网球大力发球技术的运动生物力学原理

路安然 苏若楠

（郑州澍青医学高等专科学校 河南 郑州 450000）

前言

发球是网球运动当中最重要的技术指标，高质量的发球技巧能够有效把握住比赛当中的主动权，能够以迅雷不及掩耳之势快速取得比赛的胜利，所以在网球运动中发球技术是极其重要的。运动员需要合理地掌握好控制发球的方式和方法，特别是在发球力度上要掌控的精准到位，根据力学原理要使网球以高速的旋转方向及刁钻的运动轨迹来攻破对方的防御线。本文结合实际案例与运动学参数来进行分析和研究运动生物力学原理，以最有效的网球发球方式帮助运动员取得关键比赛的胜利。

1、研究方法与对象

本文针对网球大力发球技术的研究方法主要分析和总结出了三种方法，即数据平滑法、录像观察与分析法和文献法。以1999年法网公开赛国家队的重点男、女运动员为研究对象，以运动员的各项基本数据作为运动生物力学原理的主要参数来研究网球大力发球技术的标准。其中女子运动员一共有14人，男子运动员有12人，在女子运动员方面，其平均年龄是19.1岁，标准差是2.7岁，最小值是16岁，最大值是25岁；平均身高是1.68（m），标准差身高是 0.04（m），最小值身高是 1.61（m），最大值身高是 1.78（m）；平均体重是 61.90（kg），标准差体重是 6.29（kg），最小值体重是 51（kg），最大值体重是70（kg）。在男子运动员方面，其平均年龄是18.9岁，标准差是2.5岁，最小值是15岁，最大值是23岁；平均身高是 1.83（m），标准差身高是 0.04（m），最小值身高是 1.75（m），最大值身高是 1.87（m）；平均体重是 71.68（kg），标准差体重是5.56（kg），最小值体重是 62（kg），最大值体重是 82（kg）。

2、结果与分析

网球发球的动作主要由三个阶段构成，即抛球举拍、“骚背”和挥拍击球。本文重点对发球动作节奏、抛球动作、击球动作以及抛球与击球动作之间的配合进行分析和研究。

2.1、新技术和旧技术

传统的网球发球技术主要是抛球臂和挥拍臂同时向下运动和同时向上运动，两者运动节奏之间具有一定的连贯性和协调性，但是这样的发球方式必然会缺少一定的爆发力，击球的力度还是不够强硬，在击球之后所产生的速度或运动加速度相对来说比较缓慢，对方很容易看清网球的运动轨迹，并判断出其网球的运动方向及落地点的位置，使其运动员失去了先发球的优势，处于一种被动的局势。而目前大多数网球运动员所采用的发球新技术是抛球臂持球向上、向前运动直至抛球离手瞬间挥拍臂缓缓移动，拍尖指向身体的后下方。相对比传统的网球发球技术来说，新的网球发球技术的发球动作更加具有连贯性，且动作幅度非常大，根据运动力学原理来分析，动作幅度越大所产生的外力作用力越大，而且挥拍的速度越快所产生的外力作用力也越大，所以击球的力量主要是由挥拍臂击球的动作幅度大小和挥拍臂击球的速率决定的，在这两种击球因素共存的情况下所产生的力道是可想而知的。而传统的发球技术正好与新的网球发球技术相反，很大程度上缩小了运动员的挥拍臂击球的动作幅度及减缓了挥拍臂击球的速率，在动作节奏的连贯性上来看运动员会有短暂性的时间迟钝，缺少了很强大的爆发性力量，所以网球运动员需要掌握好新的发球技术才能控制好其发球的质量。但是，我国的女子运动员由于各种因素的原因基本上都在应用传统的网球发球技术，而传统的网球发球技术也必然有一些优点，抛球臂动作与挥拍臂动作相对独立，运动员在这个短暂的停顿时间中可以调整好最标准的击球动作，找准球拍与网球最佳的碰撞点，以最优的计算运动轨迹促使网球沿着所预定的方向进行高速运动。而缺点同时也明显的体现出来，运动员的暂短性运动停顿缺少了很强大的爆发力，挥拍臂动作的击球力度和速度不够大，网球发球的质量会大打折扣。男子运动员则使用的是半新半旧发球技术，而这种复合型网球发球技术也会存在一些缺陷，最主要的是男子运动员的抛球高度相对来说比较高，而抛球高度越高造成的挥拍臂动作幅度越大，当挥拍臂动作幅度超出了肌肉弹性的收缩范围时也会造成运动员的动作迟缓问题，挥拍臂动作的加速度不足以提升击打网球的力量和速度，网球的运动轨迹明显的偏慢。击球点与抛球点之间的水平距离、击球点与左脚支点之间的水平距离、抛球点高度、击球点高度和最高点与击球点之间的落差值都与运动员的身高有关系。所以，在实际发球训练当中要结合运动员的身高等因素根据运动生物力学原理采用适合的网球发球技术，进一步提高网球的发球质量。

2.2、抛球技术

（1）抛球位置。

在网球运动中，网球的抛球位置是很重要的，网球的点位决定了运动员的挥拍臂动作幅度的大小及挥拍臂动作击球的加速度，运动员在抛球时上臂各个关节需要充分伸直，抛球位置完全由上肢相对于肩轴和躯干面的位置决定。运动员在抛球时要将网球的抛球点固定在身体右前方的位置，这样可以使运动员精准地将网球拍的中心点位置与网球的抛球点相重合，使网球的运动轨迹不会偏离了原本预定的运动轨道，而且根据物理力学的原理，发球的力量不会因为偏离了抛球点而分散，而是把整个力量都集中在了球拍的中心位置，而球拍中心点的弹性是最大的，其弹力转换为网球的动力也是最大的。而且在物理力学当中还会涉及到惯性问题，将网球抛向运动员身体的右前方位置可以控制好在挥拍臂动作挥拍的过程中所产生的惯性力，能够稳住身体的重心，不被因为惯性力因素的影响而改变了网球发球的质量。运动员需要经过长期性的反复训练才能够产生一种很好的抛球时产生的距离感和位置感，要结合自身的身高、重心位置、第一视角与球拍中心的协调度等因素要精准地定位好网球的抛球点。网球的抛球动作不仅需要上网意识，同时也需要下肢蹬伸用力和躯干背弓反弹幅度的反应，也是精准地找到击球点位置的关键问题所在。运动员在抛出网球的时候，需要进行起跳来挥拍击打网球，而根据运动生物力学原理分析，向前起跳会比原地起跳所挥拍产生的力道更大，原因在于向前起跳的高度会比原地起跳的高度更高，高度越高其挥拍击球所产生的力量就越大，网球的运动速率则越快。所以，运动员在抛球过程中一定要有一定的抛球水平距离，要在日常训练中加强躯干和下肢用力幅度，从而抛球的位置能够使运动员以合理的动作幅度去击打网球，造成最大的击打杀伤力。

（2）抛球方式。

运动员在抛球的过程中特别要注重其抛球的力道，要有效的控制好抛球的力量，网球的抛球点位置取决于多种因素，其中最主要的就是运动员抛球手臂的角度，而角度所产生的幅度决定了抛球力量的大小，力量过大或过小都会影响网球抛球点的位置，抛球点的位置过高或过低也会影响运动员的第一视角和击打意识，很可能会将网球打偏。所以，在抛球时需要将手臂伸直，以科学的抛球动作幅度将网球垂直的抛起来，而且网球在达到一定的位置后要将网球与手分离，期间要具有很好的连贯性，网球离手的时候要极为自然，不要对网球额外的产生一种外力作用而促使网球产生了加速度，从而影响了网球垂直运动的轨道，使其抛球点没有达到所预定的位置。所以，运动员要具备有良好的精准性和稳定性，要精准地预判到网球的抛球点位置，并使用标准的抛球动作及适合的力道对网球抛出，并且抛球之后，手臂不要着急放下，根据身体运动系统的协调性，抛球的手臂要在抛出球之后保持向上和向前伸展的动作，有利于运动员可以精准的找到球拍中心点与网球抛球点的碰撞位置，从而判断出击球点位置。目前来看，有些运动员的抛球点高度相对稳定，但是用力稳定性相对较差，主要原因是运动员在抛球离手时肘臂关节的动作不够标准，手臂与肘关节所形成的角度限制了运动员抛球的力度，促使抛球点的位置偏低，为了使网球的抛球点达到精准的位置不得已使用加速作用而使网球产生了加速度，最后影响了其击球的质量。

（3）抛球落差。

从物理学的角度上来分析，运动员抛球的时候抛球点位置越高，网球下落的速度就越快，这会影响运动员在击打网球时的判断力。网球的抛球点与击球点距离落差越大，击球的精准性就越差，而且网球在从抛球点位置下降的过程中会有一定的时间段，而时间的长短取决于抛球点与击球点之间的位移差。抛球点越高，网球下降的速度越快且时间越久，抛球点越低其网球下降的时间越短，运动员需要集中精神才能够做出快速的反应去击打网球，而在短时间内运动员很难有效控制好击球的力度，影响了运动员的发力效果。所以，运动员一定要掌握好抛球的落差位置，要用恰当的力道将网球抛出适合的抛球点，运动员可以在足够的反应时间内采用强大的力量将网球击打出去，击球的动作节奏不会拖泥带水，具有一定的连贯性。

2.3、击球技术

（1）击球点高度。

击球点的高度直接决定击打的质量和效果，在实际比赛当中，我们会发现运动员往往都是依靠一次性发球来取得一轮比赛的胜利，而这种发球的特点在于具有极强的爆发性，球速非常快，而且网球的运动轨迹也很刁钻，就算对方可以及时反应过来看清网球的运动轨道也难以精确地击打到网球。而这种高速击球的方式取决于击球点的高度，从运动生物力学原理的角度来分析，击球点高度越高，产生的击打力度越大，网球的运动轨迹更具有延伸性。所以，运动员在抛球的时候要准确地找准击球点的位置，要控制好抛球点与击球点之间的落差距离，同时也要根据运动员自身的身高因素合理地控制好网球的抛球点和击球点，而且在击球的同时也要注意身体动作的标准和规范性，在训练当中要提前制定好一个击球发力的理论构架，并经过长期性的反复训练将理论知识与实践相结合，使运动员可以在合理的击球点高度去击打网球，促使运动员可以发挥出最大的力道，拥有更为开拓的视野，将球以高速运行的方式击发出去，很大程度上增加了击球的成功率。

（2）屈肘和抖腕。

运动员在击打网球时需要有一定的力量性来击打网球，这样网球才能够具有很强的爆发性使其进行高速的运动，所以力量的大小直接决定了网球的运行速率。但是单纯的蛮力输出不足以使运动员达到最大的爆发性击球效果，要想使网球达到高速运动的效果就需要在击球的同时要在力量输出中额外的产生一种加速作用，以这种加速作用作为强大的助推力在击球的时候使网球也能够产生一种加速度，从而使网球达到了高速运动的效果。所以，屈肘和抖腕的动作是很关键的，屈肘和抖腕的动作幅度不要太大，这样会使运动员控制不好力量。有时候会因为力量过大而影响了击球的精准性，网球会偏离了所预定的运行轨道，甚至有时候也会使运动员的发力力度失真。大幅度的屈肘和抖腕动作造成了肌肉的快速且没有规律性的收缩，反而使运动员使不上力气来，极大地降低了网球的击打力度，球速会变得非常缓慢。这就很容易说明了为什么运动员一般在击发高速球的时候成功率很低，基本上都是因为屈肘和抖腕动作幅度较大所造成的。所以，高速球虽然可以一招制胜、力挽狂澜，但是这种方式的发球成功率却很低，而且很浪费运动员的体力，只有合理地控制好屈肘和抖腕的动作幅度才能够击发出高质量的网球。

（3）挥拍臂的内旋动作。

运动员在击球的过程中都会有明显的躯干和肩轴旋转动作，大幅度的旋转动作必然也会造成网球的运行轨迹出现偏差，运动员可以采用多环节链的相向运动来有效解决这种问题。简单来说，运动员在挥拍运动的过程中会受到惯性力的影响而使挥拍臂向前行驶，躯干也会随之向着相同的方向进行惯性运动，在同向的惯性力作用下身体的平衡力很容易遭到破坏，运动员在击球当中难以控制住这种惯性力量来调节自己的身体平衡状态，从而使运动员在击球力度上和击球点的判断位置上都会出现误差，从而网球发球的质量不是很高。所以，运动员在挥拍击球的时候，挥拍臂的内旋动作要与躯干转动方向相反，根据物理力学的原理消除了由挥拍臂动作所产生的惯性力量，保持了运动员身体上的整体平衡度。同时这也明显的体现出了网球击球动作不仅是需要上肢力量来挥拍击球，同时也需要躯干力量、肩轴力量、腿部力量等作为强力支撑。在挥拍臂的内旋动作的速度和角度上来看也需要进行合理的把握和控制，挥拍臂的内旋动作幅度不宜过大，要与运动员身体运动的各个机能相协调，要保持住适合的挥拍臂的内旋动作旋转角度进行挥拍击球。同样，挥拍击球的速度不要太快，要把握好身体各项机能的协调性和节奏感，从而使运动员能够发挥出更大的力量去击球。

（4）球速、拍速。

在日常训练当中或者实际比赛当中，会有专门的记录员来统计网球运动员的最大发球力量和速度。根据统计数据表明，女子网球运动员的平均发球速度为154.8km/h，男子网球运动员的平均发球速度为183.8km/h，球速可以说是非常的快。在检测球速的时候，运动员所造成高速球的击球技术标准不在于使用全力的击发力度上，而且在于发球时所控制的抛球点位置与击球点位置之间的落差。所以，有效提高击球点的精度能够在身体协调性最佳的前提下发挥出最大的力量来击打网球，肌肉的灵敏度会更高，从而使运动员产生非常大的击球爆发力。在拍摄速度方面，以前的拍摄速度比较低，球和球拍位移信号的基频、频率主段和信号的平均频率都向高端移动，在信号平滑时，低速拍摄，由于拍摄速度限制，平滑截断频率也低，因此造成信号损失大，引入的误差也大。运动员在击球的时候，要注意肌肉用力的速度贮备，要注重身体运动的整体协调性，发挥出身体各项关节的作用来增加运动员击球动作中肌肉的灵敏度，控制好网球击球的力度和方位，从而保证运动员在具备很好的爆发性基础上增加网球发球的成功率。

2.4、节奏

运动员在发球的时候特别的要注意发球动作的节奏性，要具备一个良好的身体动作节奏感，要有一定的空间感知度和时间节点的控制能力。运动员要在所规定的时间和空间内达到所预期的动作标准，这就需要运动员要有一个很好的击球节奏感。而这种身体节奏性是一种行为习惯，需要运动在长期的训练中逐渐调节和适应的，要根据自己的身体素质及其他因素做好相关的训练计划和安排，从而使运动员在击球动作中发挥出游刃有余的成效。

3、总结

总之，发球并非单独的一项，而是将其视为一种体系。在练习中，要根据选手自身的身体特征，找到适合自己的发球节奏，特别要注意投掷和投掷之间的协调，做到稳准。网球运动员需要掌握好新的发球技术来保证其网球的发球质量，要在力量和速度上都要有一定的效果。根据运动生物力学原理掌控好网球的抛球点位置和击球点位置，并以标准和规范的动作来控制好击球的力度和精准性，使运动员的肌肉更具有爆发性和灵敏度。特别是在抛球过程中要注意抛球点的位置不宜过高，要发挥出躯干和下肢力量的作用来击球，在抛弃的准确性和稳定性上有所提高。在日常训练中根据自己的身体素质和各方的因素进行发球动作节奏的练习，要找准抛球点和击球点之间的落差距离，要加强运动员的空间感和击球意识，在体力方面也要进行严格的训练，可采用专项的爆发性训练项目来提高运动员的力量和耐力，从而提升运动员的网球发球质量。