現代網球正手擊球的運動生物力學研究進展與展望

周金操

中圖分類號：G845? ?文獻標識：A? ? ?文章編號：1009-9328（2022）02-179-02

摘? 要? 本文基于現有文獻，運用錄像觀察法對網球運動中正手擊球的握拍、準備動作、引拍過程、擊球進行生物力學分析，梳理國內外網球現代正手擊球力學（運動學與動力學）相關研究，總結技術動作規律，分析國內外正手技術的差異與結構，為網球正手擊球力學特征提供一定的理論模型。研究發現，提高擊球力量的重點是發揮軀干力量，重視人體運動協調鏈的整體性;現代正手引拍已從原來的大引拍式改為小引拍。

關鍵詞? 現代網球? 正手擊球? 運動生物力學

網球是一項優美而激烈的運動，其動作舒展，強度可調，適應不同人群，現在盛行全世界，被稱為“世界第二大球類運動”。網球發力擊球的先決條件是正確合理的身體姿勢和擊球技術，符合生物力學原理的正確技術動作可以避免運動損傷，改善擊球效果。采用合適的動作方式擊球時會感到輕松自然、協調連貫、流暢省力。反之，采用不合適的動作方式會感到有力用不上、擊球不穩、控制球較難。可見，動作方式是否合適對技術的提高和全面發展有較大影響。

一、網球運動的生物力學原理

網球的運動離不開力的作用，網球在運動過程中一般分為兩種情況（過網與不網），不管是哪一種情況都離不開力的作用。因此，保證網球的有效過網率在網球運動過程中尤為重要，這也將是網球運動的開始。

球拍擊球時施力F于球上，使球的速度（即球心速度）由原來的v1（擊球前一瞬間）改變為v2：（飛離球拍的一瞬間）。這個過程遵守“動量定理”定律：Ft=mv2一mv1。式中，F為網球受到的力，t為力持續作用的時間，m為網球質量。Ft為力F的沖量，mv1、mv2為動量。再用公式來分析網球水平方向的運動。為簡明起見不考慮球速垂直于地面的分量，即運動員將來球循原方向打回去。于是v2與v1在同一直線上，只是方向相反。可以將公式的矢量形式簡化為數量形式，即v2以正數表示，而v1則以負數表示。公式簡化為：Ft=mv2+mv1：其中v2、v1均為速度的絕對值（正數）。或者寫成mv2=Ft一mv1，由公式可見Ft必須大于mv1，v2才可能是正數，也才有可能將球打回對方場地。就是說，來球速度愈大，回球時用力或給它水平方向的沖量也應愈大[1，2]。因此，有的人往往會有這種錯覺，以為對于迅猛的來球可以“借”來球的力量而無需用大力回擊。其結果往往是擊球不過網或無法控制回球方向。對于速度較小的來球，如果用同樣的力度回擊，由公式可見，將會得到較大的v2，這時則應適當控制擊球力度，以免將球擊出界外。擊球方向與來球線路不一致時表明擊球者有改變球向的意圖，并稱這種擊球為變向擊球。由公式可得：從mv2=Ft+mv1，顯然，v1的方向就是來球的方向，v2的方向就是回球的方向，F就是運動員用球拍擊球的方向[3]。由此得到一個重要的結論：擊球方向并不就是回球的實際走向，回球究竟向哪個方向飛去，既與擊球有關也與來球有關，要看擊球的沖量Ft與來球的動量mv1的矢量合成結果。

上旋擊球是網球正手擊球技術的基礎，也是保證過網率的必要擊球技術。上旋球在空中飛行時是繞球的額狀軸向前旋轉的，這種上旋飛行的球在馬格努斯效應下使飛行中的球過網后急促下降，并快速的前沖，即入射角小于反射角[4-6]。打好上旋球首先必須像打平擊球一樣用力向前擊球，將球“擊入”拍線中，使球拍能“吃”住球。與此同時，即在球拍觸球的同時，迅速將球拍向上拉起。因此，上旋球技術的運用在現代網球正手擊球技術中尤為突出，其打法進攻性強，落地后反彈沖擊力大，穩定性高，被現代職業網球運動員經常運用。

二、現代網球正手擊球握拍方式

握拍方式有大陸式、東方式和西方式三種。在正手擊球動作技術中，除大陸式（主要用于削球）外，一般都采用東方式和西方式兩種方式。這兩種握拍方式的主要區別在于握拍時手心和“V”型虎口部位不同。西方式握拍方式是手掌置于拍柄的正下方，掌心向下，拇指與食指的“V”型虎口對準拍柄右邊右方處，握拍的姿勢好似“一把抓”。東方式握拍方式是手掌與拍柄右邊緊貼，拇指與食指的“V”型虎口對準拍柄的右上斜面和左上斜面的上端中間，握拍的姿勢好似“握手”一樣[7-8]。需要注意的是，西方式握拍會增加加速揮拍時肘部外翻壓力，增大網球肘發生的可能性。西方式握拍方式最大的特點是手腕和肘關節可以充分彎曲，有利于加快擊球速度和加大擊球力量，特別是可以擊出有威力的上旋球來，增加進攻威力，達到直接得分目的。目前，現代網球正手擊球技術主要采用偏西方式握拍方式，并采用末端型的握拍。然而，握拍方式也與擊球的臨場應變有關，半西方式和西方式正手握拍是現在最廣泛使用的握拍方式。

三、現代網球正手擊球站位方式分析

擊球時的站位動作方式分為開放式和關閉式兩種。開放式站位動作方式是在球拍做后引和后擺動作的同時，右腳向右轉，左腳向右斜前方呈45°角邁出[9]。開放式站位動作方式最大的特點是可通過臀部、腰部、肩部的轉動來動員全身的力量擊出更有威力的球。職業網球選手大致都習慣這種站位動作方式。網球選手在后擺結束時刻肩的轉動幅度通常會大于髖的轉動幅度，這一指標以肩髖分離角呈現，肩髖分離角越大，說明選手軀干的擰轉幅度更大。將軀干肌肉向反方向拉伸，將在不影響收縮力的情況下對收縮的速度產生良好的影響。在前人關于高爾夫擊球的研究中提出，肩髖分離角比單純注重肩的轉動幅度更為重要，優秀高爾夫選手與一般選手相比，擊球的速度更快距離也更遠，他們技術動作的共同特征為具有更大的肩髖分離角。因此，開方式站位的擊球站位在現代網球正手擊球技術中運用較多，掌握這種站位方式也需要較好的身體素質與堅持不懈的訓練。

四、現代網球正手擊球引拍的生物力學分析

（一）正手引拍方式

網球引拍擺動方式有繞環引拍和直線引拍兩種動作方式。繞環引拍動作方式是球拍向后擺動時，肩部與肘部稍抬起，手掌和拍面朝外，球拍頭向上并高于眼睛向后形成一個弧形動作，這種引拍是需要較好的身體素質，也是目前網壇較為流行的引拍方式。直線引拍動作方式是球拍向后擺動時，手掌和拍面與地面垂直，球拍頭低于來球直接向后拉。繞環引拍動作方式動作幅度較大，流暢連貫，節奏感好，協調性強，給人一種優美的感覺，它最大的特點是能夠加快球拍向后擺動的速度及拍頭的加速度，可以增加整個擊球的力量。在當今職業網球運動中，大多數運動員都采用這種后擺動作方式，這種引拍動作方式看起來比較簡單方便，但實際操作時難度較大，不是任何參加網球運動的人都可以采用的。

（二）引拍擊球力的產生機制

由原理公式：F=ma=mv2-mv1可知，等式左邊為物體受到的沖量，右邊為物體動量的增量。可見，物體在受到外力作用時，物體動量的增量等于其所受的沖量，這也就是動量定理[10]。網球運動屬于揮拍類運動，當運動員揮拍時就會產生揮拍速度，其揮拍速度在一定程度上決定這擊球的效果。根據上述力對球運動所產生的機制，也就是說要求我們在網球揮拍過程中要更多在短時間讓球獲得更大的速度，要求在最后用力前使身體盡可能“超越器械”。在現代網球正手擊球的引拍中也恰好符合這一原理，高、短、快、簡、等引拍的特點正好使揮拍時能夠更好地獲得拍頭速度，以最短的時間完成此施力過程，以提高動作速度。

五、現代網球正手擊球分析

網球正手擊球的文獻主要集中運動學與動力學的分析中。在國外的相關研究中，最重要的發現是擊球時軀干的角速度與擊球時的球拍速度密切相關。一直以來軀干的轉動是研究人員關注的重點，擊球過程中后腿的伸展釋放出能量，促使髖部的轉動，之后軀干上部的轉動也會帶動肩的轉動，無論選手的水平如何，使用什么樣的站位方式，軀干的轉動與球拍的速度高度相關[11]。另外，軀干轉動前肩部肌肉的伸展性，下肢部分的轉動和軀干的轉動對最后的拍頭速度有接近10%的貢獻率。應該把這樣的現象理解為，軀干的轉動對于球拍速度的貢獻率最大。因而，并不能從擊球時刻軀干轉動速度上區分高水平選手和一般水平選手，這與國外的研究結果截然不同，國外研究發現頂尖的網球選手在擊球瞬間軀干的轉動速度明顯快于高水平選手，也就是說在擊球的前一瞬間軀干是最先出現轉動的趨勢。

綜上可知，任何動作的有效完成都不是靠孤立的肌肉或肌群參與，幾乎所有動作的用力都是發于腿部由下而上且身體的先后協同完成。盡管很久以前人們就認識到軀干的轉動在正手擊球過程中的重要性，但是迄今為止對網球軀干轉動運動的科學研究依然很少。另外，采用現代高抬肘這種揮擊動作方式擊球時，擊球點須靠近身體偏前高處，擊球時的站位步法大多用開放式姿勢。

六、結論與展望

網球正手擊球力學研究在國際上引起了廣泛的關注，國內前期對此也進行了深入剖析，但近幾年相關研究主要集中在運動學分析上，并對技術動作的進化出現停滯且與國際斷軌，導致國內網球選手正手擊球技術已然與國際高水平選手技術動作脫節。目前國際學者將焦點轉向實際比賽中正手擊球動作的動態變化，某環節的運動特征不再局限于其表面，更深層次分析其關節部位的骨骼運動特征，并不斷優化正手擊球技術動作的動態變化。

目前，仍然應當從技術動作規律和運動損傷規律角度出發，探索符合國內網球運動員人體結構的規律性特征。掌握研究的動態性和實踐可行性，精湛精細化思考問題的全面性，旨在提升網球正手擊球“訓—賽—研”的緊密性。

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