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<!-- 16页 -->
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<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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<h1 class="firstTitle-l">第二章 运动力学基础</h1>
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</div>
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<p class="center"><span class="bold">素质目标</span></p>
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<p class="content">（1）具备用科学思维解析人体运动的专业素养。</p>
|
<p class="content">
|
（2）具备自主学习的能力，能够主动、持续地学习新知识。
|
</p>
|
<p class="center">........................</p>
|
<p class="center"><span class="bold">知识目标</span></p>
|
<p class="content">
|
（1）掌握：人体运动的基本动作、肌拉力、肌拉力矩及影响稳定的因素。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（2）熟悉：运动力学的相关概念和力学原理在解释人体运动规律中的应用。
|
</p>
|
<p class="content">（3）了解：力的时间和空间积累效应。</p>
|
<p class="center">........................</p>
|
<p class="center"><span class="bold">能力目标</span></p>
|
<p class="content">
|
（1）能运用运动学原理分析人体运动中骨和关节的运动。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（2）能运用力学原理分析运动障碍产生的原因，为诊断和治疗方案的制定奠定基础。
|
</p>
|
<p class="content">（3）能运用力学原理指导健身训练、康复训练。</p>
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<p class="content">（4）能运用力学原理做家庭健康教育。</p>
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<p class="titleQuot-1">【案例】</p>
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<p class="content">
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患者，男，55岁。因膝关节半月板损伤接受关节镜手术，术后需进行康复训练。康复治疗师在为其设计被动屈伸训练时，观察到以下现象：患者坐位，治疗师用手托住小腿远端，缓慢施加力使其膝关节屈曲至90°，随后匀速伸直。屈曲时患者感到膝关节前侧紧绷，伸直末端出现轻微疼痛。治疗师发现，屈曲角度越大，所需施加的力越强；伸直过程中需控制速度以避免疼痛。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">【问题】</p>
|
<p class="content">
|
膝关节屈曲和伸直属于哪类运动形式？其运动轨迹对应的平面和轴是什么？为何屈曲角度越大，治疗师需施加的力越大？这与哪些力学因素相关？
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</p>
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</div>
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<div class="page-bottom-left">006</div>
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>第二章 运动力学基础</span
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<p class="center">
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<img class="g-pic" src="../../assets/images/0021_04.jpg" alt="" />
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</p>
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<p class="content">
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康复医学是以减轻和消除人的功能障碍，弥补和重建人的功能缺失，提高生活自理能力，改善生存质量为目的的一门医学学科。康复治疗技术中，运动治疗、作业治疗、言语治疗等核心技术，皆以运动学为坚实基础，这既是康复医学“以科学手段助力功能恢复”的专业底色，也彰显着“以人为本”的康复理念。在临床实践中，治疗师需深入理解人体运动机制，运用运动学原理精准剖析运动障碍的根源，方能制定贴合患者需求的个性化治疗方案。但是，人体的运动通常受到环境、姿势、心理等因素的影响而变得复杂。因此，分析人体的运动可将人体简化为刚体，解析运动中内力、外力与力矩的作用，以及力引发的平动、转动效果，依据运动学原理揭示人体运动的客观规律；同时运用静力学原理，探究人体稳定性及影响因素。
|
</p>
|
<h2 class="secondTitle">第一节 运动学</h2>
|
<h3 class="thirdTitle">一、概述</h3>
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<p class="content">
|
运动学作为力学的一个分支学科，借助几何学的手段探究质点与刚体的运动规律。人体运动学属于研究人体活动的科学范畴，是通过位置、速度、加速度等物理量描述和研究人体活动的运动规律的科学，研究对象可以是整个身体、身体的骨骼或身体的某一部位，如小腿。一般情况下用平动和转动来描述身体的运动轨迹，用速度与角速度来描述身体运动的快慢。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（一）运动轨迹的描述</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．平动</span
|
> 指将身体放入同一平面内，身体上的所有点都按照同一方向做相同距离的移动，也称平移。平移的运动轨迹可以是直线也可以是曲线，例如，木块在平滑的桌面上滑行（直线），步行时头顶的运动轨迹（曲线），图2-1描述了人体走路时头部向上和向下的平移。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．转动</span
|
> 指在运动的人体上，除转动轴外，其他各点都绕同一转动轴线做大小不同的圆周运动（图2-2），各点的运动轨迹是以转轴为中心的同心圆。例如，人体步行，若以整个人体为研究对象，整个身体的运动可以视为身体重心向前平移；若以身体某个运动的肢体为研究对象，则身体所有关节的运动发生的都是转动。
|
</p>
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<p class="imgdescript">图2-1 平动</p>
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</div>
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</div>
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<div class="page-bottom-right">007</div>
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<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．复合运动</span
|
> 是指运动过程中既有转动又有平动，人体绝大多数运动属于复合运动。例如，骑自行车时，人体的躯干保持平动，下肢则在转动。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-2 转动</p>
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</div>
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<p class="titleQuot-1">（二）运动状态的描述</p>
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<p class="content">
|
<span class="bold">1．位移与路程</span
|
> 位移（S）能确切描述物体（质点）在空间的位置变动，是矢量，有大小和方向。用一条从物体初位置指向末位置的有向线段表示，线段长度是位移大小，只与初末位置有关，与运动路径无关，位移方向由初位置指向末位置，反映物体位置变化的方向。路程（S）描述的是物体在运动过程中实际走过的轨迹的总长度，是标量，只有大小、没有方向，体现物体运动路径累积起来的距离。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．速度</span
|
> 速度（V）是描述物体运动快慢和方向的物理量，常用单位有cm/s、m/s、km/h等。例如，用人体重心或质心的移动速度表示人体的运动速度，如某患者的步行速度是0.5m/s。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．加速度</span
|
> 加速度（a）是速度随时间的变化率，表示速度变化的快慢，常用单位是m/s<span
|
class="super"
|
>2</span
|
>等。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、人体运动的描述</h3>
|
<p class="content">
|
人体的运动形式是多样化的，描述人体的运动需要将人体放于标准的运动轴和运动平面中，并以人体的姿势位为参照物，才可做到统一、准确的描述。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（一）人体的姿势位</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．解剖位</span
|
> 保持身体直立，面部向前，双眼平视前方，双足并拢，足尖向前，双上肢自然垂于身体两侧，掌心向前（图2-3）。解剖位是描述和分析人体各结构位置关系时的常用体位。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．中立位</span
|
> 保持身体直立，面部向前，双眼平视前方，双足并拢，足尖向前，双上肢自然垂于身体两侧，掌心贴于身体两侧（图2-4）。中立位是运动功能评估和康复训练的基准姿势。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（二）运动平面</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．矢状面</span
|
> 将身体分为左右两半，通常屈曲和伸直的运动发生在矢状面（图2-5）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．冠状面（额状面）</span
|
> 将身体划分为前、后两部分。几乎所有的外展和内收运动发生在额状面。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．水平面（横截面）</span
|
> 将身体划分成上、下两部分。几乎所有的旋转运动，如肩关节和髋关节的内旋和外旋与躯干的旋转都发生在水平面。
|
</p>
|
<p class="content">运动平面与相关运动见表2-1。</p>
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</div>
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<div class="page-bottom-left">008</div>
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</div>
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</div>
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<div class="page-header">
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<span class="header-title"
|
>第二章 运动力学基础</span
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>
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<p class="imgdescript">图2-3 解剖位</p>
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</div>
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<p class="imgdescript">图2-4 中立位</p>
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</div>
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<p class="imgdescript">图2-5 身体三大解剖平面</p>
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</div>
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<p class="imgtitle">表2-1 运动平面与相关运动</p>
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<div class="bodyPic">
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</div>
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<p class="titleQuot-1">（三）运动轴和自由度</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．运动轴</span
|
> 关节的运动轴可以视为关节动作发生的支点，因此运动轴一定垂直于运动平面。通常用矢状轴、冠状轴和垂直轴来表示。矢状轴朝向前后方向，该轴通过关节的凸面并且允许发生于额状面的动作，如髋关节的外展和内收。冠状轴朝向内外侧，该轴通过关节的凸面，并且允许发生于矢状面的动作，如肘关节的屈曲与伸直。在解剖位时，垂直轴或纵向轴是朝向垂直方向的。但是，当动作不是发生在解剖位置时，往往用纵向轴来形容所发生的动作。垂直轴或纵向轴通过骨干，动作发生在水平面内，通常这些动作称为旋转，如肩关节的内转和外转。运动轴与相关运动见表2-2。
|
</p>
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</div>
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<div class="page-bottom-right">009</div>
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</div>
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</div>
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<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="imgtitle">表2-2 运动轴与相关运动</p>
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<div class="bodyPic">
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</div>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．自由度</span
|
> 指一个关节所允许的联动平面数目。对应于身体的三个运动平面，一个关节可以有一、二或三个自由度，例如，肩关节可以在三个平面上自由移动，肩关节则有三个自由度（图2-6），腕关节可以在两个平面上运动，则被认为有二个自由度。
|
</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-6 肩关节自由度</p>
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</div>
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<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-7 屈伸</p>
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</div>
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</div>
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<div class="page-bottom-left">010</div>
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</div>
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</div>
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|
>第二章 运动力学基础</span
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>
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<p class="imgdescript">图2-8 收展</p>
|
</div>
|
<p class="titleQuot-1">（四）人体运动的基本动作</p>
|
<div class="bodyPic">
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|
</div>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．屈曲和伸直</span
|
> 动作发生在矢状面，围绕冠状轴（左、右方向）转动。通常屈曲指一块骨骼接近其他骨骼的运动；伸直则与屈曲运动相反，表现为关节角度的增大（图2-7）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．内收和外展</span
|
> 动作发生在冠状面，围绕矢状轴转动。肢体靠近正中矢面为内收，远离则为外展（图2-8）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．水平内收和水平外展</span
|
> 这两个专有名词通常用于描述肩关节在水平面上的运动。水平内收为肩外展（接近90°）的位置时上肢向身体中线靠拢，远离身体中线为水平外展（图2-9）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">4．前伸（外展）和后缩（内收）</span
|
> 通常用于描述肩胛骨和下颌的运动，靠近正中线为后缩，远离正中线为前伸（图2-10）。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
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<p class="imgdescript">图2-9 水平内收和水平外展</p>
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</div>
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<div class="qrbodyPic">
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|
<p class="imgdescript">图2-10 前伸和后缩</p>
|
</div>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">5．内旋和外旋</span
|
> 动作发生在水平面，围绕垂直轴或自身纵轴转动。向内或向前旋转为内旋，向外或向后旋转为外旋（图2-11）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">6．旋前和旋后</span
|
> 通常用于描述肢体末端的运动。旋前指解剖位时，前臂旋转成掌心向后的运动，旋后则旋转为掌心向前的运动。大多数情况下，这些动作出现时双手位于身体前方，以便进行各种抓握的活动。所以旋后往往被视为手心向上打开，旋前则是把手掌向下翻转（图2-12）。旋前和旋后也用来描述复杂的踝足部动作（图2-13）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">7．桡偏和尺偏</span
|
> 通常用于描述腕关节在冠状面上的运动。桡偏指手往外侧（向桡骨侧）移动。尺偏则是手往内侧（向尺骨侧）移动（图2-14）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">8．背屈和跖屈</span
|
> 通常用于描述踝关节在矢状面上的运动。背屈指足背往上抬起的动作，而趾屈则是足底向下踩的动作（图2-15）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">9．内翻和外翻</span
|
> 通常用于描述足在冠状面上的运动，足跟朝内为内翻，反之则为外翻（图2-16）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">10．环转</span
|
> 是以骨的近端为支点做旋转运动，远端做同心圆运动，关节有2个以上的自由度才可做此动作，例如，肩关节、腕关节环转。
|
</p>
|
</div>
|
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<div class="page-bottom-right">011</div>
|
</div>
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</div>
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<div v-if="showPageList.indexOf(22) > -1">
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<div class="page-header">
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<!-- 左上页眉 -->
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<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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</div>
|
</div>
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<div class="bodystyle">
|
<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-11 内旋和外旋</p>
|
</div>
|
<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-12 腕关节旋前和旋后</p>
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</div>
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<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-13 足旋前和旋后</p>
|
</div>
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<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-14 桡偏和尺偏</p>
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</div>
|
<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-15 背屈和跖屈</p>
|
</div>
|
<div class="qrbodyPic">
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|
<p class="imgdescript">图2-16 内翻和外翻</p>
|
</div>
|
</div>
|
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<div class="page-bottom-left">012</div>
|
</div>
|
</div>
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|
>第二章 运动力学基础</span
|
>
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|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="titleQuot-1">（五）环节和运动链</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．环节</span
|
> 在人体中，任何能够活动的肢体部分、节段或者关节，都可被视作一个环节。环节的范围大小不一，其中，以相邻两个关节作为界限的身体部分，被定义为一个基本环节。举例来说，从肘关节到腕关节之间的前臂部分，就是一个典型的基本环节。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．运动链</span
|
> 两个基本环节连接起来组成一个运动偶，例如，大腿和小腿借膝关节连接起来就组成了一个运动偶；三个或三个以上的环节连接起来构成一个运动链。例如，骨盆、大腿、小腿和足借助髋关节、膝关节和踝关节连接起来，就组成了运动链。运动链分为以下两种。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（1）开放运动链：指运动链的末端（即最后一个环节）呈现游离状态。在此状态下，运动链内的一个或多个关节能够自由活动。举例来说，在将肩关节制动后，上肢部分，包括前臂和手，都能够各自独立进行运动。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（2）闭合运动链：指一个关节的运动往往“牵一发而动全身”，带动相邻关节随之运动。以人体站立于地面的状态为例，膝关节一旦弯曲，髋关节会顺势屈曲，踝关节也会出现背屈动作，几个关节的运动紧密关联，协同发生。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">三、人体运动的基本形式</h3>
|
<p class="titleQuot-1">（一）上肢运动的基本形式</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．推</span
|
> 指在克服阻力过程中，上肢由屈曲状态变为伸展状态的运动过程，如推铅球。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．拉</span
|
> 指在克服阻力过程中，上肢由伸展状态变为屈曲状态的运动过程，如拉开门。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．鞭打</span
|
> 指人体在克服阻力或实现自体位移的过程中，上肢的各个环节将按照顺序依次进行加速与制动，最终促使末端环节能够产生极高速度的运动过程，如羽毛球扣杀。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（二）下肢运动的基本形式</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．缓冲</span
|
> 指在克服阻力过程中，下肢由伸展状态变为屈曲状态的运动过程，如跳远起跳前摆动腿的动作，从高处落下时屈髋屈膝动作。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．蹬伸</span
|
> 指在克服阻力过程中，下肢由屈曲状态变为伸展状态的运动过程，如跳远起跳时摆动腿的动作。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．鞭打</span
|
> 原理同上肢的鞭打动作，如自由泳腿的打水动作。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（三）全身运动的基本形式</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．摆动</span
|
> 指身体某一部分完成主要动作（如起跳）时，另一部分配合进行加速摆动（如双臂配合起跳摆动）的运动过程，如步行时上肢和下肢的摆动。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．扭转</span
|
> 指在身体各部位进行运动时，躯干和上下肢同时绕垂直轴朝着相反方向转动的运动过程（图2-17）。例如，当人体处于步行状态时，上肢带和骨盆呈现出的反向转动这一情形，就属于躯干扭转。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．相向</span
|
> 指无约束时，身体两部分相互接近运动过程（图2-18）。
|
</p>
|
</div>
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<div class="page-bottom-right">013</div>
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</div>
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</div>
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<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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<p class="imgdescript">图2-17 扭转</p>
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<p class="imgdescript">图2-18 相向</p>
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</div>
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</div>
|
<p class="center">
|
<span class="bold">国运动仿生学创新引领康复工程新纪元</span>
|
</p>
|
<p class="quotation">
|
我国在运动仿生学应用于康复工程领域取得了显著成就。例如，中国科学院研究团队基于章鱼触手柔顺、多自由度协同运动的仿生学原理，成功研发出新型外骨骼机器人系统。该系统已助力数千名截瘫患者实现了站立与辅助行走，显著改善了其生活质量和康复进程。上海理工大学科研人员则通过深入解析人体膝关节的生物力学机制与自适应调控特性，创新性地设计出高性能智能假肢。该产品在关键运动性能指标上达到或超越国际先进水平，同时具备更优的成本效益，体现了自主创新的优势。这些突破性进展，凝聚着我国科研工作者瞄准前沿、攻坚克难的科学精神与服务人民健康福祉的责任担当。
|
</p>
|
<h2 class="secondTitle">第二节 动力学</h2>
|
<p class="content">
|
动力学是力学的一个分支，描述力对身体的作用。力是改变物体运动状态或形态的根本原因，力是提供身体运动和保持稳定的最终动力。就人体的运动而言，力可分为内力或外力，二者的区分在于研究对象的不同，若以整个人体为研究对象，则肌肉收缩产生的主动力量、韧带或肌肉被拉长产生的被动力量都属于内力，而身体外部的力量于外力，例如，重力、支撑反作用力、器械阻力等。外力经常被用来作为运动训练的负荷，如负重推举。若以身体某个部分为研究对象，内力也可转化为外力，若以前臂为研究对象，肱二头肌的收缩产生的力即为外力。内力可以改变外力的大小，例如，纵跳摸高，人体给地面的作用力越大，跳得越高。
|
</p>
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</div>
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<div class="page-bottom-left">014</div>
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<span class="header-title"
|
>第二章 运动力学基础</span
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>
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<h3 class="thirdTitle">一、运动中的力</h3>
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<p class="titleQuot-1">（一）外力和内力</p>
|
<p class="content"><span class="bold">1．外力（图2-19）</span></p>
|
<p class="content">
|
（1）重力：在物理学中，重力是指地球（或其他天体）对其表面及附近物体的吸引力。重力的方向始终竖直向下（指向地球球心附近），施力物体是地球，其大小与物体的质量和所在位置的重力加速度成正比，是人体维持各种姿势和运动时必须克服的负荷，身体各节段所受重力占体重的百分比见表2-3。
|
</p>
|
<p class="imgtitle">表2-3 身体各节段所重力占体重的百分比</p>
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<div class="bodyPic">
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</div>
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<p class="content">
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（2）摩擦力：该力的产生前提是两物体相互接触并挤压，且有相对运动或相对运动趋势，方向与物体运动的方向相反。就人体而言，摩擦力指人体与其相互接触的物体相互接触并挤压且有相对运动或具有相对运动趋势时的阻力。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（3）支撑反作用力：是人体运动时，地面或床面等支撑物给人体的反向作用力。支撑反作用力的方向与人体施加给支撑物的力的方向相反，但大小相等。例如，偏瘫患者翻身时健侧腿蹬床，床给予人体支撑反作用力促进翻身动作。
|
</p>
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<p class="imgdescript">图2-19 外力</p>
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</div>
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<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="content">
|
（4）流体作用力：人体运动时，所受的流体阻力主要源于空气和水。流体作用力的大小与人体的运动速度、流体密度成正比，因此人在水中前行比在空气中前行困难，但人在水中运动时浮力抵消了大部分重力，因此对于一些下肢力量差或腰部疼痛的患者可在水中练习步行。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（5）器械阻力：是肢体利用运动器械进行锻炼时，器械施加给人体的阻力，主要包括器械的惯性力、摩擦力或弹力，其大小与肢体施加给器械的力相等，方向相反。
|
</p>
|
<p class="content"><span class="bold">2．内力</span></p>
|
<p class="content">
|
（1）肌拉力：是骨骼肌收缩时产生的力。在分析肌肉运动时常常会用到肌拉力线，肌拉力线是连接肌肉动点与定点中心的直线，代表肌肉收缩的合力方向。当肌拉力线从关节冠状轴的前方通过时，该肌肉收缩使关节屈曲，反之则关节伸展，如肱肌位于肘关节中心冠状轴前方，收缩时可使肘关节屈曲（图2-20）。肌拉力线位置与肌肉收缩引起关节运动的方式见表2-4。
|
</p>
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<p class="imgdescript">图2-20 肌拉力</p>
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</div>
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<p class="imgtitle">表2-4 肌拉力线位置与关节运动的关系</p>
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<div class="bodyPic">
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</div>
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<p class="content">
|
（2）组织弹力：是当关节产生运动时，机体在力的作用下发生拉伸、缩短、扭转等形变而产生的力。力学研究中，常用希尔模型（图2-21）来解释弹力的作用，见表2-5。
|
</p>
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</div>
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|
>第二章 运动力学基础</span
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<p class="imgdescript">图2-21 希尔模型</p>
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</div>
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<p class="imgtitle">表2-5 希尔模型</p>
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</div>
|
<p class="content">
|
（3）摩擦力：相邻的内脏器官之间、内脏与相邻制动组织之间，由于运动产生摩擦力，例如，心脏搏动时与肺、纵隔之间的摩擦力。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（4）流体阻力：血液、淋巴在管道内流动时产生的流体阻力。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（二）力的合成和分解</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．力的合成</span
|
> 当一个力所产生的作用效果，和多个力共同作用所产生的效果并无二致（可进行等效替代）时，这个力就被称作几个力的合力，而这几个力则是分力。通过运算得出几个已知力的合力的过程，叫作力的合成。力的合成一般有两种情况：①当二力共线时，求合力则进行直接加减。②当二力不共线时，用平行四边形法则，以表示两个分力的有向线段为邻边作平行四边形，合力即为对角线，对角线就代表合力的大小和方向（图2-22）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．力的分解</span
|
> 指将一个力等效转化为两个或两个以上的分力。其原理基于力的平行四边形法则（图2-23）。从几何角度来看，给定一条对角线，我们能够构造出无数个不同的平行四边形。这也就意味着，对于一个确定的力而言，存在着无数种可能的分解方式。常用的分解方法有：①根据力产生的实际作用效果进行分解。②正交分解法：把力分解到两个互相垂直的两个方向，例如，肱二头肌收缩屈肘，将肱二头肌收缩的肌力分解为一个沿着骨轴线方向的力，起稳固关节的作用，叫稳固分力，一个垂直于骨轴线方向的力，产生转动的效果，称为转动分力。
|
</p>
|
</div>
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</div>
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</div>
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<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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</div>
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<p class="imgdescript">图2-22 力的合成</p>
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</div>
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|
<p class="imgdescript">图2-23 力的分解</p>
|
</div>
|
<p class="titleQuot-1">（三）力的时间空间积累效应</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．力的时间积累效应</span
|
> 作用于物体的合外力与其作用时间的乘积（F·△t），即为力的时间积累，称为力的冲量（I）。根据动量定理，物体动量的改变量与它所受合外力的冲量相等（即F·△t=m·△V）。在人体运动的情境下，动量定理有着诸多实际应用。①缓冲动作：通过延长外力的作用时间减小外界的冲击力，例如，从高处下落时，屈膝、屈髋和伸踝动作，可增加足与地面的接触时间，进而减小冲击力。②增大冲击力：通过减小外力的作用时间，增加外界的冲击力。在锤子击打钉子的过程中，锤子与钉子接触并施力，锤子击打钉子的时间越短，根据冲量定理（Ft=ΔmV，在动量变化量ΔmV一定的情况下，时间t越短，力F越大），击打钉子的力就越大。③获得较大速度：可通过增大作用力和延长力的作用时间来实现，例如，投掷铅球，可以通过下肢的蹬伸地面，用力依次从下肢各个关节逐步过渡到手臂和手，这样动用的肌群多力量大，作用时间也长，因此获得的速度大。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．力的空间积累效应</span
|
> 是力与力作用方向上移动距离的乘积（F·S），即力对物体做了功（W=F·S）。大多数情况下骨骼肌张力做正功，如果力的作用方向与物体运动方向相同，那么这个力就对物体做正功；反之，如果力的作用方向与物体运动方向相反，力就对物体做负功。例如，下楼时，膝关节伸肌进行离心收缩，此时肌肉收缩产生的力是向上的，而人体下楼的方向是向下的，力的方向与运动方向相反，所以膝关节伸肌产生的力做的是负功。
|
</p>
|
<p class="content">
|
从能量的角度来看，功是能量转化的量度，能则是物体具有做功的能力，功和能之间存在着相互转化的关系。以骨骼肌为例，它储存着化学能，当肌肉收缩时，会将这些化学能转化为机械能。而机械能会克服外界的阻力，如摩擦力、重力等，从而使人体产生位移，实现能量的转化和利用。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、运动中的力矩与力偶矩</h3>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．力矩（M）</span
|
> 是描述物体转动效果的物理量，力矩等于力（F）和力臂（L）的乘积，即M=F·L。力臂是力的作用线到转动轴的垂直距离。人体的各种运动多是通过关节围绕关节轴转动而实现的。所以，研究肌肉收缩引起关节的转动主要探讨的是肌力矩，肌力矩是测定和训练的主要对象。例如，手握球做肘关节屈曲，转动中心为肘关节，屈肘肌收缩合力F为动力，产生的动力臂为L<span
|
class="sub"
|
>1</span
|
>，动力的合力矩为M<span class="sub">1</span>=F·L<span class="sub"
|
>1</span
|
>，产生逆时针的转动效果。而屈肘需要克服上臂和球重力产生的阻力矩M<span
|
class="sub"
|
>2</span
|
>，若二者的阻力为G，力臂为L<span class="sub">2</span
|
>，则阻力的合力矩为M<span class="sub">2</span>=G·L<span class="sub"
|
>2</span
|
>，产生顺时针的转动效果。当M<span class="sub">1</span>＞M<span
|
class="sub"
|
>2</span
|
>时，肘关节屈曲；M<span class="sub">1</span>=M<span class="sub"
|
>2</span
|
>时，保持静止；M<span class="sub">1</span>＜M<span class="sub"
|
>2</span
|
>时，肘关节伸直，表现为肌力不足无法屈肘（图2-24）。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img
|
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|
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|
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|
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|
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|
<p class="imgdescript">图2-24 力矩</p>
|
</div>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．力偶矩</span
|
> 在探讨力的转动效果时，常常会碰到一种特殊的力的组合：作用于同一刚体上，两个大小相等、方向相反、作用线互相平行，且不在同一条直线上的一对力。这样的一对力称为力偶。通常用力偶矩来表示二力产生相同的转动效果。力偶矩为力偶中的一个力F与力偶臂d（力偶中的两个力的作用线之间的距离）的乘积，使物体产生逆时针方向转动的力偶矩取正值，反之取负值。力偶矩可用M=±F·d表示，如方向盘的转动（图2-25）。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic"></div>
|
|
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<div class="page-bottom-left">018</div>
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</div>
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</div>
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<div class="page-header">
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<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title"
|
>第二章 运动力学基础</span
|
>
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</div>
|
</div>
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|
<p class="imgdescript">图2-25 力偶矩</p>
|
</div>
|
<h3 class="thirdTitle">三、运动的杠杆原理及分类</h3>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．杠杆原理</span
|
> 人体的运动可以看作骨为杠杆，关节为轴（支点），肌收缩力为动力的杠杆运动。物理学中把一根在力的作用下可绕制动点转动的硬棒叫作杠杆，杠杆可以是任意形状的硬棒，杠杆运动包括五大要素。①支点：是物体在转动过程中起到制动位置的点，通常用O来表示。②动力：是使杠杆转动的力，通常用F<span
|
class="sub"
|
>1</span
|
>来表示。③阻力：是阻碍杠杆转动的力，通常用F<span class="sub">2</span
|
>来表示。④动力臂：是从支点到动力作用线的垂直距离，通常用L<span
|
class="sub"
|
>1</span
|
>表示。⑤阻力臂：是从支点到阻力作用线的垂直距离，通常用L<span
|
class="sub"
|
>2</span
|
>表示。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．杠杆的分类</span
|
> 按照两力臂的长度可将杠杆分为三类（图2-26）。
|
</p>
|
<div class="bodyPic">
|
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|
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|
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|
</div>
|
<p class="content">
|
（1）费力杠杆：是动力点在中间，阻力臂长于动力臂的杠杆，如手持球屈肘。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（2）省力杠杆：是阻力点在中间，动力臂长于阻力臂的杠杆，如站立提踵。
|
</p>
|
<p class="content">
|
（3）平衡杠杆：是支点在中间，动力臂等于阻力臂的杠杆，如跷跷板。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img
|
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|
<p class="imgdescript">图2-26 杠杆运动分类</p>
|
</div>
|
<h3 class="thirdTitle">四、牛顿运动定律的应用</h3>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．牛顿第一定律</span
|
> 指任何物体在不受外力作用或所受合外力为零的情况下，总保持静止或匀速直线的运动状态，又称为惯性定律。惯性的大小只由物体的质量决定，质量越大惯性越大。在康复训练过程中合理地利用惯性可以省力，例如，偏瘫患者利用肢体的摆动惯性，完成从仰卧位到侧卧位的转换。
|
</p>
|
</div>
|
|
<!-- 右下页脚 -->
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<div class="page-bottom-right">019</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- 30页 -->
|
<div class="page-box" page="30">
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<div v-if="showPageList.indexOf(30) > -1">
|
<div class="page-header">
|
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<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="content">
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<span class="bold">2．牛顿第二定律</span
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> 当物体受到的合外力不为零时，物体的运动状态则会发生改变。力的存在在运动学上表现为加速度的变化，物体的加速度与所受合外力成正比，与质量成反比（即∑F=m·a），因而此定律又称为加速度定律。骨骼肌活动遵循特定顺序原理。当骨骼肌需克服外界阻力（负荷）进行运动时，大肌群会率先启动，随后活动逐步向中小肌群过渡。这主要是由于大肌群在发力方面具备显著优势，它们所产生的力和力矩数值相对较大，能够在运动初始阶段更有效地应对外界阻力，为后续中小肌群参与精细调整动作奠定基础。
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</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．牛顿第三定律</span
|
> 是作用力与反作用力定律，当两个物体互相作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反且作用在同一直线上，即F<span
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class="sub"
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>1</span
|
>=F<span class="sub">2</span
|
>。因而，人体可通过增加对外界的作用力增加外界对人体的反作用力，例如，跑步时人体通过下肢肌肉收缩快速用力蹬地来增加奔跑速度。
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</p>
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<div class="bodyPic">
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</div>
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<p class="center">
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<span class="bold">杠杆原理赋能中国科创新图景</span>
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</p>
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<p class="quotation">
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杠杆原理作为康复治疗技术的基础力学知识，不仅是解析人体运动的“金钥匙”，更在我国康复科技创新中闪耀着“科技助残”的温度。我国科研团队将杠杆原理与前沿科技深度融合：上海理工大学研发的“智能假肢”，通过调整膝关节杠杆支点位置，使截肢患者行走能耗显著降低；中国科学院自动化所的外骨骼机器人，利用可变阻力臂设计，帮助脊髓损伤患者重新站立，其“动力-阻力”调节算法入选“中国康复科技十大突破”。这些成果背后，是科研人员对“以患者为中心”理念的践行，正如康复治疗师在临床中，既要精准计算矫形器的杠杆参数，更要倾听患者对“重新拥抱生活”的期盼。
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</p>
|
<h2 class="secondTitle">第三节 静力学</h2>
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<p class="content">
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人体静力学是运用静力学的原理和方法研究人体运动的科学，主要讨论人体在完成静力性动作，即处于相对静止的姿势（平衡状态）时的受力情况，以及达成和维持平衡所需要的力学条件。在康复治疗中，这一学科有着不可替代的价值：它为平衡能力训练提供科学依据，帮助患者稳定站姿、坐姿等基础姿势，从源头减少意外摔伤风险；更能通过受力优化指导功能恢复训练，助力患者逐步重建运动能力。
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</p>
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<h3 class="thirdTitle">一、概述</h3>
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<p class="titleQuot-1">（一）平衡与稳定</p>
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<p class="content">
|
<span class="bold">1．人体的平衡</span
|
> 指人体处于一种姿势或稳定状态下，以及无论处于何种位置，当运动或受到外力作用时，能自动调整并维持姿势的一种能力。例如，吃饭、写字需要保持坐位平衡，走路需要保持立位平衡。
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</p>
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</div>
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>第二章 运动力学基础</span
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<div class="bodystyle">
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<p class="content">
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<span class="bold">2．稳定性</span
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> 人体的稳定性，即人体在维持任何姿势或进行运动时，抵御干扰、保持平衡的能力，可分为以下两类：一是静态稳定性，指人体在静止状态下对抗各类干扰的能力；二是动态稳定性，指当人体重心偏离平衡位置时，在干扰因素消除后，人体依然能够回归至原本初始平衡范围的能力，如人体在坐位时伸手从远处取物（此时重心偏离平衡位置），之后仍可回到原来位置。稳定性对于维持人体平衡起着至关重要的作用。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．人体平衡的条件</span
|
> 人体所受的合外力为零（∑F=0），合外力矩为零（∑M=0），两个基本条件必须同时得到满足。例如，双足站立姿势，人体受到的外力分别有大小相等、方向相反的重力（竖直向下）和地面的支持力（竖直向上），二者合力为零；又因为二力的力臂均为零，因而合外力矩也是零（图2-27）。
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</p>
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<p class="imgdescript">图2-27 平衡条件</p>
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</div>
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<p class="titleQuot-1">（二）人体平衡的分类</p>
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<p class="content">
|
平衡能力是人体一切运动功能的基础。脑卒中、脊髓损伤、帕金森等中枢神经损伤，都需要通过平衡训练重建人体平衡能力，以提高运动功能。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">1．平衡的三级分法</span
|
> 康复临床实践常用这种分法。①一级平衡：属于静态平衡范畴，指的是人体可以在不需要其他帮助的情况下，能够维持坐位、立位等要求的体位的能力。②二级平衡：属于自动态平衡范畴，指人体在不仅可以维持所要求的体位，还能够在一定范围内主动移动身体重心之后，仍可以维持原来要求体位的能力，例如，坐位下吃饭、穿衣等。③三级平衡：属于动态平衡范畴，指的是人体在受到外力干扰后，可在移动身体重心后再次恢复并维持原来的体位。
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</p>
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<div class="bodyPic">
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</div>
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<p class="content">
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<span class="bold">2．按重心与支撑点的位置关系分类</span
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> ①上支撑平衡：重心位置高于支撑点的平衡，如单杠悬垂。②下支撑平衡：重心位置低于支撑点的平衡，如人体站立位。③混合支撑平衡：重心位置介于支撑点之间的平衡，如肋木侧平衡。
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</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">3．按保持平衡的能力分类</span
|
> ①稳定平衡：指人体离开平衡位置后，仍试图恢复到原来位置的平衡，如单杠悬垂。②有限稳定平衡：指人体在外力作用下，重心稍有偏离尚可恢复，而偏离稍大就不可恢复的平衡，如单足站立。③不稳定平衡：在不稳定平衡状态下，当人体受到外界轻微的干扰作用时，只要人体产生了一点点偏离原来位置的情况，就无法再自行恢复到最初的平衡状态。如在单手倒立这个动作中，练习者需要时刻集中精力和力量去维持平衡，稍有外界的干扰，如气流的变化或者身体的轻微晃动，就会失去平衡倒下，这就是典型的不稳定平衡的例子。④随遇平衡：指当有外力作用于人体时，无论人体的位置发生了怎样的改变，处于何种偏离的状态，都能够在新的位置上重新建立起平衡状态，如体操中的前滚翻动作。
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</p>
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<h3 class="thirdTitle">二、影响人体平衡的力学因素</h3>
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<p class="content">
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<span class="bold">1．支撑面</span
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> 是最外侧的支撑点连线围成的平面，支撑面积越大，稳定性越好。如单足站立时，支撑面即为单足面积，双足站立时，支撑面为双足边缘各点连接所围成的面积。
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</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．重心</span
|
> 指身体各部分所受重力的合力的作用点。一般情况下，重心越低，稳定性越好。站立时（解剖位），人体重心一般在身体正中面上第三骶椎上缘前方7cm处，性别、年龄、体型不同，人体重心位置略有不同。自然站立时，一般男子重心高度大约是身高的56%，女子约为55%。儿童的头和躯干的质量相对大一些，身体重心相对高度比成人高些。
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</p>
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</div>
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<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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<p class="imgdescript">图2-28 稳定角</p>
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</div>
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<p class="content">
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<span class="bold">3．稳定角</span
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> 是重心垂直投影线和重心到支撑面边缘相应点连线之间的夹角（图2-28）。稳定角越大，稳定性越好，该指标可综合反映支撑面和重心。当重心高度相同时，支撑面越大稳定角越大；当支撑面大小相等时，重心越低稳定角越大。因而在临床上，经常用稳定角评价人体的稳定性，例如，人体站立时，可画出前后左右四个方向的稳定角，比较四个方向的稳定性。
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</p>
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<p class="content">
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<span class="bold">4．平衡角</span
|
> 是某方位平面上稳定角的总和，例如，前后方位、左右方位，代表人体在这一方位上总的稳定性。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">5．稳定系数</span
|
> 是稳定力矩与倾倒力矩的比值。该系数≥1时平衡不被破坏，＜1时则平衡遭到破坏发生倾倒。例如，当人体开始倾斜时，随着重心的移动，重力产生一个使人体倾倒的力矩M倾倒。为防止倾倒，人体肌肉收缩产生恢复力矩M稳定使物体恢复到原来的位置。当倾倒使重力的垂直投影线通过支点时，M稳定=0，M倾倒则起着加剧倾倒的作用，人体摔倒。因此判断一个人体是否失去平衡，取决于人体重心垂直投影线是否落在支撑面内。若落在支撑面内，就保持平衡，否则就会失去平衡。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">三、人体平衡与稳定的特点</h3>
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<p class="content">
|
<span class="bold">1．人体不可能处于绝对静止的状态</span
|
> 人体的呼吸和血液循环造成了人体的总重心一直在一定范围内波动。例如，射击的屏气就是为了减小呼吸对重心波动的影响。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．人体的补偿动作</span
|
> 人体在完成或维持静力姿势过程中，当重心的位置发生不当位移，有失去平衡的倾向时，人体可借助补偿动作（人体自身姿势调节系统反射性地改变身体姿势，产生使人体总重心向不适位移的相反方向移动的补偿动作）在一定范围内“中和”或“抵消”重心的不当移动。例如，右手提重物时身体自然向左倾斜以维持身体平衡（图2-29）。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-29 人体补偿动作</p>
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</div>
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<p class="content">
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<span class="bold">3．人体感觉系统的调控</span
|
> 人体的视觉、本体感觉、前庭觉等对维持人体平衡起着重要作用。如一般情况下，人体睁眼单足站立时间远远大于闭眼单足站立时间；当人体闭眼单足站立时，本体感觉（指来自身体内部的肌、腱、关节等运动器官在人体运动或静止状态时产生的感觉）的感受器及时感受身体各部位的位置，并通过反馈信息自觉调整相应部位防止人体倾倒，康复训练中通过关节支持物和加强关节平衡功能与肌力协调性训练可以有效增强关节本体感觉；前庭感受器感受头部的加速度运动，该传导通路传导内耳平衡器在头部位置变化时所感受的刺激，与本体感觉、视觉一起参与身体的平衡，研究表明前庭疾病患者的髋部摇动和重心移动明显增多。
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</p>
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</div>
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>第二章 运动力学基础</span
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="content">
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<span class="bold">4．心理因素的影响</span
|
> 在患者进行运动功能训练时，除了使用适宜的康复治疗技术，适当的鼓励和保护也有利于减轻患者在平衡训练时心理上的恐惧，提高训练效果。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">5．内力的重要作用</span
|
> 内力不能改变人体整体的运动状态，但人体平衡的维持离不开内力（肌肉收缩）的作用，内力还可以增加外力对人体的作用。例如，人体维持手倒立姿势，当人体有向前倾倒的趋势时，人体可通过四个手指收缩用力（内力）作用于垫子，改变垫子给人的反作用力，增加人体的稳定性。
|
</p>
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<div class="bodyPic">
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</div>
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<p class="center"><span class="bold">平衡能力测试注意事项</span></p>
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<p class="quotation">
|
平衡能力测试除用于一般老年人外，还可用于骨科、神经科的患者，如关节炎、骨折、脑卒中等疾病患者。平衡能力测试过程中一定要注意：①操作前、操作中和操作后的医患沟通，帮助患者克服心理障碍，让患者在轻松、愉悦、舒适的环境中完成测试。②保持环境安静整洁，操作中保护患者，防止患者摔倒。③注意尊重患者，保护患者隐私，提高自身医德修养。
|
</p>
|
<h2 class="secondTitle">第四节 转动力学</h2>
|
<p class="content">
|
人体各环节的运动都是通过肌肉收缩（动力）带动骨（杠杆）围绕关节（转动轴）转动实现的，如走、跑、跳等运动。研究人体的转动问题时，需将人体看作刚体（刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体），例如，将头视为球体，大腿视为圆柱体（图2-30）。
|
</p>
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<div class="qrbodyPic">
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|
<p class="imgdescript">图2-30 刚体</p>
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</div>
|
<h3 class="thirdTitle">一、概述</h3>
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<p class="content">
|
<span class="bold">1．转动轴</span
|
> 在刚体转动时，刚体上所有的点均围绕某一直线做圆周运动，这条直线叫作转动轴。转动轴可分为两种。①实体轴：一般在体外，是看得见、摸得着的轴。人体整体围绕制动于地面的运动器械做转动时，该器械就成为人体转动所围绕的实体轴，如单杠大回环。②非实体轴：指的是人体在局部肢体转动或者整体转动时，所围绕的位于人体内部的某一条特定直线，例如，腾空旋转动作的转动轴。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">2．角位移（关节角度）</span
|
> 角位移是描述物体转动时位置变化的物理量，是指肢体围绕特定轴（关节）旋转的角度，也可理解为关节运动时所转动的角度（图2-31），即关节角度，用字母θ表示。人体一般可划分为上臂、前臂、手、大腿、小腿、足等多个节段，这些节段由肩关节、肘关节等各类关节连接。由于人体的运动状态能够通过各关节在不同运动平面内的角度变化得以体现，所以，只要对每个关节在不同运动平面的角度变化展开描述，就能了解人体的全身运动状态。
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</p>
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</div>
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<div class="page-header">
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<div class="header-txt">人体运动学基础</div>
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<div class="qrbodyPic">
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<p class="imgdescript">图2-31 角位移</p>
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</div>
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<p class="content">
|
<span class="bold">3．角速度（ω）</span
|
> 角速度用于描述转动快慢和转动方向随时间变化的物理量，单位是“°/s”，计算公式为ω=θ/t。如某患者步行时髋关节转动的角速度为45°/s。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">4．角加速度（α）</span
|
> 描述角速度大小和方向变化随时间变化的物理量，单位是“°/s<span
|
class="super"
|
>2</span
|
>”，计算公式为α=△ω/△t。
|
</p>
|
<p class="content">
|
<span class="bold">5．转动惯量（I）</span
|
> 又称惯性矩，是描述物体转动时保持原来转动状态能力的物理量。转动惯量的值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。在研究人体的转动力学时，常将人体简化为16个环节，环节转动惯量的大小遵循特定的计算公式，即I=mr<span
|
class="super"
|
>2</span
|
>，其中I代表转动惯量，单位是kg·m<span class="super">2</span
|
>；m指的是质点的质量；r表示的是质点到转轴的垂直距离（图2-32）。人体的转动惯量具有独特的特点，因为人体的姿势、所处位置及外形并非制动不变，而是能够灵活调整的，这就导致人体的转动惯量会随着运动中身体姿势的改变而发生相应的变化。以跳水运动为例，当运动员做出三折、二折及伸展等一系列动作时，身体的形态在不断变化。在这个过程中，转动半径r会逐渐增大。根据转动惯量的计算公式I=mr<span
|
class="super"
|
>2</span
|
>，在质点质量m不变的情况下，随着转动半径r的增大，转动惯量I也会随之逐渐变大。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
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|
<p class="imgdescript">图2-32 转动惯量</p>
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</div>
|
<h3 class="thirdTitle">二、转动定律的应用</h3>
|
<p class="titleQuot-1">（一）增加肌对关节的肌拉力矩</p>
|
<p class="content">
|
根据转动定律，人体转动所受的合外力矩M=Iα，即合外力矩等于转动惯量与角加速度的乘积。若想增加肌拉力矩M，可以分别增加转动惯量与角加速度。增加肌力可以增加转动角加速度，增加肌力臂可以增加转动惯量，因而增加肌力、增加肌力臂可以增加肌对关节的肌拉力矩，进而增加转动效果。例如，长期的运动训练使肌肉的横截面积增加，一方面可以达到增加肌力的效果，另一方面使肌肉远离转动轴，肌力臂增加，进而增加肌拉力矩。
|
</p>
|
</div>
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<div class="page-bottom-left">024</div>
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</div>
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</div>
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<span class="header-title"
|
>第二章 运动力学基础</span
|
>
|
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</div>
|
</div>
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<div class="bodystyle">
|
<p class="titleQuot-1">（二）增加角速度或角加速度</p>
|
<p class="content">
|
减小转动惯量可以增加关节转动的角速度或角加速度。根据动量矩定理，作用在刚体上的冲量矩（ΣM△t，即转动惯量为I的物体在合外力矩的持续作用下，经过了时间△t）等于其动量矩的变化（即转动惯量为I的物体角速度变化了△ω），即ΣM△t=I△ω，因此当合外力矩不变时，转动惯量为I与物体角速度变化成反比，减小转动惯量可增加环节转动的角速度，角速度单位时间内变化量增加，则角加速度增加。因此，人体可以利用改变姿势来改变转动惯量，进而改变转动速度。例如，体操运动员“团身”把身体紧紧折叠为三折，转动半径r减小，则转动惯量I减小，进而增加转动速度ω。
|
</p>
|
<div class="bodyPic">
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|
</div>
|
<p class="center">
|
<span class="bold">转动力学——康复治疗的力学基石</span>
|
</p>
|
<p class="quotation">
|
转动力学为康复治疗师提供了量化分析人体旋转运动的核心科学框架，是连接基础力学与临床实践的关键桥梁。在评估层面，量化转动参数能揭示功能障碍的本质。例如，脑卒中患者上肢旋前/旋后时，异常的角加速度可能指向中枢控制问题，而过高的转动惯量则常与肌肉痉挛导致的肢体僵硬相关。在治疗设计中，转动力学原理直接提升干预精准度。临床实践中，优化假肢部件质量分布（如减轻足部远端重量）可降低下肢转动惯量，使步态摆动更省力自然；针对脑卒中上肢功能障碍，通过调整持物位置（靠近身体以减小上肢对肩的转动惯量）来降低任务难度，并配合渐进式抗阻训练（精确调控力矩负荷），能有效阶梯式提升肢体控制能力。此外，转动力学是理解与运用康复设备的基础。从等速肌力仪（通过控制角速度实现恒定力矩训练）到功能性电刺激（精准调控肌肉收缩力矩以改善关节转动功能），掌握其内在原理使治疗师能更科学地选择、操作设备，从根本上提升康复干预的科学性、有效性和效率。
|
</p>
|
<div class="bodyPic">
|
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|
</div>
|
<p class="right-info">（黄翠）</p>
|
</div>
|
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<div class="page-bottom-right">025</div>
|
</div>
|
</div>
|
</div>
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