，使大腿带小腿加大髋关节转动角速度，踢球前屈膝拉长了股四头肌(1)，提高该肌兴奋性，有利于伸膝踢球时增大股四头肌肌力，从而加大膝关节转动角速度(1)，最终提高足球运动的线速度(1)，如若足接触球的时间短，就有利于给球较大的冲力。
18、答：在完成运动技术过程中，主动加强大关节用力，充分发挥大关节的潜力，有利于动作技术的完成(2)。如在跳远起跳过程中，踝关节产生蹬伸活动的时刻，必须晚于脸关节，在膝关节的活动基础上进行。否则会出现“提踵过早”，使起跳力减少，降低起跳效果。(1)
19、答：（要求有图，标出七个位相或文字说明各位相所处位置1分）从运动生物力学角度改进划水技术可从以下三个方面着手：第一，加长3、4、5位相的划水距离和迎水面积，可采用曲臂Z形或S形划水路线，并使手掌微曲，加大划水效果（3分）；第二，加快3、4、5位相的划水频率，曲臂可减小上肢转动惯量，提高手掌的线速度值，从而增大反作用力冲量（3分）；第三，在各个位相利用手掌的冲角产生的升力效应，此效应既存在于前后方向，也存在于左右方向（3分）。
20、答：压力中心是飞行中空气动力对器械的合力作用点，受冲角变化的影响，其位置在运动中不是固定不变的，特别是在小冲角（小于15?）时的变化比较明显（3分）。当压力中心在器械质心的后面（相对于飞行方向）时，器械飞行的稳定性较高，这时无论是受抬头还是低头力矩的干扰，都会产生恢复原来平衡的力矩，如标枪的压力中心在质心的后面才能保证枪尖着地后有效的计算成绩（3分）。压力中心紧靠器械质心之后能增大飞行远度（2分）。但压力中心越靠近质心，就要求有较大的出手速度。因此，不同训练水平的运动员使用的标枪的动力学特性应有所区别（2分）。
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