一運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科概述

第一章運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科概述(李建設(shè)裘琴兒）內(nèi)容提要：本章介紹了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的演變歷程;闡述了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的學(xué)科特性；從當(dāng)前運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)亟待解決與發(fā)展的問題的角度對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的未來進(jìn)行展望。教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生了解運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷程,明確運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的學(xué)科特性、了解運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科任務(wù)，了解運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科中目前亟待解決的問題以及未來走向,使學(xué)生全面了解運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的學(xué)科概貌。關(guān)鍵詞:演變；特性；任務(wù)；展望第一節(jié)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科演變運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的形成時(shí)間并不長(zhǎng),但是人類注意、觀察、分析、研究運(yùn)動(dòng)的歷史卻非常悠久。從整個(gè)學(xué)科的演變歷程來看,大致可分為如下幾個(gè)時(shí)期：一、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的萌芽時(shí)期（二次大戰(zhàn)前）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)作為正式的一門學(xué)科還是近代的事情。人們?cè)诤茉缫郧熬拖胫阑畹挠袡C(jī)體的運(yùn)動(dòng)。古希臘被稱為“運(yùn)動(dòng)學(xué)之父"的亞里士多德(Arisｔotlｅs公元前384—3２2）早已關(guān)注人和動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的材料，第一次分析了走的全過程，并開始認(rèn)識(shí)了重心的作用和杠桿原理等。文藝復(fù)興前，代表人物克·加侖（C.Gaｌeｎuｓ公元前131-２０0)是一名醫(yī)生，他通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了由腦發(fā)出沖動(dòng)，肌肉緊張收縮產(chǎn)生關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，區(qū)別了原動(dòng)肌和對(duì)抗肌，使用了動(dòng)關(guān)節(jié)與不動(dòng)關(guān)節(jié)的術(shù)語(yǔ)。文藝復(fù)興時(shí)期自然科學(xué)得到較快的發(fā)展,意大利科學(xué)家達(dá)·芬奇(L.D.Ｖinci１45２-1５１9）是有名的畫家，數(shù)學(xué)家和力學(xué)家，又是一名醫(yī)生,他極大地注意到解剖學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)上的人體姿勢(shì)分析，對(duì)人體步行的研究和近代身體運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究相仿。他敘述了站立，上坡和下坡,坐姿起立和跳躍是身體的力學(xué)原理,并說“有運(yùn)動(dòng)能力的活體都按力學(xué)規(guī)律起作用"，在當(dāng)時(shí)這是一個(gè)大膽的見解。進(jìn)一步研究人和動(dòng)物運(yùn)動(dòng)是意大利數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家阿·鮑里利（Ａ。Ｂorellｉ1６08－1679)，他是偉大的力學(xué)家伽利略的學(xué)生。他曾著《論動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)》一書，他曾探索各種肌肉發(fā)力的數(shù)值,利用杠桿原理測(cè)量人體重心的實(shí)驗(yàn)方案,指出了人體中心的位置，提出肌肉的作用符合數(shù)學(xué)、力學(xué)原理的論點(diǎn)，并將人體在空間的主動(dòng)位移動(dòng)作分為3種主要運(yùn)動(dòng)方式，即蹬離支點(diǎn)(走、跑、跳)、推離他體（劃行,如游泳）、拉引（如攀登）。后來，美國(guó)生物力學(xué)家斯坦特勒（A．Ｓteｉndｌeｒ1879－１959)稱他是“現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)和生物力學(xué)之父”.１８世紀(jì)人們發(fā)現(xiàn)了電現(xiàn)象，不久“生物電”的概念便被用來解釋人體運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)功能。伽伐尼（Ｇalvａni）發(fā)現(xiàn)電刺激會(huì)引起肌肉收縮，完成了著名的論文《論肌肉運(yùn)動(dòng)中的電力》，并得出了動(dòng)物電與機(jī)器電完全一致的重要結(jié)論。18４1年萊芒德（DuBoisＲeymｏnｄ)在前人研究的基礎(chǔ)上確立了肌電測(cè)量的方法。生物電的研究導(dǎo)致肌電圖儀的發(fā)明。肌電圖目前已經(jīng)廣泛用來研究運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)時(shí)的肌肉工作。1９世紀(jì)初法國(guó)生理學(xué)家維伯爾兄弟用1/６0s的發(fā)條時(shí)鐘計(jì)時(shí)法，在研究走的實(shí)驗(yàn)中測(cè)定了軀干的傾斜以及垂直運(yùn)動(dòng),得出提高走速必須減少雙支撐時(shí)間的結(jié)論?？娎帐欠▏?guó)的生理學(xué)家，他利用空氣壓縮記錄法研究了腿運(yùn)動(dòng)的支撐期和擺動(dòng)期的時(shí)間關(guān)系，測(cè)定走時(shí)支撐時(shí)間和跑時(shí)雙支撐時(shí)間的數(shù)據(jù)。187１年美國(guó)攝影師伊·梅布里奇用24只固定照相機(jī)和2只輕便蓄電池,拍攝了一匹馬的奔跑狀態(tài)并測(cè)量出馬的步長(zhǎng),四足騰空的現(xiàn)象，其后又拍攝了人的走，跑等動(dòng)作的連續(xù)照片。19０１年，梅布里奇發(fā)表了《運(yùn)動(dòng)中的人體的圖像集》,從而奠定了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)參數(shù)攝影分析測(cè)量的方法基礎(chǔ).為了紀(jì)念他對(duì)生物力學(xué)的貢獻(xiàn)，從198７年第１1屆生物力學(xué)大會(huì)開始設(shè)立了“梅布里奇杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)"以表彰在生物力學(xué)基礎(chǔ)理論，研究方法和應(yīng)用研究領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)的學(xué)者.20世紀(jì)初,德國(guó)學(xué)者威·布拉溫和奧·菲舍爾用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定了人體各環(huán)節(jié)相對(duì)重量和人體重心等慣性參數(shù),這些材料時(shí)至今日仍被生物力學(xué)理論和實(shí)踐廣泛采用。１916年法國(guó)人阿瑪爾(Amａｒ）研制了第一臺(tái)可以測(cè)定垂直、水平方向兩維測(cè)力臺(tái),為動(dòng)力學(xué)分析提供了測(cè)試手段。俄國(guó)學(xué)者謝切諾夫除了對(duì)生理學(xué)方面出貢獻(xiàn)外,在他所著《人體功能運(yùn)動(dòng)概論》一書中詳盡闡述了“人體運(yùn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)是骨杠桿,產(chǎn)生杠桿運(yùn)動(dòng)的是肌肉張力及其神經(jīng)支配”等問題。同時(shí)代的俄國(guó)學(xué)者佛·列斯加夫特是一位機(jī)能解剖專家,他把人體形態(tài)結(jié)構(gòu)功能與體育動(dòng)作結(jié)合起來，開創(chuàng)了《身體運(yùn)動(dòng)的理論》,并于1８７7年講授了他自己寫的這部著作,而后更名為《體育練習(xí)生物力學(xué)教程》.由于謝切諾夫和列斯加夫特的突出貢獻(xiàn),他們被稱為原蘇聯(lián)現(xiàn)代生物力學(xué)的奠基人.前蘇聯(lián)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)創(chuàng)始人伯恩斯坦從2０世紀(jì)３０年代開始注意用神經(jīng)控制論的觀點(diǎn)來研究人體運(yùn)動(dòng),在所著的《論動(dòng)作的結(jié)構(gòu)》一書中就反映了系統(tǒng)論、控制論和信息論的觀點(diǎn)。伯恩斯坦關(guān)于人體動(dòng)作系和運(yùn)動(dòng)行為結(jié)構(gòu)的思想原則,以及運(yùn)動(dòng)感覺反饋修正的理論對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的學(xué)科發(fā)展具有重要的意義。2０世紀(jì)30年代，英國(guó)生理學(xué)家希爾（A。V。Ｈill）取青蛙的縫匠肌為試樣，通過測(cè)量肌肉在縮短過程中的肌張力，肌縮短速度,肌肉產(chǎn)生的熱量及肌肉維持?jǐn)伩s狀態(tài)所需的熱量，并按熱力學(xué)第一定律建立了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)一致的希爾方程.他因?yàn)槎嗉∪饬W(xué)的經(jīng)典性工作成就獲得了諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng).運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在萌芽時(shí)期基本上沒有和人體解剖學(xué)分開,多是應(yīng)用尸體解剖材料分析人體運(yùn)動(dòng)，闡述運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的原理。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在萌芽時(shí)期的研究基本是零散的，缺乏系統(tǒng)性。但這漫長(zhǎng)的萌芽時(shí)期卻為運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的形成奠定了基礎(chǔ).二、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的形成時(shí)期(二次大戰(zhàn)到二十世紀(jì)八十年代）第二次世界大戰(zhàn)以后，隨著體育運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展,先進(jìn)技術(shù)和軍事科學(xué)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)逐漸形成獨(dú)立的學(xué)科。特別是20世紀(jì)４0年代開始的以信息技術(shù)為標(biāo)志的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科形成的加速劑.20世紀(jì)6０年代微型計(jì)算機(jī)的誕生為運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)帶來了革命性的變化，帶來了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)試儀器本質(zhì)上的進(jìn)步，促進(jìn)了這一學(xué)科理論與實(shí)踐的不斷融合與發(fā)展。這一時(shí)期的特征是較為先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用,極大促進(jìn)了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展.例如采用高速攝影（像)機(jī)來記錄動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù);利用三位測(cè)力臺(tái)和動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀等來記錄動(dòng)作的動(dòng)力學(xué)參數(shù)；利用肌電圖研究肌肉活動(dòng)；利用伽瑪射線掃描技術(shù)和CＴ技術(shù)測(cè)定活體環(huán)節(jié)質(zhì)量和質(zhì)心位置等等.新技術(shù)層出不窮，研究的領(lǐng)域也越來越深入,越來越廣泛.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。一般認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的形成是在二十世紀(jì)的中后期.１967年由國(guó)際體育和教育理事會(huì)（ICSPＥ）在瑞士蘇黎士召開了第一屆國(guó)際生物力學(xué)討論會(huì),以后每二年召開一次這樣的討論會(huì).1973年在美國(guó)的賓夕法尼亞州立大學(xué)召開的第四次國(guó)際生物力學(xué)討論會(huì)期間成立了國(guó)際生物力學(xué)學(xué)會(huì)（Interｎａt(yī)ionaｌSｏcｉetyoｆBiomeｃhａnicｓ,簡(jiǎn)稱IＳB)，以后就脫離了ＩCＳPＥ開展了獨(dú)立的學(xué)術(shù)活動(dòng).１9８１年在日本名古屋召開的第八屆生物力學(xué)討論會(huì),我國(guó)第一次派代表參加了大會(huì)。從七十年代開始，討論各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)專業(yè)會(huì)議活躍起來。如:1970年召開了第一屆游泳運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)討論會(huì)，１９73年召開了第一屆田徑運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)討論會(huì)，七十年代末還召開了體操、舉重、滑雪、滑冰和冰球等運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)討論會(huì),國(guó)際運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)會(huì)(InternationａlＳocietyｏfBｉomechaniｃｓinSpｏrｔｓ,簡(jiǎn)稱ISBS)應(yīng)運(yùn)而生。ＩSBS的第一次全體會(huì)是1982年６月在美國(guó)加州的圣地亞哥召開的,12３人參加，于１９8３年5月7日ISBS有了它的章程.在我國(guó),運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)比較年輕,中華人民共和國(guó)成立之前體育教育工作者引用西方國(guó)家教材開設(shè)了《人體機(jī)動(dòng)學(xué)》,講授《運(yùn)動(dòng)學(xué)》，在學(xué)科建設(shè)上沒有太大進(jìn)展。中華人民共和國(guó)成立之后,體育事業(yè)迅速發(fā)展，19５6年曾邀請(qǐng)前蘇聯(lián)尼·米·貝柯夫在北京體育學(xué)院講授《運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)》和《動(dòng)力解剖學(xué)》，其中包括計(jì)算人體重心和體育技術(shù)動(dòng)作分析等內(nèi)容.1959年引進(jìn)前蘇聯(lián)頓斯柯依的《運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)》一書，同年暑假在北京體育學(xué)院舉辦了第一期運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教師進(jìn)修班，此后我國(guó)大多數(shù)體育院系都相繼開設(shè)了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)課程。十年動(dòng)亂我國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展同其它學(xué)科一樣，落后于國(guó)際發(fā)展，直到1９76年才重新煥發(fā)生機(jī)，我國(guó)先后邀請(qǐng)了美、日、德等國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)專家來華講座，我國(guó)根據(jù)需要派遣專業(yè)人員去國(guó)外學(xué)習(xí)、考察、研究,同時(shí)引進(jìn)大量的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)書刊,促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展。１980年我國(guó)成立了中國(guó)體育科學(xué)學(xué)會(huì),同時(shí)也成立了中國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)會(huì)，使體育科學(xué)研究包括運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)科研從此開始有組織、有計(jì)劃地交流與學(xué)習(xí)。中國(guó)體育科學(xué)學(xué)會(huì)每4年舉辦全國(guó)綜合性的體育科學(xué)大會(huì)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流；運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)會(huì)每年舉行一次專業(yè)性的研討會(huì)和報(bào)告會(huì),大大的推動(dòng)了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的發(fā)展.１9８4年和198５年中國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)會(huì)以集體會(huì)員名義分別加入國(guó)際生物力學(xué)學(xué)會(huì)和國(guó)際運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)會(huì),使我國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)工作者和國(guó)際學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)建立了經(jīng)常性的學(xué)術(shù)聯(lián)系與交流.三、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的發(fā)展時(shí)期(二十世紀(jì)九十年代以來)自２0世紀(jì)90年代,隨著科技的飛速發(fā)展,現(xiàn)代的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)也進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期,運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)開始朝著研究系統(tǒng)綜合化、研究?jī)x器、設(shè)備微型微觀化等方向發(fā)展。首先,研究領(lǐng)域不斷得到拓展,例如對(duì)人體的研究，既可以從微觀上研究細(xì)胞力學(xué),為生命體的各個(gè)層次建立本構(gòu)關(guān)系或力學(xué)模型奠定基礎(chǔ)，也可以在組織和流體研究基礎(chǔ)上,建立骨、關(guān)節(jié)、肌肉等各器官系統(tǒng)的力學(xué)模型;還可以從宏觀上研究人體肢體或整體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;其次研究?jī)x器不斷得到完善，例如檢測(cè)技術(shù)目前正朝著微型、微觀、微量、微創(chuàng)或無創(chuàng)、快速、實(shí)時(shí)、遙測(cè)、動(dòng)態(tài)、智能化和綜合性等方向發(fā)展；第三，研究隊(duì)伍的規(guī)模不斷提高，如許多教練員、從事生理、解剖的研究工作者、從事理工科研究工作者也加入到運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究領(lǐng)域之中,其它學(xué)科的介入對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)知識(shí)體系有了進(jìn)一步的補(bǔ)充，為運(yùn)動(dòng)所生物力學(xué)研究提出了新的課題，為運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展傾注了新的血液.總之，９０年代以來，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)發(fā)展速度極快，幾乎是日新月異。無論是人體結(jié)構(gòu)的研究，還是運(yùn)動(dòng)技術(shù)的診斷和優(yōu)化模式的建立及研究方法和測(cè)試手段都取得了非凡成績(jī)。在世界范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)飛速發(fā)展的同時(shí)，國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展也在快速發(fā)展，學(xué)術(shù)活動(dòng)極為頻繁，一大批研究成果層出不窮，極大推動(dòng)了國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展。19９7年，第五屆全國(guó)體育科學(xué)大會(huì)勝利召開，這是我國(guó)２0世紀(jì)末最后一次全國(guó)最大規(guī)模的體育科學(xué)盛會(huì),運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)水平高于以往任何一屆,有多篇論文被評(píng)選為大會(huì)優(yōu)秀論文。1９9８年1１月舉行了第九屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)，除了專題報(bào)告還進(jìn)行了學(xué)術(shù)論文交流。2０0２年10月1３日—18日第十屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)交流大會(huì)在河北師范大學(xué)勝利召開.2005年8月2２日至27日第２3屆國(guó)際運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)在北京召開。這是中國(guó)大陸第一次舉辦國(guó)際運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議，是亞洲舉辦的第二次國(guó)際運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議(另一次是20０0年6月在中國(guó)香港舉辦）。這次會(huì)議也是中國(guó)體育科學(xué)學(xué)會(huì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分會(huì)首次舉辦的大型國(guó)際會(huì)議。２00６年11月1２日至16日第十一屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)在成都召開。會(huì)議邀請(qǐng)12名不同研究領(lǐng)域內(nèi)的專家做了大會(huì)主題報(bào)告.會(huì)議還邀請(qǐng)國(guó)際運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)會(huì)自９０年代中期至今,廣大運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)工作者已普遍認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)就是要把各相關(guān)學(xué)科的理論，融合到人體運(yùn)動(dòng)本質(zhì)的研究上來，特別是對(duì)人體本身結(jié)構(gòu)機(jī)能力學(xué)特征的研究,如肌肉、骨骼、關(guān)節(jié)系統(tǒng)的力學(xué)特性，及其對(duì)應(yīng)的人體外部運(yùn)動(dòng)行為間的因果關(guān)系等。同時(shí)認(rèn)識(shí)到力學(xué)方法應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)的局限性，生物學(xué)方法應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)的結(jié)果的不確定性(因?yàn)檫吔鐥l件難以確定）。人體作為一個(gè)高度有序,并具有自組織能力的開放系統(tǒng)，系統(tǒng)研究的方法逐漸受到重視，并且開始做了一些較有意義的工作。第二節(jié)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科特性運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)作為一門新興的交叉學(xué)科,它的理論和方法需要借助于相關(guān)學(xué)科的理論和方法以彌補(bǔ)、修正、充實(shí)、完善。力學(xué)、機(jī)能解剖學(xué)、生理學(xué)作為運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科,對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的學(xué)科形成和理論構(gòu)建都有著重要的作用和密切的聯(lián)系。由于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)形成于多學(xué)科的滲透性過程中，因此運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科形成了其獨(dú)立、鮮明的學(xué)科特性.從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的研究對(duì)象、研究方法、研究手段和研究?jī)?nèi)容出發(fā)可歸納為如下四個(gè)方面的特性.一、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的復(fù)雜性運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的復(fù)雜性是指其研究對(duì)象的復(fù)雜性。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是研究人體運(yùn)動(dòng)力學(xué)規(guī)律的一門學(xué)科。探究人體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要從兩方面著手，首先,研究人體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)部、外部運(yùn)動(dòng)行為。人體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)行為包括肌肉、骨骼、關(guān)節(jié)、韌帶的力學(xué)特性及其對(duì)整體運(yùn)動(dòng)的約束,神經(jīng)、體液控制的生物反饋系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)功能的影響,人體功能的代償?shù)龋蝗梭w的外部行為主要包括人體運(yùn)動(dòng)的空間位移、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其改變。其次，是人體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)行為與外部運(yùn)動(dòng)行為之間因果關(guān)系的研究。人體系統(tǒng)是一個(gè)開放的、具有自組織、自適應(yīng)的生命系統(tǒng)。每一個(gè)子系統(tǒng)的變化必然影響著整個(gè)系統(tǒng)變化,但各個(gè)系統(tǒng)的變化并不等于整個(gè)系統(tǒng)最后的結(jié)果。例如,在分析某一個(gè)人體動(dòng)作時(shí),僅僅分析某一動(dòng)作環(huán)節(jié)幾個(gè)因素，即得出人體動(dòng)作正確與否的結(jié)論是有所偏頗的,各個(gè)因素必然影響著整體動(dòng)作，但條件并不是充分的。人體作為一個(gè)有意識(shí)的生物體決定了人體的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)在人體意識(shí)支配下的復(fù)雜大系統(tǒng),運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)正是數(shù)理概念及力學(xué)理論向生物科學(xué)滲透、融合的結(jié)果，其研究的重點(diǎn)是活體系統(tǒng)的力學(xué)規(guī)律，因此，研究對(duì)象的復(fù)雜性就成了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的主要特性之一。人體的拒測(cè)性、人體動(dòng)作的不可重復(fù)性、隨機(jī)性、功能代償性等就決定了人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)參數(shù)特征的非線性、相對(duì)性和復(fù)雜性。二、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的綜合性運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的綜合性是指其研究方法的綜合性。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是機(jī)能解剖學(xué)、力學(xué)、生理學(xué)相互交叉、融合的邊緣性學(xué)科,這就決定了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究方法的綜合性。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的方法論,一方面是物理學(xué)特別是力學(xué)等數(shù)理邏輯觀點(diǎn)、概念和理論的深入體現(xiàn),另一方面又受到研究對(duì)象、生物體的有序結(jié)構(gòu)與信息特征所制約.人體的運(yùn)動(dòng)行為受到力學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)規(guī)律的制約，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的著眼點(diǎn)在于人體運(yùn)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)的外部力學(xué)規(guī)律，牛頓力學(xué)理論基本適用，而人體外部行為是內(nèi)部行為綜合作用的結(jié)果。盡管運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的著眼點(diǎn)在于人體運(yùn)動(dòng)的力學(xué)規(guī)律，但僅采用物理學(xué)的研究方法具有很大局限性，牛頓力學(xué)理論應(yīng)用于活體有其機(jī)械局限性,生物材料的粘彈性理論對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)器系建立本構(gòu)方程缺乏邊界條件的可靠性。人體運(yùn)動(dòng)器械的力學(xué)特性的深入研究必然涉及到生物學(xué)領(lǐng)域，如肌肉的張力特性不僅與肌纖維結(jié)構(gòu)、類型有關(guān),而且還與受神經(jīng)系統(tǒng)控制的生物電特性有關(guān)，而單純運(yùn)用生物學(xué)研究方法也會(huì)受到人體內(nèi)部復(fù)雜性的限制，邊界條件難以確定，完全的定量化研究目前還無法實(shí)現(xiàn)，對(duì)結(jié)果正確性的檢驗(yàn)比較困難,因此對(duì)人體運(yùn)動(dòng)行為的研究，必然要使物理學(xué)研究方法與生物學(xué)研究方法相互滲透、融合，在研究方法上不斷突破創(chuàng)新，才有可能使人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)從“黑箱"變?yōu)椤盎蚁?，直至“白箱”。人體整體運(yùn)動(dòng)(大系統(tǒng)）由各個(gè)局部運(yùn)動(dòng)（子系統(tǒng)）合成，各局部的運(yùn)動(dòng)又是人體內(nèi)部各運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)綜合作用的結(jié)果。因此這種內(nèi)部各運(yùn)動(dòng)之間的配合、協(xié)調(diào)，以及內(nèi)部運(yùn)動(dòng)行為對(duì)整體結(jié)果的影響，對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)的研究就顯得更為重要,因此系統(tǒng)的研究方法就必須納入運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法中。所謂系統(tǒng)方法,就是把對(duì)象放在系統(tǒng)的形式中，從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā),從系統(tǒng)和要素、要素和要素、系統(tǒng)和環(huán)境之間的相互聯(lián)系和相互作用的關(guān)系中綜合的、精確的考察對(duì)象,以達(dá)到最佳的處理問題的一種方法。系統(tǒng)研究方法是一種“由上而下”、“由總而細(xì)”，即從整體出發(fā)，先綜合，后分析，最后又回到綜合的方法，是可以把定性方法和定量方法有機(jī)統(tǒng)一,即它不僅可以定性的揭示系統(tǒng)的性質(zhì)和功能，而且可以借助數(shù)學(xué)語(yǔ)言定量地、準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和規(guī)律.例如跳遠(yuǎn)技術(shù)中,助跑、踏跳、騰空、落地各個(gè)要素均可通過測(cè)量用運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特征量來定量描述。亦可把整個(gè)跳遠(yuǎn)技術(shù)看成一個(gè)系統(tǒng)行為,即可定量分析各個(gè)要素,又可定性分析各個(gè)要素之間的關(guān)系，以使整個(gè)動(dòng)作系統(tǒng)達(dá)到最佳狀態(tài)。因此,系統(tǒng)分析方法應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)具有物理學(xué)法與生物學(xué)法所不具有的新特點(diǎn)、新功能。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科是多學(xué)科交叉、滲透形成的邊緣性學(xué)科,受到力學(xué)、生理學(xué)、解剖學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科條件的制約，這就決定了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究方法上的綜合性,綜合性的研究方法可以使得多學(xué)科間相互彌補(bǔ)、修正，使得研究結(jié)果更加完善。三、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的先進(jìn)性運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的先進(jìn)性是指其研究手段的先進(jìn)性。每一個(gè)發(fā)展完善的學(xué)科，必須具備兩個(gè)條件，既要有自身的學(xué)科理論體系，還必須有自身獨(dú)特的研究方法.一門科學(xué)的發(fā)展依賴于研究方法,而研究方法的發(fā)展便促進(jìn)了該學(xué)科的發(fā)展。研究方法是總體的指導(dǎo)思想,測(cè)試手段是在研究方法指導(dǎo)下的具體操作，是完成研究方法所規(guī)定的檢測(cè)任務(wù)的工具,是一種硬設(shè)備.依據(jù)新的研究方法,采用新的測(cè)試手段往往是進(jìn)行新理論探索的有效途徑.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)發(fā)展史表明，方法上的進(jìn)展與測(cè)試手段的進(jìn)步極大地推進(jìn)了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的發(fā)展。如１982年,邁布里奇第一個(gè)用按順序排列的24臺(tái)照相機(jī)拍攝了馬奔騰情況的連續(xù)照片，開始了運(yùn)動(dòng)學(xué)的定量測(cè)試階段；多臺(tái)高速攝像機(jī)同步系統(tǒng)、三維測(cè)力系統(tǒng)以及攝像機(jī)、測(cè)力臺(tái)同步系統(tǒng)的問世，使得對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的外部運(yùn)動(dòng)行為，能在三維空間上建立起比較清晰的圖像；雷達(dá)測(cè)速儀、激光測(cè)速儀、光纖測(cè)速儀的產(chǎn)生,使人們可以迅速、方便地測(cè)定人體或運(yùn)動(dòng)器械的運(yùn)動(dòng)速度；X光片、肌電圖、熒光透視技術(shù)的應(yīng)用則打開了研究人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)行為的大門,將研究的觸角伸向人體運(yùn)動(dòng)自控體系的領(lǐng)域；伽瑪射線掃描技術(shù)和CT技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)活體環(huán)節(jié)質(zhì)量和質(zhì)心位置的測(cè)定；德國(guó)Ｎｏvel公司研制的Peｄaｒ測(cè)試鞋墊最多有10２４個(gè)傳感器組成，可以精確測(cè)量腳底多個(gè)區(qū)域的受力情況等。高科技測(cè)試系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)比比皆是。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)理論體系大都建立在實(shí)驗(yàn)之上,隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,大量高科技儀器設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的測(cè)量領(lǐng)域，相信隨著科技與社會(huì)的發(fā)展，許多高端的測(cè)試設(shè)備會(huì)更加廣泛的應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的測(cè)量領(lǐng)域。四、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的實(shí)踐性運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的實(shí)踐性是指其研究?jī)?nèi)容的實(shí)踐性。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是一門理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的應(yīng)用性學(xué)科,它堅(jiān)持三個(gè)面向:面向競(jìng)技體育、面向大眾健康、面向特殊群體（航天員、殘疾人等），直接為提高運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平和增強(qiáng)人類體質(zhì)服務(wù),體現(xiàn)了很強(qiáng)的實(shí)踐性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先在體育動(dòng)作技術(shù)診斷和分析上表現(xiàn)尤為突出,在競(jìng)技體育方面,不僅對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作做出診斷，提出修改意見,而且要把運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和比賽中技術(shù)完成的信息及時(shí)反饋給教練員，以促進(jìn)訓(xùn)練和提高成績(jī)。同時(shí)還要總結(jié)和提煉出具有普遍意義的體育動(dòng)作技術(shù)規(guī)律,指導(dǎo)訓(xùn)練和比賽.在全民健身方面,不僅要對(duì)普通人的基本活動(dòng)(如步態(tài)、提、拉、推等)進(jìn)行診斷和分析，提出指導(dǎo)意見,而且還要對(duì)一些需要康復(fù)的人的動(dòng)作進(jìn)行診斷和分析；其次是設(shè)計(jì)和改進(jìn)運(yùn)動(dòng)器械，在競(jìng)技體育方面可以設(shè)計(jì)和改進(jìn)訓(xùn)練/鍛煉、測(cè)試/監(jiān)控、比賽/防護(hù)用器材，提高運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的效率和安全性，如比賽器具(自行車、球拍、球等）、衣服(游泳衣、自行車服等）、鞋(短跑跑鞋等）等運(yùn)動(dòng)設(shè)備。在全民健身方面,可以對(duì)健身器材、學(xué)生背包、鞋帽等日常用品進(jìn)行設(shè)計(jì)，為全民健身的發(fā)展做出貢獻(xiàn)；然后,在預(yù)防損傷與康復(fù)上也有較為突出應(yīng)用，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)與骨傷科、矯治外科等關(guān)系密切,與它們結(jié)合,共同深入研究人體環(huán)節(jié)參數(shù)、肌肉、骨骼、關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)和生物學(xué)特性,可以解決骨傷科的臨床問題,對(duì)損傷做到積極預(yù)防與康復(fù);最后,在選材和預(yù)測(cè)上，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)可以為運(yùn)動(dòng)員選材提供基本的指標(biāo),特別是一些身體素質(zhì)方面,如速度、力量等.另外，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的一些模型和仿真技術(shù)可為運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)新動(dòng)作和預(yù)測(cè)成績(jī)及提高訓(xùn)練效果服務(wù)?？傊?，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,它在人們生活中的應(yīng)用非常廣泛,不僅對(duì)提高運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技水平、改進(jìn)和設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)器械、運(yùn)動(dòng)員選材與運(yùn)動(dòng)成績(jī)預(yù)測(cè)有重要意義，而且對(duì)促進(jìn)全民健身鍛煉科學(xué)化也具有重要的意義。第三節(jié)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科任務(wù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是一門理論與實(shí)踐密切結(jié)合的學(xué)科，它直接為提高運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平和增強(qiáng)人類體質(zhì)服務(wù)。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)對(duì)于體育教育專業(yè)學(xué)生既是一門基礎(chǔ)理論學(xué)科，又是與體育實(shí)踐緊密相連的應(yīng)用性學(xué)科。就目前運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的學(xué)科定義來看，其主要任務(wù)主要包括以下幾個(gè)方面：1。研究人體結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)功能之間的相互關(guān)系人體運(yùn)動(dòng)器系由骨、關(guān)節(jié)和肌肉組成，其主要功能是使人體運(yùn)動(dòng)。因此，要想深入揭示人體運(yùn)動(dòng)的力學(xué)規(guī)律,必然要涉及到人體器系各組成部分的結(jié)構(gòu)、功能及所表現(xiàn)的力學(xué)特點(diǎn)和力學(xué)特性。只有認(rèn)識(shí)了人體運(yùn)動(dòng)器系的結(jié)構(gòu)、功能及力學(xué)特性才能最大限度地發(fā)揮其功能,避免產(chǎn)生損傷,所以，研究人體運(yùn)動(dòng)器系的力學(xué)特性,以及人體基本活動(dòng)形式的特征是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)理論研究的最基本任務(wù)。２．研究人體技術(shù)動(dòng)作的規(guī)律許多項(xiàng)目都是在競(jìng)爭(zhēng)遠(yuǎn)度、高度、速度、力量等力學(xué)量的大小,因此，我們可以借助運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)手段,揭示動(dòng)作技術(shù)的生物力學(xué)原理,結(jié)合運(yùn)動(dòng)員的生物學(xué)特點(diǎn)和專項(xiàng)特點(diǎn)，建立合理的動(dòng)作技術(shù)模式，以提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。動(dòng)作技術(shù)規(guī)律是指完成某項(xiàng)動(dòng)作技術(shù)的基本規(guī)律，它適合于任何人，不考慮運(yùn)動(dòng)員的性別、體型、運(yùn)動(dòng)素質(zhì)的發(fā)展水平和心理素質(zhì)等個(gè)體差異,是具有共性特點(diǎn)的一般規(guī)律。人體技術(shù)動(dòng)作千差萬別,我們可以從生物力學(xué)和生物學(xué)角度研究引起這些差別的原因.這樣，通過對(duì)高水平的運(yùn)動(dòng)實(shí)踐來總結(jié)先進(jìn)的動(dòng)作技術(shù)原理，建立合理的動(dòng)作模式，就有利于推廣先進(jìn)技術(shù),提高專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平和教學(xué)效果。３。研究運(yùn)動(dòng)技術(shù)的最佳化,制定運(yùn)動(dòng)技術(shù)訓(xùn)練方案研究運(yùn)動(dòng)技術(shù)的最佳化,即通過對(duì)各項(xiàng)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員技術(shù)的生物力學(xué)研究,進(jìn)行技術(shù)診斷，提出合理的生物力學(xué)參數(shù),找出改進(jìn)技術(shù)的措施,探索合理和最佳的動(dòng)作技術(shù)方案,以提高競(jìng)技運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的科學(xué)性和競(jìng)技運(yùn)動(dòng)水平.最佳運(yùn)動(dòng)技術(shù)與動(dòng)作技術(shù)規(guī)律是兩個(gè)不同的概念，因此，探索最佳化的運(yùn)動(dòng)技術(shù)和上述揭示動(dòng)作技術(shù)規(guī)律是兩個(gè)不同層次的任務(wù).動(dòng)作技術(shù)規(guī)律是是具有共性特點(diǎn)的一般規(guī)律.而最佳運(yùn)動(dòng)技術(shù)則是考慮了個(gè)人的身體形態(tài)、機(jī)能、心理素質(zhì)和訓(xùn)練水平來應(yīng)用一般技術(shù)原理，以達(dá)到最理想的運(yùn)動(dòng)成績(jī)，即它是既具有共性又具有個(gè)性特征的運(yùn)動(dòng)技術(shù)。最佳運(yùn)動(dòng)技術(shù)的研究是非常有必要的。即使是一個(gè)非常優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員，其動(dòng)作技術(shù)也會(huì)存在不合理的一面,在遵循一般運(yùn)動(dòng)技術(shù)原理的前提下,對(duì)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)診斷,發(fā)現(xiàn)其個(gè)人的技術(shù)特點(diǎn)和存在的問題，保留其合理的特點(diǎn)，改正其不合理之處,可以達(dá)到揚(yáng)長(zhǎng)避短的目的。美國(guó)奧委會(huì)生物力學(xué)部主任艾里爾博士在這一方面的研究工作是卓有成效的。1９76年在蒙特利爾奧運(yùn)會(huì)上獲得金牌的美國(guó)鐵餅運(yùn)動(dòng)員麥克.威爾金斯就是運(yùn)動(dòng)技術(shù)診斷較早成功的一例。運(yùn)動(dòng)會(huì)開幕前幾個(gè)月，威爾金斯的成績(jī)是６6米,離69米的世界紀(jì)錄還相差很遠(yuǎn)。艾里爾通過計(jì)算威爾金斯四肢各部用力情況和分析他的投擲動(dòng)作圖解，發(fā)現(xiàn)他在鐵餅出手之前不但沒有剎住膝蓋，反而象彈簧似地動(dòng)了一下。只這一動(dòng)，就使他失掉了一部分本應(yīng)傳到鐵餅上的力。后來,威爾金斯采用矯形器剎住了膝蓋,一下子竟以70.8６米的成績(jī)刷新了世界紀(jì)錄。這個(gè)例子之所以能夠成功,原因是有兩個(gè)步驟均取得了效果。第一是正確地發(fā)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)過程中存在的問題,第二是采用了有效的訓(xùn)練手段,二者缺一不可.因此，在對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行診斷時(shí)，不能僅停留在測(cè)量、分析和評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)技術(shù)的層面上，還應(yīng)當(dāng)重視運(yùn)動(dòng)技術(shù)改進(jìn)、運(yùn)動(dòng)能力發(fā)展的方案設(shè)計(jì)與實(shí)施.4.研究、設(shè)計(jì)、改進(jìn)運(yùn)動(dòng)器械體育運(yùn)動(dòng)中，人體或器械運(yùn)動(dòng)，都是人與運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地或運(yùn)動(dòng)器械相互作用的結(jié)果，因此研究、設(shè)計(jì)、改進(jìn)運(yùn)動(dòng)器械，使之符合力學(xué)原理，既適合與體育運(yùn)動(dòng)實(shí)際的需要,又為運(yùn)動(dòng)成績(jī)的不斷提高創(chuàng)造了條件。為全民健身戰(zhàn)略的實(shí)施服務(wù)，為運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的應(yīng)用研究提出了豐富的研究任務(wù)和更高的要求。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異,尤其是電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、材料學(xué)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的飛速發(fā)展,為運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育儀器器材領(lǐng)域的研究提供了有力的技術(shù)支撐。通過體育儀器器材的研制，不僅可以提高運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的效率和安全性,加速競(jìng)技體育“更快、更高、更強(qiáng)"目標(biāo)的實(shí)現(xiàn);也可以提高人們健身鍛煉的效果和娛樂性，為現(xiàn)代人創(chuàng)造良好的生活和工作環(huán)境，改善人類生存狀況，激發(fā)人類潛能、提高生活質(zhì)量和品位。如撐竿跳高項(xiàng)目的撐竿,從木質(zhì)竿、竹竿、金屬竿一直發(fā)展到玻璃纖維竿。為優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員不斷創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄奠定了基礎(chǔ)，截止于１９9４年烏克蘭著名運(yùn)動(dòng)員布勃卡成功地越過了6．14米,僅在玻璃纖維竿時(shí)期世界紀(jì)錄就改寫了51次。中國(guó)的劉翔在雅典奧運(yùn)會(huì)上以1２″9１的成績(jī)平了世界紀(jì)錄獲得了１10米欄的奧運(yùn)會(huì)冠軍,改寫了亞洲人無緣該項(xiàng)目的歷史。劉翔所穿的跑鞋就是一家國(guó)際知名品牌為他量身定制的,據(jù)說每一只跑鞋的重僅為１00克；再如人體關(guān)節(jié)保護(hù)裝置，在各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中以不影響妨礙專項(xiàng)所需完成的動(dòng)作幅度、速度和發(fā)力過程的前提下，對(duì)于易受傷的相應(yīng)關(guān)節(jié)配置防護(hù)性護(hù)具，典型的例證是橄欖球員的預(yù)防膝側(cè)副韌帶斷裂的護(hù)膝.目前流行的輪滑運(yùn)動(dòng)所用的護(hù)膝、護(hù)肘、護(hù)腕等也是很好的運(yùn)動(dòng)防護(hù)設(shè)備.5.研究運(yùn)動(dòng)損傷的原因和預(yù)防措施通過對(duì)人體器系的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究和對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)的生物力學(xué)分析，一方面可以揭示運(yùn)動(dòng)器系的形態(tài)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)功能的統(tǒng)一性和相互制約性,從而建立合理的動(dòng)作技術(shù)以防止運(yùn)動(dòng)器系發(fā)生損傷。另一方面可以揭示不同運(yùn)動(dòng)動(dòng)作對(duì)人體局部載荷的影響,找出運(yùn)動(dòng)器系發(fā)生損傷的力學(xué)原因和生物學(xué)原因,從而采取預(yù)防措施,一旦發(fā)生運(yùn)動(dòng)器系損傷，可以選擇合理的生物力學(xué)康復(fù)手段。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究使我們認(rèn)識(shí)到不同的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練手段對(duì)于人體形態(tài)、結(jié)構(gòu)、機(jī)能產(chǎn)生不同影響的關(guān)系.正確、適度的技術(shù)訓(xùn)練可以促進(jìn)人體運(yùn)動(dòng)器系機(jī)能的改善，錯(cuò)誤、過度的技術(shù)訓(xùn)練則會(huì)破壞運(yùn)動(dòng)器系的原有機(jī)能。了解了這些關(guān)系，就可以達(dá)到運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的目的，防止運(yùn)動(dòng)損傷。譬如投擲標(biāo)槍時(shí),投擲臂的肘關(guān)節(jié)部位過低，遠(yuǎn)離肩的外側(cè)經(jīng)過,三角肌前部的肌力與標(biāo)槍的慣性力對(duì)肱骨縱軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，如果此力矩過大，則容易造成肱骨的螺旋型骨折.因?yàn)?，?dāng)人體的骨骼受到扭轉(zhuǎn)載荷時(shí)，骨將沿其軸線產(chǎn)生扭曲，整個(gè)骨都有剪應(yīng)力分布。而對(duì)成人骨密質(zhì)試樣進(jìn)行壓縮、拉伸和剪切試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)骨承受剪切的能力最低。從運(yùn)動(dòng)技術(shù)中找到運(yùn)動(dòng)對(duì)器官產(chǎn)生載荷的原因，就可以避免運(yùn)動(dòng)損傷。6。為運(yùn)動(dòng)選材提供生物力學(xué)參數(shù)通過研究人體運(yùn)動(dòng)器系可以知道人體運(yùn)動(dòng)器系的生物力學(xué)特性，人體運(yùn)動(dòng)器系的生物力學(xué)特性是產(chǎn)生人體肢體或整體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，人體運(yùn)動(dòng)器系有什么樣的特性就有什么樣的運(yùn)動(dòng)能力，也就會(huì)產(chǎn)生什么樣的運(yùn)動(dòng)效果。如果我們了解了這樣一個(gè)正向的鏈條關(guān)系，就可以為選材提供依據(jù)，譬如肌纖維類型、小腿的肌腱和韌帶的長(zhǎng)度等都是判斷所適合項(xiàng)目的依據(jù)、身體密度的大小對(duì)游泳運(yùn)動(dòng)員來說則是一個(gè)重要的指標(biāo),另外還有身材、腿長(zhǎng)、手長(zhǎng)、關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)幅度、動(dòng)作的協(xié)調(diào)性等都可能是某一個(gè)項(xiàng)目選材的參考指標(biāo)。第四節(jié)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科展望運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育科學(xué)學(xué)科體系中研究?jī)?nèi)容豐富，研究問題復(fù)雜，領(lǐng)域?qū)拸V，涉及到生物學(xué)、力學(xué)、體育學(xué)等學(xué)科的交叉,從而形成了良好的學(xué)科互補(bǔ)和融合，促進(jìn)了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的發(fā)展和進(jìn)步。隨著測(cè)試手段的改進(jìn)和現(xiàn)代高科技的發(fā)展,運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展任重道遠(yuǎn)?？v觀國(guó)內(nèi)外運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究領(lǐng)域，可以看到該學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)是:一、基礎(chǔ)研究研究人體基本體育動(dòng)作的生物力學(xué)原理，如走、跑、跳、投