网球开放式正手击球的生物力学分析

鲁波

（北京体育大学 北京 100084）

网球开放式正手击球的生物力学分析

鲁波

（北京体育大学 北京 100084）

拥有良好的网球正手抽球技术是众多网球运动员和网球爱好者的梦想。开放式站位正手抽球逐渐成为现代网球的主流打法。本研究对开放式正手击球的准备和引拍，击球和随挥等环节进行生物力学分析。对网球训练过程中的易犯错误和不合理动作具有指导作用。

网球 正手击球 开放式 生物力学

网球开放式正手击球的动作结构大致可分为准备姿势、引拍、击球和随挥四步，每一环节都蕴含着复杂的生物力学原理，在日常网球运动训练过程中很容易出现一些违背生物力学原理的动作，如果这些错误动作不及时纠正，势必会影响到学习者对完整技术的掌握，甚至导致损伤。正手开放式击球是被当今网坛所推崇，本研究主要从人体协调链角度对正手开放式击球进行生物力学分析。

1 开放式正手击球技术特点和优势

开放式正手击球与传统的关闭式正手击球在握拍、击球点、随挥等方面都有所区别。西方式握拍、环形引拍、开放式站位，稍靠后的击球点等都是开放式击球的特点。

在追求力量和速度的今天，网球开放式正手击球能充分利用身体各协调链的力量传递以达到理想的击球效果。较封闭式和关闭式击球来说，较大幅度的转体动作和击球后双脚离地体现了对下肢和髋关节力量的充分动员。从生物力学角度来说开放式正手击球更有利于发力，打出高速的击球。开放式正手击球的握拍接近“西方式”，挥拍的弧线较关闭式小，更有利于击上旋球

开放式步法的优点还在于，在引拍和还原时的步法上较关闭式更简洁快速。当今世界网球是以速度、力量主导的时代，选手往往没有足够的时间调整步法，开放式步法基本省去了引拍和还原时左脚上步的步法，这对比赛中运动员底线的横向移动和还原至关重要，有助于为比赛赢得时机，女网名将威廉姆斯姐妹甚至使用较多的反手开放式步法击球以弥补移动能力的不足。有研究表明，开放式步法击球时，上体从侧身引拍到随挥完成的转动幅度约为180度，这是大力击球的保证。另外，在回击高球方面开放式击球也有着得天独厚的优势。

2 开放式正手击球各动作结构所蕴含的生物力学原理

在对完整的正手抽击球进行分解教学时通常把它分为若干部分，这样有利于学生对动作的精细掌握。开放式正手击球分解动作大致可分为以下四个环节：准备姿势，引拍，击球，随挥。下面是对各环节动作方式的生物力学分析。

2.1 准备姿势和引拍

2.1.1 动作方式

准备姿势：两脚开立，略比肩宽，双膝微曲，重心落于前脚掌，上身直立稍前倾，目视前方，正手握于拍柄底部，非持拍手置于拍颈，拍头朝上。引拍：以髋关节为轴（以右手持拍为例）带动上体向右后方转动，带动肩部，肩部带动手臂以环绕方式向后引拍（手臂绕肩），引拍过程中保持肘关节弯曲，最后身体重心落在右脚。

2.1.2 生物力学分析

技术动作是在肌肉舒张和收缩的条件下完成的，就像弓箭一样，要想把箭射的更远，就必须把弓最大限度的拉长以储存势能，这可以理解为一个“蓄力”的过程。在肌肉收缩之前，给肌肉最大限度的预张力，尽可能多的储存形变势能，使肌肉收缩前的初长度尽可能被拉长，这样它在收缩时才能最大限度的爆发，产生较大的“张力”，而收缩前的肌肉舒张可以理解为“预张力”，是为收缩做能量储备的。有研究表明：在一定范围内，肌肉收缩力量7 的大小是取决于其舒张的初长度大小的。开放式站位击球对身体旋转角度有更高的要求，髋部肌肉的舒张度较大，再加上环形引拍，可以更大限度的发挥开放式大角度挥拍轨迹的优势，增加了击球的速度和稳定性。

2.2 击球

2.2.1 动作方式

当球拍引至与身体一个面时（左肩指向来球），肘关节稍打开，拍头下沉（低于来球），右脚蹬地，带动髋关节，髋关节带动上体和肩部转动，利用身体的转动带动手臂向前挥拍，把全部积累的力量经手臂传至腕部，手腕固定，保持球拍稳定，拍面与地面近似垂直，击球中部偏下。全身力量通过身体各环节以及拍头的从下到上的传递最终作用于球。

2.2.2 生物力学分析

(1)下肢的用力是协调链的第一环节，通过膝部弯曲蹬地F获得地面的反作用力F`，体现了牛顿的作用力与反作用力定律（即牛顿第三定律）。击球时腿离开地面能促使角动量的形成。

(2)现代网球非常注重核心力量的训练，因此髋关节的训练是重中之重，膝部产生的爆发力必须要通过髋部转移至躯干，在转移的过程中髋部除了要最大限度发挥自身旋转力外（即角动量），还要保持身体平衡以使下肢的力能顺利传上来。

(3)躯干和上体在协调链第三环节的任务是：把下肢和髋部以及自身转到所获的能量传递至肩和臂。

(4)肩和臂，手臂以肩为轴弧形绕环，肘关节有一定角度，手臂不要过直。引拍和向前挥拍击球必须是肩先行带动手臂，肘关节不要离身体太远，引拍时两肩的连线基本与球网垂直，即左肩对着球网，这样侧身才能充分，击球时可以很好的运用身体的力量而非手臂。把前面几个环节的力继续在肩部和手臂进行叠加，不要过早释放。保持动作的准确到位，这样才不会造成能量的浪费。

(5)肘和腕部。肘关节保持弯曲体现了牛顿第一定律即惯性定律，在肌肉收缩时身体各部位的对抗肌也在发挥作用，肘部弯曲在减少对抗肌的副作用以减小转体的反抗力的同时，还可以缩短身体的转动半径，使动作更加经济有效。另外，肘关节保持一定角度有更好的缓冲作用，可以减少网球肘等运动损伤的发生。有研究表明：高水平运动员的手腕不是完全固定的，手腕不但可以对所获得的力进行进一步叠加以加大击球力度，还可以对球进行更好的控制。鉴于业余球手腕力和对球的控制能力的不足，建议击球时手腕保持固定。

上述五个部分介绍了开放式正手击球各环节的动作方式和生物力学原理。从触球开始，整个身体的重心逐渐前移，身体转动速度和拍头速度得到加强。把身体的重量，身体的转动速度和拍头速度共同作用于球，产生较强的加速度。这点体现了牛顿第二定律。F=ma，即“物体加速度的大小与所受合力的大小成正比，与其质量成反比，加速度的方向与所受合力的方向相同。”击球时球拍触球之前的挥拍为加速段，身体协调链运用的愈充分，球拍所获得的加速度也就愈大，击出的球的质量也就越高。

2.3 随挥

2.3.1 动作方式

在球拍触球后，不要立即停止挥拍，而要继续向目标方向挥拍，前挥到一定程度前臂做内旋动作（“包球”）。球离拍的同时双脚几乎离开地面，整个身体向左后方急速转动（右手为例）。开放式正手击球随挥幅度较大，肘关节高度较关闭式高，挥拍轨迹趋于水平，这与关闭式的U型挥拍轨迹，击球后肘关节于身体正前方是不同的。

2.3.2 生物力学分析

球拍触球并非意昧着整个击球过程的结束，通过从下到上和转体使球拍所获得的惯性依然存在。顺势随挥就是利用这个惯性引导球拍沿出球轨迹运行，更利于控球。完整合理的随挥需要转肩和转髋的协调配合才能完成，这是完整击球动作的重要组成部分，有利于“蓄力”的充分释放。

传统的关闭式击球的随挥不利于各协调链力量的充分发挥，影响击球的质量。关闭式击球随挥动作限制身体的转动。现代的开放式正手击球对击球后的“惯性”没有强行限制，充分发挥了各身体部位的转动力量，加强了击球的质量，整个击球动作更加协调，稳定。

2.4 协调链是衔接各分解动作的关键

人体协调链是指“体节的作用就像由一个环或身体的一部分产生的力量转换成一环套一环的链条系统”（格罗佩尔，1984）。体节的协调使动量从一个身体部位转移到另一个身体部位，各体节的速度不断叠加，最大限度的产生爆发力，可以延缓疲劳以及预防损伤。开放式正手击球时各体节协调链从下到上可归纳为：膝（弯曲和伸直）→转髋→转体→手臂绕肩→肘伸直－内旋→转腕。下面是协调链所蕴含的生物力学原理：

（1）动量定理。正手击球动力链系统中，协调各部位产生的合力是高质量正手击球所具备的关键因素。动量是质量和速度的乘积，动量有线动量和角动量两种。线动量有助于正手击上旋球，是身体某部位的线性运动数量；角动量在击球时同样必不可少，它是身体某部位的角度运动数量。地面反作用力是两种动量的来源，击球站位不同，两种动量的参与程度也有所差别。开放式站位正手击球使髋、躯干的转动更加充分，有利于身体重心的前移。

（2）平衡。平衡是物体机械运动的一种特殊状态，这种特殊状态可分为静态平衡和动态平衡。网球每一分的争夺都是在动态条件写完成的，所以它对动态平衡有着特殊的要求。现代网球体能训练非常注重运动员核心力量的训练，这有助于运动员比赛中有着更好的动态平衡以维持动作的稳定性。击球时，髋、躯干部分和肩部保持在一条直线对于保持动态平衡是至关重要的。

（3）协调链。开放式正手击球的用力方式和用力顺序就像一条环环紧扣的链条，每一环都必须担负着传递力量的作用，并充分利用前者的力量或速度所产生的惯性发挥本环节的力量。腿、膝、髋、躯干、肩、手臂、肘、腕等各体节的协调缺一不可，少了任何一环节前面的力的叠加将前功尽弃；大肌群先发力并逐步扩展到小肌群，从下到上不间断传递。充分发挥协调链的作用不仅可以获得好的击球效果而且对于节省体力、保持好的身体状态起着很重要的作用，合理有效的击球，不是单纯的用力就能完成的。

3 建议

开放式正手击球是现代网球所追求的，从生物力学角度来说更有利于提高正手攻击的威力。但是开放式正手复杂的发力结构对球手的身体和运动能力提出很高的要求。所以，建议初学者和水平较低的球手采用多球的练习方式进行反复体会，刚开始不必发全力，旨在体会用力顺序，初学网球应从关闭式开始逐步向开放式过度。在实战中，步法是灵活的，各种步法结合使用，比如击浅球或随球上网时。

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2095-2813(2012)01(b)-0021-02