乒乓球击球时间的划分依据及其作用研究
乒乓球击球时间的划分依据及其作用研究
乒乓球运动中,击球时间的选择对比赛结果有着至关重要的影响。从传统的上升期、高点期、下降期划分,到基于球的平动速度和球拍切向挥拍方向夹角变化的新划分方法,本文将为您详细解析击球时间的科学原理及其在实战中的应用。
传统击球时间划分及击球时间选择对击球效果的影响
1.1 传统的击球时间划分及其划分依据
苏丕仁先生提出:乒乓球击球时间是指所击的来球从台面弹起至回落的那段时间。具体可分为:上升期、高点期、下降期。实践中,往往进一步细分为:上升前期、上升后期、高点期、下降前期、下降后期。
乒乓球的击球时间
对于击球时间的划分是以乒乓球落台反弹后的运行轨迹作为划分依据。反弹后,如果球只有平动速度(即不转球),则球在空中只受到重力和空气的阻力作用,其运行轨迹是斜上抛运动的抛物线。如果既有平动速度,又有旋转速度,则球在空中除了受到重力和空气的阻力作用之外,还将受到马格努斯力,其运行轨迹将是一条变形的抛物线。
1.2 传统击球时间划分各阶段运动学特征
传统击球时间划分中,上升期击球即在乒乓球在反弹后的上升期击球,高点球即球运动到轨迹的最高点击球,下降期击球即球从最高点开始下落后击球。在不考虑乒乓球的旋转和空气阻力的情况下,球只受到重力的作用,做斜上抛运动,设球从台面弹起瞬间的平动速度为V0,与水平面的夹角为θ,以球的着台点为原点,水平向右的方向为X 轴,竖直向上的方向为Y 轴建立直角坐标系,则球在弹起弧线的平动速度Vt 在各阶段沿水平方向和竖直方向的分解如图1:
弹起的乒乓球平动速度及其沿水平方向和竖直方向分解
从图1 可以看出,在上升期球的平动速度沿Y 轴的分量是指向正上方的,在高点期沿Y 轴的分量为零,在下降期沿Y 轴的分量指向正下方。而不论在哪个阶段,由于球在水平方向不受力,因此速度保持不变。
Vx=V0cosθ (1)
Vy=V0sinθ-gt (2)
Ht=V0tsinθ- 1/2 gt² (3)
Lt=V0tcosθ (4)
其中Ht 为球弹起的高度,Lt 球弹起后飞行的水平距离。显然,在上升期,随着球因沿Y 轴方向的分速度而具有的动能逐渐转化为重力势能,球的动能越来越小,平动速度也越来越小,到高点期时,球因沿Y 轴方向的分速度而具有的动能全部转化为重力势能,此时球的动能最小,平动速度达到最小值。而在下降期,球的重力势能又逐渐转化为动能,因此球沿Y 轴方向的分速度的大小逐渐增加,从而球的平动速度又逐渐增加。
1.3 传统击球时间划分中击球时间对击球效果的影响
1.3.1 在上升期击球,可加快击球节奏,提高击球速度,破坏对方击球节奏的动力定型。从生物力学角度分析,对方来球落至本方台面始,到弹起被我球拍所击为止的这段时间是由击球时间决定的。在对方来球的上升期击球,可以明显缩短这一时间,提高击球速度。中国攻球运动员的节奏快、速度快,很重要的一个原因就是这段时间短。因此,在比赛中使得外国运动员较慢的动力定型很难适应中国队员的快节奏,其较易输球。
1.3.2 在高点期击球,可降低击球的难度,提高击球的稳定性。
一般来说,对方来球着台后平动速度越小、弹起越高,我方击球的难度就越小,失误率就越低。选择在高点期击球,一方面由于部分动能转换成了重力势能,球的平动速度降低;另一方面由于球弹起后到达了最高点,因此击球的难度大大减小,提高了击球的稳定性,同时,由于击球难度减小,因此还可以加大力量,提高击球的威胁性。不论是快攻选手还是弧圈球选手,大力攻球或冲球时,大多选择在高点期击球。
1.3.3 在合适的击球时间击球,有利于调节击球点,提高击球的威胁性和稳定性选择正确的击球点位置,是提高击球准确性和威胁性的重要条件之一。一般使球拍挥拍能达到最高速度又最便于控制球的那一点,就是最好的击球位置。
要想选择最好的击球位置,除了提前预判和快速跑位外,选择不同的击球时间也至关重要。站位比较靠后时,选择在上升期击球,如果向前移动不及时,就难免造成击球点过于靠前,发不上力,此时应选择在高点期或下降期击球;站位比较靠前时,选择在高点期或下降期击球,如向后移动不及时,就难免造成击球点过于靠后,造成球顶拍的局面,此时可以选择在上升期击球。
1.3.4 在下降期击球,增加跑位时间和挥拍时间现代乒乓球运动正向着回球速度更快、回球角度更大的方向发展,因此对运动员的移动速度和挥拍速度也提出了更高的要求。但移动速度的提高毕竟是有极限的,如果能选择在下降期击球,无疑能为运动员提供更长的时间进行跑位和挥拍。在中远台的对拉对攻中,由于来球势大力沉,速度较快,运动员为了能有足够的时间跑位和挥拍,一般多选择在下降期击球。
1.3.5 不断变换击球时间,改变击球节奏,可以增加对方的失误率
乒乓球运动的基本规律就是适应与反适应,当对方适应了我方的击球节奏后,应该及时进行变化。这时我们可以利用变化击球时间来调节击球节奏,使对方难以适应,从而增加对方的失误率。
击球时间作用的新探索
传统的击球时间划分主要是根据球着台弹起后的飞行轨迹来划分的。下面换一个角度,来看球着台弹起后的飞行过程中其运动学特点的变化情况。在前面图1 中,我们是以着台点为原点,水平方向为X 轴,竖直方向为Y 轴建立直角坐标系的。如果我们以击球瞬间球拍指向球心的方向为X 轴,切向挥拍方向为Y 轴,触球点为原点建立直角坐标系,再把球的平动速度进行分解,此时在球弹起后球的平动速度V0 变化情况如图2:
球着台弹起后在各阶段球的平动速度V0 的变化
假设击球瞬间拍形前倾(拉弧圈球、台内突击、推挡等技术),球的平动速度和球拍切向方向的夹角变化如图3:
拍面前倾时,球在各阶段的平动速度V0 和球拍切向挥拍方向V 的夹角变化情况
从图2 可以看出,在飞行过程中,球的平动速度的方向不断变化,如果假设击球瞬间球拍切向方向的挥拍方向V 如图3 所示,显然,球的平动速度V0 和V 的夹角是不断变化的。有两个位置值得注意,一是在某个位置时球的平动速度和球拍拍面垂直,另一种情况是在某一位置时球的平动速度和球拍拍面平行。在第一种情况时,球的平动速度在Y 轴上的分量为零,在第二种情况中,球的平动速度在X 轴上的分量为零。我们把第一个位置称为临界点一,第二个位置称为临界点二。
在临界点一之前,球的平动速度V。可以进行分解,其分解情况如图4:
在临界点一之前球的平动速度V0分解情况
在临界点一到临界点二之间,球的平动速度V0 的分解如图5 所示:
在临界点一到临界点二之间球的平动速度V0分解情况
在临界点二之后,球的平动速度V0 的分解如图6所示:
在临界点二之后球的平动速度V0分解情况
从图4、图5、图6 可以看出,在临界点一之前,球的平动速度V0 在X 轴方向上的分量为负方向,指向球拍,在Y 轴上的分量为正方向,和球拍的切向挥拍方向一致;在临界点一到临界点二之间,球的平动速度V0 在X 轴方向上的分量为负方向,指向球拍,在Y 轴上的分量为负方向,和球拍的切向挥拍方向相反;在临界点二之后球的平动速度V0 在X 轴方向上的分量为正方向,和球拍切向挥拍方向一致,在Y 轴上的分量为负方向,和球拍的切向挥拍方向相反。
由于球的平动速度V0 在X 轴方向上的分量的方向和大小直接影响球和拍切向方向之间的相互作用,当分量方向和球拍切向球挥拍方向相反时,分量越大,彼此之间的相对速度越大,碰撞效果越好;当分量方向和球拍切向挥拍方向相同时,分量越大,彼此之间的相对速度越小,碰撞效果越差。因此在选用以撞击为主的技术时,如能在临界点一击球,撞击效果最好,在临界点二之后击球,撞击效果最差。由于球的平动速度V0 在Y 轴方向上的分量的方向和大小直接影响球和球拍之间的摩擦效果,在临界点一之前拉球,拉球容易过网,但旋转效果较差;在临界点二之后拉球,球不容易过网,但旋转效果较好,但需要更大的切向挥拍速度。因此在选用弧圈球技术时,可根据自己的需要选取不同的击球时间,如需拉出强烈旋转,宜在临界点二之后,如需以速度为主,宜在临界点一之前。
同理,如果击球瞬间拍形后仰时(搓球、削球、台内摆短等技术)球的平动速度V0 和拍面切向挥拍方向的夹角变化情况如图7:
拍面后仰时,球在各阶段的平动速度V0和球拍切向挥拍方向V 的夹角变化
从图7 可以看出,球的平动速度V0 和V 的夹角是不断变化的。有两个位置值得注意,一是在某个位置时球的平动速度和球拍拍面平行;另一种情况是在某一位置时球的平动速度和球拍拍面垂直。在第一种情况时,球的平动速度在X 轴上的分量为零,在第二种情况中,球的平动速度在Y 轴上的分量为零。我们把第一个位置称为临界点三,第二个位置称为临界点四。同样,在临界点四位置击球时,球和球拍的切向碰撞力较大,此时应控制发力,避免出台,而在临界点三之前,由于球的平动初速度在切向方向上的分速度和球拍切向速度一致,减少了两者之间的相对速度,因此击球时应有更大的法向速度,才能保证给球以足够大的向前速度,确保回球过网;而在临界点四之前,球的平动速度沿Y 轴方向的分量和切向挥拍方向相反,有利于增大两者之间的相对速度,因此有利于提高摩擦效果,而在临界点三之前击球,由于球的平动速度沿Y 轴方向的分量和切向挥拍方向相同,减小了两者之间的相对速度,不利于提高摩擦效果。
总之,击球时间的选择除了前面指出的作用以外,在按照新的划分标准划分后,选择不同的击球时间,对击球的稳健性和旋转型都有很大的影响。当然,无论是球拍前倾还是后仰,球的平动速度和球拍切向挥拍速度的夹角变化都与拍形的前倾角度和后仰角度有关,因此各临界点的位置也是与拍面角度的选取有关。
结论与建议
按照传统的以来球弹起弧线的轨迹作为击球时间的划分依据,在不同的击球时间击球具有不同的击球效果,如果按照来球弹起后球的平动速度和球拍切向挥拍方向的夹角的变化来划分,在不同的击球时间,对不同的击球技术,则对击球稳健性和旋转性有不同的影响。因此在训练和比赛中可以根据自己采用的不同技术、希望达到的目的,选择不同的击球时间。