乒乓球运动中连续移动击球动作动力链的力学分析
【摘要】： 乒乓球运动是一项以人体主动发力为主,球拍受控击球为中转,球体受力反向运动为载体,对抗双方人球组合,高频率、快节奏,隔网动态抗衡的球类运动。
其核心是人连续转换的动力,在相关线路不断变化中连续加速和变速,即从人体运动、受控球拍运动到作用乒乓球的运动组合而成的系统运动链。本文通过对文献资料、相关论文以及理论著作的整理、归类、分析与研究,根据物理学、力学的基本原理结合乒乓球运动的特点,得出在连续运动过程中,人体在不断主动输出能量并运用各种技战术时遵循一定的力学规律。从而形成了以人体主动发力为主的动力链,以期对乒乓球运动在训练和教学上有积极的意义。
(1)乒乓球运动的对抗中,人作为主体,通过利用场地和规则与乒乓球发生作用力的关系,人体在不断地体现“移动—引拍—挥拍—击球—还原—移动—”连续移动击球的过程,在此过程中人体主动发力连续不断地输出能量,与球拍及乒乓球高频率地进行能量的转换,并完成力量衔接,在连续加速和变速的过程中利用球拍击球,形成连续移动击球的动力链,进而高效率地进行动力转化。
(2)动力链接过程中,人体在重力和地面摩擦力作用下,双脚的前脚掌蹬地发力,为更好地控制乒乓球而不断地调整身体与移动脚步。经过力学分析,并和实践相联系,移动主要属于抛物线运动。根据乒乓球运动中步法的特点,结合抛物线力学特点把移动分为三大类别:跳动移动、平移移动、降移移动。每一种移动的轨迹和位移速度不同,击球效果不同。对移动方式的选择,取决于来球的线路、回击球的方法。
(3)人体在移动后动力再链接包含了“引拍、挥拍、还原”的周期过程,尤其在连续击球时,“引拍、挥拍、还原”的线路轨迹、周期长短、频率高低以及击球前的准备充分程度都直接影响击球的效果。在研究过程中把“引拍、挥拍、还原”的轨迹、周期、频率和单摆、锥摆的轨迹、周期、频率运用力学的方法做了详尽的比较分析,也利用“最速降线”对“还原、引拍”进行了力学上的比较分析,得出人体在持拍连续击球的时候,利用近似椭圆的轨迹特点,利于发挥速度、频率优势,在节奏快的激烈对抗中获取时空上的利益,以期能够获得技战术上的优势。
(4)身体移动不仅仅是为了提高技术、战术的应用,人作为整个运动过程的主体,承担着技术、战术、力量、速度的实施,在力量与能量的传输过程中,人体通过主动发力并借助身体重心与地面的作用力使身体不断加速或减速并控制球拍与乒乓球产生作用力,把部分能量以动能的形式传输给乒乓球。在击球前后的瞬间,人体、球拍、乒乓球形成了三个系统下的动量守恒,通过分析、比较、计算,得出身体重心不变与重心向前移动对击球后乒乓球速度的影响为:
以人体质量为65千克为例,击球过程中利用人体的重心移动,乒乓球的回击速度较人体不动,将增加人体击球前后速度变化的2万多倍。
其核心是人连续转换的动力,在相关线路不断变化中连续加速和变速,即从人体运动、受控球拍运动到作用乒乓球的运动组合而成的系统运动链。本文通过对文献资料、相关论文以及理论著作的整理、归类、分析与研究,根据物理学、力学的基本原理结合乒乓球运动的特点,得出在连续运动过程中,人体在不断主动输出能量并运用各种技战术时遵循一定的力学规律。从而形成了以人体主动发力为主的动力链,以期对乒乓球运动在训练和教学上有积极的意义。
(1)乒乓球运动的对抗中,人作为主体,通过利用场地和规则与乒乓球发生作用力的关系,人体在不断地体现“移动—引拍—挥拍—击球—还原—移动—”连续移动击球的过程,在此过程中人体主动发力连续不断地输出能量,与球拍及乒乓球高频率地进行能量的转换,并完成力量衔接,在连续加速和变速的过程中利用球拍击球,形成连续移动击球的动力链,进而高效率地进行动力转化。
(2)动力链接过程中,人体在重力和地面摩擦力作用下,双脚的前脚掌蹬地发力,为更好地控制乒乓球而不断地调整身体与移动脚步。经过力学分析,并和实践相联系,移动主要属于抛物线运动。根据乒乓球运动中步法的特点,结合抛物线力学特点把移动分为三大类别:跳动移动、平移移动、降移移动。每一种移动的轨迹和位移速度不同,击球效果不同。对移动方式的选择,取决于来球的线路、回击球的方法。
(3)人体在移动后动力再链接包含了“引拍、挥拍、还原”的周期过程,尤其在连续击球时,“引拍、挥拍、还原”的线路轨迹、周期长短、频率高低以及击球前的准备充分程度都直接影响击球的效果。在研究过程中把“引拍、挥拍、还原”的轨迹、周期、频率和单摆、锥摆的轨迹、周期、频率运用力学的方法做了详尽的比较分析,也利用“最速降线”对“还原、引拍”进行了力学上的比较分析,得出人体在持拍连续击球的时候,利用近似椭圆的轨迹特点,利于发挥速度、频率优势,在节奏快的激烈对抗中获取时空上的利益,以期能够获得技战术上的优势。
(4)身体移动不仅仅是为了提高技术、战术的应用,人作为整个运动过程的主体,承担着技术、战术、力量、速度的实施,在力量与能量的传输过程中,人体通过主动发力并借助身体重心与地面的作用力使身体不断加速或减速并控制球拍与乒乓球产生作用力,把部分能量以动能的形式传输给乒乓球。在击球前后的瞬间,人体、球拍、乒乓球形成了三个系统下的动量守恒,通过分析、比较、计算,得出身体重心不变与重心向前移动对击球后乒乓球速度的影响为:
以人体质量为65千克为例,击球过程中利用人体的重心移动,乒乓球的回击速度较人体不动,将增加人体击球前后速度变化的2万多倍。
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