網(wǎng)球開放式正手擊球的生物力學(xué)分析

魯波

（北京體育大學(xué) 北京 100084）

網(wǎng)球開放式正手擊球的生物力學(xué)分析

魯波

（北京體育大學(xué) 北京 100084）

擁有良好的網(wǎng)球正手抽球技術(shù)是眾多網(wǎng)球運(yùn)動員和網(wǎng)球愛好者的夢想。開放式站位正手抽球逐漸成為現(xiàn)代網(wǎng)球的主流打法。本研究對開放式正手擊球的準(zhǔn)備和引拍，擊球和隨揮等環(huán)節(jié)進(jìn)行生物力學(xué)分析。對網(wǎng)球訓(xùn)練過程中的易犯錯誤和不合理動作具有指導(dǎo)作用。

網(wǎng)球 正手擊球 開放式 生物力學(xué)

網(wǎng)球開放式正手擊球的動作結(jié)構(gòu)大致可分為準(zhǔn)備姿勢、引拍、擊球和隨揮四步，每一環(huán)節(jié)都蘊(yùn)含著復(fù)雜的生物力學(xué)原理，在日常網(wǎng)球運(yùn)動訓(xùn)練過程中很容易出現(xiàn)一些違背生物力學(xué)原理的動作，如果這些錯誤動作不及時糾正，勢必會影響到學(xué)習(xí)者對完整技術(shù)的掌握，甚至導(dǎo)致?lián)p傷。正手開放式擊球是被當(dāng)今網(wǎng)壇所推崇，本研究主要從人體協(xié)調(diào)鏈角度對正手開放式擊球進(jìn)行生物力學(xué)分析。

1 開放式正手擊球技術(shù)特點和優(yōu)勢

開放式正手擊球與傳統(tǒng)的關(guān)閉式正手擊球在握拍、擊球點、隨揮等方面都有所區(qū)別。西方式握拍、環(huán)形引拍、開放式站位，稍靠后的擊球點等都是開放式擊球的特點。

在追求力量和速度的今天，網(wǎng)球開放式正手擊球能充分利用身體各協(xié)調(diào)鏈的力量傳遞以達(dá)到理想的擊球效果。較封閉式和關(guān)閉式擊球來說，較大幅度的轉(zhuǎn)體動作和擊球后雙腳離地體現(xiàn)了對下肢和髖關(guān)節(jié)力量的充分動員。從生物力學(xué)角度來說開放式正手擊球更有利于發(fā)力，打出高速的擊球。開放式正手擊球的握拍接近“西方式”，揮拍的弧線較關(guān)閉式小，更有利于擊上旋球

開放式步法的優(yōu)點還在于，在引拍和還原時的步法上較關(guān)閉式更簡潔快速。當(dāng)今世界網(wǎng)球是以速度、力量主導(dǎo)的時代，選手往往沒有足夠的時間調(diào)整步法，開放式步法基本省去了引拍和還原時左腳上步的步法，這對比賽中運(yùn)動員底線的橫向移動和還原至關(guān)重要，有助于為比賽贏得時機(jī)，女網(wǎng)名將威廉姆斯姐妹甚至使用較多的反手開放式步法擊球以彌補(bǔ)移動能力的不足。有研究表明，開放式步法擊球時，上體從側(cè)身引拍到隨揮完成的轉(zhuǎn)動幅度約為180度，這是大力擊球的保證。另外，在回?fù)舾咔蚍矫骈_放式擊球也有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

2 開放式正手擊球各動作結(jié)構(gòu)所蘊(yùn)含的生物力學(xué)原理

在對完整的正手抽擊球進(jìn)行分解教學(xué)時通常把它分為若干部分，這樣有利于學(xué)生對動作的精細(xì)掌握。開放式正手擊球分解動作大致可分為以下四個環(huán)節(jié)：準(zhǔn)備姿勢，引拍，擊球，隨揮。下面是對各環(huán)節(jié)動作方式的生物力學(xué)分析。

2.1 準(zhǔn)備姿勢和引拍

2.1.1 動作方式

準(zhǔn)備姿勢：兩腳開立，略比肩寬，雙膝微曲，重心落于前腳掌，上身直立稍前傾，目視前方，正手握于拍柄底部，非持拍手置于拍頸，拍頭朝上。引拍：以髖關(guān)節(jié)為軸（以右手持拍為例）帶動上體向右后方轉(zhuǎn)動，帶動肩部，肩部帶動手臂以環(huán)繞方式向后引拍（手臂繞肩），引拍過程中保持肘關(guān)節(jié)彎曲，最后身體重心落在右腳。

2.1.2 生物力學(xué)分析

技術(shù)動作是在肌肉舒張和收縮的條件下完成的，就像弓箭一樣，要想把箭射的更遠(yuǎn)，就必須把弓最大限度的拉長以儲存勢能，這可以理解為一個“蓄力”的過程。在肌肉收縮之前，給肌肉最大限度的預(yù)張力，盡可能多的儲存形變勢能，使肌肉收縮前的初長度盡可能被拉長，這樣它在收縮時才能最大限度的爆發(fā)，產(chǎn)生較大的“張力”，而收縮前的肌肉舒張可以理解為“預(yù)張力”，是為收縮做能量儲備的。有研究表明：在一定范圍內(nèi)，肌肉收縮力量7 的大小是取決于其舒張的初長度大小的。開放式站位擊球?qū)ι眢w旋轉(zhuǎn)角度有更高的要求，髖部肌肉的舒張度較大，再加上環(huán)形引拍，可以更大限度的發(fā)揮開放式大角度揮拍軌跡的優(yōu)勢，增加了擊球的速度和穩(wěn)定性。

2.2 擊球

2.2.1 動作方式

當(dāng)球拍引至與身體一個面時（左肩指向來球），肘關(guān)節(jié)稍打開，拍頭下沉（低于來球），右腳蹬地，帶動髖關(guān)節(jié)，髖關(guān)節(jié)帶動上體和肩部轉(zhuǎn)動，利用身體的轉(zhuǎn)動帶動手臂向前揮拍，把全部積累的力量經(jīng)手臂傳至腕部，手腕固定，保持球拍穩(wěn)定，拍面與地面近似垂直，擊球中部偏下。全身力量通過身體各環(huán)節(jié)以及拍頭的從下到上的傳遞最終作用于球。

2.2.2 生物力學(xué)分析

(1)下肢的用力是協(xié)調(diào)鏈的第一環(huán)節(jié)，通過膝部彎曲蹬地F獲得地面的反作用力F`，體現(xiàn)了牛頓的作用力與反作用力定律（即牛頓第三定律）。擊球時腿離開地面能促使角動量的形成。

(2)現(xiàn)代網(wǎng)球非常注重核心力量的訓(xùn)練，因此髖關(guān)節(jié)的訓(xùn)練是重中之重，膝部產(chǎn)生的爆發(fā)力必須要通過髖部轉(zhuǎn)移至軀干，在轉(zhuǎn)移的過程中髖部除了要最大限度發(fā)揮自身旋轉(zhuǎn)力外（即角動量），還要保持身體平衡以使下肢的力能順利傳上來。

(3)軀干和上體在協(xié)調(diào)鏈第三環(huán)節(jié)的任務(wù)是：把下肢和髖部以及自身轉(zhuǎn)到所獲的能量傳遞至肩和臂。

(4)肩和臂，手臂以肩為軸弧形繞環(huán)，肘關(guān)節(jié)有一定角度，手臂不要過直。引拍和向前揮拍擊球必須是肩先行帶動手臂，肘關(guān)節(jié)不要離身體太遠(yuǎn)，引拍時兩肩的連線基本與球網(wǎng)垂直，即左肩對著球網(wǎng)，這樣側(cè)身才能充分，擊球時可以很好的運(yùn)用身體的力量而非手臂。把前面幾個環(huán)節(jié)的力繼續(xù)在肩部和手臂進(jìn)行疊加，不要過早釋放。保持動作的準(zhǔn)確到位，這樣才不會造成能量的浪費(fèi)。

(5)肘和腕部。肘關(guān)節(jié)保持彎曲體現(xiàn)了牛頓第一定律即慣性定律，在肌肉收縮時身體各部位的對抗肌也在發(fā)揮作用，肘部彎曲在減少對抗肌的副作用以減小轉(zhuǎn)體的反抗力的同時，還可以縮短身體的轉(zhuǎn)動半徑，使動作更加經(jīng)濟(jì)有效。另外，肘關(guān)節(jié)保持一定角度有更好的緩沖作用，可以減少網(wǎng)球肘等運(yùn)動損傷的發(fā)生。有研究表明：高水平運(yùn)動員的手腕不是完全固定的，手腕不但可以對所獲得的力進(jìn)行進(jìn)一步疊加以加大擊球力度，還可以對球進(jìn)行更好的控制。鑒于業(yè)余球手腕力和對球的控制能力的不足，建議擊球時手腕保持固定。

上述五個部分介紹了開放式正手擊球各環(huán)節(jié)的動作方式和生物力學(xué)原理。從觸球開始，整個身體的重心逐漸前移，身體轉(zhuǎn)動速度和拍頭速度得到加強(qiáng)。把身體的重量，身體的轉(zhuǎn)動速度和拍頭速度共同作用于球，產(chǎn)生較強(qiáng)的加速度。這點體現(xiàn)了牛頓第二定律。F=ma，即“物體加速度的大小與所受合力的大小成正比，與其質(zhì)量成反比，加速度的方向與所受合力的方向相同。”擊球時球拍觸球之前的揮拍為加速段，身體協(xié)調(diào)鏈運(yùn)用的愈充分，球拍所獲得的加速度也就愈大，擊出的球的質(zhì)量也就越高。

2.3 隨揮

2.3.1 動作方式

在球拍觸球后，不要立即停止揮拍，而要繼續(xù)向目標(biāo)方向揮拍，前揮到一定程度前臂做內(nèi)旋動作（“包球”）。球離拍的同時雙腳幾乎離開地面，整個身體向左后方急速轉(zhuǎn)動（右手為例）。開放式正手擊球隨揮幅度較大，肘關(guān)節(jié)高度較關(guān)閉式高，揮拍軌跡趨于水平，這與關(guān)閉式的U型揮拍軌跡，擊球后肘關(guān)節(jié)于身體正前方是不同的。

2.3.2 生物力學(xué)分析

球拍觸球并非意昧著整個擊球過程的結(jié)束，通過從下到上和轉(zhuǎn)體使球拍所獲得的慣性依然存在。順勢隨揮就是利用這個慣性引導(dǎo)球拍沿出球軌跡運(yùn)行，更利于控球。完整合理的隨揮需要轉(zhuǎn)肩和轉(zhuǎn)髖的協(xié)調(diào)配合才能完成，這是完整擊球動作的重要組成部分，有利于“蓄力”的充分釋放。

傳統(tǒng)的關(guān)閉式擊球的隨揮不利于各協(xié)調(diào)鏈力量的充分發(fā)揮，影響擊球的質(zhì)量。關(guān)閉式擊球隨揮動作限制身體的轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)代的開放式正手擊球?qū)羟蚝蟮摹皯T性”沒有強(qiáng)行限制，充分發(fā)揮了各身體部位的轉(zhuǎn)動力量，加強(qiáng)了擊球的質(zhì)量，整個擊球動作更加協(xié)調(diào)，穩(wěn)定。

2.4 協(xié)調(diào)鏈?zhǔn)倾暯痈鞣纸鈩幼鞯年P(guān)鍵

人體協(xié)調(diào)鏈?zhǔn)侵浮绑w節(jié)的作用就像由一個環(huán)或身體的一部分產(chǎn)生的力量轉(zhuǎn)換成一環(huán)套一環(huán)的鏈條系統(tǒng)”（格羅佩爾，1984）。體節(jié)的協(xié)調(diào)使動量從一個身體部位轉(zhuǎn)移到另一個身體部位，各體節(jié)的速度不斷疊加，最大限度的產(chǎn)生爆發(fā)力，可以延緩疲勞以及預(yù)防損傷。開放式正手擊球時各體節(jié)協(xié)調(diào)鏈從下到上可歸納為：膝（彎曲和伸直）→轉(zhuǎn)髖→轉(zhuǎn)體→手臂繞肩→肘伸直－內(nèi)旋→轉(zhuǎn)腕。下面是協(xié)調(diào)鏈所蘊(yùn)含的生物力學(xué)原理：

（1）動量定理。正手擊球動力鏈系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)各部位產(chǎn)生的合力是高質(zhì)量正手擊球所具備的關(guān)鍵因素。動量是質(zhì)量和速度的乘積，動量有線動量和角動量兩種。線動量有助于正手擊上旋球，是身體某部位的線性運(yùn)動數(shù)量；角動量在擊球時同樣必不可少，它是身體某部位的角度運(yùn)動數(shù)量。地面反作用力是兩種動量的來源，擊球站位不同，兩種動量的參與程度也有所差別。開放式站位正手擊球使髖、軀干的轉(zhuǎn)動更加充分，有利于身體重心的前移。

（2）平衡。平衡是物體機(jī)械運(yùn)動的一種特殊狀態(tài)，這種特殊狀態(tài)可分為靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡。網(wǎng)球每一分的爭奪都是在動態(tài)條件寫完成的，所以它對動態(tài)平衡有著特殊的要求?，F(xiàn)代網(wǎng)球體能訓(xùn)練非常注重運(yùn)動員核心力量的訓(xùn)練，這有助于運(yùn)動員比賽中有著更好的動態(tài)平衡以維持動作的穩(wěn)定性。擊球時，髖、軀干部分和肩部保持在一條直線對于保持動態(tài)平衡是至關(guān)重要的。

（3）協(xié)調(diào)鏈。開放式正手擊球的用力方式和用力順序就像一條環(huán)環(huán)緊扣的鏈條，每一環(huán)都必須擔(dān)負(fù)著傳遞力量的作用，并充分利用前者的力量或速度所產(chǎn)生的慣性發(fā)揮本環(huán)節(jié)的力量。腿、膝、髖、軀干、肩、手臂、肘、腕等各體節(jié)的協(xié)調(diào)缺一不可，少了任何一環(huán)節(jié)前面的力的疊加將前功盡棄；大肌群先發(fā)力并逐步擴(kuò)展到小肌群，從下到上不間斷傳遞。充分發(fā)揮協(xié)調(diào)鏈的作用不僅可以獲得好的擊球效果而且對于節(jié)省體力、保持好的身體狀態(tài)起著很重要的作用，合理有效的擊球，不是單純的用力就能完成的。

3 建議

開放式正手擊球是現(xiàn)代網(wǎng)球所追求的，從生物力學(xué)角度來說更有利于提高正手攻擊的威力。但是開放式正手復(fù)雜的發(fā)力結(jié)構(gòu)對球手的身體和運(yùn)動能力提出很高的要求。所以，建議初學(xué)者和水平較低的球手采用多球的練習(xí)方式進(jìn)行反復(fù)體會，剛開始不必發(fā)全力，旨在體會用力順序，初學(xué)網(wǎng)球應(yīng)從關(guān)閉式開始逐步向開放式過度。在實戰(zhàn)中，步法是靈活的，各種步法結(jié)合使用，比如擊淺球或隨球上網(wǎng)時。

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