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网球击球中动不动手腕?看懂这个你就明白了

2019年12月11日 879点热度 1人点赞 0条评论

网球击球中动不动手腕?看懂这个你就明白了


每个会打网球的人都可以非常熟练的完成挥拍动作,但很少有人能说清楚其中的细节。就像骑单车、游泳一样,人们都能熟练操作,甚至有的人做得相当出色,但却只有极少数能把他们做的原理清楚的描述出来。


球拍加速度会经历三阶段,从球拍从身后加速、击球、最后结束。虽然每个球员都有不同的击球风格,但球拍的加速过程都是相同的。每一个阶段的加速都在平稳向上进行直到击球瞬间。

手腕在这个过程做了三次改变。

网球击球中动不动手腕?看懂这个你就明白了

第一阶段:手腕摆动

网球击球中动不动手腕?看懂这个你就明白了


肌肉与肌腱的工作方式与拉动一根绳子相同。挥动球拍就像手柄上绷了几根绳子,然后用正确的力量拉动绳子向正确的方向移动、在正确的时间到达所要的位置。这就是我们的挥拍原理。可以更加简单理解为用手拉动手柄,其结果是一样的。

假设我试着用一根绑在手柄上的绳子使劲拉或者用手使劲推手柄来挥拍,如图1所示。手柄会向前猛拉,但拍头会落在后面,甚至会朝错误的方向向后移动。那种挥拍的方法显然不好。

网球击球中动不动手腕?看懂这个你就明白了

我能做的是用一只手抓住手柄,把手柄推向球,同时转动我的手腕,使手柄和拍头一起摆动。
但在实际挥拍中,我不需要转动我的手腕来转动拍头,因为我可以在推手柄的时候,用我的手腕锁定在一个固定的位置来挥拍。

这样,我有效地对手柄施加两个独立的力,一个靠近我的手底部,一个靠近顶部。两个力的方向相反,如图2所示。向前的力F1大于向后的力F2,所以整个球拍向前移动,同时由于手柄上的扭力而旋转。扭力只是描述扭转或转动效果的一个奇特的技术词汇。F1需要比F2大40%左右,才能使球拍向正确的方向移动和旋转。

这两种力中的每一种都会分别导致球拍向相反的方向旋转,但是F1的旋转效果比F2小,因为它更接近平衡点。由于F1比F2离平衡点近30%,F2需要比F1大至少30%,这样球拍就会朝着正确的方向旋转。如果F1是唯一的力量,如果F1是在平衡点上施加的,那么整个网拍将向前移动而不发生任何旋转。

你可以把一支铅笔斜放在桌子上向自己证明这一点。如果你在一端推铅笔,铅笔会旋转,但如果你在中间侧推铅笔,铅笔不会旋转(除非一端有点粗糙,粘在桌子上)。如果你用拇指推一端,同时用一根手指推另一个方向,离一端一英寸,铅笔就会按你想要的方式旋转。

网球击球中动不动手腕?看懂这个你就明白了

所有的球员开始挥拍或网球发球时,手腕都处于锁定位置,这样拍头可以一起向前,而不会被落在后面,就像手腕没有发力一样。手腕只是握住手柄只是为了让手上的球拍以与前臂相同的角速度旋转。

实际线速度不同,但如果手腕被锁定,手臂在0.1秒内摆动30度,则球拍也将在图3所示的同时摆动30度。在这种情况下,角速度是每秒300度,球拍和前臂的角速度都是一样的。

网球击球中动不动手腕?看懂这个你就明白了

第二阶段:向心力

在挥拍开始时,手腕的锁定握住球拍是必要,但在网拍加速后,手腕不再需要摆动拍头。网球发球中,挥杆开始时,网拍在背后,几乎与前臂成直角。当网拍向上向前撞击球时,球拍和前臂几乎成一条直线。看起来手腕是用来摆动球拍的,但实际上是反过来的。手腕旋转,它几乎是不受控制,是旋转球拍使手腕转动。手腕可能有点帮助,特别是在引导球拍到球上,但手腕几乎没有做任何事情。

在第一阶段,球拍的旋转速度因球拍上的腕力而增加,而上臂和下臂的速度则因肩和肘部施加的力矩而增加。

在第二阶段,手腕的力量降到零,但球拍保持旋转更快,因为另一个作用力接管了手腕的作用力。这个新的作用力是通过前臂从手柄向肘部方向拉动手柄施加到球拍上的。

这个作用力比手腕的扭力大得多,它在球员自己不知情的情况下自然发展。

球拍通常是以圆弧的形式摆动,而不是沿着直线推拉。拍头沿着大致呈圆形的路径,肘部靠近圆圈的中心。为了沿着圆形的路径走,球拍上需要有一个力,这个力的作用方向是朝向圆圈的中心。这种力称为向心力,意思是它作用于圆形路径的中心。

向心力使球拍沿着弯曲的路径,朝着拉力的方向弯曲。在一个非常快的发球中,这种力量几乎和球员的重量一样大。换句话说,它不是几磅的力,更像是100磅或更多。

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图4显示了在挥杆的第二阶段中球拍手柄上的力。这个力与拍头的路径不完全成直角。力沿着从手到肘部的一条线作用,所以它稍微向后作用。作为一个很大的力量,大约100磅,它对球拍施加很大的扭矩。结果是拍头在没有手腕帮助的情况下快速地摆动。

如果你把一根绳子系在把手上,然后在绳子的末端挥动球拍,也会产生同样的效果。如果你把一根绳子系在球拍手柄上,并沿着直线拉动手柄,球拍会朝这个方向移动,但不会旋转。为了让球拍旋转,你需要把线与手柄成一定的角度,如图4所示。

事实上,你可以这样挥拍,但是握着手柄更好,因为你可以通过手腕的轻微扭动更容易地控制拍头的角度。

一个球拍确实可以在一根绳子的末端摆动,这一事实证明了摆动一个球拍不需要手腕的扭力。手腕的扭力有助于开始工作,但最重要的是向心力。手腕的扭力也有助于在击球后停止旋转。如果把手悬在一根绳子的末端,就很难阻止球拍旋转。


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(正手)


第二阶段网拍的扭力取决于前臂和网拍之间的角度。撞击前角度减小,结果向心力产生的扭矩几乎在撞击前降到零。由于向心力产生的扭矩在撞击前迅速下降,大多数球员本能地通过向后拉手柄切换到第三步。

他们在击球前会减慢前臂的旋转速度,在击球后会进一步减慢速度,以使球拍停止。


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(发球)

第三阶段:前臂速度下降

为了使拍头部的速度在整个挥杆过程中保持增长,手臂必须在球拍(或球棒)击球前减速。这可能很难相信,但这是一个非常普遍的现象。

你走路的时候也会这样。当你刚把脚放在地上,小腿就开始摆动时,上肢的速度减慢了。或者当你投球时,前臂加速,而上臂减速。或者当你踢球时,小腿加速,而上肢减速。当你打网球时,上臂先减速,然后前臂减速,但是球拍本身的速度在不断增加。

这样,上臂产生的旋转能量转移到前臂,前臂产生的旋转能量转移到球拍。整个过程实际上是从臀部开始,然后在上臂开始减速之前,躯干开始减速。如果你观看标枪运动员的动作,这些影响就更加明显。

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图5显示了JohnYandell在250帧/秒的视频中录制的一个好的大学球员第一个发球。球拍拍头的速度在摆动的最后0.04秒中迅速增加,直到碰撞时达到最大103英里/小时。球以每小时115英里的速度从球拍上离开,速度稍快。在撞击时,球拍的旋转速度增加到最大72弧度/秒(每秒11.4转)。前臂的旋转速度在撞击前0.035秒增加到38弧度/秒(6转/秒),然后下降到12弧度/秒(1.9转/秒)。

球拍上的向心力由公式F=M·V·V/R给出,其中M=球拍质量,V=球拍质量中心(即平衡点)的速度,R=圆弧半径,然后是质量中心。假设M=0.35千克,R=15英寸=0.38米,V=60英里/小时=27米/秒,我们得到F=671 N=151磅。一个350克的球拍只有0.77磅重,但它需要151磅的力才能使其在半径15英寸的紧密圆弧内以60英里/小时的速度旋转。

很明显,在图5中,前臂的旋转速度在撞击前下降了很多。一个有趣的问题是球员是否故意这样做,或者别无选择。就在撞击之前,网拍快速旋转。拍头朝着球向前旋转,因此把手柄朝着球员的手向后旋转。如果球员向前推手柄,手柄向后推球员,那么手柄仍然可以向前移动,但哪个力占主导,手柄会减速或加速。

在图5中,是球拍向后推在手上,推得最用力,导致手慢下来,前臂的旋转速度降低。在挥拍的早期,前臂的旋转速度会增加,因为球拍提供的阻力很小,而且球员会用肌肉对前臂施加作用力。稍后,作用力的方向会反转,前臂会减慢,因为网拍旋转的速度要快得多,而且会传递到球员的手上。

网球击球中动不动手腕?看懂这个你就明白了

在一次底线击球中手腕的动作与发球中手腕的动作大不相同,这取决于球员挥拍的速度。在低速时,运动员可以在整个挥杆过程中保持手腕锁定。

在高速挥拍中,球拍会旋转得如此之快,以至于当球员试图保持锁定时,球拍会强行解锁手腕。通常,球员会事先放松手腕,让球拍能够顺利地将手腕拉来拉去。然而,球员仍然可以使用手腕动作垂直向上挥动拍头来产生上旋,即使球拍在水平方向上拉动手腕。

-END-


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最后更新:2020年03月13日

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