力学模型分析法

模型分析法是力学中用来定量研究做机械运动的物体的特征的普遍而有效的方法。在生产斗争和科学实验中做机械运动的物体是多种多样的，而且是非常复杂的，它们都有数不清的特征。要了解、掌握它们一般不能对其所有方面都同时给以研究，而只能从复杂的现象中抓住主要矛盾，略去次要矛盾，在力学中就是采用把机械运动的物体抽象化为力学模型的方法。如：力学中的刚体、质点都是把真实物体抽象化的结果。体操动作具有在空间的相对位置随时间而发生改变的特征，符合机械运动的一般规律，所以，也可以用力学模型分析法阐明其运动规律。
虽然科学不允许有脱离实际的理论，但理论研究中允许用抽象、概括的方法。模型就是对实际物体特征或变化规律的一种定量的抽象，而且因为模型是对那些所要研究的特定特征的定量抽象，所以，模型能在所要研究的主题范围内更普遍、更集中、更深刻地描述实际物体的特征。如在体育科研中所引用的汉纳范人体模型，就是把形态不规则、质量分布不均匀的人体各环节抽象化为15个刚性几何体。其中头是一个椭圆球，躯干分成两个椭圆台，除了手为两个球体外，其余相对于躯干的可动环节都是圆柱。头和躯干相对不动，其余各环节间用铰链连接。汉纳范模型是定量研究人体运动的有效手段，因为它是真实人体的定量抽象。它提供了人体环节的基本参数，根据它可以测算活体环节参数，所以在分析人体的运动时，这种模型有其理论意义和实际价值。
事实上不建立研究对象的模型，对客观存在的事物及其运动形态都不可能进行研究。因为任何一种运动变化都受着多种因素的制约，如人体的运动活动就受着生物学的、生物力学的、心理学的多种因素的制约。因此当研究真实对象时必须进行简化，即建立这样或那样的模型，在模型中仅仅要反映原型的主要的和本质的矛盾就行了。
用力学模型分析法研究体操动作通常按以下方法和步骤进行：
首先把人体的动作抽象化为力学模型，即只把完成动作时的力学特征反映出来，而忽略身体其它方面的特征。譬如：可以把运动员在单杠上做大回环抽象为如下力学模型：质量为m的运动员绕单杠(O)转动，其长度为21，重心在1处，以一定的角速度ω顺时针方向转动。
其次，根据力学原理建立反映这些力学模型数量关系的运动方程式。譬如：要求做大回环时人体由杠下垂直部位上摆到水平部位其动能的变化，可列出下述方程式：

(其中J为人体绕O点之转动惯量，g为重力加速度，_ω0为人体在垂直部位时的角速度，ω₁为人体到水平部位时的角速度)
下一步就是把从实测中获得的人在做动作时的数据和一些常量作为已知条件代入方程式。最后，求出方程式的数值解，用以阐明动作技术的规律。