数学模拟实验法是根据体操中技术结构相似的同类动作，在数学方程式上具有相同形式的特点，用数学方法把运动过程抽象、概括为数学模型——数学方程式，把这些数学模型编制成算法语言输入计算机，再把用各种方法实测所得的完成动作时的各种数据作为已知条件也输入计算机，使计算机按实验程序模拟运动员的动作，并在反复进行中不断修改输入的参数，以寻求获得最佳技术方案，指导运动实践。这种方法也可用于新动作的设计，即先通过计算机中的模型进行实验，在反复模拟中观察其效果，最后确定最理想的方案。
国外对生物体的动作进行模拟，最早是在19世纪末，对自由下落的猫转体机制的研究。进入本世纪60年代由于宇航科学的发展及计算机技术的兴起，为了研究人在空中失重状态下的情况，科学工作者开始对人体的运动进行了模拟。近些年来，为了使模拟的数学力学模型更接近于实际，许多研究人员作了大量研究，联系人体肌肉系统运动的实际，开始对多刚体系人体模型进行修正。苏联研究人员用半逆解法以约束条件代替肌肉系统的运动，控制一个能控制的约束函数，使模型更接近于真实的人体。美国加利福尼亚大学力学教授哈伯德，用铰链系统附加力矩的方法来模拟人体运动，也使人体数学力学模型更加完善了。
在我国随着体育科学的发展和电子计算机技术的普及，近些年来用数学模拟方法研究人体运动的论文也逐渐增多了，而对体操动作技术的研究尤为突出。有的研究人员对人体空翻的动力学模型进行了分析，成功地解释了空旋产生的原因；也有人对刚体系统旋转动力学方程进行了理论推导，为人体运动力学模拟做了理论准备；也有的研究人员分析了单杠的摆动，把人模拟为双摆，用拉氏方程分析了运动规律并进行了具体计算；还有一些青年研究人员对体操动作的计算机模拟和人体数学模型发表了颇有见地的文章。这些研究成果对运动实践都有一定理论意义和实际价值。
对人体运动用经典力学原理进行数学模拟实验是当代科技发展中的一项新技术，这种方法随着电子计算机的广泛使用，将能更细致地描述人体运动的定量特征及其变化规律，它在未来的体育科学研究工作中必将有进一步的发展，并能有效地指导体育运动实践。 |