当前课程知识点:运动生物力学原理与应用 >  第六章 运动生物力学研究方法 >  讨论:平衡能力指标 >  人体下肢稳定性

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人体下肢稳定性在线视频

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人体下肢稳定性课程教案、知识点、字幕

同学们好 前面我学习了

人体平衡的条件是合外力为零

合外力矩为零以及内力使人体刚化

今天我们一起来学习

人体的稳定性及其影响因素

稳定性

是指人体或物体抵抗各种干扰作用

而保持平衡的能力

又称稳定程度或稳定度

人体的稳定性包括两个方面

人体静止时抵抗各种干扰的能力

称为静态稳定性

人体重心偏移平衡位置后

当干扰因素去除后

人体仍然能恢复到初始平衡范围

称为人体平衡的动态稳定性

我们再来看平衡的分类

根据平衡物体重心

与支撑点的位置关系

平衡可分为上支撑平衡

下支撑平衡和混合支撑平衡

所谓上支撑平衡

就是支撑点在重心上方的平衡

如体操中各类悬垂动作

下支撑平衡

是支撑点在重心下方的平衡

如站立 手倒立 吊环 平支撑等

混合支撑平衡

既非完全上支撑

又非完全下支撑的平衡

重心位于上下支撑点之间的平衡

如 肋木侧身平衡

平衡物体受到外力作用

偏离其平衡位置时

根据物体保持其平衡的可能性

可分为 稳定平衡 不稳定平衡

随遇平衡及有限度的稳定平衡

稳定平衡

是指物体的平衡位置无论有多大偏离

当去掉破坏平衡的外力以后

物体能恢复到原来的平衡状态

就像这个小球偏离平衡位置O时

其重心升高

产生使物体

恢复到原来状态的稳定力矩

回到平衡位置后合力为零

合力矩为零

多数上支撑平衡属于稳定平衡

如 单杠悬垂 玩具不倒翁

拳击的吊袋等等

不稳定平衡

是物体稍偏离平衡位置后

当去掉破坏平衡的外力时

不能再恢复到原来的平衡位置

其特点是当物体偏离平衡位置后

重心降低

这时出现的重力矩

将增大物体的偏离程度

使其不能再回复到原来的位置上

不稳定平衡仅见于

下支撑中的点支撑或线支撑

如单臂 手倒立 二指倒立等

随遇平衡

是物体在外力作用下

当外力撤除后

物体既不回到原来位置

也不继续偏离新的位置

而是在新位置上保持平衡

即物体在任何位置上都能保持平衡

在这种平衡中

当物体偏离平衡位置时

其重心高度不发生变化

无论物体移到哪一个位置上

其重心都通过支点

支撑力也通过重心

物体所受的合外力与合外力矩均为零

物体在每一个位置上都能获得平衡

如放在水平面上的匀质小球

这类平衡在人体运动中很少见

前滚翻可近似看作是随遇平衡

而人体更多的平衡状态

是有限度的稳定平衡

物体对平衡位置的偏离有一定的范围

只要不超过一定限度

则可恢复到原有的平衡状态

否则将失去平衡

当物体稍发生倾斜

若重力作用线尚未超出支撑面的边界

其重心升高势能增大

这时重力对翻转支点产生的力矩

为恢复力矩

可使物体恢复到平衡位置

但若物体继续倾斜

重力作用线超出支撑面的边界时

倾斜将使重心降低

重力对翻转支点产生的力矩

变为倾倒力矩

加大物体的倾斜

最后使物体失去平衡而倾倒

在运动实践中

人体平衡姿势稳定性的大小

对完成各种动作具有直接影响

如体操的下法动作和结束动作

这类从快速运动状态

突然变为静止状态

其稳定性的好坏直接影响运动成绩

下支撑物体的平衡稳定性

除了用前面讲的平衡力学条件

进行判断外

还可用下面一些参量来进行判断

第一个是支撑面的大小

支撑面积是由各支撑部位的表面

及它们之间所围的面积组成

在下支撑物体的平衡中

都有一定的支撑面

支撑面积越大

物体平衡的稳定性也越大

当具有多个支撑部位时

它们之间的距离越大

支撑面积也越大

因而稳定性也大

因此

两脚开立比两脚并立的稳定性大

两脚站立比单脚站立的稳定性大

单臂手倒立比双臂手倒立难度要大

第二 重心的高低

一般讲重心越低稳定性就越大

手倒立比头手倒立重心高稳度小

所以更难完成

小孩重心在其身体相对位置比成人高

所以更容易摔倒

要使动作稳度增大 应当降低重心

以上两点只能一般的说明

物体的稳定性大小

而不能反映不同方向上稳定性的差异

如马步动作

人体在前后方向上的稳定性

就比左右方向上差

如果前后方向上受到力的作用

就容易失去平衡

由此发现

平衡的稳定性还决定于

重力作用线在支撑面中的相对位置

若重力作用线接近支撑面边缘

那么物体在这一侧的稳定性就小

反之亦然

由此引入第三个参数稳定角

所谓稳定角就是重心垂直投影线

和重心至支撑面边缘相应点的

连线间的夹角

稳定角愈大 物体的稳定程度愈大

即物体在某个方位上的

平衡稳定性的储备能力愈大

稳定角能定量说明

物体在多大范围内倾斜时

重力仍产生恢复力矩

使物体回复到原来的平衡位置上

一旦物体倾斜角度大于稳定角时

重力就会产生倾倒力矩使物体倾倒

稳定角综合地反映了支撑面积大小

重心高低及重心垂直投影钱

在支撑面内的相对位置

这三个因素对稳定性的影响

如果要增大某方位的稳定性

则要增大在这方向上的稳定角

四 稳定系数

所谓稳定系数

是指稳定力矩与倾倒力矩的比

稳定力矩是使物体保持

或恢复原有平衡位置的力矩

倾倒力矩

是使物体离开原有平衡位置的力矩

如图所示 K为稳定系数

当K>1时

物体本身的重力所产生的恢复力矩

足以抵抗倾倒的作用

即稳定力矩大于倾倒力矩

此时倾倒力矩

不能使物体倾倒失去平衡

当K<1时

物体稳定力矩对抗不了倾倒力矩

倾倒力将使物体倾倒

平衡被破坏

从此角度看物体越重

其稳定力矩亦越大

抵抗倾倒作用的能力也越强

所以在摔跤 拳击 柔道比赛中

运动员要按体重分等级

人体在完成或维持静力姿势的过程中

当人体重心发生偏移

有失去平衡的倾向时

人体还能借助于补偿动作

在一定范围内

抵消重心的不适宜移动

补偿动作与破坏平衡的动作

同时发生

避免总重心向不适宜的方向移动

当补偿动作不足以维持平衡时

则需借助恢复动作

维持原有的平衡或获得新的平衡

如用左手提起重物

身体的重心也向左移

此时人体能自动的完成一系列动作

身体的一部分向右倾斜

并将右臂伸向右侧

从而使身体和重物

两者的总重心向右移

另外通过改变支撑面

使重力作用线进入新的支撑面

来获得新的平衡

如投掷标枪枪出手后

人体向前倾倒无法恢复时

便自动向前跨出一步

获得新的支撑面

得到新的平衡

今天我们内容就讲到这里

谢谢大家

运动生物力学原理与应用课程列表:

第一章 绪论

-运动生物力学的研究内容和任务

-讨论:合理技术与最佳技术

第二章 人体运动的力学基础

-抛体运动

-讨论:如何获得自己的最佳出手角度(或最佳起跳角)?

-人体平衡

-人体下肢稳定性

-讨论:利用稳定角的概念说明在篮球运动中的过人技术

-牛顿运动定律

-动量定理和动量守恒在体育中的应用

-人体运动中的转动力学

-讨论:影响人体转动惯量大小的因素有哪些?

-旋转的作用

-体育运动中的功和能

-流体力学基础

-马格努斯效应

-人体运动中的流体阻力

-讨论:香蕉球和电梯球的原理

-单元测试

第三章 人体运动器官的生物力学

-骨的生物力学

-骨骼肌的力学模型

-力量训练的生物力学

-讨论:希尔方程对运动训练有何提示?

-拉伸的生物力学

-讨论:拉伸与运动表现与损伤的关系

-讨论:举例说明沃夫定律

-单元测试

第四章 人体的基本运动原理

-人体的基本运动原理

-讨论:关节活动顺序性原理

-蹬摆配合

-讨论:跑步时摆动动作的意义是什么?

-扭转动作

第五章 运动技术的生物力学原理

-运动技术的生物力学原理

-步态分析

-跑的生物力学分析

-跳的生物力学分析

-三级跳的最佳三跳比例

-投掷的生物力学分析

-讨论:跑步落地方式

-单元测试

第六章 运动生物力学研究方法

-人体环节参数测量方法

-二维运动学参数测量方法

-三维运动学参数测量方法

-高速红外光点运动捕捉系统

-动力学参数的测量方法

-足底压力分布平板

-表面肌电图的测量方法

-讨论:平衡能力指标

人体下肢稳定性笔记与讨论

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