运动生物力学

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页数:258
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出版时间:2008-3
价格:21.20元
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isbn号码:9787040239898
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  • 運動生物力學
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  • 运动科学
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  • 人体运动
  • 力学分析
  • 运动损伤
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具体描述

《运动生物力学(第3版)》根据《全国普通高等学校体育教育专业本科课程方案》的精神,在总结学科建设和教学实践经验的基础上编写而成。全书分为:绪论,运动生物力学学科概述,人体生物力学参数,骨、关节、肌肉的生物力学,运动生物力学原理,运动生物力学应用,附录,参考文献和相关网站。

《运动生物力学(第3版)》可作为高等院校体育教育专业教材,也可供体育其他专业学生以及教练员、运动员、体育教师和体育爱好者学习参考。《运动生物力学(第3版)》同时配套出版《运动生物力学实验》教材。

好的,以下是一部名为《运动生物力学》的图书简介,其中不包含该书的任何内容,且力求详细、自然,避免任何人工智能写作的痕迹,字数控制在1500字左右。 --- 图书简介:《超越极限的奥秘:人体运动的工程学解析》 聚焦领域: 应用物理学、人体工程学、运动科学前沿 目标读者: 体育科学研究人员、运动康复专家、专业教练、生物医学工程师、对人体运动机制有深度探究兴趣的爱好者 图书定位: 本书旨在为读者提供一个全新的视角,审视人类及动物的运动行为。它将严格地从物理学、力学和工程学的原理出发,深入剖析生命体在执行各种复杂动作时所展现出的精妙设计与运作机制。我们不关注具体的训练方法或运动技能的传授,而是着重于揭示“如何”运动得以实现,以及“为何”某些动作比其他动作更有效率。 核心议题与结构概述: 本书的构建围绕着对“运动系统”这一复杂机械体的基础结构与动态行为的系统性解析展开。全书分为六个主要部分,每一部分都代表了对运动过程不同层面的解构与量化分析。 第一部分:运动载体的基础结构与材料特性 本部分将首先建立一个坚实的物理学基础。我们将从宏观到微观,探讨支撑一切运动的生物组织——骨骼、肌腱、韧带和肌肉——的力学特性。不同于传统的解剖学描述,我们侧重于这些组织的本构关系(Constitutive Relations)。 具体而言,我们将深入研究骨骼在承受不同载荷(拉伸、压缩、剪切、扭转)时的应力-应变曲线。重点分析骨小梁的排列方向如何优化其在动态载荷下的抗疲劳能力。随后,我们将详细解析肌腱和韧带的粘弹性行为(Viscoelastic Behavior)。理解其在快速拉伸和缓慢变形过程中的能量耗散和储存能力,是理解运动爆发力和缓冲机制的关键。 对于肌肉组织,我们不会停留于其收缩机制的生理学描述,而是将其视为一种可变刚度的“执行器”。我们将探讨肌纤维的长度-张力关系,并引入材料阻尼(Material Damping)的概念,量化肌肉在快速收缩和放松过程中对振动的吸收能力。 第二部分:基础运动学的几何学描述 运动的描述是分析的起点。本部分完全脱离了生物学因素,纯粹采用运动学(Kinematics)的语言来精确捕捉和描述运动。 我们着重于空间描述与坐标系转换。如何建立一个与被研究对象(如跑步者的踝关节或举重运动员的躯干)固联的参考系(Body-Fixed Frame),并将其准确地映射到外部的实验室参考系(Laboratory Frame)中。这涉及到复杂的欧拉角(Euler Angles)和四元数(Quaternions)在三维空间关节角度重构中的应用,旨在消除万向锁等计算难题。 关键内容包括对运动学约束(Kinematic Constraints)的严格定义。例如,如何用数学模型精确定义髋关节的球窝结构所允许的自由度(Degrees of Freedom, DoF),以及在多关节运动链中如何利用雅可比矩阵(Jacobian Matrix)来关联末端执行器(如手或脚)的速度与关节角速度之间的关系。 第三部分:动力学的量化:力与力矩的平衡 这是本书的核心工程学环节。我们将从牛顿第二定律出发,构建描述运动物体受力状态的数学模型。 重点在于地面反作用力(Ground Reaction Forces, GRF)的测量与解析。我们将详细分析使用测力板数据来推导步行、跑步、跳跃等运动中的合力与合力矩。这包括对冲击力的峰值、冲量和作用时间的精细化分析,以及如何利用这些数据来判断运动效率和潜在的损伤风险。 对于复杂的双支撑或多接触相运动,我们将引入多体动力学(Multibody Dynamics)的框架。通过建立包含所有关键关节作为连接点的刚体模型,并结合关节间施加的内力和外力,我们能够求解在特定运动轨迹下系统所受到的所有惯性力和驱动力矩。本部分大量使用拉格朗日方程或牛顿-欧拉方程来推导系统的运动微分方程。 第四部分:能效与代谢的物理学基础 本部分超越了纯粹的机械运动,开始探讨能量如何在生物系统中转化和耗散。我们关注的是功与能的转化效率,而非生物化学过程。 我们将定义机械功(Mechanical Work)的精确概念,区别于代谢能耗。分析在周期性运动(如骑自行车或划船)中,驱动力矩对关节角度所做的净功是如何累积的。此外,还将深入探讨势能与动能的交换机制,特别是分析在跳跃过程中,躯干和四肢的重心轨迹如何通过最小化垂直位移来优化整体的能量储存和回收。 对运动中的阻力分析亦是重点。我们将建立空气动力学模型,分析高速运动(如自行车冲刺或滑雪)中,身体形态如何影响空气阻力系数(Drag Coefficient),并量化表面粗糙度和迎角对总阻力的贡献。 第五部分:振动、稳定性和控制的力学模型 稳定性和控制是高效运动的基石。本部分从控制论和振动学的角度切入。 我们将把身体视为一个或多个耦合振动系统(Coupled Oscillator Systems)。分析行走或跑步过程中,身体的上下振动、左右摇摆之间的相位关系。引入固有频率(Natural Frequency)的概念,探讨运动员如何有意或无意地将自身的运动频率与环境(如地面)的弹性响应进行谐振以节约能量,或者如何通过调整刚度来抑制有害振动。 在稳定性方面,我们将运用平衡的静态和动态判据。例如,如何通过分析零力矩点(Zero Moment Point, ZMP)的轨迹来预测和评估支撑阶段的稳定裕度。这对于理解姿态控制和防止跌倒具有重要的工程学意义。 第六部分:生物力学建模与计算方法 本部分聚焦于如何将上述理论转化为可操作的计算工具。 我们将介绍有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)在生物结构上的应用,而非传统意义上的运动学/动力学分析。探讨如何对特定的骨骼区域或肌腱附着点进行精细网格划分,模拟材料失效的临界点,以及预测微小损伤的累积效应。 此外,本书还会涉及优化理论在运动规划中的应用。研究如何利用计算方法来寻找使特定性能指标(如最小化关节载荷、最大化速度或最小化能量消耗)最优化的关节角度和力矩组合。这部分将涉及目标函数的设定和约束条件的引入,是连接理论分析与实际系统优化的桥梁。 总结: 《超越极限的奥秘:人体运动的工程学解析》力求以一种高度量化、结构严谨的工程视角,解剖人类运动这一迷人而复杂的系统。它提供的不是“如何做”,而是“为什么会是这样”的深刻理解,是为所有希望从物理学和数学维度探究生命运动奥秘的专业人士准备的深度参考读物。本书要求读者具备扎实的微积分、线性代数和基础物理学知识,以期共同揭示生命机器的工程学杰作。

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读后感

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我一直认为,运动不仅仅是为了强身健体,更是一种追求卓越、挑战自我的过程。我是一名马拉松爱好者,在经历了多次比赛后,我越来越意识到,单纯依靠体能的堆砌,是难以在成绩上取得突破的。我迫切地需要找到一种更科学、更有效的方法来提升我的耐力和速度。《运动生物力学》这本书,为我打开了一个全新的视角。书中对于“能量代谢”和“力传导效率”的深入分析,让我对马拉松运动有了更深刻的理解。作者详细讲解了人体在长时间运动中,如何通过不同能量系统的供能,以及如何通过优化步态和发力方式,来提高能量利用效率,减少能量损耗。我尤其对书中关于“触地冲击力”的分析印象深刻。作者指出,不正确的落地方式会产生巨大的冲击力,这不仅会浪费能量,还会增加运动损伤的风险。书中提供了一些关于如何进行“前脚掌落地”或“中脚掌落地”的指导,以及如何通过加强小腿肌肉的力量来缓冲冲击力。我尝试在训练中调整自己的落地方式,并进行相关的力量训练,惊喜地发现,我的跑步感觉变得更加轻松,而且长距离跑步后的疲劳感也明显减轻了。这本书让我明白,马拉松不仅仅是意志力的较量,更是科学策略的运用。它帮助我将理论知识转化为实际的训练方案,让我对自己的训练有了更清晰的规划和更明确的目标。

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我是一个对运动健康非常关注的普通人,平日里也喜欢通过跑步来锻炼身体。之前,我一直以为只要坚持跑,身体就会越来越好,殊不知,一些不正确的姿势和发力方式,反而可能在不知不觉中给身体带来伤害。《运动生物力学》这本书,就像一位严谨而耐心的导师,循循善诱地为我揭示了运动中隐藏的“秘密”。书中一开始就强调了生物力学对于理解运动损伤发生机制的重要性,这一点尤其让我警醒。我之前跑步时,经常会觉得膝盖有些不适,但一直找不到原因。阅读了这本书后,我才了解到,原来是因为我的跑姿存在一些问题,比如步幅过大,落地时膝关节的受力过大,这就导致了长期的累积性损伤。书中对于跑步的生物力学分析非常细致,从足弓的支撑,到膝关节的屈伸角度,再到髋关节的稳定,每一个环节都进行了深入的剖析。更重要的是,书中还提供了一些纠正性的训练方法和动作要领,指导我们如何通过调整身体姿势,优化发力方式,来最大程度地减少运动损伤的风险。我尝试按照书中的建议,调整了自己的跑步步频和步幅,并注意加强核心肌群的锻炼。几周下来,我惊喜地发现,之前困扰我的膝盖不适感明显减轻了,跑步的感觉也更加轻松和流畅了。这本书让我明白,运动的目的是为了健康,而科学的运动方式,才是通往健康之路的关键。它不仅让我“动起来”,更让我“动得对”。

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老实说,我购买《运动生物力学》这本书,很大程度上是出于一种“跟风”的心理。最近几年,“科学训练”这个词越来越流行,各种运动训练营、体能教练层出不穷,而生物力学似乎是他们绕不开的术语。《运动生物力学》这本书,我本来设想它会是一本充满专业术语和晦涩公式的“学术巨著”,读起来会相当费力。然而,当它摆在我面前时,我被它表面的“亲和力”所打动。书的排版清晰,插图精美,虽然涉及专业内容,但作者似乎花了大量心思来让普通读者也能理解。例如,在讲解“惯性”原理在跳远中的应用时,作者并没有直接给出数学公式,而是通过描述运动员如何利用助跑的速度来“带起”身体,以及起跳后如何通过身体的伸展来延长滞空时间,从而实现更远的距离,这种描述方式让我能够直观地感受到物理原理是如何在运动中发挥作用的。我尤其喜欢书中关于“力矩”和“杠杆原理”在力量训练中的应用分析。书中举了哑铃训练的例子,详细解释了为什么在不同的动作幅度下,肌肉所承受的负荷是不同的,以及如何通过调整动作轨迹来更好地刺激目标肌肉。这对我一直以来在健身房里“盲目”地举铁,有了颠覆性的认识。我开始更加注重动作的质量,而不是一味地追求重量。这本书让我意识到,运动训练并非越“狠”越好,而是需要智慧和科学的指导。它帮助我从一个“体力劳动者”转变为一个“技术型”的训练者,让我受益匪浅。

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《运动生物力学》这本书,对于我这样一个从大学体育教育专业毕业多年的“过来人”来说,简直就是一次“知识的重塑”。毕业后,我一直从事一线教学工作,但随着时代的发展,传统的教学模式越来越难以满足学生的需求,而科技的进步,也为运动科学带来了新的视角。这本书,恰恰为我提供了一个全新的切入点。书中对于人体运动学和动力学的系统性阐述,让我回忆起了那些曾经学过的理论知识,但更重要的是,它将这些理论与当下的运动实践紧密地结合了起来。我最欣赏的是书中关于“运动模式”的解读。作者并没有简单地将运动分解成一个个孤立的动作,而是从整体性的角度,分析了人体在完成一个复杂运动时,各个身体部位是如何协同工作,形成一个流畅、高效的“运动链”。例如,在分析篮球中的上篮动作时,书中详细讲解了起跳、蹬地、空中伸展、球出手以及落地等一系列动作是如何通过身体各部分的连续发力来实现的,这让我能够更清晰地指导学生进行动作模仿和改进。书中还穿插了不少关于运动康复的案例,通过分析运动损伤发生后的生物力学变化,以及如何通过生物力学原理来设计康复训练方案,这对于我在日常教学中处理一些运动损伤问题,提供了非常宝贵的参考。这本书不仅提升了我的理论认知,更重要的是,它给了我很多教学上的“灵感”,让我能够更有效地帮助我的学生理解和掌握运动技能。

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《运动生物力学》这本书,对我而言,更像是一本“解密生活”的指南。我一直对我们身体的运作方式感到好奇,特别是那些看似简单的日常动作,背后究竟隐藏着怎样的科学原理?书中通过对“杠杆原理”、“摩擦力”、“惯性”等基本物理学概念在人体运动中的应用,为我揭开了这些“谜团”。我最喜欢书中关于“步态分析”的部分。作者详细描述了人在行走、跑步时,足部、踝关节、膝关节、髋关节是如何协同工作,如何吸收和传递冲击力,以及如何利用身体的重心转移来维持平衡。书中还提供了一些自我检测步态的小方法,让我能够更清楚地认识到自己步态中可能存在的问题。我尝试按照书中的建议,调整自己的站姿和行走姿势,并加强了腿部和核心肌群的力量训练。几周下来,我惊喜地发现,我之前的腰酸背痛问题得到了缓解,站立和行走时感觉更加轻松和稳固。这本书让我明白,我们身体的每一个动作,都遵循着精确的物理定律。它让我开始以一种全新的视角来审视自己的身体,并尝试通过科学的方式,去优化我的日常运动,让我的生活变得更加健康和舒适。

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坦白说,《运动生物力学》这本书的出现,完全是源于我对“为什么”的执着。我是一名狂热的篮球爱好者,从小到大看过无数精彩的比赛,也亲身参与过大大小小的比赛。但我总是忍不住去思考,为什么有些球员的投篮那么稳定?为什么有些球员的突破那么迅猛?为什么同样的动作,有些人可以做得轻松自如,有些人却容易受伤?这些疑问一直萦绕在我脑海中,直到我偶然间发现了这本书。不得不说,这本书真的让我“解渴”了。作者在开篇就点明了运动生物力学在运动表现提升和损伤预防中的核心作用,这立刻勾起了我的兴趣。接着,书中对人体骨骼、肌肉、关节等运动系统的精细描绘,让我仿佛拥有了一副透视眼,能够清晰地看到运动过程中身体内部的运作机制。我尤其对书中关于“力链”的讲解印象深刻。作者用非常形象的比喻,将人体比作一个复杂的机械系统,当力量从身体的一个部位传递到另一个部位时,其效率和损耗是如何影响最终的运动结果的。这对我理解为什么运动员需要进行全身性的力量和协调性训练有了全新的认识。书中对于不同运动项目,如足球、网球、游泳等,进行了案例分析,通过剖析运动员在特定动作下的生物力学特征,揭示了动作优化和技术改进的关键点。比如,书中对足球射门时下肢蹬地力量、核心肌群的稳定以及上肢挥动速度如何协同作用,进行了详尽的分析,这让我对如何提高我的射门力量有了更清晰的指导。这本书让我明白,运动不仅仅是肌肉的力量,更是科学的智慧。

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我是一个对“效率”二字有着极致追求的人,无论是在工作还是生活中,我总喜欢寻找最优解。《运动生物力学》这本书,恰恰满足了我对“运动效率”的探索。书中对于“动量”和“能量守恒”在各种运动项目中的应用,进行了非常详尽的阐述。作者通过分析跳跃、投掷、挥杆等动作,揭示了如何通过优化发力顺序和身体姿态,来最大程度地提高动量的传递效率,从而获得更好的运动表现。我最欣赏的是书中关于“反作用力”的讲解。作者指出,在很多运动中,我们都是通过施加反作用力来获得前进或上升的动力,例如游泳时向后划水,地面蹬地起跳等等。书中提供了很多关于如何利用反作用力来提升运动效率的技巧和训练方法。我尝试在游泳训练中,有意识地去感受和利用反作用力,并且加强了背部和肩部肌肉的力量训练。几周下来,我惊喜地发现,我的游泳速度有了明显的提升,而且感觉整个划水过程更加流畅有力。这本书让我明白,运动并非仅仅是“用力”,更是“巧用”。它帮助我从一个“蛮力型”的运动者,转变为一个注重技巧和效率的“智慧型”运动者,让我对运动的理解和实践,都进入了一个新的层次。

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说实话,我最初购买《运动生物力学》这本书,是抱着一种“拓展知识面”的心态。我从事的是一个与运动看似不太相关的行业,但我一直对人体运作的奥秘充满好奇,尤其是那些能够完成令人惊叹的动作的人体。《运动生物力学》这本书,恰恰满足了我的这种好奇心。书中对于“肌肉募集”和“神经肌肉协调性”的讲解,让我仿佛窥见了人体内部的“指挥系统”。作者通过分析不同运动项目对特定肌肉群的要求,以及大脑如何通过神经信号来精确控制肌肉的收缩和放松,让我对人体的精妙之处有了更深的认识。我尤其喜欢书中关于“本体感觉”的讨论。作者指出,本体感觉是人体感知自身位置、运动和姿势的能力,它在运动控制中起着至关重要的作用。书中提供了一些训练方法,来帮助我们提高本体感觉,例如单腿站立、平衡球训练等。我尝试在日常生活中进行这些训练,惊喜地发现,我的身体平衡感和协调性得到了显著提升,我走路时感觉更稳健了,甚至在一些需要精细操作的场合,也感觉更加得心应手。这本书让我明白了,人体不仅仅是一个由骨骼和肌肉组成的“机械装置”,更是一个拥有复杂神经系统和感知能力的“智能系统”。它让我对“人”这个个体本身,有了更深层次的理解和敬畏。

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我最近对“极限运动”产生了浓厚的兴趣,诸如跳伞、攀岩、滑雪等等,这些运动充满了挑战和刺激,但也伴随着极高的风险。在观看一些极限运动视频时,我总会惊叹于运动员那些不可思议的动作,以及他们如何在极端环境下保持身体的平衡和控制。《运动生物力学》这本书,恰好满足了我对这些运动背后的科学原理的好奇心。书中对于“重力”、“空气动力学”、“摩擦力”等物理学基本概念在运动中的应用,进行了非常深入的讲解。例如,在分析跳伞运动员的下降过程时,书中详细讲解了重力和空气阻力之间的相互作用,以及运动员如何通过调整身体姿势来改变空气阻力,从而控制下降的速度和方向。这让我明白了,原来那些看似“自由落体”的动作,背后却蕴含着精密的物理计算。更让我着迷的是,书中对于“角动量守恒”原理在滑板、体操等旋转类运动中的应用。作者通过形象的比喻,解释了运动员如何通过收缩身体来减小转动半径,从而加快旋转速度,以及如何通过伸展身体来减缓旋转,从而完成更精细的动作。这让我对那些在空中做出各种炫酷旋转动作的运动员,有了更深的理解和敬意。这本书让我明白,极限运动的魅力,不仅仅在于其惊险刺激,更在于其背后深厚的科学支撑。它让我看到了人体在挑战物理极限时的无限潜能,也让我对运动中的“艺术”有了更深刻的认识。

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拿到《运动生物力学》这本书,我本来是抱着一种“看热闹”的心态,毕竟我对运动科学了解不多,总觉得这种涉及“力学”的书籍会枯燥乏味,充斥着公式和图表。然而,事实证明我大错特错了。从翻开第一页开始,我就被书中那些生动形象的描述深深吸引。作者并没有直接抛出艰涩的理论,而是从我们日常生活中最常见的运动场景切入,比如跑步、跳跃、投掷等等。他用一种非常平实的语言,结合一些简单的例子,巧妙地将复杂的生物力学原理融入其中。我记得其中有一段讲到跑步时的蹬地动作,书中详细分析了脚踝、膝盖、髋关节在蹬地瞬间受到的力以及肌肉如何协同发力,让我恍然大悟,原来我们看似简单的蹬地,背后蕴含着如此精妙的物理规律。更让我惊喜的是,书中还穿插了不少运动训练的案例,通过分析优秀运动员的动作,进一步阐释了生物力学原理在提高运动表现中的作用。例如,关于跳高的助跑和起跳技术,书中就详细剖析了不同起跳方式在能量传递和动量转换上的差异,这对我这个业余跳高爱好者来说,简直是如获至宝。我开始重新审视自己平时训练中的一些不足,并尝试将书中的一些建议运用到实践中,虽然进步缓慢,但那种“懂了”的感觉,真的非常令人兴奋。这本书不仅仅是理论的堆砌,更是一种思维方式的引导,它让我学会用科学的眼光去观察和理解运动,发现其中蕴含的无限可能。我原本以为这是一本“工具书”,没想到它更像是一本“启蒙书”,为我打开了通往运动科学世界的一扇大门。

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