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从生物力学的角度分析网球发球技术和动作原理

时间:2016-01-11 来源:未知 作者:傻傻地鱼 本文字数:1989字
摘要

  在现今各类网球比赛中,发球技术是最重要的技术之一,是每一分的开始,是一个可以完全由自己控制的动作,而不受对手影响。一个良好的发球应该包括高速、旋转、准确等因素,运动员可以做好充分的准备后,利用力量与旋转的变化击打出落点准确刁钻的发球,导致对手回球困难,这往往会使己方直接得分或为得分创造有利的条件。网球是持拍隔网对抗的项目,在这没有直接身体接触的比赛过程中,一记凶猛有力、杀气十足的发球不仅可以得分,还能扰乱对方思路、提高己方士气,为随后的比赛带来心理优势。

  该文对网球的发球技术动作采用三维高速摄像及解析的方法,密切结合运动实践,从生物力学的角度对发球技术和动作原理进行分析与探讨,意图从中揭示出发球技术动作的原理及其影响因素,找出技术动作中的不足,并针对性地提出合理建议。

  1 研究对象与方法

  1.1 研究对象

  以沈阳体育学院5名优秀男子运动员为研究对象。

  1.2 研究方法

  1.2.1 三维高速摄像

  采用两台Motion pro X4型号高速摄像机对运动员的发球阶段进行拍摄,拍摄频率为200 Hz,每名运动员成功发球3次,在3次发球中选择最好的一次发球。两摄像机主光轴夹角为105°。

  1.2.2 录像解析

  利用Simi Motion对获取的发球动作的运动学数据进行处理,按照模型关节点和附加点的方式进行图像采集、标点,用三维标准DLT测量法获得数据。

  2 结果与分析

  2.1 抛球阶段

  受试者球出手速度平均为5.58 m/s,与世界高水平运动员5.5~6.0 m/s的平均速度相吻合,但是稍偏小。受试者抛球最高点高度平均为3.46 m,略高于罗迪克的3.41 m,及阿加西的2.84 m.抛球过高会降低挥拍速度,已被拉长较长时间的肌肉无法有效收缩产生较大的击球力量。

  受试者从抛球至击球阶段球在左右方向和前后方向的位移平均为0.39 m和0.30 m,与世界水平选手相差很大。球出手时肘关节角度最小的邹XX为113.6°,所产生的左右位移和前后位移也最大,分别为0.4 m和0.52 m;而角度最大的王XX为171.2°,产生的左右位移和前后位移最小,分别为0.22 m和0.14 m.阿加西抛球臂肘关节角度超过170°,其左右位移及前后位移仅为0.13 m和0.18 m,而我国球员在此控制上还相差较远(表1)。

  2.2 搔背阶段

  2.2.1 拍头最低点高度与对应时刻身体重心高度的关系受试者在拍头到达最低点时,其拍头位置都还位于当时身体重心之上,说明搔背动作做的还不够充分,不能发出更有力的球(表2)。

  2.2.2 膝关节运动特征。受试者中有膝关节屈曲角度极大的,如王XX,已经小于90°;也有屈曲角度不足的,如惠XX,左右膝关节都在124°左右。以大力发球著称的罗迪克发球时膝关节屈曲角度为106.8°,阿加西为99.47°,张德培为113.15°。受试者膝关节平均最大蹬伸角度大于170°,说明蹬伸比较充分,有利于身体重心向上,产生较大的垂直向上速度。阿加西发球击球瞬间左膝最大蹬伸角度为170.98°,右膝最大蹬伸角度为171.34°。有了充分的蹬伸,使身体重心升高,就为下一步击球做出了良好的准备(表3)。

  2.3 击球阶段

  受试者击球点高度普遍在自己身高的1.5倍左右,与世界优秀选手相差不多,但在抛球最高点与击球点高度落差上与世界级选手相差很大:受试者落差平均值为0.81 m,罗迪克抛球最高点约3.41 m,击球点约在3 m处,落差约为0.41 m;而阿加西的抛球最高点在2.84 m,击球点在2.79 m处,落差仅为惊人的0.06 m,可以说几乎是在最高点处击球。受试者大多存在抛球过高的问题,造成与击球点落差较大,以至于击球前不得不面对下落速度约为5 m/s左右的球,容易造成击球部位不准确,导致发球质量不高(表4)。

  3 结论与建议

  3.1 结论

  (1)受试者抛球稳定性不佳,抛球手臂没有充分伸直,肘关节平均角度仅为145°左右。

  (2)受试者抛球最高点与击球点高度落差平均达0.8 m左右,导致受试者需在球下落速度为5 m/s左右时做出击球判断,从而降低击球准确性。

  (3)受试者搔背动作幅度不够大,没能为身体更好地获得向上的速度做好准备。

  (4)受试者膝关节屈曲角度存在过大或过小的问题,不利于下肢产生最大的蹬伸力量,影响身体击球时向上的加速效果。

  3.2 建议

  (1)建议加强肩关节中、小肌肉群的训练,同时抛球时注意头部保持稳定。

  (2)改变抛球习惯,降低抛球高度,将抛球最高点与击球点落差控制在0.5 m以内。

  (3)加强腰腹部的力量和柔韧性训练,以加大发球时背弓幅度,有利于增加击球前腰腹部及上肢肌肉弹性势能储备。

  (4)加强下肢股四头肌、臀大肌、腓肠肌和比目鱼肌等肌肉的力量与爆发力训练。在下肢力量允许的情况下尽量加大膝关节屈曲角度,从而获得更大的弹性势能。

  参考文献:
  [1] 蒋川。我国优秀网球运动员与国际名将发球动作的运动学特征分析[D].武汉:武汉体育学院,2009.
  [2] 刘卉。网球大力发球技术的运动生物力学原理[J].北京体育大学学报,2000(2):173-176.
  [3] 严波涛,吴延禧,等。网球发球技术的生物力学分析[J].体育科学,2000(4):80-85.
  [4] 金春林,曲峰。柏衍网球发球技术的生物力学分析[J].北京体育大学学报,2008(2):271-274.

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