网球正手击球技术的生物力学分析与评价

1、网球正手击球技术的生物力学分析与评价网球正手击球技术的生物力学分析与评价BiomechanicalAnalysisonTechniqueofForehandShotinTennis郭坚GU0Jian拍,躯干转动,下肢蹬伸肌群工作特点的分析,认为网球正手击球效果与动作速度,动作方向,动作时间,动作幅度有直接的关系.关键字:网球;正手击球;生物力学;评价Abstract:FromtheangleofBiomechanics,thispapermakesanalysisonactioneffectofforehandshotintennis.Throughanalyzingthemovementch

2、aracterofbackswingofupperlimbs,trunkrotationandstretchoflowlimbs,theauthorthinksthatshoteffecthasdirectrelationwithactionspeed,direction,timeandrange.Keywords:tennis;forehandshot;biomechanics;evaluation中图分类号:G845文献标识码:A文章编号:10050256(2009)1200533网球是一项技术性很强的运动,它不仅需要大关节,大肌技术中最重要的技术,是各种打法都必须具备的主要的得分手段.从

3、某种意义上讲,可称为网球运动员的生命,技术风格是否鲜明,突出主要取决于其正手击球的威力.因此,对正手击球技术动作进行生物力学分析,就显得尤为重要.从生物力学角度看影响正手击球技术动作效果的因素很多,但抓住其主要因素进行分析与评价就显得更有实际意义.1正手击球动作的基本特点人体协调链是指"体节的作用就像由一个环或身体的一部分产生的力量转换成一环套一环的链条系统"(格罗佩尔,1984).正手击球形式(如正手平击,正手上旋,正手下旋等)但其特点则大同小异,都是根据人体协调链来充分利用自身髋关节,躯干的转动为基础,击球时按肩,肘,腕等关节的顺序完成击球动作.正手击球可不受身体妨碍,

4、发挥全身之力,打出定乾坤的重板,同时它能适应不同的来球,故其威胁力大大超过其他形式的击球.但正手击球以发力凶猛为主,球速快着称,为底线击球的首选技术.因此,对运动员的步伐和协调性提出了较高的要求,为了提高正手击球的效果,应注意全身整体的协调配合,严格按照肌肉发力顺序来完成击球动作(表1).表1正手击球技术要点在肢体运动中,肩,肘,腕三关节不宜过度紧张,避免肌肉的松弛现象出现.当球拍接近球的一瞬间集转髋,扭腰,送肩,甩腕之力于拍头快捷有力地把球击出.2参与工作的肌群特点网球运动中的正手击球动作是全身性的运动,从体育动作的解剖学分析角度上讲,正手击球涉及到人体上肢,躯干和手击球技术动作为例,按动作

5、的先后顺序,对参与正手击球动作关节的运动及肌肉工作的特点进行分析.做正手击球动作时,人体右腿髋关节在蹬伸的同时伴随着内旋动作.参与工作的肌群见表2.表2正手击球下肢肌群工作特点在做右手击球动作时,人体躯干向左转动,左侧腹内斜肌击和右侧腹外斜肌在下固定时做向心工作J.正手击球时,上肢带的肩胛骨做前伸运动,主要是由前锯肌和胸小肌在近固定时做向心工作完成的;其它参与工作的肌群见表3.表3正手击球上肢肌群工作特点而腕关节周围的肌肉在击球瞬间处于一种紧张状态,使全身的力量更好地传递到球拍上.3击球动作的力学分析在完成击球动作的过程中,挥拍肢体绕关节的摆动效果,一般可用摆动的幅度和速度来评价.度过大,造成

6、的主要影响有:(1)使得躯干相对垂直轴的逆时针转击动幅度加大,同时使挥拍肢体相对肩关节垂直轴的转动作者简介:郭坚(1973一),男,江苏盐城人,在读硕士研究生,研究方向:体育教育训练学.作者单位:四川师范大学体育学院,四川成都610068CoHegeofPhysicalEducation,SichuanNormalUniversity,Chengdu610068,SichuanChina.黼o2O09年12月i幅度也加大,从而不利于连续击球.(2)由于整个挥拍幅度加大,容易暴露意图.(3)还原速度减慢,自我防守能力下降,给对方进攻机会.如果幅度太小,使得参与工作的肌群未能达到最佳发力状态,其摆

7、动的速度和力度不够,同样也收不到好效果.这就表明,挥拍肢体动作幅度的大小与最终的打击效果是直接相关的.从人体肢体运动链的运动规律并结合正手击球动作的结构可知,正确的摆动幅度应以组成肢体运动链各环节自身的运动特点而定.在整个击球过程中,根据动作的结构特点可分两阶段,前臂由上臂后伸而完成自然跟随动作,肘关节角度约为120.在动作的第二阶段,在右脚蹬地,转膝,转髋,转腰的基础上,上臂在胸大肌,胸小肌等肌肉的工作下完成摆动挥拍动成的,其摆动幅度在60.左右.值得注意的是,上述环节的摆动幅度数是相对躯干而言,如果加上躯干,下肢等环节的运动,其摆动幅度数必然相应增加.肢体摆动的速度实际上是一个较复杂的问题

8、,因为人体摆动动作中躯干转动必然带动上肢转动,在此前提下,上肢本身还要主动摆动.因此就涉及到静坐标系与动作标系的问题.把球拍视为研究对象,那么肢体摆动中球拍相对静坐标系的速度为绝对速度.球拍相对动态中的躯干的速度为相对速度.动作的过程中,主动加强大关节(如髋关节,膝关节)的作用,使身体从静态变为动态,在下肢用力的基础上紧接着躯干部位的肌肉积极参加工作,加快身体的运动速度,然后在上肢肌肉的配合下完成动作,才能提高挥拍动作的绝对速度从而收到较理想的效果.从动力学角度分析与正手击球动作相关的因素,主要是击球过程中球拍对球的冲量,肢体的瞬时动量.对球的打击冲量是评价击球效果的重要参量,击球时增定议来看

9、,它与打击的力量和此力作用的时间长短有关,打击力量与打击时间之积越大,则打击冲量越大.那么,为什么击球冲量越大击球效果越好呢?由动量定理可知,合外力对物体的冲量等于物体动量的变化量即Ft=mv2一(一mv1)=my2+mvl为来球的速度,v2为回球的速度,m为球的质量,因为来球的动量在击球前瞬问为一定值(而实际上来球的动量在击球前由对手决定),则有Ftmy!=mv.所以由式可知冲高球拍对球的冲量呢?我们必须引入肢体转动过程中的瞬时动量,虽然肢体的摆动属于曲线运动,但研究其瞬间的特性用线量来予以解释仍然是有实际意义的.众所周知作为击球用的球拍是上肢的延伸,因此可看做BULLETINOFSPORT

10、scIENcE的定义可知,动量是描述运动体冲量大小,运动强弱的物理量.其数学表达式为K=VlV单从数学表达式可知,影响肢体运动从宏观角度讨论人体的运动,无论是整体还是肢体环节,其运绝对速度.正是因为肢体摆动速度是肢体动量的决定性因素,假设肢体的动量全部转化为击球的冲量,由动量定理可Nlv=FI可知肢体(或球拍)的速度越大,击球时对球的冲量越量,但我们易知:肢体摆动速度越大,击球的瞬间动量从肢体为动量是矢量,因此肢体在摆动时不仅要注意其摆速也要注意其摆动方向.攻球时即便肢体的动量很大,但肢体运动的路线后,真正起有效作用的只是一部分有效的分量.同时,从式我们还可以看出,要增大击球冲量不仅要增大击球

11、力量,还要增大击球时间.在充分发挥肌肉力量的同时,正是增大肢体的大,球从减速到加速然后到超过肢体的摆动速度到与球脱离所需的时间越长,从而达到了增大肢体末端的球拍对球的冲量的目的.为了提高肢体的摆动速度,这就要求我们平时要加强上,下肢和腰部等全身各有关部位肌肉的力量训练,其中特别是专项速度力量的训练.同时在挥拍过程中,全身各有关部位的肌肉用力和运动方向要协调一致,并尽可能地主动参与运动,以适合加速度较大.提高击球速度和力量.由转动惯量定义可知,影响其大小的因素有:第一,与转动体的质量大小有关;第二,与转动体的质量分布有关;第三,与转动体所绕的转轴有关J.根据正手攻球动作的特点,分启动时为了减轻参

12、与工作肌群的负荷,必然要求肢体保持正确展必会造成摆动肢体相对肩关节(垂直轴)的转动惯量增大,这样必然影响肢体摆动的初速度.而正确的摆动是,在蹬腿,转膝,转髋,转腰的基础上以肩关节的转动为先导,上臂带动前臂.在摆动的启动阶段肢体不应过分伸展,肘关节角度保持在120.左右为宜.随着肢体摆动的速度加快,肘关节角度逐渐减小到60.左右,并主要以肘关节角大小的改变来调整上肢相对肩关节轴的转动半径,以达到改变摆动肢体相对肩关节轴的转动惯量,最终获得较好的击球效果.物体的转动惯量(I)与转动的速度(W)存在着一定的内在联系.如一转动物体的质量和形状不变时,就可用动量矩定理:化时,则用动量矩定理M?t=l2w

13、2一Ilwl来揭示其内在的联系.l3根据挥拍肢体摆动中的特点显然满足后者,即肢体摆说挥拍肢体转动效果的好坏与所受到的肌力矩作用时所产生的冲量矩有关.当冲量矩为一恒量时,挥拍肢体的转动惯量与摆动速度则成反比.在完成攻球动作的过程中,肌肉收缩的速度并非恒定,因此,肌力矩显然为一变量,施给挥拍肢体的冲量间的特征.当挥拍肢体在摆动的某一时刻,必然对应一定的动作状态,此时,挥拍肢体相对肩关节具有一定的转动惯量和转动速度,即具有一定的动量矩.如经过At时间,要使挥拍肢体的摆动速度提高,一般有两个途径:第一,进一步加强肌肉收缩的强度以此来增大冲量矩;第二,适当减小肢体的转动半径中所提到的看法是完全吻合的.在

14、挥拍肢体摆动的瞬间,其转动惯量(I)与角速度(B)的关系是符合转动定律的,即t时间的摆动加速度最理想的途径就是适当减小挥拍肢体相对肩关节的转动惯量.I3因此肢体摆动过程中肩关节,肘关节所对应的夹角是很关键的.如夹角过大,就增大了肢体的转动惯(上接第49页)给对手造成了很大的压力,使对手的堵防能力无法抗衡他们的段,角球次数的增加将意味着失分甚至失掉比赛的可能性会增次.这一方面表明世界四强队的向前进攻的欲望非常强烈,攻击的次数也更胜一筹;但同时也说明了越位次数较多,给进攻的效果带来了负面的影响.表2第29届奥运会女子足球赛中国队与前四强球队角球,越位情况一览表比赛球队比赛场数角球总数越位总数场均角

15、球数场均越位数从表3可以看到,中国队和世界四强队场均失球数有一定差距,高于巴西队,美国队和德国队,仅低于日本队,说明中国队的防守体系还不够完善,门前关键球的防守力度不够,反观世界四强队攻入的球多而失掉的少,这就是世界强队所必须具有的水平,中国队要想在世界女子足球拥有一席之地,必须保证再多进球的情况下不丢球或少丢球.进攻固然重要,但防守更重要.特别是现代足球,进球多,打法好看的球队尽管能取胜几场精彩的比赛,但往往笑不到最后,防守才是最好的进攻,发扬务实主义思想的球队最终总能够举起冠军的奖杯.表3第29届奥运会女子足球赛中国队与前四强球队防守统计一览表球队赛场数失球总数场均失球黄牌红牌犯规数场均黄

16、牌场均犯规从表3可以看到,四强球队和中国队的红牌数都为0,这个方面没有差距,但是场均黄牌数为1.03,而中国队是0.5,是量,对于提高肢体的速度,加速度不利;如果角度过小,又不利范性与科学性并非口号,必须从技术动作的每一个细小环节入手,抓住本质,进行严格科学的训练才是成功的必由之路.4结语综上所述,影响正手攻球击球效果的因素众多,涉及面较广.但从运动生物力学的角度对其分析可知,挥拍肢体的摆动速度,挥拍肢体的摆动幅度,肌肉对骨杠杆的动力矩,挥拍肢体相对肩关节轴的转动惯量,以及人体整体的协调配合等方面是较为重要的因素.在训练中抓住这些关键环节,结合运动员的特点加以指导,必将获得事半功倍的理想效果.

17、参考文献:1编写组.网球运动教程(第一版)M.北京:高等教育出版社2003.2编写组.人体解剖学(第一版)M.北京:高等教育出版社2001.3编写组.运动生物力学(第二版)M.北京:高等教育出版社.现代足球运动对抗的加剧,各队为控球权的争夺日趋白热化.从比赛的画面上细细分析,有些犯规是由于队员防守能力差,防守的技术节奏跟不上所致;有些犯规是队员的一时冲动而为被罚下的情况下,怎样合理地利用身体,增加拼抢的力度,给对手施加压力,让对手自己失误,给本方制造有力的进攻机会,这将是现代足球发展的趋势.3结论与建议1.从比较分析的结果来看,中国队与世界四强球队无论是青少年的足球训练工作,科学地管理,从体制和机制上创造出良好的青少年运动员成长环境;广泛地开展交流活动,要走得出去,请得进来,吸取精华,剔除糟粕.2.在射门的几项指标中,射门的成功率相差不大,但是射门的次数明显少于前四强球队,所以应该培养中国队员射门慈识.但解决这个问题,应从组织进攻到制造射门机会,再到射门能力和射门机会的把握.3.角球是得分的重要手段,角球次数的多少与一场比赛的被罚角球的次数,同时应给对手制造足够大的防守压力以赢得角球的机会.4.犯规,越