试论网球运动中大力发球的力学原理与能力培养

王宁

(吉林大学体育学院 吉林长春 130022)

发球是网球比赛中运动员进行攻击的有效手段,也是双方运动员开始对抗的第一个环节,因此发球技术一直以来都是网球运动员必须掌握的基本技术之一,由于网球在发球阶段具有不受干扰,自我掌控的特点,因此网球运动员可以通过落点准、速度快、力量大的大力发球技术,在比赛中获得主动权。研究网球运动中大力发球的力学原理,加强对大力发球能力的培养,具有重要的教学意义与现实意义。

1 分析大力发球技术的生物力学特点

通过现场比赛调研、高速摄像机等方法,深入分析网球运动员的发球技术,并从生物力学的角度出发,对发球环节中抛球与击球两个动作的力学特征展开探讨。在抛球的环节中,如果网球抛起的高度落差过大,容易造成运动员在击球时动作产生的不连贯;在击球的环节中,增强爆发性,提升球速关键在于充分发挥躯干系统的力量,因此在发球时最好采用螺旋式的向上用力方法。虽然前肢力量可以对球拍产生加速,但判断网球落点并采取正确的用力方向对发球的影响更重要。

网球运动中,运动员在发球挥拍的过程中,首先会收缩腓肠肌、比目鱼肌等肌肉组织,将产生的能量向身体上部输送,然后运动员也迅速完成臀大肌的向心收缩,依次往上分别是腹内外斜肌的收缩、背部肌肉群的收缩与斜方肌的收缩,将积累的能量输送给上肢,上肢分别进行收缩三角肌、收缩胸大肌、收缩肱二头肌、收缩旋前圆肌与最后的手腕屈肌群的收缩,最后将产生的所有能量传递到拍头,在击球动作产生的瞬间,手腕将承担着巨大的压力。

在击球后的随挥阶段,肌肉群的收缩与挥拍加速阶段恰恰相反,表现出不同的形式,通过高速摄像机拍下的影像对随挥阶段的生物力学特征进行分析,我们可以得出击球时的入射角大约在13～30°之间,网球在飞行的过程中,上旋球与落地反弹产生的反弹角要小于入射角,而下旋球与落地反弹产生的反弹角要大于入射角,两种不同的击球方式产生了网球不同的反弹形式,第一种形式为常规性的反弹,网球与地面接触的时候不发生滑动现象。第二种形式当网球与地面接触时,产生滑动摩擦现象,从而使网球反弹的角度较小,其运动速度更快,这种方式的攻击更具有威胁性,容易得分。网球如果与网球场地之间的摩擦系数较小,那么就更容易在接触场地后造成反弹,当运动员在发球过程中使用较小的入射角时,那么网球则会获得较快的入射速度,相比而言,更加容易产生滑动反弹。因此,对于运动员来说,在大力发球的过程中应尽可能的降低入射角。

与上旋球相比,下旋球更容易出现滑动反弹,在场地摩擦系数较小的情况下,可以主要选择下旋球的打法。通过对运动员在网线底线击球时运动员的脚步移动、球拍的挥拍引拍与网球拍的握法等相关运动轨迹进行分析,通过对这类动作的生物力学结构、技术特点进行研究可以看出,与传统的击球技术相比,现代的鞭打式击球能够击出更强的力量,使网球具有更快的飞行速度,因此技术优势更加明显。上旋球由于具有更快的旋转速度,因此穿透能力较强,可以较为明显的增加击球的稳定性与攻击性。

2 对于网球运动中发球动作的技术研究

从生物力学的角度上来看,发球的过程是一个系统的动作过程,传递力量不仅需要手臂与上肢躯干产生爆发力,还需要膝盖弯曲与腿部动作辅助实现,正是这两步动作将爆发力传到整个系统中。整个发球的过程应为蹬腿—扭转髋关节—转体—手臂绕肩—伸展肘部—小臂外旋—转动腕关节—击球—随球动作—落地。通过这种科学的发力顺序,可以保证发球动作的合理化,从而获得最佳的发球效果。

利用数学中直接线性变换法,借助高速摄像机对运动员的发球动作进行分析,并获得网球运动员大力发球技术的参数,从而能够有效的得到大力发球的特征,提出并论证大力发球的技术原理。通过定量的方法对人体动作进行研究与分析,找出动作不足,可以更好的提高与改进发球动作。此外,利用高速摄像机与雷达速度仪等工具,对发球中网球的瞬间球速与旋转进行分析,可以从客观上评价运动员的发球水平。

利用计算机仿真技术,全面分析运动员在发球过程中的受力情况,从而建立网球运动方程,通过计算机的科学处理,得出不同状态下网球运动的轨迹路线,借助于改变不同的原始参数,分析网球运动轨迹的变化,从而探讨如何提高发球的成功率,找出有效措施。此外,还可以合理使用计算机仿真技术,科学分析运动员在不同情况下的发球轨迹。

3 对于网球运动中大力发球动作的技术分析

想要保证大力发球的质量,提高发球后网球的速度,关键在于保证运动员挥拍的质量,可以通过合理加大引拍幅度,选择更好的击球点,借助球拍最有力的部位来击打网球的中心,这种技术是实现大力发球的重要环节,需要在网球的练习或教学的过程中,有意识的进行总结。

在击球的过程中,首先将全身肌肉调动起来,协调用力并合理的加大挥拍幅度,从而能够提高网球击球的速度,在大力发球的过程中,有效利用平击球技术,可以实现凶狠、快速的发球,通过较强的旋转速度,飞落到对方的场区。网球在受到大力击打以后,会产生较大的旋转力,从而使网球与拍面在撞击的过程中,拍线下凹弯曲,拍线兜住球体部分,如果此时运动员向斜上方挥拍,在球体的下半部分位置,其弯曲拍线产生的弹性力量会大于上半部分拍线的弹力,造成弹性力产生的合力形成向上偏离球心,此时网球弹力偏离球心的距离,一定程度上小于摩擦力偏离球心的距离,但由于弹力强度大于摩擦力强度,因此这时的弹力产生的转动力矩要远远大于摩擦力产生的力矩,因此网球旋转的产生主要以这种力量为主。

从生物力学的角度来看,使用正手握拍可以在大力发球的过程中最大程度的开发角动量,在引拍的这一环节中,网球运动员的肩关节、躯干、髋关节、膝关节都发生了非常明显的扭转,通过前文的生物力学分析我们知道,运动员身体的转动程度是自下而上逐步增大的,因此在膝关节的转动前提下,髋关节有了更大的转动角度,而在髋关节的转动前提下,肩关节也出现了非常大的转动幅度,这种身体各关节转动幅度的逐步增大,为运动员在发球过程中继续了非常多的能量,并在打球的瞬间爆发出来。

对运动员在大力发球的引拍准备与挥拍击球动作中肩部变化进行分析,运动员没有引拍动作或有引拍动作,在触球发生的瞬间,切线速度差异不明显,运动员发生引拍动作准备击球的时候,球拍与水平方向产生的夹角小于不做引拍动作产生的夹角。发球时想要获得较高质量的上旋球,首先必须提高击球时的力量,网球速度的多少主要取决于受击打时的力量大小,因此网球运动员击球力量的大小是网球前行速度的保证。想要提高大力发球的质量,必须提高球拍击球瞬间的速度。其次应提高球拍向上提拉的力量,运动员可以通过重心的降低,保证拍头位置低于击球点,然后借助于大力挥拍的时候产生的摩擦力,想场地目标用力击出。

在球拍与网球接触的瞬间,可以通过力学模型建立运动力学方式,并利用数学的推演,分析出网球击球速度与球拍拍线张力的关系,即当拍线张力越小,越容易产生较快的击球速度,并且月容易获得较长的分离距离与分离时间。

4 结语

发球是网球比赛中双方运动员开始对抗的首要环节,也是运动员进行攻击的有效手段,因此发球技术一直以来都是网球运动员必须掌握的基本技术之一。随着我国网球运动的不断开展,加强对大力发球技术力学原理的研究探讨,已经成为提升运动员网球水平的重要手段,在训练大力发球的过程中,教练应对大力发球技术的结构与发球的节奏进行研究,并在实践过程中,提高运动员大力发球的能力与效果。

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