生物力学原理
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生物力学原理范文第1篇
[关键词] 交锁髓内针；股骨干骨折；生物力学
[中图分类号] R683.42[文献标识码]A [文章编号]1673-7210（2010）11（a）-018-03
Study on efficacy and biomechanical effect of interlocking intramedullary nail in the treatment of femoral shaft fracture
LI Weibin1, REN Shujie2
(1.Department of Orthopedics, the Second People's Hospital of Longkou City, Shandong Province, Longkou 265700, China; 2.Yantai Longkou Hospital of the Invalides, Shandong Province, Longkou 265700, China)
[Abstract] Objective: To observe the efficacy of interlocking intramedullary nail in the treatment of femoral shaft fracture. Methods: 88 patients who were locked by intramedullary nail in the treatment of femoral shaft fracturein our hospital from March 2008 to April 2010 were retrospectively analyzed, and patients with AO steel plate internal fixation at the same time were randomly selected. the Efficacy and biomechanical effect of the two groups were compared Results: The operative time, hospitalization time, bone healing time, blood loss, and other aspects of the two groups had significantly different (P
[Key words] Interlocking intramedullary nail; Femoral shaft fractures; Biomechanical
股骨干骨折的是一种较为常见的由直接或间接暴力所致的骨折。股骨干骨折采用交锁髓内针内固定是一种比较理想的治疗方法，交锁髓内针内固定是近年来四肢骨干骨折治疗的首选[1]，其生物力学优势已得到公认[2-3]。笔者根据2008年3月～2010年4月收治的88例(不同部位)股骨干骨折行交锁髓内针内固定进行分析，并对交锁髓内针固定股骨干骨折进行力学对比，现将材料总结如下：
1 资料与方法
1.1 一般资料
本组资料选取龙口市第二人民医院2008年3月～2010年4月收治入院的88例股骨干骨折患者，其中，男性患者65例，女性患者23例；年龄最小19岁，最大63岁，平均（34.3±3.2）岁；骨折部位：左侧股骨54例，右侧股骨34例；骨折原因：交通事故伤65例，坠落伤10例，摔伤13例；多数患者伴有其他部位损伤，其中一侧股骨干横形合并同侧胫腓骨粉碎性骨折1例。于伤后1～8 h入院，所有患者均顺行固定。纳入标准：①闭合性股骨干中段新鲜骨折；②年龄18～65岁；③身体状况良好。排除标准：①病理性骨折或严重粉碎性骨折；②年龄小于18岁或者大于65岁；③严重血管、神经损伤；④身体条件差。
1.2 治疗方法
髓内钉采用常州武进三厂股骨交锁髓内钉，弹性输血带应用上海器械厂生产（规格为0.5 mm×140.0 mm），弹性模量为4.2 MPa。力学测压仪器使用南方医科大学生物力学重点实验室KYOWAWGA-6708测压仪。所有患者采用持续硬膜外麻醉，取侧卧位，患肢在上，内外旋中立位，屈髋80°，内收30°；在大粗隆顶点向上行直切口4 cm，切开至大转子内壁，用甲钩向两侧牵开，在梨状窝处大转子前后缘中点紧贴大转子内壁锥透骨皮质；用T柄锥状髓腔扩大器，自直径8 mm开始，每次递增1 mm扩大进钉点以达到髓内针尾端所需直径；再屈膝位牵引，手法整复骨折并维持股骨的力线及长度，将合适长度、直径的髓内钉从梨状窝打入髓腔至钉尾平大转子尖止。对患者术前、后进行股骨X线摄片，见图1、2、3。
1.3 统计学方法
数据由SPSS 13.0软件包进行统计处理，数据方差采用（x±s）表示，组间数据采用t检验，以P＜0.05为有显著性差异。
2 结果
两组患者内固定手术时间、住院时间、骨折愈合时间、手术失血量的比较，实验组与对照组的骨密度无显著性差异（t＝0.733，ν＝7，P＞0.05），见表1。
表1 两组患者手术时间、住院时间、骨愈合时间、失血量、骨密度情况
比较（x±s）
Tab.1 Comparison of the operative time, hospitalization time, bone healing time, blood loss and bone mineral density
between two groups（x±s）
在扭转试验中，骨折远近端与夹具之间均无滑动；在负载试验中骨折远近端无滑移（表2）。
表2 两种内固定方法负载指标比较（x±s，n=88）
Tab.2 Comparison of load index of two kinds internal
fixation methods（x±s，n=88）
髓内钉的压力侧位移较小，钢板侧位移较大，两者比较有非常显著性差异(P＜0.01)，说明位移越小，抗压强度及稳定性越好。髓内钉在承受连续动量载荷时，钢板位移较小且恒定，位移较大，其抗压强度有非常显著性差异(P＜0.01)。钢板的强度及稳定性不如髓内钉，两种内固定物均有固位作用，而且也可防止滑移。两组内固定方法不同压力下位移、位移-扭矩比较见表3、4。
3 讨论
成人股骨干骨折所采用的AO加压钢板和髓内钉固定均符合生物力学要求，但是钢板固定手术切口很长，术中创伤较大，骨折愈合时间长，且经常出现螺丝松动、弯曲、折断等情况，严重影响骨折愈合，容易出现并发症[4-5]。
带锁髓内钉作为治疗股骨干骨折的常用方法，具有以下优点：①固定牢固，能有效防止骨折端旋转及短缩，手术适应证广，应力遮挡小[6]；②有利于早期功能锻炼；③较AO钢板骨愈合快，感染率低[7]。根据本研究中两组内固定方法的生物力学检测结果表明，带锁髓内钉在压、弯、扭三种最大载荷作用下，其强度、刚度明显优于对照组，采用带锁髓内钉比AO加压钢板内固定的轴向强度高6.7%，弯曲强度高5.4%，剪切强度高9.8%。而对应轴向刚度相应高5.9%，弯曲刚度高7.7%，扭转刚度高1.8%，两组内固定物比较无显著性差异（P＞0.05）。本文研究结果表明，带锁髓内钉具有力学分布合理，内固定稳定可靠，与AO加压钢板一样，是一种优良的内固定器械[8-10]。由于带锁髓内钉的固定结构，它能起到动态加压的作用，其应力遮挡特别小，根据本文测定的应力遮挡效应（即应力保护率）比对照组小57%，具有非常显著性差异（P＜0.01）。结果表明，钢板内固定属于偏中轴固定，虽然钢板固定过程中的弯曲应力大于髓内钉固定，但是钢板固定过程中负重所产生应力遮挡效应将导致骨质疏松，对骨折的愈合有一定的影响。交锁髓内钉固定骨折过程中，属于中央型内夹板式固定，该种固定方式对骨骼力学传导是应力分享作用，其生物力学对肢体的干扰相对较少，而且具备抗弯、剪、扭、旋优良及弹性固定的作用，避免了生物力学矛盾而影响疗效。另外，交锁髓内钉内固定牢靠，利于骨痂生成，与其他内固定器械相比有很大优势，其手术适应证较广，几乎适合所有年龄的股骨颈骨折的治疗，且操作简单，是一种较理想的内固定方法[11-12]。
[参考文献]
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生物力学原理范文第2篇
关键词：铅球，出手初速度，出手高度，出手角度
前言：推铅球是一项古老的投掷项目，它的起源可追溯至远古时期，那是人们推掷沉重的石头进行比赛。在1896年的第一届现代奥运会上，就设有男子推铅球比赛。正式的女子推铅球奥运会比赛始于1948年的第十四届奥运会，铅球的重量为4千克，一直沿用至今。铅球也是我国体育院校的体育教学科目之一，它的特点是要动员全身肌肉的力量，用最大的工作距离和最快的速度把铅球投的更远。由于铅球与其他投掷器械的构造和质量不同，与其他投掷项目相比，影响其远度的因素也存在一定的差异。
1. 研究对象与方法
1.1 研究对象 世界优秀的铅球运动员。
1.2 研究方法 文献资料法，比较分析法。
2. 结果与分析
2.1推铅球技术的发展
推铅球运动从产生至今，虽然已经历了660多年的发展过程，但技术演进的最大变化是伴随着现代奥林匹克运动的发展，发生在进入20世纪至今的这100多年里。具体来说，推铅球技术的发展大体上经历了侧向滑步推铅球阶段、半背向滑步推铅球阶段、背向滑步推铅球阶段和背向滑步与旋转推铅球技术并存四个阶段。
2.2 对推铅球初始条件的分析
当其他因素不变时，推铅球的远度就主要由初始条件决定了，铅球一旦出手以后。在不计空气阻力的情况下，在空中飞行的阶段就只受到重力的作用了。论文参考网。对于铅球的教学来说，运动训练的最终目的就是为了追求最大的远度，如果能把影响远度的各个因素发挥到最佳值的话，那么这个队员就达到了技术的最佳化。他就能在现在的身体素质上发挥最高的水平，达到最大的远度。
2.2.1 器械出手初速度
出手初速度是指铅球出手瞬间相对地面的速度。在当今的田径运动的项目都朝着加快动作速度的趋势发展，速度是各项运动技术的核心。田径运动的最终是速度重于一切。专项速度是决定专项运动成绩的最直接的因素，力量是决定运动成绩的间接的相关因素。所以说，在影响推铅球远度的因素中，出手初速度是最重要的因素。在其他条件不变的情况下，如果能使出手初速度稍微的提高，投掷的远度就会明显的增加。从物理学中的斜抛公式中可以知道，运动器械飞行的速度值与器械所获得的速度的平方值成正比。论文参考网。即铅球的远度取决于铅球出手瞬间的速度。因此，在体育教学与日常的训练中，一定要使运动员保持良好的身体状况，想尽办法增大运动员的肌肉力量，并且要正确的掌握和使用基本技术，从而取得良好的初速度，只有这样才能够取得理想的成绩。
2.2.2 器械出手角度
在现在的许多教科书和很多文献之中，将出手角度和最佳出手角度混为一谈而实际上二者并不相同。出手角度是出手瞬间抛射物的瞬间速度方向和水平面之间的夹角。然而，当铅球队员的出手高度、出手速度固定时，有一个固定的出手角度能使铅球推出最远的距离，这个出手角度叫做最佳出手角度。它与出手高度和出手速度有关。对这两者应该综合的考虑清楚，在实际的应用之中，应该首先考虑该采用何种技术动作，多大的出手角度才能够发挥最大的出手速度，然后在考虑出手角度对远度的影响作用。根据力学的物理原理，物体抛出的最适宜的角度是45度，否则抛出的角度过大或者过小都会影响落地的距离。但是在铅球的最适宜的出手角度实际上并不是45度，因为第一铅球在运动中会受到空气的阻力的影响。第二是由于运动员推铅球的出手点与落地点不是在同一个平面上。那么铅球的出手角度究竟多大才是合适呢？有这样一个公式，供我们参考：sinθ2=v2/2v2+2gh.[2]比如：一个身材高大的优秀运动员，他推出的铅球的出手高度为2.2米，出手初速度是13米每秒，计算出他的合理的出手角度代入公式就可得到角度是41度多点，这样投的才最远。然而，对于每个运动员来说，都会有不同的最佳出手角度。实践中，世界优秀铅球运动员的出手角度范围在35到39度之间。
2.2.3 器械出手高度
出手高度是指铅球出手瞬间距地面的高度。铅球的出手高度，对每一个运动员来说，一般都具有相对的稳定性，这就主要取决于运动员的身高、臂长、以及对这个专项技术的掌握程度。不过，在以往的著作中，对出手高度对飞行远度的影响是孤立进行研究的，没有考虑出手高度的改变会影响其他因素的变化。虽然有研究显示，如果铅球的出手高度能增加0.2米，则运动员的运动成绩就可以提高1%。论文参考网。但是随着出手高度的增加，其出手速度必然会受到一定的影响，他们之间存在着一定的负相关的关系，当出手高度超过了最佳值的时候，反而会使其出手大大的减少。因此，在考虑出手高度时，应该在先考虑出手速度的前提下，在适当的增加出手高度。
3. 结论与建议
3.1 随着知识和科学的进步，使铅球的技术得到了进一步的发展。
3.2 在推铅球的出手初速度、出手角度和出手高度对推铅球的成绩都有影响。然而，出手初速度对成绩的影响是最大的。
3.3 在以后的训练中，要着重提高运动员的出手速度，就要运用力学学理，加长铅球的运动路线，尽力缩短在该线路上的时间。
3.4 在训练中，要提高运动员的爆发力练习，还要在选材时，选那些身高体壮的运动员。
参考文献：
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[5] 刘冬顺.铅球最佳出手角度的力学原理分析及应用[J].鄂州大学学报.2006,3.
[1] 陈功 男 体育教育训练学硕士 广西经贸职业技术学院体育部
生物力学原理范文第3篇
包括：动物学、植物学、微生物学、古生物学等；依研究内容，分为分类学、解剖学、生理学、细胞学、分子生物学、遗传学、进化生物学、生态学、生物进化学等；从方法论分为实验生物学与系统生物学等体系。
生物学(Biology)，简称生物，是自然科学六大基础学科之一。研究生物的结构、功能、发生和发展的规律。以及生物与周围环境的关系等的科学。生物学源自博物学，经历实验生物学、分子生物学而进入了系统生物学时期。
（来源：文章屋网 ）
生物力学原理范文第4篇
关键词：优秀跆拳道运动员；远距离进攻型后横踢；踢击速度
中图分类号：G804.66文献标识码：A文章编 号：1007-3612(2011)04-0064-04
Biomechanics Research on the Offensive Back Turning Kickin Long Distance of Elite Tae Kwon Do Players
HAO Ying1，DUAN Haijun1，JI Zhongqiu2
(1.College of Physical Education，Northwest Normal University ，Lanzhou 730070，Gansu China; 2.College of Sports and Physical Educati on，Beijing Normal University，Beijing 100875，China)
Abstract: The offensive back turning kick in long distance is the one of main weak links o f elite Tae Kwon Do players.By using the sport biomechanics research to gatherthe data of this technology of elite Tae Kwon Do players，and with parametric an alysis，the result shows: the strength shortage of lower limb influence the star t speed.The sequence error of swing leg at the starting phase affects the starttime interval and the pulling distance between the feet when launching; the gra vity acceleration comes lower in the restoration period which causes the longertime of the restoration period.In order to improve the player’s technique cont inuously，the research provides the theoretical reference for the sport’s devel opment.
Key words: outstanding Tae Kwon Do players; offensive back turning kickthrough long distance; velocity of attack
在跆拳道的众多腿法技术中，横踢技术以动作简洁迅速、击打效果好等特点成为最常用 、最有实用价值的技法［1］。由于比赛中的或然性，根据时机、战术组合的不同需 要，运动 员往往采用有别于标准后横踢的技术动作［2］，远距离进攻型后横踢技术就是其中 的一种， 它是指从距离较远的位置主动发起的后横踢［3］。动作形式与后横踢［4］基 本相同，但因其进 攻距离长，导致支撑脚向攻击方向有较大的位移［5］。作为后横踢在竞技中的变形 动作，远 距离进攻性后横踢常与步法相结合使用，如踮步、跳换步、前进步等［6］，它也可 以是直接从原地发起的远距离进攻。
我国开展跆拳道运动的时间相对较短，整体实力水平发展不均衡，未形成夺金的群体优 势［7］。造成落后的原因是多方面的，腿法技术运用的熟练和优劣程度是衡量一个 运动员技 能水平的主要指标［8］。目前，国内缺乏对高水平运动员腿法技术的深入研究，这 将严重制 约我国跆拳道训练的发展水平［9］。因此，有必要将更加接近实战的技术动作进行 科学、系统的分析，为我国跆拳道科学化训练提供理论支持。
1 实验对象与方法
1.1 实验对象
研究对象为14名队跆拳道运动员，其 中9名为健将级运动员，5名国家一级运动员。
1.2 研究方法
1.2.1 三维标定使用一个包括25个标记点的PEAK三维框架，型号为003-C，对拍摄空间进行三维标定。 误差分析使用运动员样本量为：n=5，测量次数为2次，运动员实际身高和解析软件APAS SYS TEM 2003解析后身高标准差平均为0.014，能满足本次研究的要求。
1.2.2 现场拍摄采用日本产JVC GR-DVL9800SH高速数码摄相机对跆拳道运动员在实验控制条件下三维同步定 点拍摄，拍摄时，一部摄像机的主光轴与运动的主平面垂直，摄像机高度为1.24 m，拍摄 距离为12 m，拍摄速度为100 帧/s。
拍摄时，要求运动员站左架，以右腿为摆动腿，尽可能远的调整自己与目标物之间的距 离，以最大能力踢击目标。要求运动员踢击与自己肋部高度相同的靶位。为了保证运动技术 的稳定性，对每一位研究对象的6次三种远距离进攻型后横踢技术动作进行拍摄，征求教练员意见，选取质量较高的2次动作进行解析。
1.2.3 影像解析对运动技术录像采用美国APAS SYSTEM 2003软件分析。根据扎齐奥尔斯基人体模型［10 ］ ，构造人体16个主要的模型参数，对整个动作进行解析。对数据采用DLT法处理，用数据滤 波法进行平滑，截断频率为6，并输出相关数据参数。将动作参数与动作结构原理相结合进 行分析研究。
2 结果与分析
在保证动作完整性的前提下，根据横踢技术动作的任务与性质，将远距离进攻型后横踢 划分为步伐阶段、启动阶段、提膝阶段［11］、踢击阶段［12］和还原阶段［13］，并将步伐以外 的阶段统称为击打阶段。实验涉及的三种远距离进攻型后横踢动作，具有相同的技术特点， 击打阶段前的踮步、跳换步都是由于场上战术安排或双方对峙时变化的需要进行的步伐调整 。三种动作有无步伐或步伐实施的方法影响到击打阶段初速度的获得，从而对完成动作的速 度产生影响，但并不会影响击打阶段的技术构成。
2.1 远距离进攻型后横踢技术的时间特征分析竞技跆拳道中，完成动作的速度是影响技术效果的重要因素。时间是反映完成动作快慢的最 直接的运动学参数，对不同性别研究对象的三种动作各阶段时间进行独立样本T检验， 结果显示各阶段时间在男女运动员之间并没有显著性差异。
图1 击打阶段中各阶段时间分布图
对击打阶段的时间特征分析，观察到启动阶段、提膝阶段、踢击阶段和还原阶段分别占 整个击打阶段的22.13%、18.04%、16.21%、43.62%。通过相关分析，启动阶段、提膝阶 段和 还原阶段用时与击打阶段用时存在显著相关关系，说明这三个阶段是影响整体技术的关键阶 段。其中，还原阶段耗时最多，占总体时间的43.39%，平均在0.316 s，表明运动员消耗 了近 一半时间还原，明显表现出运动员还原能力的不足。踢击时间占总时间的比例相比其它几个 阶段最短，表现出积极的踢击，有利于时机的把握和提高击响效果。而启动阶段时间占总时 间的22.13%，耗时长，明显大于提膝和踢击阶段，是研究中反映出的突出问题。从动作结 构 上看，启动阶段的动作幅度小于提膝和踢击阶段，消耗时间也应较短。动作时程分布的不均 衡表明运动员在动作节奏上存在问题，进而会影响整体动作的发力效果。
下面将对影响整体技术的关键阶段，即启动阶段、提膝阶段和还原阶段，逐一进行分析 ，分阶段探讨造成运动员产生技术问题的主要原因。
2.2 启动阶段技术的分析启动阶段是由警戒式开始至摆动腿脚尖离地瞬间止。从动作构成来看，启动阶段髋关节 屈肌为主动发力肌群，踝关节跖屈使得摆动腿蹬离地面，因此，启动阶段髋关节和踝关节发 力技术是影响启动时间的关键因素。
2.2.1 影响启动阶段髋部技术的关键技术因素分析
图2 启动时髋关节角速度的数据分布图
通过相关因素分析，启动时刻髋关节角速度与启动时间呈显著性负相关关系（P＜0.00 1 ）。髋部角速度是描述大腿与躯干之间夹角变化快慢的物理量，进一步对启动时刻髋关节角 速度数值进行频数分析得到图2，启动时刻髋关节角速度的数值中位线位于下1/2处，即数值 分布半数以上小于平均值，表明大多数运动员启动时刻髋关节角速度较小，并且最大值与最 小值相差较大，说明运动员在此项参数上表现出较大差异，因此，启动时刻髋关节角速度普 遍较慢是影响启动时间较长的关键技术原因。
通过相关分析，启动时刻髋关节速度与启动阶段髋膝发力延迟时间、启动阶段踝关节加 速度最大值出现时刻依次存在显著相关关系。
研究过程中，用髋膝发力延迟时间来表示髋关节和膝关节发力时的先后关系。启动阶段 髋膝发力延迟时间平均为负值，表明从膝关节开始发力到髋关节开始发力的时间极短，甚至 膝关节的发力落后于髋关节，说明运动员启动阶段摆动腿的用力并非由下而上依次进行，而 是存在力量传递的脱节或是用力顺序的错乱。启动阶段踝关节加速度最大值出现时刻均接近 摆动腿脚尖离地瞬间，说明启动阶段踝关节发力时间较晚。虽然启动阶段膝踝发力延迟时间 与此阶段髋关节角速度无显著性相关关系，但是，启动阶段膝踝发力延迟时间为(-0.012± 0.047)s，表明启动阶段膝关节发力早于踝关节，这是摆动腿发力顺序混乱的又一表现。
2.2.2 影响启动阶段踝关节技术的关键技术因素分析通过对启动时刻踝关节角速度的数据进行频数分析后发现，大部分运动员启动时刻踝关 节角速度小于平均水平，因此，启动时刻踝关节角速度普遍偏小是造成启动时间长的主要技 术原因。
进一步研究影响启动时刻踝关节角速度普遍偏小的技术原因后发现，没有参数与它有显 著相关关系，说明启动时刻踝关节角速度普遍偏小是一个原发性技术问题，主要是由运动员 对启动时踝关节发力技术的理解不到位，掌握技术有偏差，造成了错误的技术习惯引起的。2.3 提膝阶段技术的分析提膝阶段是从摆动腿离地瞬间开始，至膝关节屈曲角度变化到最小值。提膝阶段主要完 成了摆动腿大小腿的折叠和支撑腿的拉动，因此，提膝末膝关节的角度和支撑腿向前拉动的 距离是衡量提膝阶段技术优劣的决定性因素。
2.3.1 影响提膝阶段末提膝角度的关键技术因素分析理论上，膝关节绕冠状轴的运动幅度可达135°～140°［14］，即大小腿折叠后夹角 可达4 0°～ 45°。提膝阶段末期膝关节角度平均在94.327°，普遍表现出没有充分的屈膝，即 便 是屈膝最充分的运动员在提膝末期膝关节的角度64.690°也比理论值大。而屈膝最不充分 的 运动员此时膝角达到120.230°，运动员基本没有主动屈膝的表现。这样，严重影响了摆动 腿以髋关节为圆心的转动速度，造成提膝阶段时程延长。因此，屈膝不充分是造成提膝阶段 时程过长的关键因素。进一步分析表明，提膝末期运动员屈膝不充分属于原发性技术问题。2.3.2 影响提膝末支撑脚拉动距离的关键技术因素分析远距离进攻型后横踢制胜的关键之一在于是否在控制与对手的距离时，成功实施远距离 的攻击，击打远度体现了运动员的进攻能力［7］。击打远度是指运动员从启动瞬间 到击中目 标之间的距离，可以分为支撑脚向前拉动的距离，加上击中目标瞬间支撑脚和目标在水平面 投影点之间距离。击中目标瞬间，支撑脚和目标在水平面投影点之间的距离，是由两腿之间 夹角控制的，可以通过柔韧训练得以改善，但会导致平衡的丧失。而支撑脚拉动距离与击打 距离显著相关（P＜0.001），并且支撑脚向前拉动的远近充分显示了运动员的下肢爆 发力，可以通过长期的训练得到充分的改善。
研究显示，男子支撑脚拉动距离平均为0.402 m，女子为0.237 m，男子运动员向前拉动的 距离大于女子选手，与个别学者［5］的相关研究相悖。支撑脚拉动距离占击打距离 的比重为 男子22.58%、女子15.38%，实际贡献率很低。进一步研究支撑脚拉动距离的实验数值后， 得 出性别对此参数无影响。通过分析支撑脚拉动距离的数值分布，发现多数运动员支撑脚拉动 距离较短。最小值0.097 m与最大值0.593 m相差近0.5 m之多，说明实验对象在此能力上 存 在差距，而此能力可以通过专项训练得到提高。因此，支撑脚拉动距离普遍较短是提膝阶段 技术不合理的另一个表现，应得到重视。
启动时重心到两脚的位置与支撑脚拉动距离呈显著性负相关关系，说明进攻的有效性应与启 动时身体姿势的合理性相一致。重心到两脚的位置是由重心在水平面的投影点到左脚的距离 与重心的投影点到右脚距离的比值求得的，用氡硎荆弘=X重心-X左/X右-X 重心。
标准的预备姿势要求重心在两脚间前1/3处，即氪笾挛 0.5，实验测得的数据表明运 动 员在启动时肫骄 0.790，大于理论的合理值，说明研究对象在启动时重心普遍前压性不 够，在启动时容易造成重心的前后起伏，从而影响了启动效果，而启动时重心到两脚的位置 关系值越大，支撑脚拉动距离会越小。进一步对启动时重心到两脚的位置进行数值分布研究 ，发现多数朐 0.5～1.0之间，靠近理论值，因此，启动时重心到两脚的位置对支撑脚拉 动距离有一定影响，但不是造成支撑脚拉动距离较短的主要技术原因。
重心速度体现了躯体的整体速度，受多方因素的影响。启动时刻重心速度的数值分布图 显示半数以上数值大于平均值1.284 m/s，表明研究对象启动时刻重心速度的数值整体较 大，说明启动时刻重心速度是影响支撑脚拉动距离的直接原因，但不是造成支撑脚拉动距离 较短的主要技术原因。
2.4 还原阶段技术的分析还原阶段是从踢击到脚靶，至摆动腿落地瞬间。它是对方最容易反击的一个环节，还原 过程中，重心下落，进攻腿回收，人体处于单脚支撑的极不稳定平衡状态，还原的速度和程 度是决定防守反击的最重要一环。还原的速度和还原后的身体姿势是评价还原能力的两个重 要方面。
2.4.1 影响还原速度的技术因素分析提高还原阶段的速度，需提高摆动腿收腿的相对速度，以及还原时身体的牵连速度，众 多学者认为摆动腿踝关节在还原阶段的速度峰值小于在踢击阶段的速度峰值，是导致“收比 打慢”的关键原因，即缩短还原时间应该以提高肢体的相对速度为主，提高身体的牵连速度 为辅。然而，本研究结果表明，虽然三种动作摆动腿脚尖最大速度出现的时刻均在击中目标 之前的踢击阶段，没有出现在还原阶段，而且摆动腿脚尖最大速度也远远不如世界优秀选手 (17.62±1.21)m/s的水平［15］，充分说明运动员踢击的绝对速度较低，还原不够 积极，但 是，通过相关性分析发现，摆动腿脚尖最大速度出现的时刻与还原时间无显著相关关系，而 重心加速度最大值与还原时间有显著性相关关系（P
进一步分析重心加速度最大值，观察到数据最大值0.660 m/s和最小值6.500 m/s间差距较 大，多数运动员重心加速度最大值小于平均水平0.212 m/s，这说明还原阶段运动员重心普 遍加速度水平较低，这是导致研究对象还原阶段时间过长的主要直接原因。
通过相关分析，根据技术动作的先后顺序，把影响重心加速度最大值的技术参数关系用 下图表示，箭头方向表示相互影响的因果关系。
图3 影响还原阶段重心加速度最大值的技术参数关系
根据技术动作的先后顺序，对还原阶段之前的各阶段关键技术参数进行相关分析可知， 启动阶段和提膝阶段技术逐级影响提膝末期和击中目标时刻的重心速度，最终影响重心加速 度最大值，可见，重心加速不够是一个继发性技术问题。根据之前对启动阶段和提膝阶段的 技术分析，启动时髋部技术问题，以及提膝阶段屈膝不充分是最终影响重心加速度最大值较 小的根本原因。
击中目标时刻踢击方向和水平方向的夹角表明摆动脚在与目标发生碰撞时的情况。踢击 方向与水平面夹角为0°时，摆动脚与目标发生正向碰撞，能够获得最好的击响效果。本研 究中，踢击方向和水平方向的夹角平均为20.273°，变化范围在0.746°～30.948°之间 。从 踢击方向和水平方向的夹角实验数值的分布来看，大多数运动员踢击方向和水平方向的夹角 在20°左右，表明几乎所有运动员在击打目标瞬间摆动脚脚背与目标物没有正向碰撞，并且 为原发性技术问题。
2.4.2 影响摆动腿落地时重心到两脚位置的技术因素分析摆动腿落地时重心到两脚的位置体现了踢击后还原的程度。落地时，如果重心在水平面 的投影点在两脚之间，人体基本处于有限度的稳定平衡状态，此时，运动员右站式站立，形 成与启动前相反的准备姿势，容易控制重心，有利于攻防衔接。
本次研究结果显示，男、女运动员摆动腿落地时重心基本处于两脚之间，但过于接近左 脚的位置，也就是说，运动员摆动腿落地瞬间重心并没有迅速向前，以控制整体的平 衡，而是较为滞后，并且为原发性技术问题。
3 结 论
1)启动阶段、提膝阶段和还原阶段是影响整体技术的关键阶段。
2)摆动腿蹬地时发力顺序错误，髋部力量的不足，以及启动时踝关节的主动发力不足 是启动阶段用时过长的主要技术原因。
3)提膝阶段末期屈膝不足是影响提膝阶段时程过长的原发性技术因素，启动时髋部错误的 发力顺序影响了启动时程，以及提膝阶段支撑脚拉动的距离，启动时身体姿态对支撑脚拉动 距离也有一定影响。
4)还原阶段运动员重心普遍加速度水平较低，是导致研究对象还原阶段时间过长的主要直 接原因，它受到提膝阶段屈膝不充分、启动时髋部技术，以及踢击方向的影响。摆动腿落地 时重心还原不充分属于原发性技术问题。
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生物力学原理范文第5篇
关键词：物理；学生；教学；资源
学生是课堂教学的宝贵资源。充分利用学生资源可以大大丰富课堂的教学内容，而且还可以了解到学生的兴趣点，让教师的教学目标更为明确。在进行课堂教学中，学生是主体，教师是指导者，学生之间决定了教师的教学目标。在传统的教学之中，我们十分重视教材资源和教师资源的开发和利用，却忽视了学生资源的运用，在这种局面下。课程改革就很难有新的突破。
一、物理教学中学生资源利用现状
1.学生处于被动接受地位。在高中物理课堂教学中，教师依然习惯于“一言堂”，学生处于一种被动接受的地位，在这种教学模式下，学生往往是看着老师的讲授和要求就行学习，失去了在教学之中的主体地位，教师也未能调动学生的积极性，学生失去了学习物理知识的兴趣，也未能养成自主学习的良好习惯。
2.在教学过程中忽视了学生的基础。未能利用好学生的基础知识。在课堂教学中，教师只关注知识传授的结果，却忽视了学生的理解和接受的过程。学生接受的知识大多来自于教材或者教师的讲授，学生的学习和研究能力没有得到开发和利用，其所学到的知识也没能很好的和现实生活联系起来，学生进行实践的机会也是十分的有效。
3.学生的群体作用未能发挥。一直以来，高中的物理教学都局限在课堂与教材之中，教师的作用得到了充分的发挥。而学生的主体地位却被忽视了，学生的群体作用也没有得到体现。因此，学生在社会和生活中的各种经验没有得到教师的关注，学生与老师进行互动的机会很少，学生之间进行交流的机会也十分有效。
4.未能贯彻因材施教原则。在课堂教学过程中，教师往往忽略了学生的个体差异，在讲授过程中一概而论，未能做到因材施教，授课形式单一，这样的教学方法既不能满足学习基础好的同学对知识的需求，也让那些基础差、底子薄的同学感到吃力。学生的差异性资源未能得到有效的开发和利用，学生的主动性没有发挥出来。
二、物理教学如何加强学生资源的开发和利用
1.为学生合作学生创设良好的学习氛围，，传统的物理课堂教学，侧重以传授知识为本，注重知识的灌输，忽略了对学生科学思维的培养，客观上形成l『一种压抑死板的学习氛围，在这种氛围下，学生资源不能得到开发和利用。而在一个开放自由的课堂环境内，学生的个性得到充分的发挥，教师也会十分关注学生的感受和体验。在课堂教学中，每一个学生都是富有个性的学习者，而且高中物理课程也有其特有的教学规律。因此开展合作学习，将有利于学生个性的发挥。有利于课堂教学的开展，更有利于发挥学生资源在物理教学中的重要作用。
2.充分挖掘课堂教学中学生的原始资源。在课程教学改革中，我们已经认识到学生是物理教学的重要资源，而其中学生的经验、兴趣和个人能力也都是课堂教学得以顺利开展的基础性资源。为了调动学生学习物理的积极性，就必须进行问题创设，通过开放性问题引导学生将书本中的基础知识与现实生活联系起来，充分开发这种原始性资源。在物理实验课中，学生往往带着很强烈的好奇心进入实验室，但是他们会发现书本中的基础原理与实验课程还是有较大的差距，如果教师不能很好的指导学生进行实验，学生的热情就会大大减弱。在这种情况下，教师就面临一个难题：如何将枯燥的书本知识转化为具体的应用呢?如何调动学生的积极性让其参与到课堂教学之中呢?这就要求教师必须充分重视学生的学习积极性，激活学生的原始性资源。
3.充分开发学生资源促进学生自主学习。大多数学生都希望得到教师的肯定，都希望得到教师的尊重和赞美。因此，教师应该从多个角度考核学生，积极发现学生的优点。并给以学生鼓励。同时，还应积极开发学生的兴趣，引导学生积极参与到课堂教学之中。有了兴趣，学生就可以在学习的过程中体会到快乐，让学生活动自主发展，这就要求教师必须深入挖掘学生资源，不断激励学生进行自主学习。例如，在讲授沸腾现象一课时，可以让学生动手进行“纸锅烧水”实验，引导学生在不烧破纸郭的前提下，将水烧开。
4.充分利用激励评价开发学生资源。成功的体验可以增强学生的自信心。因此，积极的教学评价是提高学生资源开发效率的重要因素。教师应该在班级中培养良好的风尚，培养具有自信心的学生群体，这样课堂教学就会形成一种积极向上的学习氛围，形成良好的带动作用，促进班级整体水平的提高，最终形成一种良性的循环。
在高中物理教学中，合理开发和利用学生资源是教育改革的一个新的方向，这就要求教师不断更新观念，转变角色，积极的引导学生，让学生主动去体验和亲自去实践，并辅助合理的评价激励方式，最大程度的调动学生的积极性，开发学生资源。让每一个学生都发挥出其自身的潜力。为学生的发展创造广阔的舞台。
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