实用运动生物力学教程 第4版

实用运动生物力学教程（第4版）

［澳］布伦丹·伯克特（Brendan Burkett）　著

马运超　译

人民邮电出版社

北京

图书在版编目（CIP）数据

实用运动生物力学教程：第4版/（澳）布伦丹·伯克特（Brendan Burkett）著；马运超译.--北京：人民邮电出版社，2021.8

ISBN　978-7-115-54817-7

Ⅰ.①实… Ⅱ.①布… ②马… Ⅲ.①运动生物力学-教材 Ⅳ.①G804.6

中国版本图书馆CIP数据核字（2020）第169943号

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内容提要

本书系统、详细地介绍了与人体运动有关的基本力学原理，能帮助读者充分理解基本运动规律如何影响人体运动表现。

全书共分为2个部分。第1部分是对运动生物力学基础知识的介绍，由10章组成，阐释了运动生物力学与解剖学的关系，运动生物力学的基本原理和相关概念，以及线性运动、角运动和在流体中的运动的力学知识。第2部分是对运动生物力学应用的介绍，由3章组成，提供了运动技术分析的重要指南，包括综合分析步骤、识错与纠错步骤、重要运动技术的技巧和力学原理解析。

相信每一位对运动生物力学知识有学习需求的体育行业从业者和相关专业的学生读完本书后，都将更好地理解人体如何运动，进而在实践中更高效地优化运动技术、提升运动表现。

前言

《实用运动生物力学教程（第4版）》是一本专门为本科学生创作的且较先前版本有所创新的运动生物力学图书。本书详细介绍了影响人体移动和运动表现的基本力学原理及其在不同情况下的应用。希望学习动力学、运动学和运动技巧的读者都可以从这些内容中获益。

本书可以帮助读者增强对人体运作方式的理解，也就是帮助读者理解人体如何对运动带来的压力做出反应。读者还可以将在这种理解的过程中获取的新知识应用到非运动场景中，如人体健康领域的损伤康复。

本书并没有专门介绍橄榄球、篮球等特定的运动项目或空中接球、传球、发球、击球等特定的运动技巧。本书所讲解的是基于对力学原理的理解来改善运动表现的方法和原因。

本书结构

本书第4版的结构较先前版本有一些改变。书中的章节与本科阶段的基本课程相对应。全书分为2个部分，共13章。

第1部分由10章组成，主要介绍运动生物力学的基础知识，每章都包含与实际应用有关的内容。这10章分别为应用运动生物力学简介（第1章）、运动生物力学与解剖学（第2章）、运动生物力学的基本原理（第3章）、线性运动（第4章）、线性动力学（第5章）、角运动（第6章）、角动力学（第7章）、稳定性和不稳定性（第8章）、运动动力学（第9章）及流体中的运动（第10章）。

第2部分为运动生物力学的应用部分，对一些运动进行深入的介绍，提供了运动分析的快速指南。第11~13章提供了关于如何应用第1部分知识的较多示例。这3章展现运动生物力学知识的实际应用，对运动中的运动员必须进行全面肌肉运动的原因及同步和协调肌肉运动的重要性进行论述。肌肉运动的同步和协调是运动员掌握高超运动技巧的基础。

本书特色

本书第4版还在各个章节中增添了一些有特色的部分。这些部分有利于加强读者对运动生物力学的学习和理解。

●相关科技　为了与当下的生活方式同步，第4版扩充了先前版本的相关科技部分。相关科技的应用可以为理解运动带来不一样的视角。

●丰富的主题　为了让读者更好地理解相关内容，本书使用了多种方式来解释和描述运动与力学的相互关系。多种方式的解读可以加深读者对力学基础原理的理解，进而使读者能在不同情况下应用这些原理。

●知识小结　每章都增加了一个全新的总结部分，以帮助读者巩固这一章的关键知识，增强学习效果。

●应用示例　这部分讲解运动员和教练在训练和比赛分析中对运动生物力学的实际应用，有助于读者在学习过程中做到理论联系实际。

●体育应用　这一版同样扩充了体育应用部分的内容，每章都添加了具体示例和相关训练。

●参考文献　为了反映运动领域的具体实践和协助未来的专业人士对本领域的研究，本书还提供了经过同行评审的参考文献的信息。这些参考文献证实了书中内容的真实性与可应用性，并为读者提供了了解相关知识的窗口。

希望《实用运动生物力学教程（第4版）》能够成为学生和教师的必备学习资源，希望他们可以通过阅读本书了解运动生物力学知识、扩充自己的知识储备，并在此基础上开展自己对运动生物力学知识的研究。

致谢

在此，向我的同事马克·塞耶斯（Mark Sayers）博士和卢克·霍格思（Luke Hogarth）博士表示感谢，感谢他们为本书做出的贡献。

第1章　应用运动生物力学简介

对于本科学生来说，了解人体是如何运动的是未来从事体育或医疗保健行业的基础。本书将力学知识与体育运动相结合，综合论述了体育运动中力学的应用，致力于为读者提供获取运动生物力学知识的新方法。本书是为本科学生和教师、教练创作的，但运动科学家、专业运动员和运动爱好者同样可以了解书中介绍的知识。本书解释了运动生物力学知识是如何帮助人们获得更好的运动表现的。教练可以在训练中参考本书内容；而那些帮助教练的人，即运动科学家，可以学习如何将与人体运动相关的力学知识应用到实际训练中去。这些专业人士所处的职业领域正是运动生物力学专业的学生未来的目标发展领域。除此之外，专业运动员也可以从本书中找到帮助他们提高运动表现的方法。

本书的潜在主题是帮助读者理解人体如何对运动带来的压力和负荷做出反应。读者还可以自然而然地在这种理解的过程中获取新知识，并将其应用到非运动型活动中，比如人体健康领域的损伤康复。虽然本书集中介绍的是运动生物力学，但是相关原理和技能都可以转化为损伤康复过程中可使用的知识。

本书对于既不是教练也没有参加过体育比赛但对体育非常着迷的非专业体育人士来说也同样具有价值。这样的体育爱好者通过对本书的学习，可以成为一名更加严谨且对运动技术具有鉴别能力的专业观众。

在阅读本书的过程中读者会发现，本书并没有集中介绍某一种特定的运动项目或运动技巧，而是对力学原理和运动表现之间的关系进行了解读。通过这样的科学解读，读者可以对运动员的运动表现进行更专业的评判，发现运动技巧需要改进的地方；可以了解错误动作的原理、改进方法、改进后的效果和最终带来的更加优秀的运动表现。

本书结构

本书分为2个部分。第1部分由第1~10章组成，主要介绍了运动生物力学的基础知识，每章都有实际应用的相关内容，包括“体育应用”和“知识小结”。第2部分由第11~13章组成，对本书的核心内容进行了更有深度的解读。

第1部分的10章涵盖了生物力学领域的传统概念。生物力学所讲的正是人体间的相互力学作用，各章的主题如下。

●第1章：应用运动生物力学简介。

●第2章、第3章：运动生物力学与解剖学、运动生物力学的基本原理。

●第4章、第5章：线性运动、线性动力学。

●第6章、第7章：角运动、角动力学。

●第8章：稳定性和不稳定性。

●第9章：运动动力学。

●第10章：流体中的运动。

这10章解释了运动员、运动器械与协助或妨碍运动员的外部力量之间的相互作用。通过阅读这10章的内容，读者可以了解到更多与力学相关的知识，比如跑步运动员在加速时的受力，体操运动员在空中转动时的受力和投手抛掷曲线球时的受力；还可以了解到高水平的运动技巧所涉及的力学原理及运动员在高海拔地区参加比赛的优劣势。

第2部分的第11~13章为读者提供了许多对所学知识进行实际应用的示例，帮助读者理解运动员运动时身体肌肉必须同步和协调的原因。肌肉运动同步和协调是运动员掌握高水平运动技巧的基础。

其中，第11章和第12章对于教练、体育工作者和运动科学家来说尤其有用，因为它们介绍了对运动员的运动技巧进行观察并对其中的错误进行改正的方法。第11章和第12章提供了一系列步骤，通过这些步骤，读者可以学习到如何将一项技能训练分为不同的训练阶段，以及如何对各个训练阶段进行分析。除此之外，读者还可以在这2章中了解到很多重要的力学原理，这些原理可以用于改正运动中技术动作的错误。

第13章对部分运动中包含的技巧和力学原理进行了介绍，这些运动包括短跑、跳跃、投掷、击打、举重和游泳等。第13章首先对这些运动的突出特点进行了介绍，接着对每项运动的技巧和力学原理进行了解析。这一章的目标是向读者展示在各项运动中运动技巧和力学原理不可分割的关系。

本书还提供了力学单位及其换算表和术语表，以帮助读者扩充运动生物力学的相关知识。术语表并没有使用枯燥的科学式解读，而是将相关的科学原理与各种运动器械相关联，如球拍、球、标枪等。

无论是为了训练、比赛，还是为了监测运动情况，了解运动生物力学对运动表现的影响都会对读者有所帮助。如果是为了训练，读者还要知道，运动生物力学只是需要使用的工具之一，其他的知识储备同样重要，如运动心理学、生理学、营养学及有关运动损伤和运动技巧的知识。

阅读本书后，读者可以通过观察运动员的表现，迅速分析出与之相关的外部作用力，可以分析运动员的动作并迅速找出不足之处并对其进行改进，进而帮助运动员掌握以力学原理为基础的高质量运动技巧。

什么是运动生物力学

运动科学家所工作的领域被称作运动生物力学，它是一门探究各种力对人体运动的影响的学科，包括重力、空气阻力等，同时也探究人体在运动过程中向外施加的力（Rice et al., 2010）。应用运动生物力学的基本价值源自力和运动的基本规律。更重要的是，运动生物力学可以将这些运动的基本规律应用到人体运动中，包括体育运动和训练。

本书中所讨论的生物力学内容包括线性和角运动学分析（包括判断位置、移位、速度和加速度）、线性和角动力学、力、动作法则、重心、转矩和转动惯量。后面将对这些标准概念进行讲解。

众所周知，重力和空气阻力，甚至是在撞击过程中产生的相互作用力，在体育活动和非体育活动中并不会有所不同。

●跳高运动员为了跳过更高的横杆而与重力进行抗争，正如日常生活中的爬楼梯时或飞机起飞时对重力的克服。

●同样，汽车需要对抗的空气阻力和自行车需要对抗的空气阻力并没有什么不同。

这些例子足以说明，日常生活中的力学原理同样可以运用到体育运动中。图1.1展示了一个经典的生物力学例子，通过解剖后的视角展示了支撑球体时，肱二头肌所受的力。将力学原理与解剖学相结合可以帮助读者更好地理解运动生物力学。

[源自：S.J.Hall, Basic Biomechanics, 4th ed.(Boston:McGrawHill, 2003), 158.]

力学原理

在体育运动中，力学原理只不过是支配运动员动作的基本力学和物理学规则。举个例子，如果教练和运动员对重力有所了解，那么他们就会知道如何减少重力对运动的影响，或是对其加以利用。以下是一些相关示例。

●了解重力的垂直作用的跳板跳水运动员会对落水轨迹有更好的理解，进而在跳水时形成更加理想的落水轨迹。

●认识到重力的辅助作用的摔跤选手可以利用重力使对手失去平衡。但是，如果他们没有保持住自身的稳定性，重力反而会有利于他们的对手。

●跳台滑雪运动员应该知道，如果他们通过弯曲双腿和向前弯腰把身体卷成趋于流线型的形状，就可以在向下冲刺时减少自己受到的空气阻力。这种身体姿势可以使他们获取最大的加速度，为离地做好充足的速度准备。而初始速度正是做抛物线运动的关键。本书第4章将会对此进行进一步说明。一旦跃至半空，跳台滑雪运动员就开始利用空气阻力对抗重力。他们会伸直双腿，向前倾倒，向下挤压空气，进而使空气推举身体向上。重力和空气阻力的多种应用能够帮助跳台滑雪运动员达成130米以上的飞行距离。

除了重力和空气阻力外，运动中还有很多种力的存在。这些力的作用方式各不相同。在需要与对手接触的体育项目中，运动员还需要考虑对手产生的力。一名教练对力的理解越透彻，就越能更好地分析运动员的运动技巧，进而改善运动员的运动表现。了解这方面知识的运动员就可以了解最优发力点和发挥最佳运动技巧的运动动作。即使是一名观众或一名体育爱好者，也可以通过对力学原理的学习来丰富自己的知识，增强对最佳运动表现的辨别能力。

在运动中，力学法则并不仅仅作用在运动员身上，它同样可以用于改善运动器材和竞赛场地。如今的跑鞋、速滑冰鞋、滑雪板，以及游泳、骑行时使用的光滑的运动衣和安全设备，都是基于对外部力量以及对运动员运动时产生的力的理解而进行设计的。这样的知识对提升运动表现有非常重要的帮助。

应用运动生物力学的作用

大部分从事体育工作的人，例如教练或辅助人员，都不愿意对运动生物力学加以学习。根据以往的经验，他们认为这种学习意味着阅读大量枯燥无趣的文字以及成堆的公式、计算和科学术语。这些文字通常由专业学者所著，他们的文字往往无法使教练和运动爱好者产生兴趣，并且他们往往也无法运用与本科在校学生产生共鸣的方式去解读高超的运动技巧和力学原理之间的关系。

本书是一本与众不同的书，仅包含为数不多的公式和计算，且它们使用的都是人们所熟知的计算方式和公制单位。本书可以使读者迅速掌握相关知识，无论他的职业目标是成为教练、运动科学家、运动员，还是成为一名体育爱好者。

如果读者想要了解体育领域的各种力学相关知识，那应该能够在本书中有所收获。也就是说，只要抱有一定的好奇心和想要改善自身的想法，就可以从本书中获取许多有用的信息。读者从本书中获取的新知识可以帮助自身在体育和训练领域中有所建树。如果读者想要成为合格的运动和训练科学家，就需要具备与运动生物力学领域相关的能力，并且一些其他领域的能力同样重要，比如生理学、运动心理学、营养学等。

读者阅读本书所能获得的最重要的收获之一是通过学习，能够观察、分析和纠正运动表现中的错误之处。并且本书会帮助读者理解力学的基础知识，读者通过学习这些知识能够分辨高效和低效的技术动作。本书还提供了详细的改善运动表现的指导说明。

1.书中不会用类似“更用力地扔”或“试着更加用力”这样含糊的建议，因为这样的语句只会使运动员感到困惑和不解。

2.使用现代科技是观察、分析和纠正错误的最高效的方法之一。因此，书中特意在每一章添加了对相关科技的介绍，为读者提供更多的相关信息。另外，对于没有教练陪同的运动员来说，掌握基本的运动生物力学知识有助于增强他们对自身动作的理解，也可以帮助他们理解增加或者减少训练中某个动作的原因。

读者可以更高效地使用运动器材。当来自美国的格雷格·莱蒙德（Greg Lemond）以几秒之差打败来自法国的洛朗·菲尼翁（Laurent Fignon），赢得了环法自行车赛冠军时，他成功地展示了强健的体魄和坚定的内心的重要性。同样重要的是，格雷格·莱蒙德和其辅助技术人员都深知尽可能地减少风阻的重要性，尤其是在比赛的最后一段赛时内。他们发现，如果格雷格·莱蒙德可以保持较低的上身高度，就可以使空气更加流畅地滑过身体，进而他能够花费更少的力气推开空气，也就可以为提升速度节省体力。

因此，对力学原理的学习是有用的！同样的原理可以应用到不同的运动项目中。读者需要了解运动设备设计的改进给运动带来了哪些益处，比如高尔夫球杆、网球拍、滑雪板、速滑冰鞋、山地车和泳衣等设备的改进。

本书无法介绍世界上所有的运动设备，因为运动设备的完善和改进正在以史无前例的速度进行着。但是，本书可以为读者构建起相关的知识框架。

读者可以更好地对潜在的安全问题进行相关学习。试想，一名运动员需要在肩扛杠铃的同时完成深蹲，那么，他应该将杠铃杆放在什么位置呢？应该放在肩部上方还是肩部偏下的位置呢？进行深蹲时的背部角度应该呈现怎样的状态呢？全蹲与蹲下3/4的力学效应有何不同呢？下蹲时的速度应该是怎样的呢？

1.读者了解了杠杆和转矩的相关知识后，就能够理解在深蹲时向前弯曲身体的危险性。同样，读者在了解了冲力的相关知识以及每个动作的同等反向作用力后，就能够了解快速下蹲时会对下背部、膝盖和髋部施加巨大的压力。很多人虽然掌握了优秀的运动技术，却不能完全理解某些技术要比其他技术更具危险性的原因。

2.在体操运动中，运动员会经常看到许多用于确保他们安全的定位技术，但也存在着一些会对运动员的安全产生威胁的技术。

为了更深入地解读这些概念，本书在各章适当地添加了新的内容：评估方法。这一部分将会对多种评估运动的方法进行描述，这有助于读者对训练方式的探究。在本书中，读者可以了解到许多相关的知识，比如，为什么进行高效的运动监测需要理解体操运动员在运动中的平衡、杠杆、转矩和冲力。

这些知识有助于读者学习体操运动中安全有效的监测技术和举重训练的有效技术。当然，本书并不仅限于对这两种运动项目的讨论，读者可以将书中的力学原理应用到任何一种运动项目中。

读者可以通过了解运动原理来更好地评估改善体育训练方式的创新价值。在体育运动中，推论能力和创造能力是人才选择、技术训练和设备设计的基本要素。教练需要发挥自身的创造性来探索提高运动员表现的最佳方式。每名运动员的体形、性格和体能都各不相同，对某名运动员有效的训练方式并不一定适用于其他运动员。同样，年轻运动员和成熟运动员之间也存在着巨大的差异。

1.为了帮助运动员获得最佳的运动表现，教练应该理解为什么运动技术是这样进行的，并思考应该改进这些技术的哪些方面，以适应运动员的年龄、成熟度和经验。现实生活中，有很多教练和运动员尝试新想法的例子。

2.在团队竞赛中，教练会根据运动员在即将到来的比赛中面对的对手的情况来不断调整进攻和防守的阵型。

正是迪克·福斯伯里（Dick Fosbury）的创造力和实验精神彻底改变了跳高运动。同样，滑行和旋转技巧也延长了铅球的抛掷距离。在体操运动中，有很多的技术动作是以它的创造者命名的。如“托马斯全旋”就是以它的创造者，美国体操运动员库尔特·托马斯（Kurt Thomas）的名字命名的。

因此，运动员应该时刻保持好奇心，不断了解各种运动技术的方式和原理。同时，要保持创造力和实践能力，教练们也应该鼓励受训的运动员开发自身的创造力。教练们还应该在训练过程中不断提升自身对运动的理解，他们不仅可以是教练，还可以是一名分析师或是一名创新者。

读者将会了解不同身体类型和不同成熟度的运动员的特点。如果读者对影响运动技术的力学原理进行学习，就会理解为何与成熟的运动员相比，成长得更快的年轻运动员会更难完成特技动作、改变运动方向或是在动作间进行协调。

1.读者会发现，年轻运动员无法和成熟运动员采用相同的训练模式。

2.读者还会了解到，为何身高更高、四肢更长会让运动员在某些运动项目中获利，却在其他运动项目中失利。

同样，读者还可以理解为何身材娇小的运动员会具有更好的力量重量比，并且可以比更高、更重的运动员更快地完成抢断、转向和移动。

技术的解读与评估

我们将两名运动员的运动表现进行对比时，通常会说一名运动员的技术比另一名运动员的更好，也可以说一名运动员在运动时有更好的形态。技术是指运动员用于完成运动的动作形式和动作顺序，比如排球中的前臂传球，柔道中的钩腰，或是跳水中的翻跟头等。在我们看来，优秀的运动员仿佛拥有很长的时间来完成复杂的动作。从生物力学的角度来说，他们高效地对自身的动力链做出了精确改善，也就是改善了四肢连续地完成动作的时间点（Sanders, 2007）。

大多数运动项目中都具有不同的数量和种类的运动技术。但在一些运动项目中，只存在一种运动技术（比如掷铁饼和掷标枪）。掷铁饼运动员只需要转动并抛掷铁饼。这样的运动技术被称为闭锁性技术。也就是说，由于运动员是唯一决定何时转动铁饼和何时完成抛掷动作的人，因此这一技能封锁于运动员自身。

与之相反的是网球运动。在网球运动中，运动员需要完成正反手击球、拦截和发球等动作，并且所有动作都是相对于对手的相关动作而做出的反应。这些动作被称为开放性技术。无论是网球运动中的发球还是掷铁饼中的抛掷动作，每项运动技能都会由运动规则决定。在发球动作中，网球运动员希望将球击打过网，落入对手无法接住的赛场区域。掷铁饼运动员则想要将铁饼扔得尽可能远并且确保其落入指定区域。两种运动员都希望最高效、最成功地完成运动技术，他们对完成运动技术过程的理解就需要运动生物力学知识的参与。

技巧应用

运动员在完成运动技术时会使用好的或是不好的运动技巧。不好的运动技巧是低效的，无法帮助运动员取得最好的成绩。在最差的情况下，不好的运动技巧甚至会对运动员造成损伤，还可能伤害附近的观众。

在很多高尔夫公共练习场中，随处可见不好的运动技巧及其带来的不良结果。很多人都使用不标准的姿势挥杆，将左曲球和右曲球动作混合使用，完全不能击打到地上的高尔夫球。即使是几乎不了解高尔夫球的人，也会惊异于竟然有如此大量的各不相同的击球方式。让我们再将视线转移到专业的运动员身上，虽然专业运动员的身高、力量和体重各不相同，但他们在击球中所使用的基本运动技巧都是近乎相同的（Nesbit and McGinnis, 2009）。

从挥杆到顺势出杆，力量会被优雅而顺畅地展现出来。这种高效的动作说明专业的高尔夫球运动员所使用的是好的运动技术和精确的动力链。他们通过长时间的训练来提高自己的运动技巧，以确保自己可以高效地完成目标任务。

抛开微小的差异，几乎所有的优秀运动员都会使用基于力学原理的高水平的运动技巧，这也正说明力学原理控制着人体所有的动作。但是，在运动员的运动技巧中出现的精确、优美的动作绝非偶然，这些都是来自运动员大量的、高效的、正确的练习。

现如今，若没有熟知最佳动作原理的教练和运动科学家的帮助，运动员很难达到世界顶尖水平。知识丰富的教练辅助运动员训练时，会认真地观察运动员的运动表现，辨别运动员在运动过程中的高效动作和低效动作。体育专业的学生可以将应用运动生物力学的知识作为未来成为教练的必备工具之一。教练和运动科学的协助，加上运动员自身的天分和自律，就能够使运动员展现出既安全又顶尖的运动表现。

运动技术的教授

教练想要教授运动员好的运动技术需要注意些什么呢？比如，在教授新手击打高尔夫球时需要注意什么呢？在介绍这项技术时，教练需要说明良好的运动技术虽然不是必备的，但却是十分有益的。更重要的是，教练需要对新手的运动表现进行分析和纠正，并且采用积极的教授方式引导新手不断提高运动表现。教练需要对高尔夫击球动作的力学信息具有基础性的理解，也就是说，教练一定要了解为何一些击球动作能比其他动作更好地完成击球任务。

对排球运动的教练来说，这样的思维同样重要。排球教练需要了解动作的力学原理，进而理解为何一些动作可以使运动员跳跃至半空击球，其他动作却不能（Markou and Vagenas,2006）。在棒球运动中，投球教练则需要训练运动员使用最高效的动作完成挥臂、传球和发球动作；同样，击球教练需要训练运动员更加高效地完成击球动作。

高尔夫球、排球和棒球教练都会在删减无效动作和增加高效动作时应用到力学原理的相关知识。将这些知识转化为实际应用的最佳方法是使用不同的方式与运动员进行沟通，让运动员可以使用新技术来进行反馈。

传统训练方式与新科技的碰撞

很多教练和运动员依然在训练中使用传统的训练方式，他们认为过去使用的就是现在应该使用的。一些教练完全无法辨别运动员动作的好坏，或是不清楚为何一些动作要比其他动作更加安全高效，也不清楚为何一些动作更容易造成损伤和使运动员不稳定。还有一些教练喜欢使用试错的训练方式。在自身缺乏运动生物力学知识的情况下，教练会猜测改善或提升运动技巧的方式。有时他们可以得到不错的结果，但是大部分时候是没有收获的。这种导向错误的实验也会造成运动员身体的损伤。很多教练会根据世界冠军的运动技巧展开对运动员的技巧训练，但却没有考虑他们之间体形、能力和成熟度方面的差别。

同样，年轻的运动员常常会模仿世界级运动员的动作，甚至模仿他们低效的个人习惯。比如，1956年至1968年4次在奥林匹克运动会上获得掷铁饼项目冠军的阿尔·奥特（Al Oerter），常常会在向后摆臂的同时翻转铁饼，这个动作仅仅是他的个人习惯，并不会增添任何力学上的作用。很多年轻的运动员却在模仿这个动作，并且认为这个动作可以延长掷铁饼的距离。另一个更加滑稽的模仿个人动作的例子是，很多年轻的运动员会在扣篮时张开嘴巴，伸出舌头。为什么呢？因为这是迈克尔·乔丹（Micheal Jordan）的特色动作！

对于培养运动员的运动技术来说，辨别安全的、力学上正确的动作和无效的动作是十分重要的。盲目模仿其他人的训练方式和运动技巧的教练和运动员是无法进步的。也许这种对运动技术的有限关注是对运动科学领域出版物内容的一种反映。一篇运动科学的调查指出，生理学——研究运动对人体结构和生理功能的反应的学科——是最值得深入研究的科学学科（Federolf et al., 2014）。运动生物力学研究人体如何运动，能够以最好的方式描述运动技术。本书能够帮助人们纠正错误的运动方法。读者通过对力学原理的了解，能够分析出运动特点并学会使用更加高效的运动方式，这样就能有更佳的运动表现。

新方法和新科技的应用

科技是日常生活的一部分，很多科技也被应用到了运动中。举例来说，人们常常在驾车或骑行时使用GPS系统来计量行驶距离和行驶时间（Townshend et al., 2008）。相似的科技也被用于计量运动员在竞赛中的跑步距离，或是记录皮划艇的行驶路线。这种现代的科学技术可以为运动员提供新的反馈，使他们获取新的信息。有时，这些科学技术还可以使他们认识到教练反复强调过的信息的重要性。

高尔夫球教练总是重复地对运动员说：“你总是在球杆触球的那一刻把头抬起来。”但运动员自己并没有意识到自己的这一头部动作，因此无法对自己的技术进行改正。

●如果教练使用摄影机记录下运动员的挥杆动作并回放给运动员看，运动员就可以从回放中清楚地看到自己的错误动作。

●更加先进的科技还可以用于测量动作幅度，比如运动员的头抬起的角度。而力量传感器和肌电图还可以测量出运动员肌肉发力的顺序和时机。

这种现代科技的监测可以为体育训练提供新的方式。因此，在学习运动生物力学时，我们也需要学习和使用科学技术来改正和完善运动技术。

本章小结

●本书科学地解读了力学原理对提高运动表现的促进作用。

●生物力学是一门利用力和运动的基本法则来解读人体运动与力之间的相互作用的学科。

●生物力学的基础因素包括线性和角运动学分析（包括判断位置、移位、速度和加速度）、线性和角动力学、力、动作法则、重心、转矩和转动惯量。

●在运动中，力学原理就是力学和人体学的基本法则，它决定了运动员的动作。

●在运动中，力学法则不仅应用于运动员自身，更可以用于改善运动器械和竞赛场地。

●如果使用数字进行描述和评估，则为定量评估。

●如果使用描述性词语进行描述和评估，则为定性评估。

●运动技巧是指运动员更好地完成运动技术的动作方式和顺序。

●体育专业的学生可以将应用运动生物力学的知识用作未来成为教练的必备工具之一。

关于作者与译者

关于作者

布伦丹·伯克特（Brendan Burkett）博士是澳大利亚阳光海岸大学的教授，具有工程学学士、硕士学位和生物力学博士学位。他的教学方向为生物力学、运动训练学和运动表现改善，其研究大多关于人类健康和运动表现方面的技术发展。他已经在体育科学、生物力学和运动训练领域的期刊上发表了150多篇同行评审文章和180多篇会议论文。

作为一名国际级精英运动员，布伦丹·伯克特代表澳大利亚参加游泳比赛长达13年，曾获得残奥会冠军，并且是世界纪录保持者，还在英联邦运动会和澳大利亚全国锦标赛上获得过多枚奖牌。他曾担任1996年亚特兰大残奥会澳大利亚代表队的队长及2000年悉尼奥运会开幕式的旗手。在结束了作为运动员的职业生涯后，布伦丹·伯克特成为澳大利亚残奥会代表队的运动科学家，并参加了2002年、2006年、2010年、2010年和2014年的世锦赛，以及2004年、2008年、2012年和2016年的残奥会。从1988年到2016年，他连续参加了8届残奥会。

布伦丹·伯克特曾荣获多个奖项，包括澳大利亚体育奖和澳大利亚勋位勋章（OAM），并进入阳光海岸体育名人堂、昆士兰游泳名人堂和昆士兰体育名人堂。

关于译者

马运超，北京师范大学体育与运动学院副教授，博士生导师；北京市体育科学学会生物力学分会委员；中国系统仿真学会会员、体育系统仿真专业委员会委员；北京市第三批健康科普专家；先后多次为中国国家皮划艇队、中国国家赛艇队、清华大学射击队等进行训练攻关服务；在《体育科学》《北京体育大学学报》等期刊发表体育科学相关文章10余篇；曾荣获山东高等学校优秀科研成果奖二等奖1项、三等奖1项，山东软科学优秀成果奖三等奖1项；主要研究方向：运动生物力学、计算机在体育中的应用等。