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乒乓球发力的一种理论解释

已有 1152 次阅读    2013-02-03 23:56

很多文章提到加速度和力,似乎加速度就能增加球的速度,力就能增加球的力度。实际上是忘记了球和球拍是两个物体。作用在一个物体上的力F=ma(m=球拍质量,a=球拍的加速度)是如何传递到另一个物体?乒乓球和球拍的运动可以看成两个物体的碰撞,撞击力应该用碰撞原理(动量守恒),而不是用施加在球拍上的力 F=ma 来解释。两个物体动量大小的变化由运动物体的质量和速度决定。假如球拍触球前,速度很快,加速度=0. 碰撞时球的加速度也是很大的。因为速度是个矢量,当球的运动方向改变时,改变它的方向的加速度非常大。球拍加速度施加在球上的作用和碰撞产生的加速度(使速度方向改变)相比,其作用微乎其微。所以,小臂发力的作用是通过加速度去增加拍子的速度。球拍和球之间的能量传递是通过撞击时球拍的速度V。

 

小臂收缩,大臂挥动及其它部位产生的加速度只能改变球拍的速度,速度的变化大小可用公式 V=a*t (a 是加速度,t 是拍子接触球前所持续的时间)。从公式看出,加速度a作用在球拍上必须持续一段时间t. 所以,发力必须在拍子触球前。t越大(球拍与球距离越大),拍子的速度越快。杀高球时,球拍和球的距离很大,并采用腰及大臂发力就是为了提高球拍击球时的速度(延长加速度作用的时间及挥拍半径)。在快速相持中,球拍和球的距离受摆速,还原,稳定性等因素的制约,其距离大小应该随实际情况而变化。


如果用F=ma来表示球拍对球的撞击力,那么加速度可写成a=(V2-V1)/t(黑体代表矢量), 当确定运动方向后,可写成a=(V2+V1)/t。撞击力可写成:F=m*(V2+V1)/t (V1,V2是球碰撞前后的速度。m是球的质量。t是球拍持球的时间)。 撞击力公式和球拍的加速度无关。从公式可以得到,拍子撞击球时吃球时间越短,撞击力越大。


两个物体(球和球拍)碰撞时的质量和速度决定了碰撞后两个物体的速度。球的质量和速度很容易理解,而另一个物体应该是球拍的质量和身体各部位的“可用质量”。当击球时,手臂,腰及及身体各部位质量有着沿击球方向的运动分量(身体前迎)的质量可称之为“可用质量”。 虽然“可用质量”不集中在撞击点上,但根据动量矩原理,这些质量对撞击时的动量变化有很大影响。要把“可用质量”用在撞击上,手腕等各关节应该绷紧,有利于传递“可用质量”。 肌肉发力带动各部位向前运动比关节绷紧不转动更有效,但是薄弱环节是手腕关节。手腕关节一定要绷紧,有手腕发力的感觉。在防守中来不及发力,采用各关节绷紧,可有效传递可用质量,使得回击球具有较快的速度。什么时候该发力,什么时候该绷紧,应随机而动。

 

结论:

1.     乒乓球和拍子的运动是碰撞,当球拍触球时,拍子的运动速度决定了击球的力度。    

2.     小臂发力时,在保证加速度不变的情况下拍子离球越远,拍子接触球时速度越快。

3.     球拍撞击球(吃球)时间越短,撞击力越大。

4.     身体要沿着击球方向前迎。

5.     球拍和球撞击时,各关节要绷紧,有效传递身体各运动部位的动量。

 

谢谢太极手徐大师的补充意见,说的更形象。不愧是防守大师。特复制于此:

球与人(握拍的人击球时的可用质量)碰撞前后的动量守恒定律(击球时的质量和速度的乘积):当对方有速度力量的球,你只要用身体迎上去,质量大,回去的球 速度就一定快(而并不完全取决你如何发力或加速度,这是诀窍!);反之主动发力更重要的是尽可能的带动整个身体做加速度运动(其实是将动量里的质量尽量做 大,速度一定会大,这就是人有说,为什么看起来不发力,而力量还比较大的原因,这也就是为什么强调用身体打球的原因),球的动量就大,用形象说法,发力前 腰腿并用,发力后身体成团....补充意见!

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