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剖析网球平击球的力学思考

2012-03-19 16:13 来源:体育 人参与在线咨询

 

在网球比赛中,一发大力平击球已成为得分或创造得分机会的重要手段,本文通过对大力平击发球的应用条件,力学原理及在实战中的应用等情况的初步分析,意在提高对大力平击球的认识和理解,为教学训练提供理论依据。

 

一、大力发平击球的前提条件

 

(一)平击球的最低击球点CB=0.914ED/CB=AD/AB,ED=DA.CB/AB=(6.4+11.885)×0.914=2.6113265(m)球的直径/2+2.62=最低击球点运动员的击球点在直线EE’上,球的运行轨迹在平面EAA‘E中,最低点击球高度为DE,据数学几何原理:DE/BC=DA/BA,DE=DA.BC/BA=(6.4+11.885).0.914/6.4=2.6113265(m)实际击球点的最低值应高于:DE+球的最大直径(球的最大直径为6.67cm即0.0667m)即2.6114+0.0667/2=2.6781(m)=2.68m。

 

(二)运动员的持拍高度运动员的挥拍高度为最低击球点加上1/2拍颈,即268cm+39.37cm/2=286.685cm=2.88m所以发大力平击球的运动员持拍高度应高于2.88m,这是发大力平击球的前提条件。

 

(三)平击球的力量要求运动员的挥拍速度决定击球力量,必须有足够大的力量使球体运行轨迹(从击球点到落点)呈直线运动。(如图1)从击球点到落点的最长距离为FA,根据数学勾股定理可得:EA2=DA2+ED2,FA2=EA2+FE2=DA2+ED2+FE2=(6.4+11.885)2+2.682+(8.23/2)2=18.2852+2.682+4.1152=334.34+7.18+16.93=385.45FA=根号下358.45=18.93m因此,运动员的击球力量应足以使球向斜下方直线飞行18.93m。

 

二、大力一发平击球的力学分析

 

(一)平击球的力学概念

 

当运动员大力发球时,击球作用力通过球体中心使球体的运行轨迹延作用力的方向直线飘行,落在预定区域。

 

(二)球体受力分析

 

击球瞬间作用力对球体产生的影响,如图2所示,作用力F通过球体中心,球体转动且延直线方向(F’方向)运行,球体获得100%的击球力量,即F’=F.100%(为研究方便球体重力忽略不计)球体受到切线分力F2’和法线分力F’法线分力时球旋转。球体运行轨迹为弧线(不作研究)

 

(三)空气阻力对球体的作用

 

当不旋转的球体飞行时,受到空气阻力和团流的影响,由于球体受力变形质心也随之变化和表面毛质变形不均匀等因素,球体周围受空气压力不均,产生压力差,这种压力差的变化是球体不规则飘动即围绕作用力方向上下左右飘动(由于球体小,质心变化小,所以飘动的范围不大),其轨迹仍趋于直线运行。导致球体触地反弹轨迹难以预测。

 

(四)前进速度

 

击球作用力F通过球体重心并使球体以速度V前进。根据力学公式:V=F.t,即球的前进速度=即对球作用力×力的作用时间/球体的质量可见,球的前进速度取决于击球作用和力的作用时间,并与之成正比。

 

三、结论

 

(一)大力发平击球的前提条件是:运动员的持拍高度不得低于2.88米。运动员的击球力最应足以使网球向水平斜下方直线飞行18.93米。

 

(二)球体运行轨迹的变化及飘动取决于击球力量(必须过球体质心)和球体周围空气阻力的变化。

 

(三)发球较浅即落点远离限制底线时,应适当增加击球点高度在实战中,准确无误地大力平击发球是出奇制胜的法宝,必须抓住技术这一重要的环节反复练习,根据临场需要,时深、时浅、忽左忽右,不断变化落点,准确无误地确定击球方向,使绝技得以奏效,达到发球得分之目的。

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