網球發球技術的生物力學分析 ①

網球發球技術的生物力學分析①

李欣蓉(1991—),女,在讀碩士,沈陽體育學院,研究生部運動人體科學專業。

張博 李欣蓉

(沈陽體育學院 遼寧沈陽 110102)

摘 要:該文采用Motion pro X4型號高速攝像機進行三維拍攝,對沈陽體育學院5名隊員的發球技術進行生物力學研究。利用Simi Motion對獲取的發球動作的運動學數據進行處理,以揭示5名運動員發球技術的個性化以及總體運動特征。通過與世界高水平運動員的技術動作做比較,發現他們的不足,針對不足提出合理建議。

關鍵詞:網球 發球 生物力學分析

作者簡介:①張博(1962—),男,教授,沈陽體育學院,體育教育訓練學。

中圖分類號:G845

文獻標識碼:A

文章編號:2095-2813(2015)08(c)-0014-02

DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2015.24.014

在現今各類網球比賽中,發球技術是最重要的技術之一,是每一分的開始,是一個可以完全由自己控制的動作,而不受對手影響。一個良好的發球應該包括高速、旋轉、準確等因素,運動員可以做好充分的準備后,利用力量與旋轉的變化擊打出落點準確刁鉆的發球,導致對手回球困難,這往往會使己方直接得分或為得分創造有利的條件。網球是持拍隔網對抗的項目,在這沒有直接身體接觸的比賽過程中,一記兇猛有力、殺氣十足的發球不僅可以得分,還能擾亂對方思路、提高己方士氣,為隨后的比賽帶來心理優勢。

該文對網球的發球技術動作采用三維高速攝像及解析的方法,密切結合運動實踐,從生物力學的角度對發球技術和動作原理進行分析與探討,意圖從中揭示出發球技術動作的原理及其影響因素,找出技術動作中的不足,并針對性地提出合理建議。

1　研究對象與方法

1.1研究對象

以沈陽體育學院5名優秀男子運動員為研究對象。

1.2研究方法

1.2.1 三維高速攝像

采用兩臺Motion pro X4型號高速攝像機對運動員的發球階段進行拍攝,拍攝頻率為200 Hz,每名運動員成功發球3次,在3次發球中選擇最好的一次發球。兩攝像機主光軸夾角為105°。

1.2.2 錄像解析

利用Simi Motion對獲取的發球動作的運動學數據進行處理,按照模型關節點和附加點的方式進行圖像采集、標點,用三維標準DLT測量法獲得數據。

2　結果與分析

2.1拋球階段

受試者球出手速度平均為5.58 m/s,與世界高水平運動員5. 5～6.0 m/s的平均速度相吻合,但是稍偏小。受試者拋球最高點高

度平均為3.46 m,略高于羅迪克的3.41 m,及阿加西的2.84 m。拋球過高會降低揮拍速度,已被拉長較長時間的肌肉無法有效收縮產生較大的擊球力量。

表3　膝關節相關運動學參數(單位:°)

表4　擊球時各相關運動學參數

受試者從拋球至擊球階段球在左右方向和前后方向的位移平均為0.39 m和0.30 m,與世界水平選手相差很大。球出手時肘關節角度最小的鄒XX為113.6°,所產生的左右位移和前后位移也最大,分別為0.4 m和0.52 m;而角度最大的王XX為171.2°,產生的左右位移和前后位移最小,分別為0.22 m和0.14 m。阿加西拋球臂肘關節角度超過170°,其左右位移及前后位移僅為0.13 m和0.18 m,而我國球員在此控制上還相差較遠(表1)。

2.2搔背階段

2.2.1 拍頭最低點高度與對應時刻身體重心高度的關系

受試者在拍頭到達最低點時,其拍頭位置都還位于當時身體重心之上,說明搔背動作做的還不夠充分,不能發出更有力的球(表2)。

2.2.2 膝關節運動特征

受試者中有膝關節屈曲角度極大的,如王XX,已經小于90°;也有屈曲角度不足的,如惠XX,左右膝關節都在124°左右。以大力發球著稱的羅迪克發球時膝關節屈曲角度為106.8°,阿加西為99. 47°,張德培為113.15°。受試者膝關節平均最大蹬伸角度大于170°,說明蹬伸比較充分,有利于身體重心向上,產生較大的垂直向上速度。阿加西發球擊球瞬間左膝最大蹬伸角度為170.98°,右膝最大蹬伸角度為171.34°。有了充分的蹬伸,使身體重心升高,就為下一步擊球做出了良好的準備(表3)。

2.3擊球階段

受試者擊球點高度普遍在自己身高的1.5倍左右,與世界優秀選手相差不多,但在拋球最高點與擊球點高度落差上與世界級選手相差很大:受試者落差平均值為0.81 m,羅迪克拋球最高點約3. 41 m,擊球點約在3 m處,落差約為0.41 m;而阿加西的拋球最高點在2.84 m,擊球點在2.79 m處,落差僅為驚人的0.06 m,可以說幾乎是在最高點處擊球。受試者大多存在拋球過高的問題,造成與擊球點落差較大,以至于擊球前不得不面對下落速度約為5 m/s左右的球,容易造成擊球部位不準確,導致發球質量不高(表4)。

3　結論與建議

3.1結論

(1)受試者拋球穩定性不佳,拋球手臂沒有充分伸直,肘關節平均角度僅為145°左右。

(2)受試者拋球最高點與擊球點高度落差平均達0.8 m左右,導致受試者需在球下落速度為5 m/s左右時做出擊球判斷,從而降低擊球準確性。

(3)受試者搔背動作幅度不夠大,沒能為身體更好地獲得向上的速度做好準備。

(4)受試者膝關節屈曲角度存在過大或過小的問題,不利于下肢產生最大的蹬伸力量,影響身體擊球時向上的加速效果。

3.2建議

(1)建議加強肩關節中、小肌肉群的訓練,同時拋球時注意頭部保持穩定。

(2)改變拋球習慣,降低拋球高度,將拋球最高點與擊球點落差控制在0.5 m以內。

(3)加強腰腹部的力量和柔韌性訓練,以加大發球時背弓幅度,有利于增加擊球前腰腹部及上肢肌肉彈性勢能儲備。

(4)加強下肢股四頭肌、臀大肌、腓腸肌和比目魚肌等肌肉的力量與爆發力訓練。在下肢力量允許的情況下盡量加大膝關節屈曲角度,從而獲得更大的彈性勢能。

參考文獻

[1]蔣川.我國優秀網球運動員與國際名將發球動作的運動學特征分析[D].武漢:武漢體育學院,2009.

[2]劉卉.網球大力發球技術的運動生物力學原理[J].北京體育大學學報,2000(2):173-176.

[3]嚴波濤,吳延禧,等.網球發球技術的生物力學分析[J].體育科學,2000(4):80-85.

[4]金春林,曲峰.柏衍網球發球技術的生物力學分析[J].北京體育大學學報,2008(2):271-274.