2025年大學體育教育專業(yè)題庫——運動生物力學運動分析技術考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.運動生物力學運動分析技術主要研究人體運動的哪些物理量？A.速度、加速度、位移B.力、力矩、壓力C.心率、呼吸、血乳酸D.以上所有2.在運動生物力學分析中，用于捕捉和重建三維空間點運動的系統(tǒng)通常是指？A.高速攝像機B.測力臺C.運動捕捉系統(tǒng)（MoCap）D.便攜式數(shù)據(jù)記錄儀3.以下哪一項是地面反作用力（GRF）的主要作用？A.直接產(chǎn)生肌肉收縮B.使人體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動C.支撐體重并反作用推動身體運動D.測量關節(jié)內(nèi)部的力4.關節(jié)角速度和角加速度分別描述了關節(jié)運動的什么特征？A.位置變化率與加速度變化率B.角度大小與運動方向C.角度變化率與位置變化率D.角度大小與角速度變化率5.在進行運動學分析時，標記點的精確放置對于結果的影響是？A.較小，只要標記點可見即可B.適中，大致位置即可C.很大，直接影響坐標計算和運動參數(shù)準確性D.無關緊要6.運動生物力學分析中，慣性參數(shù)（如質(zhì)量、質(zhì)心位置）主要影響哪方面的分析？A.力學環(huán)境的建立B.運動學參數(shù)的計算C.動力學參數(shù)的計算D.儀器設備的選型7.功率分析在運動生物力學中主要用來評估什么？A.運動速度的快慢B.力量輸出的大小C.能量轉(zhuǎn)換和利用效率D.運動軌跡的形狀8.以下哪項技術主要利用聲學傳感器來分析運動？A.高速攝像B.多普勒測速C.聲學分析系統(tǒng)（用于分析落地沖擊等）D.電肌圖（EMG）9.在運動技術分析中，建立生物力學模型的主要目的是什么？A.精確模擬每個關節(jié)的幾何結構B.簡化復雜運動，量化分析關鍵參數(shù)C.直接測量肌肉的力量輸出D.減少實驗所需的數(shù)據(jù)點數(shù)量10.運動生物力學分析技術應用于運動訓練的主要目的之一是？A.替代教練的經(jīng)驗判斷B.精確量化運動表現(xiàn)，為技術改進提供客觀依據(jù)C.預測運動員的未來潛力D.完全自動化訓練過程二、填空題（每空2分，共20分）1.運動生物力學是研究人體運動的__________、__________及其相互關系的學科。2.運動生物力學分析常用的光學標記點顏色通常是__________、__________、__________。3.測力臺主要用于測量地面反作用力及其__________。4.瞬時中心（IC）是平面運動中速度瞬時的__________點。5.運動學分析研究的是運動的__________，動力學分析研究的是運動的__________。6.常用的運動生物力學模型包括二維模型、__________模型和完整模型。7.電肌圖（EMG）是記錄肌肉__________活動的電生理信號。8.運動生物力學分析中，__________是影響運動表現(xiàn)和損傷風險的關鍵因素。9.進行三維運動分析時，通常需要至少兩個__________視角的數(shù)據(jù)進行空間重建。10.通過生物力學分析識別出不合理的技術動作，有助于制定針對性的__________方案。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.步態(tài)周期2.關節(jié)力矩3.運動學參數(shù)4.生物力學模型5.慣性四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述運動生物力學運動分析技術的主要步驟。2.簡述高速攝像機在運動生物力學分析中的主要作用及其局限性。3.簡述應用運動生物力學分析技術評估運動技術表現(xiàn)的常用指標。4.簡述運動生物力學分析技術在預防運動損傷方面的作用。五、論述題（10分）結合一個具體的體育項目（如跑步、投籃、游泳劃水等），論述如何運用運動生物力學運動分析技術來分析其關鍵技術動作，并提出基于分析結果的改進建議。試卷答案一、選擇題1.A解析：運動生物力學研究人體運動的物理量，核心是位移、速度、加速度等運動學量和力、力矩等動力學量。2.C解析：運動捕捉系統(tǒng)（MoCap）是專門用于捕捉和重建三維空間點運動的先進技術，區(qū)別于高速攝像機（主要記錄二維或經(jīng)處理后獲取三維）、測力臺（測量力）。3.C解析：地面反作用力（GRF）是支撐身體、反作用推動身體運動的基本力，是人體運動的主要驅(qū)動力。4.C解析：角速度是角度隨時間的變化率，角加速度是角速度隨時間的變化率，分別描述了關節(jié)運動的快慢和變化快慢。5.C解析：標記點的精確放置直接影響三維坐標的計算，進而影響關節(jié)角度、速度、加速度等運動學參數(shù)的準確性。6.C解析：動力學分析（如計算力、力矩、功率）需要考慮物體的質(zhì)量、質(zhì)心位置等慣性參數(shù)。7.C解析：功率是力與速度的乘積，代表能量轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)移的速率，是評估運動效率的重要指標。8.C解析：聲學分析系統(tǒng)利用傳感器檢測運動產(chǎn)生的聲音（如落地聲），分析沖擊力的大小和特性。9.B解析：生物力學模型通過簡化復雜的人體結構，旨在建立數(shù)學描述，以便量化分析運動學、動力學參數(shù)及能量消耗等。10.B解析：應用生物力學分析可以客觀評估技術動作的合理性、經(jīng)濟性，為教練提供改進建議，從而提升運動表現(xiàn)。二、填空題1.規(guī)律，原理解析：運動生物力學研究人體運動的客觀規(guī)律和內(nèi)在原理。2.紅，綠，黃解析：常用紅、綠、黃三色標記點便于在圖像中區(qū)分和追蹤。3.方向解析：測力臺能同時測量地面反作用力的大小和方向。4.速度解析：瞬時中心在該瞬時速度為零，是純滾動運動的參考點。5.學科（或現(xiàn)象），原因解析：運動學關注運動本身，動力學關注引起運動的原因（力）。6.三維解析：三維模型能更全面地描述人體和運動。7.生理解析：EMG反映的是肌肉的電活動，與神經(jīng)肌肉生理過程相關。8.技術解析：技術動作的合理性、效率直接影響運動表現(xiàn)和可能產(chǎn)生的負荷，是關鍵因素。9.不同（或互垂）解析：三維空間定位需要至少兩個不同方向（通常垂直）的圖像或數(shù)據(jù)源。10.訓練（或干預）解析：分析結果可用于指導制定有效的訓練計劃或干預措施。三、名詞解釋1.步態(tài)周期：指單腿完成一次完整擺動和蹬地過程的全部時間，通常分為支撐相和擺動相等階段。解析：定義步態(tài)周期及其基本階段。2.關節(jié)力矩：作用在關節(jié)中心、使關節(jié)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應的力與其作用線到關節(jié)中心的垂直距離的乘積。解析：定義關節(jié)力矩，并點明其計算要素（力、距離）和作用。3.運動學參數(shù)：描述物體或身體部位運動特征（位置、速度、加速度）的參數(shù)，不涉及引起運動的力。解析：定義運動學參數(shù)，并區(qū)分其與動力學參數(shù)。4.生物力學模型：用數(shù)學方程和物理概念模擬人體結構、運動或受力情況的簡化representation。解析：定義生物力學模型及其作用（模擬、簡化）。5.慣性：物體保持其原有運動狀態(tài)（靜止或勻速直線運動）的性質(zhì)，質(zhì)量是慣性的量度。解析：定義慣性，并說明其核心表現(xiàn)和質(zhì)量的關系。四、簡答題1.運動生物力學運動分析技術的主要步驟通常包括：明確分析目的、選擇合適的分析工具和設備、進行實驗數(shù)據(jù)采集（如標記點追蹤、力臺數(shù)據(jù)、EMG等）、對原始數(shù)據(jù)進行處理和濾波、進行生物力學參數(shù)計算（運動學、動力學）、建立生物力學模型（如需要）、結合運動學動力學數(shù)據(jù)進行綜合分析和解釋、撰寫分析報告、提出改進建議或結論。解析：列出標準分析流程的主要環(huán)節(jié)。2.高速攝像機主要作用是捕捉快速運動過程，通過拍攝序列圖像獲得運動軌跡，進而計算位移、速度、加速度等運動學參數(shù)。局限性在于：通常只能提供二維圖像（需配合其他設備或軟件進行三維重建），成本較高，數(shù)據(jù)處理相對復雜，主要關注外觀運動，難以直接測量力或肌肉活動。解析：說明其核心功能（捕捉軌跡）和主要局限（二維、成本、數(shù)據(jù)處理、信息維度）。3.常用的運動生物力學分析評估指標包括：運動學指標（如步頻、步長、關節(jié)角度、角速度、角加速度、步態(tài)對稱性等）、動力學指標（如地面反作用力大小與方向、關節(jié)力矩、功率輸出等）、能量代謝指標（如機械能損失、做功能量等）、技術經(jīng)濟指標（如工作頻率、擺動幅度效率等）。解析：列舉幾類關鍵的分析指標類別及其具體內(nèi)容。4.運動生物力學分析技術在預防運動損傷方面的作用體現(xiàn)在：通過分析技術動作，識別不合理的動作模式（如過度旋轉(zhuǎn)、異常沖擊），評估動作的生物力學風險（如關節(jié)應力過大、肌肉拉傷風險）；通過分析運動負荷和疲勞狀態(tài)下的生物力學變化，為制定科學的訓練計劃、合理安排運動強度提供依據(jù)；通過分析特定人群（如有傷史者）的生物力學特點，設計個性化的訓練和康復方案，降低再次受傷的風險。解析：說明分析技術在識別風險、指導負荷、個性化方案等方面的應用。五、論述題以跑步為例，運用運動生物力學分析技術分析其關鍵技術動作（如蹬地階段）并提改進建議：首先，使用高速攝像機結合標記點系統(tǒng)，采集跑步時的三維運動學數(shù)據(jù)，分析蹬地階段踝、膝、髖關節(jié)的角度變化、角速度和角加速度，以及身體質(zhì)心的運動軌跡和速度變化。其次，使用測力臺測量蹬地時的地面反作用力（GRF），分析其大小、方向（垂直分量、前后分力、側向分力）和作用時間，并計算瞬時中心（IC）的位置變化。同時，可能結合EMG分析大腿主要肌肉（如股四頭肌、腘繩?。┑募せ钅Ｊ健Ｍㄟ^這些數(shù)據(jù)，可以分析蹬地效率：例如，GRF垂直分量的大小和作用時間影響垂直速度的恢復；前后分力影響水平速度的維持和加速能力；側向分力過大可能導致制動不足或身體搖擺。關節(jié)角度和力矩分析可以評估關節(jié)承受的負荷是否在正常范圍內(nèi)，是否存在過度旋轉(zhuǎn)移位等風險?；诜治鼋Y果，若發(fā)現(xiàn)蹬地力量不足、角度不當或肌肉協(xié)調(diào)不佳，可提出改進建議：如加強下肢力量訓練（特別是踝