一、课程目的与任务
1.掌握运用运动生物力学方法或手段测试和评价人体技术动作特征。
2.能运用运动生物力学的实验方法，验证运动生物力学的基本理论。
二、课程教学要求
通过实验教学，培养学生观察、比较、分析和综合的能力，能正确使用简单的测试工具测试和计算人体运动速度，掌握人体重心的计算方法，初步具备应用生物力学研究方法的能力
三、教学方法、教学形式、教学手段
1.采用讲授法讲解运动生物力学的基本理论和原理。
2.采用多媒体教学课件，结合运动技术动作，分析人体运动的力学原理。
3.采用实验法，通过测量采集数据，分析和处理数据，并根据结果予以客观评定。
四、实验内容和学时安排
| 序号 |
实验项目名称 |
学时 |
实验类型 |
每组人数 |
备注 |
| 1 |
分析法、图解法测定人体重心 |
1 |
验证型 |
5人/组 |
必做 |
| 2 |
不同跑速时步长与步频关系 |
1 |
验证型 |
5人/组 |
必做 |
| 3 |
纵跳实验 |
2 |
验证型 |
5人/组 |
必做 |
| 4 |
技术图片上测定人体稳定角 |
1 |
验证型 |
5人/组 |
必做 |
| |
转椅实验—动量矩守恒定律的验证 |
2 |
验证型 |
5人/组 |
必做 |
| |
铅球出手角度测量 |
1 |
验证型 |
5人/组 |
必做 |
实验一 分析法、图解法测定人体重心
1.实验目的
学习运用分析法和图解法在运动图片上计算人体重心的原理和方法；加深对影像解析计算人体重心原理的理解。
2.实验原理
以合力矩原理为依据，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，用公式求出人体总重心的坐标。人体各环节重心在各环节中，几乎都有一个固定的位置。纵长环节的重心大致位于纵轴上，靠近近侧端关节。在画出的人体运动简图上，可根据各环节的长度与环节重心半径系数的乘积以及近侧端关节中心点来确定环节重心在人体运动简图上的位置，然后可在坐标纸上读出各环节重心点的二维坐标（XiC，YiC）。
3.实验内容
（1）在坐标纸上建立平面直角坐标系OXY。
（2）做出人体运动简图。
（3）测出运动简图中各环节的长度。
（4）计算各环节重心到其近侧端的距离。
（5）根据各环节长度在人体运动简图上确定各环节的重心位置。
（6）经过公式计算即可得出人体重心位置。
4.主要设备器材
运动技术图片一张、细针、直尺、铅笔、坐标纸等。
实验二 不同跑速时步长与步频关系
1.实验目的
加深理解速度概念的物理意义，掌握测定平均速率的方法。了解自己在不同跑速情况下的步长和步频的变化规律。
2.实验原理
（1）跑速=步长×步频
（2）步频=步数、时间
3.实验内容
（1）每个学生以慢速、中速、快速和最高速度分四次跑完20m，在20m跑的始端前有15m预跑，以便进入20m跑道后能以匀速跑完全程。记录20m跑的时间和步数。每组由4人组成，一人给起跑信号，1人计时，1人数步数，第4人为实验对象。实验轮流4次，直到每个人都做完实验为止。
（2）计算 根据所学的运动学公式，分别计算每次跑的速度、步长、步频，将结果填入表格内相应的栏目内。
（3）20m快跑 由站立式起跑开始，测20m跑的最高速度，记录下时间、步数、计算出速度、步长和步频。
不同跑速时步长与步频登记表
| 项目 |
时间/s |
步数/次 |
速度/m·s-1 |
步长/m |
步频/s-1 |
备注 |
| 慢速 |
|
|
|
|
|
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| 中速 |
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|
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| 快速 |
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|
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| 最高速度 |
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|
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| 最高速度（无预跑） |
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4.主要设备器材
计时秒表、20米长卷尺。
实验三 纵跳实验
1.实验目的
学习测量人体运动的动力学特征的方法，分析原地纵跳的力学特征。
2.实验原理
（1）竖直上抛公式
（2）牛顿第二定律
（3）肌肉收缩的力学原理
3.实验内容
（1）试验方式可采用课堂演示方式进行实验。
（2）纵跳方式有：由半蹲开始无反向运动不加摆臂的纵跳；由站立开始不摆臂的纵跳；由站立加摆臂自由纵跳；由站立开始加摆臂作下蹲后稍停片刻（2~3s）的纵跳。
（3）每种纵跳各作3次，并求平均值填于表内。
（4）测试方法是被试者腰部系有皮尺站立在纵跳板上，将皮尺的另一端压在纵跳板上的松紧带下，并拉直记下其刻度H1。然后令被试者作纵跳，待落于板上后记录皮尺上刻度H2，两者之差即是纵跳高度，并将每次测得的H值登记在表格内。
纵跳实验记录表
| 纵跳方式 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
平均值 |
| A |
|
|
|
|
| B |
|
|
|
|
| C |
|
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|
|
| d |
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4.主要设备器材
2米长软皮尺一条、纵跳板一块（板边固定一卡皮尺用的松紧带）
实验四 技术图片上测定人体稳定角
1.实验目的
学习在技术图片上求解人体稳定角的方法。
2．实验原理
根据稳定角的概念“人体重心垂直投影线与重心至支撑面边界点的连线之间的夹角”。只要在技术图片上测量出人体重心的位置和支撑面的边界点，即可确定人体在不同方位上的稳定角。
3.实验内容
（1）先以图片法求解图片中人体重心的位置。
（2）确定不同方位上的支撑面边界点。
（3）在坐标纸上绘出人体单线图，并标出人体重心位置。
（4）由人体重心向下作垂线，连接重心和支撑面边界点的连线。
（5）测量人体重心的垂线与重心至支撑面边界点连线之间的夹角。
4.主要设备器材
技术图片、直尺、量角尺、大头针、坐标纸。
实验五 转椅实验—动量矩守恒定律的验证
1.实验目的
理解动量矩守恒定律的适用条件，了解角速度和转动惯量的相互关系2．实验要求。
2.实验原理
动量矩守恒定律。公式I0ω0 = Itωt
3.实验内容
（1）受试者坐在转椅上，手持哑铃两臂侧平举，由其他人帮助转椅获得初始转动角速度，然后观察两臂3至胸前时角速度的变化及展开两臂时角速度的变化。
（2）受试者坐在转椅上，手持哑铃两臂同时向一侧摆动，观察人与转椅系统的运动状态变化情况。
提示：本实验不考虑转轴摩擦力矩和空气阻力矩的作用，假定合外力矩为零。
4.主要设备器材
茹可夫转椅。
实验六 铅球出手角度测量实验
1.实验目的
掌握测量铅球出手速度、角度的方法。培养学生利用简单设备测量运动参数的能力。
2.实验原理
铅球在空中飞行的轨迹为抛物线，根据抛物线运动规律，设铅球出手速度为u0，出手角为α，出手高度为h，空中飞行的时间为t，铅球飞行的水平移为s，则在实验中可测得t、h、s，由此可测铅球的出手速度与出手角度。
3.实验内容
（1）选定某一受试对象，让受试者做徒手推铅球运动，并保持出手时的状态，测量其出手点高度，同时测量其出手的垂直投影离铅球投掷圈内沿的水平前移量x。
（2）受试者推铅球，用三只秒表同时记录铅球在空中飞行的时间t（三只表的平均值）。
（3）测量铅球飞行的距离（实际水平飞行距离应按田径规则测量所得的值减去前移量x）
（4）根据公式计算u0、α。
4.主要设备器材
铅球、皮尺、秒表。
五、实验成绩的考核方法
本课程为考查课。实验成绩由实际操作（占60%），实验报告（占40%）二部分组成。实验课成绩占课程总成绩的40%。
六、实验指导书
《运动生物力学学习指导》 高等教育出版社 2000年5月第1版。
主要参考书目：
1.卢德明《运动生物力学测量方法》 北京体育大学出版社，2002年8月版。
2.《运动生物力学》 体育学院通用教材 人民体育出版社。
3. 郑秀媛 《现代运动生物力学》 国防工业出版社 2002年10月版。
