乒乓球正手快攻和弧圈球技術(shù)中球拍的運(yùn)動學(xué)特征

摘要：對10名乒乓球運(yùn)動員正手快攻、弧圈球技術(shù)(每種技術(shù)分中等力量和最大力量兩種發(fā)力方式)進(jìn)行測試與分析后發(fā)現(xiàn)，重打和重拉的引拍結(jié)束時(shí)刻的球拍速度分別大于輕打和輕拉。在擊球時(shí)刻，輕打的速度小于重打，輕拉的速度小于重拉，重打的速度小于重拉；正手弧圈球技術(shù)的總時(shí)間長于正手快攻技術(shù)；拉的幅度大于打的幅度。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動學(xué)；乒乓球；正手快攻技術(shù)；正手弧圈球技術(shù)；球拍

中圖分類號：G846文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-7116(2008)04-0082-06

Kinetic characteristics of the racket in the right hand fast attack and fast rotating arc ball techniques used in table tennis

XIAO Dan-dan1，ZHONG Yu-jing2，SU Pi-ren2

（1.Competition Sports Centre，General Administration of Sport of China，Beijing 100061，China；

2.Department of Physical Education，Communication University of China，Beijing 100024，China；

3.Table Tennis Division，Beijing Sport University，Beijing 100084，China）

Abstract: The authors tested and analyzed the right hand fast attack and fast rotating arc ball techniques (each of which includes medium power and maximum power attacking modes) used by 10 table tennis players， and revealed the following findings: the speed of the racket at the moment the initial racket setup for a heavy strike or heavy pull-up is finished is respectively faster than the speed of the racket at the moment the initial racket setup for a gentle strike or gentle pull-up is finished; at the moment the ball is hit， the speed of the racket making a gentle strike is slower that the speed of the racket making a heavy strike， the speed of the racket making a gentle pull-up is slower that the speed of the racket making a heavy pull-up， and the speed of the racket making a heavy strike is slower that the speed of the racket making a heavy pull-up; the total time for applying the right hand fast rotating arc ball technique is longer than the total time for applying the right hand fast attack technique; the amplitude of pulling is greater than amplitude of striking.

Key words: kinetics；table tennis；right hand fast attack technique；right hand fast rotating arc ball technique；racket

乒乓球項(xiàng)目是我國的優(yōu)勢運(yùn)動項(xiàng)目，是我國奧運(yùn)金牌的重點(diǎn)項(xiàng)目。乒乓球正手快攻和弧圈球技術(shù)是該項(xiàng)目的核心技術(shù)。作為環(huán)節(jié)鏈的末端，球拍的運(yùn)動軌跡是全身各關(guān)節(jié)配合的體現(xiàn)，運(yùn)動員通過球拍的運(yùn)動達(dá)到對來球的控制。本文通過對兩種不同用力方式的正手快攻和弧圈球技術(shù)中球拍的運(yùn)動學(xué)特征進(jìn)行了詳細(xì)分析，以揭示乒乓球運(yùn)動員正手快攻、正手拉弧圈球時(shí)球拍的運(yùn)動學(xué)特征，并找出正手快攻、正手拉弧圈，以及兩種不同用力正手快攻、拉弧圈球的異同，為乒乓球技術(shù)的科學(xué)訓(xùn)練提供參考。

1研究對象與方法

1)研究對象。

測試者為北京體育大學(xué)運(yùn)動系10名優(yōu)秀乒乓球運(yùn)動員：年齡(20±2)歲，訓(xùn)練年限(11±3)年，右手執(zhí)拍8人、左手執(zhí)拍2人，身高(1.77±0.06) m，體重(67±12) kg，一級運(yùn)動員8人、二級運(yùn)動員2人，均為橫握拍弧圈結(jié)合快攻打法，膠皮為反膠。

2)研究方法。

運(yùn)用瑞典產(chǎn)QUALISYS-MCU500紅外遠(yuǎn)射測試系統(tǒng)（6個(gè)鏡頭）和1臺Panasonic M9500錄像機(jī)同步對乒乓球運(yùn)動員正手快攻、弧圈球技術(shù)進(jìn)行測試。QUALISYS-MCU500紅外遠(yuǎn)射測試系統(tǒng)的拍攝頻率為100幅/s，每次采集時(shí)間為5 s。攝像機(jī)置于運(yùn)動方向的右前方，與實(shí)驗(yàn)對象運(yùn)動區(qū)域中心的距離約為3 m，主光軸距地面0.8 m，拍攝頻率為50幅/s。

被測試運(yùn)動員依次完成2種技術(shù)4組動作的測試。2種技術(shù)為正手近臺快攻和正手弧圈球技術(shù)。每種技術(shù)用2種發(fā)力方式擊球，一為用最大力量，二為中等力量，要求運(yùn)動員控制好擊球力量。每組動作的測試方法為運(yùn)動員一直進(jìn)行多球練習(xí)，當(dāng)技術(shù)動作比較穩(wěn)定時(shí)由實(shí)驗(yàn)員判斷，開始錄相并采集數(shù)據(jù)，各個(gè)測試系統(tǒng)同時(shí)攝錄5 s后停止，然后保存文件，準(zhǔn)備下一組動作的測試。測試應(yīng)得到至少3次技術(shù)質(zhì)量較高，且兩個(gè)測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)都完整的動作。

3)數(shù)據(jù)處理。

運(yùn)用QUALISYS運(yùn)動解析系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)解析。選取從上一次身體還原時(shí)刻開始到下一次還原時(shí)刻結(jié)束為一個(gè)擊球動作周期進(jìn)行分析。將技術(shù)動作分為4個(gè)動作階段：引拍階段、擊球階段、隨揮階段和還原階段。

為了更好地找出乒乓球技術(shù)動作各參數(shù)的規(guī)律，本文中所有的圖均是截取了比實(shí)際一個(gè)動作周期多了上一個(gè)周期的還原段和下一個(gè)周期的引拍段。文中的圖是選用了具有代表性的一名運(yùn)動員的球拍的運(yùn)動學(xué)曲線。文中均值和標(biāo)準(zhǔn)差是對所有10名運(yùn)動員球拍運(yùn)動學(xué)參數(shù)計(jì)算的結(jié)果。

為了對比最大力量和中等力量兩種用力方式動作的差異，以及找出正手快攻和正手弧圈球的技術(shù)的不同，對所有參數(shù)進(jìn)行了獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。分別做了3組檢驗(yàn)，一為兩種力量快攻的對比、二為兩種力量弧圈球技術(shù)的對比、三為兩種技術(shù)之間的對比，用的是最大力量快攻和最大力量弧圈球技術(shù)之間的比較。下文將2種技術(shù)4個(gè)動作（中等力量正手快攻、最大力量正手快攻、中等力量正手弧圈球和最大力量正手弧圈球）分別簡稱為輕打、重打、輕拉和重拉。

2研究結(jié)果與討論

2.1球拍速度

1)正手進(jìn)攻技術(shù)球拍速度的主要特征(見圖1)。

圖1中所示的球拍速度為球拍在3個(gè)方向速度的合速度。在一個(gè)正手進(jìn)攻技術(shù)周期（A－a）中，球拍的速度經(jīng)歷兩個(gè)波峰和一個(gè)波谷。在引拍階段（A－B），球拍向右后下加速引拍，到引拍最遠(yuǎn)端形成一個(gè)波谷，速度為最小，然后球拍向左前上加速迎球揮拍，在速度最大值附近擊球，后又減速隨勢揮拍到達(dá)隨揮最遠(yuǎn)端D點(diǎn)，后又反向加速還原到a點(diǎn)。

引拍的第一個(gè)波峰值小于第二個(gè)擊球前后的波峰值。在引拍最遠(yuǎn)端和隨揮最遠(yuǎn)端時(shí)刻速度為兩個(gè)波谷，但合速度不為0，說明球拍在這兩個(gè)時(shí)刻并未完全停下來。其速度是指左右、前后、上下方向上速度的合成，應(yīng)該說在引拍結(jié)束和隨揮結(jié)束前后三個(gè)方向上的速度不是同時(shí)為0，而是依次為0，從而達(dá)到既使球拍的方向發(fā)生了改變，又保證了球拍速度的連貫性。

2)兩種技術(shù)、每種技術(shù)兩種用力方式球拍的速度。

表1反映了輕打、重打、輕拉和重拉在各個(gè)特征時(shí)刻的速度。在引拍結(jié)束時(shí)刻，打和拉技術(shù)，以及不同用力方式的打和拉的速度存在差異。重打和重拉的引拍結(jié)束時(shí)刻的速度分別為(1.58±0.26) m/s、(0.88±0.58) m/s，分別大于輕打的(0.96±0.42) m/s和輕拉的(0.81±0.49) m/s，差異顯著，說明以提高引拍的速度來增大擊球的力量和速度，為隨后的擊球積蓄了能量。打和拉在引拍結(jié)束時(shí)刻的速度差異也顯著，這一時(shí)刻拉的速度小于打的速度。

4組動作擊球速度分別為(5.14±0.25) m/s、(9.00±1.73) m/s、(10.91±1.13) m/s和(13.28±0.51) m/s，經(jīng)過t檢驗(yàn)，得出輕打的速度小于重打，輕拉的速度小于重拉，重打的速度小于重拉，差異顯著。同一種技術(shù)不同力量擊球的球拍速度的差異，說明我們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是成功的，達(dá)到了區(qū)分最大用力和中等用力的目的，用力的不同最終體現(xiàn)在球拍速度的不同上。

在隨揮結(jié)束時(shí)刻，球拍速度達(dá)到一個(gè)較小的值，然后手臂加速還原，從表1和圖1中可以看到一個(gè)動作周期中的兩個(gè)還原時(shí)刻的速度基本一樣，說明優(yōu)秀運(yùn)動員在連續(xù)擊球中動作的穩(wěn)定性。

2.2球拍的時(shí)間特征

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（見表2），用最大力量和一般力量完成同一動作技術(shù)時(shí)，在時(shí)間上兩者無差異。當(dāng)比較正手快攻與正手拉弧圈球時(shí)，可發(fā)現(xiàn)兩個(gè)動作技術(shù)在時(shí)間上存在顯著差異。優(yōu)秀運(yùn)動員完成一次正手快攻技術(shù)動作時(shí)，總時(shí)間平均為(0.95±0.13) s，引拍階段、揮拍擊球階段、隨揮階段和還原階段平均用時(shí)分別為0.35 s、0.16 s、0.23 s、0.21 s，4個(gè)階段分別占總時(shí)間的35％、17％、25％和23％。

乒乓球運(yùn)動員完成一次正手拉弧圈球技術(shù)動作時(shí)，總時(shí)間平均為(1.47±0.18) s，引拍階段、揮拍擊球階段、隨揮階段和還原階段平均用時(shí)分別為0.55 s、0.20 s、0.25 s、0.48 s，4個(gè)階段分別占總時(shí)間的37％、14％、17％和32％。

經(jīng)t檢驗(yàn)，正手快攻技術(shù)和正手弧圈球技術(shù)在時(shí)間參數(shù)上的特征表現(xiàn)為，正手弧圈球技術(shù)的總時(shí)間長于正手快攻技術(shù)，在引拍和還原兩個(gè)階段所用時(shí)間比率明顯大于正手快攻，而隨揮階段所用時(shí)間比率小于正手快攻。揮拍擊球時(shí)間及時(shí)間百分比，兩種技術(shù)基本相同。

2.3球拍的空間特征

從圖2中可以看出，正手快攻和正手拉弧圈球的運(yùn)動軌跡不一樣。同一技術(shù)不同力量擊球的運(yùn)動軌跡基本相同。在一個(gè)動作周期中，球拍在左右方向上的變化經(jīng)歷兩次波峰和波谷，顯示出雙波峰的特點(diǎn)，引拍過程中出現(xiàn)一個(gè)小波谷，第一個(gè)波峰出現(xiàn)在引拍最遠(yuǎn)端時(shí)刻，波谷出現(xiàn)在擊球時(shí)刻附近，在隨揮最遠(yuǎn)端達(dá)到另外一個(gè)峰值；前后上下方向上打和拉的曲線不盡相同，拉比打多出一個(gè)小峰值，基本上都是向后引拍在結(jié)束時(shí)達(dá)到向后的最遠(yuǎn)距離，進(jìn)而向前揮拍，到隨揮最遠(yuǎn)端向前達(dá)到最大值；上下方向上都是先下降，在引拍結(jié)束左右達(dá)到最小值，后向上揮拍擊球，然后隨揮至最高點(diǎn)再向下還原成一個(gè)周期。

1)引拍階段球拍的方向和幅度。

雖然運(yùn)動員完成正手快攻和正手弧圈球技術(shù)時(shí)球拍的運(yùn)動軌跡不太一樣，但引拍過程中球拍是向下和向后運(yùn)動的。如表3所示，經(jīng)t檢驗(yàn)，兩種用力方式完成正手快攻技術(shù)，引拍的幅度沒有差異；正手弧圈球技術(shù)和正手快攻技術(shù)之間差異顯著，重拉幅度大于重打的幅度；當(dāng)比較兩種用力方式完成正手弧圈球技術(shù)發(fā)現(xiàn)，在左右方向上有差異。

向下的幅度，最大力量弧圈球技術(shù)為(0.46±0.21) m，快攻為(0.19±0.10) m；向后的幅度，正手弧圈球技術(shù)為(0.95±0.06) m，正手快攻是(0.67±0.12) m；向右的幅度最大力量弧圈球技術(shù)為(0.52±0.21) m，正手快攻為(0.23±0.13) m，差異顯著。說明引拍階段正手拉球在上下、前后、左右方向上球拍的運(yùn)動幅度均大于正手快攻。

比較輕拉和重拉在引拍幅度時(shí)發(fā)現(xiàn)，重拉比輕拉向右的幅度要大，而在前后、上下方向上沒有差異。

當(dāng)觀察QUALISIY的三維動畫時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，引拍過程的軌跡不是沿從還原時(shí)刻到引拍結(jié)束時(shí)刻連線的直線運(yùn)動，而是曲線，弧圈球技術(shù)曲線的弧度更大。

2)揮擊階段球拍的方向和幅度。

由于經(jīng)過正手弧圈球技術(shù)大幅度的引拍后，在這一階段，正手弧圈球技術(shù)在3個(gè)方向上運(yùn)動幅度大于正手快攻的運(yùn)動幅度，差異顯著。

由動量定理可知，物體運(yùn)動過程中，在某段時(shí)間內(nèi)動量的改變等于所受合外力在這段時(shí)間內(nèi)的沖量，即

其中，F(xiàn)代表合外力，t代表時(shí)間，m代表質(zhì)量，Vt代表末速度，V0代表初速度。

在本研究中，為了增加末端環(huán)節(jié)的運(yùn)動速度，即增加球拍的動量，應(yīng)增加在最后用力階段對球拍的沖量，這就要求在發(fā)揮最大力量的同時(shí)，延長力的作用時(shí)間。根據(jù)人體肌肉用力特點(diǎn)，如果有意識地放慢動作的速度來延長作用時(shí)間，會降低肌肉收縮力量，不利于肌肉的爆發(fā)收縮，也就不能達(dá)到增加沖量的目的。正確的作法是，在保證發(fā)揮肌肉最大用力的同時(shí)，通過延長力的作用距離來延長作用時(shí)間。

3)隨揮階段球拍的方向和幅度。

隨勢揮拍是整個(gè)發(fā)力過程的一個(gè)組成部分，是在保證擊球動作最后階段準(zhǔn)確性前提下的一個(gè)制動過程，向左上前方繼續(xù)隨勢揮拍，球拍速度從最大降到最小。球拍在左右方向上移動的距離，重拉(0.81±0.12) m，大于重打(0.65±0.10) m；在上下方向上，重拉向上移動了(0.77±0.37) m，大于重打向上移動的(0.49±0.06) m；前后方向上移動的距離相似，在0.44 m左右。

4)還原階段球拍的方向和幅度。

迅速還原指的是擊球動作完成后，球拍、身體重心和基本站位的還原，以便為下一次擊球做好準(zhǔn)備。由表3及圖2可以看到，還原階段的運(yùn)動方向是以向下為主的，略有前移，左右方向上還原的距離兩者有差異，正手最大力量快攻向右移動了(0.12±0.08) m，而正手最大力量弧圈球技術(shù)快攻的幅度，大于正手快攻，為(0.39±0.19) m。

在還原階段，可以看到無論是正手快攻還是正手拉弧圈球，球拍走的是弧線，路線是從遠(yuǎn)離身體的位置，到靠近身體的還原位置。這種方式一是為了便于預(yù)判，二是為了利于引拍。雖然本文是連續(xù)擊球的實(shí)驗(yàn)研究，但優(yōu)秀運(yùn)動員的動作結(jié)構(gòu)合理，打完一板球后，使身體快速回復(fù)到還原狀態(tài)，并使球拍靠近自己的身體。因?yàn)樵诿看螕敉昵颍\(yùn)動員對下一次擊球的方向和落點(diǎn)是處于未知的高度警惕狀態(tài)，于是體現(xiàn)在還原技術(shù)上，就是使球拍靠近自己的身體。這樣便于下一個(gè)擊球技術(shù)時(shí)無論向正手和反手都能快速引拍，而且當(dāng)以球拍靠近身體小半徑引拍時(shí)，會減小身體的轉(zhuǎn)動慣量，從而增大了引拍時(shí)的轉(zhuǎn)動速度，更利于快速引拍。

3結(jié)論

1)球拍的速度特征：在引拍結(jié)束時(shí)刻，打和拉技術(shù)，以及不同用力方式之間的打和拉之間的速度存在差異。重打和重拉引拍結(jié)束時(shí)刻的速度分別大于輕打和輕拉。在擊球時(shí)刻，輕打的速度小于重打，輕拉的速度小于重拉，重打的速度小于重拉。

2)球拍的時(shí)間特征：正手快攻技術(shù)和正手弧圈球技術(shù)在時(shí)間特征上表現(xiàn)為，正手弧圈球技術(shù)的總時(shí)間長于正手快攻技術(shù)，在引拍和還原兩個(gè)階段所用時(shí)間百分比明顯長于正手快攻，而隨揮階段所用的時(shí)間比率小于正手快攻。揮拍擊球所用時(shí)間及用時(shí)比率，兩種技術(shù)基本上相同。

3)球拍的空間特征：第1，在引拍階段，用兩種用力方式完成正手快攻技術(shù)，引拍的幅度沒有差異；正手弧圈球技術(shù)和正手快攻技術(shù)差異顯著，重拉幅度大于重打的幅度；重拉比輕拉向右的幅度要大，而在前后、上下方向上沒有差異。第2，在擊球階段，正手弧圈球技術(shù)在3個(gè)方向上運(yùn)動幅度大于正手快攻的運(yùn)動幅度。第3，在隨勢揮拍階段，球拍在左右、上下方向上移動的距離，重拉大于重打；前后方向上移動的距離相似。第4，在還原階段，還原階段的運(yùn)動方向是以向下為主的，略有前移，左右方向上還原的距離兩者有差異，正手最大力量弧圈球技術(shù)幅度大于正手快攻。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張惠欽.乒乓球的旋轉(zhuǎn)[M].北京：人民體育出版社，1986.

[2] 張惠欽.論乒乓球的快攻[M].北京：人民體育出版社，1987.

[3] 董樹英.加大擊球力量生物力學(xué)原理的初步探討[J].西安體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1985，2(3)：39-42.

[4] 國家體育總局《乒乓長盛考》研究課題組.乒乓長盛的訓(xùn)練學(xué)探索[M].北京：北京體育出版社，2002.

[5] 蘇丕仁.現(xiàn)代乒乓球運(yùn)動教學(xué)與訓(xùn)練[M].北京：人民體育出版社，2003.

[6] 蘇丕仁.乒乓球教學(xué)與訓(xùn)練[M].北京：人民體育出版社，1995.

[7] 邱鐘惠.現(xiàn)代乒乓球[M]. 北京：人民體育出版社，1995.

[8] 中國運(yùn)動生物力學(xué)學(xué)會.運(yùn)動生物力學(xué)論文選[M].北京：人民體育出版社，1990.

[9] 金季春，李誠志.冠軍的技術(shù)[M].北京：人民體育出版社，1990.

[10] 鄭秀瑗.運(yùn)動生物力學(xué)進(jìn)展[M].北京：國防工業(yè)出版社，1998.

[11] 盧德明.運(yùn)動生物力學(xué)測量方法[M].北京：北京體育大學(xué)出版社，2001.

[12] 程存德.我國近臺快攻直拍橫打、拉技術(shù)動作的淺析[J].西安體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，14(2)：44-46.

[13] 許紹發(fā).直拍反面進(jìn)攻技術(shù)的可行性研究[J].體育科學(xué)，1987，7(2)：20-22，51.

[14] 張輝.對我國部分男子優(yōu)秀乒乓球直拍運(yùn)動員反面拉弧圈球技術(shù)的研究[D].北京：北京體育大學(xué)，1995.

[15] 柳天揚(yáng).我國男子優(yōu)秀乒乓球運(yùn)動員正手近臺攻打、反沖前沖弧圈球技術(shù)的三維運(yùn)動學(xué)分析[D].北京：北京體育大學(xué)，1995.

[16] 陳潔.直拍四面攻打法的可行及其技術(shù)特點(diǎn)的研究[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，24(2)：224-227.

[17] 黃誠.直拍橫打和橫拍反手位攻弧圈球動作特征對比分析[D].上海：上海體育學(xué)院，2000.

[18] 楊斌.優(yōu)秀女子青少年乒乓球運(yùn)動員弧圈技術(shù)分析[D].北京：北京體育大學(xué)，2004.

[19] 孟杰.乒乓球比賽中王皓與唐鵬的正反手弧圈球技術(shù)動作技術(shù)的生物力學(xué)分析[D].北京：北京體育大學(xué)，2005.

[編輯：周威]