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网球正拍平击球的力学解析与训练

2011-02-20蔡月如巫文佳

漳州职业技术学院学报 2011年3期
关键词:来球转动惯量球拍

蔡月如,巫文佳



网球正拍平击球的力学解析与训练

蔡月如1,巫文佳2

(1.漳州职业技术学院 基础教学部;2.漳州师范学院 体育系,福建 漳州 363000)

正拍平击球是网球技术中最主要的进攻手段,击球时多采用球速快、打法凶狠的平击方法,这是一项复杂而难度很大的技术动作。通过运用力学分析的方法进行研究,认为提高击球速度关键在于挥拍速度。而合理加大引拍幅度,选择好击球点,以球拍甜点击球后中部等几项主要技术环节也是不容忽视的。就此为广大网球教练员、运动员提供参考依据,以促进网球运动的教学与训练发展的不断提高。

网球;正拍平击球;技术;训练

1 引言

正拍平击球是网球是最基本的击球技术和队员的主要进攻手段。从某种意义上讲,可称为网球运动员的生命,技术风格是否鲜明、突出主要取决于其正手平击球的威力。在比赛中队员多数时间活动在底线附近,漂亮的正拍平击球不但可以威胁对手,同时可以为本方前卫创造截击和上网直接得分的机会。随着技术的不断发展和提高,正拍平击球的球速已达到100~120km/h左右,以发力凶猛为主,球速快著称,为底线击球的首选技术。要想根据战术的需要将快而多变的来球回击到自己预想的位置上,这就需要全面掌握正确的击球技术。因此,对正拍击球技术作进—步分析、研究具有重要的实际意义。

2 正拍平击球技术的力学解析

2.1 击球时的击球冲量

设:球打的质量为1,球的质量为2,击球前球拍的速度为1,击球的球拍的速度为1,球的速度为2,球被击回后的速度为2,球的恢复系数为,根据力学碰撞定律和动量守恒定律可知道:

(2_1)/(1_2),11 +2211+22,由此可得球被球拍回击后速度:

212(1+) (1_2)/(1+2)(1)

由(1)可知球被回击的速度与球拍的质量、球的质量、挥拍的速度、来球的速度有关。但还需拍和球的质量以及球拍、球之间的恢复系数是基本固定的。所以从(1)中不难得出:为了提高回击球的速度,必须增大击球前挥拍速度和来球速度之间的差值,也就是说来球的速度越快,挥拍的速度应该更快,才能增加回击球的速度。

2.2 肢体摆动时的瞬时动量

作为击球用的球拍是上肢的延伸,因此可看做是上肢的一部分,同时位于上肢的最远端。通过力学中对动量的定义可知,动量是描述运动体冲量大小、运动强弱的物理量[1]。单从数学表达式K=MV可知,影响肢体运动中某瞬时的动量只与其质量的大小和速度的快慢有关。但从宏观角度讨论人体的运动,无论是整体还是肢体环节,其运动量的质量均可视为恒量[2]。因此真正影响肢体摆动某瞬间的动量因素只有速度这一因子,然而这一因子正是绝对速度。正是因为肢体摆动速度是肢体动量的决定性因素,假设肢体的动量全部转化为击球的冲量,由动量定理可MV=Ft可知肢体(或球拍)的速度越大,击球时对球的冲量越大。虽然在实际上肢体的动量并没有完全转化为对球的冲量,但是:肢体摆动速度越大,击球的瞬间动量从肢体或球拍向球传递的效果越好,则球获得的冲量越大。又因为动量是矢量,因此肢体在摆动时不仅要注意其摆速也要注意其摆动方向。攻球时即便肢体的动量很大,但肢体运动的路线与方向如把握不当,击球效果仍然欠佳。这是由于动量分解后,真正起有效作用的只是一部分有效的分量。同时由动量定理可知,合外力对物体的冲量等于物体动量的变化量Ft = mv2_(_mv1) = mv2+mv1为来球的速度,v2为回球的速度,m为球的质量,因为来球的动量在击球前瞬间为一定值(而实际上来球的动量在击球前由对手决定),则有Ft_mv1= mv要增大击球冲量不仅要增大击球力量,还要增大击球时间。在充分发挥肌肉力量的同时,正是增大肢体的摆速实现了增大击球的时间。因为球从接触球拍到离开球拍的过程,对于球是一个先减速后加速的过程。肢体的摆速越大,球从减速到加速然后到超过肢体的摆动速度到与球脱离所需的时间越长,从而达到了增大肢体末端的球拍对球的冲量的目的。为了提高肢体的摆动速度,这就要求我们平时要加强上、下肢和腰部等全身各有关部位肌肉的力量训练,其中特别是专项速度力量的训练。同时在挥拍过程中,全身各有关部位的肌肉用力和运动方向要协调一致,并尽可能地主动参与运动,以适合加速度较大,提高击球速度和力量。

2.3 挥拍肢体的转动惯量与摆动加速度的关系

在挥拍肢体摆动的瞬间,其转动惯量( I )与角速度(β)的关系是符合转动定律的,即ΣM=Iβ。要增大挥拍肢体在△t时间的摆动加速度最理想的途径就是适当减小挥拍肢体相对肩关节的转动惯量。因此肢体摆动过程中肩关节、肘关节所对应的夹角是很关键的。如夹角过大,就增大了肢体的转动惯量,对于提高肢体的速度、加速度不利;如果角度过小,又不利于肌肉收缩,同样收不到理想的动作效果。因此强调肌肉的规范性与科学性并非口号,必须从技术动作的每一个细小环节入手,抓住本质,进行严格科学的训练。

2.4 适当增大蹬地力线与平击球时人体转动轴线间的垂直距离

平击球时,双脚站位的距离要有必要的宽度,但双脚的距离不能太大,否则会造成重心过低,移动不便。下肢在击球时要有正确的姿势,关键是注意屈膝提踵和重心的转移。要适当减少人体(包括衣服)的转动惯量,由于人体的转动惯量I等于人体内每一质点对于转动轴线的转动惯量之和,即I = Σ△mr2 (其中, Σ是累加号,△m代表人体内每一质点的质量;r 代表每一质点的转动半径;△mr2 代表人体内每一质点的转动惯量)故要减少人体的转动惯量需适当控制体重,注意控制和改进自己的体型,防止体型横向发展,要重视体型方面的选材;避免过多的进行大力量训练和极限力量训练以防止肌肉过分粗大。

2.5 不执拍手臂的摆动对摆速的影响

不执拍手臂之摆动的作用主要是维护身体平衡,这种说法虽有一定道理,但却不甚完整。理论研究证明,不执拍手臂的正确摆动可以增加击球瞬间的摆速和手臂击球瞬间给予球拍的作用力。根据动量矩守恒定律,即:M= 0 则△(Iw) = 0 或IW= 恒量(M代表力矩,IW代表动量矩)当不执拍手臂在人体内力矩的作用下,通过身体一侧忽然向右摆动时,根据定律可知,人体不执拍手臂以外的部分(实际攻球时腰部以上部位)必然要左转动,该动量距与不执拍手臂的动量矩大小相反、方向相反。因此,攻球瞬间应利用不执拍手臂的反向摆动。

3 要提高挥拍速度,并使其在击球瞬间发挥最大效益

3.1 合理加大向后引拍的幅度(但要适当,以球拍指向后面围网为好,如引拍后摆过度便会使手腕后翘,击球时会产生拨腕动作),使得球拍有充分的加速距离,这样还可以拉长臂、肩和腰部肌肉,以便在击球过程中得到最大程度的快速收缩,并配合以蹬地、加速转体、挥拍。掌握好发力顺序,使得身体各部分肌肉能够协调用力,这样就可获得身体的击球速度。

3.2 击球时要选择好击球点(也就是球与球拍碰撞位置),这是至关重要的。击斜线球,就应在侧身击球的前髋的前面击球:击直线球,应在对着的髋的位置击球。这样可使被击之球与球拍垂直(或接近垂直)接触,使其发挥最大的撞击力,保证球拍与球相撞时获得最大限度的力量和速度。否则,将会使得击球无力或造成失误。当然熟练掌握这项击球技巧,就能主动选择击球方向、角度,以便取得主动。

3.3 以球拍什么部位中球对击的球也起着重要作用,有时用很大力量击球,不但击出的球效果很差而还感觉震手正是由于击球时球拍着力点不好。与此相反,有时击中球时,感到轻松,击出的球速度很快而有力,这正是由于球拍的甜点部位触到了球。平击球的特点是受力大,球速快,这样除了需要球拍的甜点部位击中球,发挥最大的击球力量外,击球的部位同样是关键的[3]。根据碰撞定律知道,球拍击球的后中部,摩擦最小,球的受力最大,球速最快,是理想击球点。做到这点也不是轻而易举的。在击不同深度,不同高度的球时,击球动作也应有所不同。击一般高度的球(指膝以上,腰以下的球),引拍动作要大,拍头稍上翘,采用平挥的方法最容易击中球的后中部;击高球(指胸部上下的球)时,身体叫可适当直起来,将拍后上引,稍向下挥拍也可以击中球的后中部;如遇低球(指膝以下的球),引拍时拍头稍向下,采用下降重心击球仍可以击中球的后中部。运动员是根据自己的身体条件,力量和习惯来选择使用重量、长短、拍头大小不同的球拍。

4 正拍平击球的技术动作和要求

4.1 握拍方法

握拍方法采用东方式握拍法的握拍位置再向右(指右手握拍的人,下同)转动四分之一[4]。要掌握平击球的握拍方法,最好的方法是将球拍平放在地下,握拍手的拇指和食指张开,呈八字形以虎口部位平放在拍柄处,然后手指围绕拍柄握拢。这种握拍方法,可以使手掌的有力部位紧贴在球拍的后面,并和拍面在一个平面上,能更好地抵制来球的冲击力,便于击球时发力。

4.2 左手的作用

在准备击球前,左手应托着拍颈,在准备击球时,左手可向后推拍,帮助右手后引,可以迫使击球人开始就转动上体和肩。这对正拍平击球是很重要的,不可忽视它的作用。

4.3 重视转体和移动重心

决定用正拍平击球时,应在调整好步法,距击球点—步处停下,及时做转肩转髋动作,带动球拍后引,同时将身体重心落在后脚上,这样可使手臂和球拍进入击球状态。转体、引拍早还可以使比自己预料的更早的来球还击的很好,做了转体动作,后脚就必须蹬出,前脚前伸,击球时身体重心前移,要注意转体第—,跨步第二。

4.4 引拍的重要作用不容忽视

击球的好坏在很大程度上取决于引拍,在引拍时,拍柄可以平行于地面或稍稍向上翘起,将拍引至对着球场后面围网为限。击一般高度的球;引拍动作结束时;拍头应向上约呈45度,击低球,拍头应向下不超过45度,以同样的动作向前挥拍就能打出速度快、力量大、准而深的平击球。

4.5 应做好击球后的随挥动作

球离开拍弦,由于击球时用力的惯性,球拍不可能马上停住,必然有前冲的随挥动作。也就是随着球后的惯性球拍向身体另一侧继续伸展,直到握拍手接近另侧肩部,拍头向后上方随挥动作马虎,必然导致击球动作的错误。之后应尽快恢复准备姿势,以便准备迎击下一次来球。

5 正拍平击球的几种练习方法

为了打好基础,迅速提高正拍平击球能力,平时训练中要安排相当比例的时间进行正拍击球技术的练习。只要在长期训练中注意纠正运动员的错误动作,并教会他们鉴别自己的技术动作正确与否,促使他们用心钻研技术,养成良好的训练习惯,就能使他们的正拍击球技术很快得到提高。

5.1 常年不断挥空拍

利用每天早操时间,进行挥空拍练习对改进击球技术,提高挥拍速度和协调用力都有很大效益。根据每个人的不同训练程度和需要,可进行挥空拍和挥加重拍的练习,或是两种同时进行,挥空拍对改进、纠正错误的技术动作很有效,挥加重球拍(拍头套上拍套,增加挥拍时的阻力,也可在拍套内填充实物)对纠正击球时手腕动作和提高挥拍速度、力量效果很好。每次挥空拍练习可在400次左右,若在同一次练习中需要完成以上两种练习,应以先挥重拍为好。

5.2 击吊球

这项练习可用羽毛球代替网球吊在架上或树上,高度可根据需要调节,它主要用于基础练习阶段。运动员从中可以体会完整的正拍击球动作,对练习击不同高度的球,调整击球点都有很好的效果。

5.3 每次训练课都要安排正拍平击球的练习

运动员可练习击不同高度的球和不同角度的球。可单人练习,也可进行双人练习,还可双人以比赛的形式进行。单人练习可根据自己的需要去掌握击球速度节奏,这种练习可以帮助运动员及时调整步法、到位击球、纠正错误的技术动作。只要坚持练习,收效是很大的。双人练习,面对墙左、右站位对墙击球,限每人击球一次,要求调整脚步,用正拍击球。或采用比赛形式进行,为了取胜,必然全力以赴,击出不同速度,不同角度的球,这个练习可以使运动员动脑筋打球,锻炼比赛意识,还可以锻炼在大范围内跑动击球。

5.4 多球练习

这项练习是由教练员连续送球,运动员按要求在跑动中完成击球任务。在每次练习中教练员根据不同要求和任务,可采用不同方法手段进行。在练习中随时指出不足,以求改进。这样练习击球强度大,可在反复练习中使击球技术得到巩固、提高。下面仅举几例供参考。

1、向右侧移动用正拍连续击球。

2、向左侧退步移动用正拍连续击球。

3、向右侧移动用正拍连续击不同深度的球。

4、击准练习:教练送不同深度的球,运动员将球击到单打和双打线内计1次,击中10次为1组。

5、击球比赛:以比赛方式提高队员的竞争意识,使练习更接近比赛。两队员各站对角两半场内,将球击至对角发球线和端线之间为有效,击至发球线内为失分,先胜11分者为胜方,得失3分后换发球(根据任务需要可规定发球方法),采用反方向对角区、直线两个区进行都可以收到很好的效果。

5 结语

综上力学角度透彻,详细地分析网球正拍平击球后可得知,得分主要手段在于球速,然而加大引拍幅度,提高挥拍速度,选择好击球点等几项因素是决定球速的主要方面,以上几种练习方法在不同训练时期希望广大教练员经常科学地采用,同时合理地辅助加强力量、反应、速度等多项专项素质练习来配合专项技、战术训练,对提高运动员正拍平击球技术的效果是非常有利的。

[1] 卢德明.运动生物力学测量方法[M].北京:北京体育大学出版社,2001.

[2] 赵 芳.人体材料力学[M].北京:北京体育大学出版社,2001.

[3] 米格尔·克雷斯波.高级教练员手册[M].北京:中国网球协会出版,2000.

[4] 编写组.网球技术精解全书[M].北京:人民体育出版社,2004.

The Mechanical Analysis and Training for Forehand-flat of Tennis

CAI Yue-ru1,WU Wen-jia2

(1.Zhangzhou Institute of Technology;2.Zhangzhou Normal University, Zhangzhou 363000,China)

Forehand-flat, which emphasizes high ball-speed and fierce attack, is the most important attacking resort in tennis. However, this is a complex and difficult technical action. Through the applicable mechanical analysis and its related methods of research. It is considered that swinging pace is the key to increasing the speed of shot. Furthermore, some major techniques such as appropriately expanding the extent of backswing, choosing good points to bat the ball in its central point are also indispensable. This thesis thus provides reference information to the majority of tennis coaches and athletes in a bid to promote the tennis teaching and training.

tennis; forehand-flat; technique; training

2011-08-10

蔡月如(1982-),女,福建石狮市人,讲师,学士。

G845

A

1673-1417(2011)03-0083-05

(责任编辑:季平)

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