第二章人體生物力學參數教學目標：1、掌握人體慣性參數、運動學參數、動力學參數的基本特征以及各類參數的采集方法。2、理解運動生物力學參數特征。第一節人體慣性參數包括人體整體以及環節的質量、質心（重心）位置、轉動慣量及轉動半徑。一、人體慣性參數特征（一）、人體慣性參數特征量1、質量：用以描述物體保持原有運動狀態的物理量。人體各環節的質量叫做各環節的絕對質量，各環節絕對質量與人體質量之比叫做各環節的相對質量。2、重量：環節絕對重量/相對重量。G=mg3、人體質心（重心）：在生物力學上多用質心。質心：是物體的質量中心；重心：是物體各部分所受重力合力作用點。人體重心可分別用絕對值和相對值來表示，后者是前者與身高的比值。絕對重心與身高有關，相對重心與人體的體型有關，可以作為運動選材的指標。4、環節質心（重心）位置：描述人體環節質心（重心）位置，一般采用環節質心（重心）半徑系數的概念，即近側關節中心至環節質心（重心）的距離與環節長度的比值。5、轉動慣量：是衡量物體（人體）轉動慣性大小的物理量，用以描述物體保持原有轉動狀態的能力。J=⊿miri2思考：用體育實例說明影響因素。6、回轉半徑（轉動半徑）：假設繞某轉動軸的物體全部集中在離軸某距離的一點上，即用這一點來代表整個物體的質量，這時它的轉動慣量如果恰好與原物體相對此軸的轉動慣量相等，則稱這個距離為回轉半徑（R）。思考：1、我們剛才講的是求質點的轉動慣量，它是很簡單的，如果讓我們求人體或者一個物體的轉動慣量，如何求？？？？？？

J=miri22、如果物體的轉動軸發生了平移，距離為d，在已知原轉動軸（繞過質心）的轉動慣量，如何求平移后轉動軸的轉動慣量？？？J1=J0md2這就是轉動的平行軸定理。通過物體質心的轉動慣量最小。（二）人體慣性參數的標準化：在人體慣性參數測量時，人體環節的劃分和人體環節關節的判定是參數測量中的基礎性技術環節，所以確定環節的劃分方法十分重要。1、人體環節的劃分：目前有兩種劃分依據：一種是以功能為依據，即以關節轉動中心分界，并以兩關節中心間的連線確定環節長度（德國、美國）。一種是以尸體解剖為依據，即以骨性標志把人體分為若干環節（日本、前蘇聯、中國）。各有優缺點。2、人體環節關節點的判定：⑴、確定關節轉動中心的原則：關節點應是關節瞬時轉動中心；關節中心必須位于兩環節縱軸的交界點，使得環節兩端與關節縱軸接觸；參考骨性體表標志；關節點的位置應與所引用的環節環節慣性參數測量方法相一致。⑵、關節轉動中心位置的確定方法：①、手：腕關節中心至手質心的連線為手環節的縱軸。②、腕關節：腕橫紋的中點。③、肘關節：肘橫紋中點（前面觀）；尺骨鷹嘴中心（后面觀）。④、肩關節：肩部中心。⑤、髖關節：腹股溝線中點（正面觀）。⑥、軀干：兩肩關節連線中點與兩髖關節連線中點的連線。⑦、膝關節：髕骨中點。⑧、踝關節：腓骨外踝隆起處（外側觀）；脛骨內踝下緣（內側觀）。⑨、足縱軸：跟結節與中趾的連線。3、人體慣性參數模型（剛體模型）：根據我們剛才所述依據和原則，建立的人體慣性參數模型。⑴、漢納范模型：將人體分為15個環節。頭、上軀干、下軀干、臂、前臂、手（×2）、大腿、小腿、足（×2）。⑵、蘇聯模型：將人體分為16個環節。頭、上軀干、中軀干、下軀干、臂、前臂、手（×2）、大腿、小腿、足（×2）。⑶、中國人模型：將人體分為16個環節。頭、頸、上軀干、下軀干、臂、前臂、手（×2）、大腿、小腿、足（×2）。⑷、目前國際上常用的模型：將人體分為14個環節。頭頸、軀干、臂、前臂、手（×2）、大腿、小腿、足（×2）。（三）、人體慣性參數的特性：1、人體重心的位置：影響人體總重心的因素有六個：⑴、性別：總體上女性比男性的相對高度低0.5%-2%。⑵、年齡：一般來說兒童比成年人約高10%-15%，隨著年齡的增長會下降。⑶、運動專項：⑷、體型：⑸、姿勢：重心不一定要在人體上（前傾或者后屈）。⑹、生理與心理：主要是內臟位置和血液的影響。二、人體慣性參數的測量：1、尸體解剖法：2、活體測量法：主要包括水侵法和注入法。3、放射性同位素測定法：4、CT法：5、MRI法:第二節運動學參數一、運動學參數特征：人體的運動是在一定的時間和空間維度上進行的，人體運動的運動學是對人體運動的定量描述，研究人體在空間的幾何位置隨時間而變化的規律性。（一）、運動學參數：包括時間參數、空間參數、時空參數1、時間參數：（1）、時刻：瞬時性。（2）、時間：是運動結束時刻與開始時刻之間的間隔。（3）、頻率：是動作重復性的度量，即單位時間內重復進行的動作次數。主要針對周期性動作。2、空間參數：（1）、路程：質點運動軌跡的全長。標量。（2）、位移：運動的直線量度。矢量。（3）、角位移：矢量。3、時空參數：（1）、速度：矢量。位移與時間的比值。（2）、速率：標量。路程與時間的比值。（3）、角速度：矢量。（4）、加速度：矢量，單位時間內速度的變化量。（5）、角加速度：矢量。（二）、運動學參數相對特征。在研究問題時，涉及位移、速度、加速度等都是相對于選定的參考系而言，只有確定了參考系，這些量才有確定的意義，這一性質特征可概括為相對性。主要指參考系和坐標系。1、參考系：（1）、慣性參考系：是指以地球或者相對于地球靜止不動的物體或做勻速直線運動的物體作為參考系，通常又稱為靜參考系。（2）、非慣性參考系：是指以相對于地球做變速運動的物體，或者