不同落點網(wǎng)球側(cè)上旋發(fā)球技術(shù)的運動學(xué)對比分析

馬孝剛 ，史 兵

側(cè)上旋發(fā)球（Kick Serve）是指擊球后網(wǎng)球呈現(xiàn)上旋為主、側(cè)旋為輔的旋轉(zhuǎn)特征（Alison，2011；Cross，2011；Reid et al.，2007；Sheets et al.，2011），旋轉(zhuǎn)軸與水平面呈夾角，落地后彈跳有力，產(chǎn)生側(cè)向偏移，主要運用在網(wǎng)球第2次發(fā)球，也有學(xué)者指出可運用在一發(fā)（Sakurai et al.，2013）。網(wǎng)球發(fā)球需結(jié)合旋轉(zhuǎn)和落點，集力量、速度、旋轉(zhuǎn)和落點于一體，單一以力量為主的發(fā)球并不能給對手造成較大威脅。國內(nèi)對網(wǎng)球發(fā)球旋轉(zhuǎn)和落點等研究較少，主要集中在一發(fā)的平擊球和大力發(fā)球（蔣中偉，2000；嚴(yán)波濤等，2000）。發(fā)球分為3種類型，即平擊發(fā)球、上旋發(fā)球和側(cè)旋發(fā)球。網(wǎng)球技戰(zhàn)術(shù)分析類研究（李亮，2014；劉仁盛，2016；卜宏波等，2011；陜威等，2016）指出，二發(fā)需要在攻擊性和穩(wěn)定性上尋找最佳平衡點，在影響球員比賽勝負(fù)的指標(biāo)中，二發(fā)得分率排在前三位置，決定比賽勝負(fù)的比重較大（陳正，2007；郭立亞，2009）。國內(nèi)網(wǎng)球側(cè)上旋發(fā)球力學(xué)分析研究仍處于空白，國外對此進(jìn)行了深入研究。因此，從運動生物力學(xué)角度進(jìn)行研究，能夠加強(qiáng)對網(wǎng)球運動學(xué)特征、運動損傷與生理學(xué)特征的研究，提高網(wǎng)球項目的科學(xué)化水平（李博，2017）。

以“網(wǎng)球發(fā)球”為關(guān)鍵詞檢索中國知網(wǎng)（CNKI）體育類核心期刊和碩博論文（截止到2019年5月23日）（圖1），篩除無關(guān)文獻(xiàn)后得到184篇文獻(xiàn)。有關(guān)網(wǎng)球發(fā)球力學(xué)分析類文獻(xiàn)37篇，包括碩士論文23篇、博士論文1篇和期刊論文13篇。實驗設(shè)計結(jié)合發(fā)球落點和研究主題與側(cè)上旋發(fā)球相關(guān)文獻(xiàn)各1篇。以Tennis Serve為關(guān)鍵詞檢索PubMed數(shù)據(jù)庫，共得到279篇文獻(xiàn)，其中關(guān)于運動學(xué)分析類共116篇，結(jié)合發(fā)球落點和旋轉(zhuǎn)類文獻(xiàn)分別為64篇和16篇（表1）。

表1 國內(nèi)外網(wǎng)球研究文獻(xiàn)類別Table 1. Literature Characteristics of Tennis Serve at Domestic andAbroad

對比國內(nèi)外文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)差異主要集中在3個方面：1）研究角度。我國網(wǎng)球發(fā)球分類依據(jù)不清、概念模糊，運動學(xué)分析主要集中在一發(fā)，研究不夠全面，精細(xì)化程度較低。國外網(wǎng)球發(fā)球研究對不同落點發(fā)球差異性（Reid et al.，2011）、不同類型發(fā)球差異性（Abrams et al.，2011；Carboch，2015；Chow，2003；Sheets et al.，2011）、身體某一環(huán)節(jié)的運動學(xué)特征（Reid et al.，2007，2013）及發(fā)球損傷特征（Gillet et al.，2018；Hufner，2017；Martin et al.，2014a；Morenno et al.，2019，2018；Tubez，2015）等都進(jìn)行了全面地分析。2）實驗設(shè)計。統(tǒng)計國內(nèi)網(wǎng)球相關(guān)研究，采用實驗法的研究文獻(xiàn)占文獻(xiàn)總數(shù)的41.9%（49篇），而國外占比達(dá)83.0%（229篇）（李博等，2017）。國內(nèi)僅有1篇文獻(xiàn)涉及到發(fā)球落點，而國外在實驗設(shè)計中詳細(xì)強(qiáng)調(diào)發(fā)球落點，嚴(yán)格限制范圍，落點區(qū)域有1 m2（Abrams et al.，2014；Campbell et al.，2014；Reid et al.，2015；Sakurai et al.，2013；Whiteside et al.，2013，2015）、1×2 m2（Chow，2003；Reid et al.，2011，2013）、1.5 m2（Hansen et al.，2017；Konda et al.，2010；Martin et al.，2012，2013，2014b）、1×1.5 m2（Touzard et al.，2019）；發(fā)球技術(shù)的階段劃分種類較多，主要有3階段（Whiteside et al.，2013）、4階段（Bahamonde，2000；Gillet et al.，2018；Whiteside et al.，2015）、6階段（Reid et al.，2015）、8階段（Kovacs，2011）；階段之間具體到某一幀，劃分清晰。國內(nèi)網(wǎng)球發(fā)球主要分為4個階段，即拋球引拍、“撓背”、揮拍擊球、隨揮，階段劃分較模糊單一。3）選取指標(biāo)。國外指標(biāo)涉及人體參數(shù)和器械參數(shù)。人體參數(shù)指標(biāo)選取各環(huán)節(jié)部位的運動方向，對各方向上的運動方式都進(jìn)行分析，如肩關(guān)節(jié)（內(nèi)旋/外旋、屈/伸、內(nèi)收/外展等），軀干（屈/伸、內(nèi)旋/外旋、后傾等）。此外，網(wǎng)球參數(shù)有角度、速度和高度等指標(biāo)，在擊球后球速和旋轉(zhuǎn)速度指標(biāo)均為3個平面的分速度。而國內(nèi)網(wǎng)球發(fā)球力學(xué)分析中主要是以運動學(xué)為主，并且對器械的分析相對較少。

圖1 國內(nèi)外網(wǎng)球發(fā)球發(fā)文量Figure 1. Amount of Tennis Serve Issued at Domestic and Abroad

本研究旨在分析不同落點（T內(nèi)角、Body追身和Wide外角）網(wǎng)球側(cè)上旋發(fā)球技術(shù)動作，總結(jié)出側(cè)上旋發(fā)球技術(shù)的運動學(xué)規(guī)律，嚴(yán)格限定實驗設(shè)計中發(fā)球落點、階段劃分和選取指標(biāo)，提高分析的深度和精細(xì)化程度（馬孝剛等，2018）。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究對象為我國高校男子網(wǎng)球運動員不同落點側(cè)上旋發(fā)球技術(shù)動作。實驗對象為陜西省某高校10名國家二級及以上水平男子網(wǎng)球運動員（年齡：19.0±0.6歲；身高：1.78±0.15 m；體重：71.23±3.42 kg；訓(xùn)練年限：10.0±1.3年；BMI：21.67±4.70）。測試前3個月內(nèi)無損傷病史，受試者了解實驗內(nèi)容并簽署知情協(xié)議書。

1.2 運動學(xué)測試法

1.2.1 實驗流程

1）將2臺高速攝像機(jī)對準(zhǔn)發(fā)球運動員進(jìn)行定點和定焦，拍攝頻率為200 Hz，曝光時間為1/2 000 s。AB機(jī)位于球網(wǎng)兩側(cè)，主光軸相交于發(fā)球運動員，夾角約90°，距離地面高度為1.5 m。地坐標(biāo)原點為發(fā)球站位區(qū)域，原點向前垂直于底線為X軸正方向，原點向右平行于底線為Y軸正方向，向上為Z軸正方向。2）受試者身穿緊身T恤和短褲，將球拍拍頭和拍面兩側(cè)粘貼標(biāo)志點，提高三維解析精準(zhǔn)度。實驗前統(tǒng)計得出球員左腳尖位置與底線中心平均距離，在指定區(qū)域（球員左腳尖位于平分區(qū)側(cè)距離底線中心0.95 m位置）進(jìn)行發(fā)球。3）受試者進(jìn)行10 min準(zhǔn)備活動后，嘗試3次側(cè)上旋發(fā)球確保各儀器正常工作后開始正式測試。主教練判定球員發(fā)球是否為側(cè)上旋發(fā)球，并告知測試者全力發(fā)側(cè)上旋發(fā)球至對角發(fā)球區(qū)域，順序為W外角、B追身和T內(nèi)角各8次。根據(jù)國際網(wǎng)球聯(lián)合會（International Tennis Federation，ITF）推出的國際網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)球等級測評系統(tǒng)（International Tennis Number，ITN），對發(fā)球測試進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，本研究發(fā)球質(zhì)量指標(biāo)為第1落點在區(qū)域內(nèi)，且第2落點在2分區(qū)。4）經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)得出發(fā)球區(qū)域分區(qū)為3種，2×1 m2、1 m2（Abrams et al.，2014；Guillot，2013；Reid et al.，2007）和1.5 m2（Martin et al.，2013）區(qū)域，為精確發(fā)球落點，選取發(fā)球落點區(qū)域為1 m2，追身區(qū)域兩側(cè)空隙間隔相等。每個有效區(qū)間選取質(zhì)量最好（第2落點距離最遠(yuǎn)）的發(fā)球技術(shù)動作，且實驗中各指標(biāo)參數(shù)均為發(fā)球技術(shù)動作所得均值（圖2）。

圖2 本研究實驗現(xiàn)場測試示意圖Figure 2. Field Test Diagram of the Experiment

1.2.2 數(shù)據(jù)處理

采用扎齊奧爾斯基人體模型，將人體簡化為由若干個剛體環(huán)節(jié)通過線條連接出人體模型的形狀。除網(wǎng)球坐標(biāo)點外，其余各點相關(guān)數(shù)據(jù)均使用低通濾波法（頻率為10 Hz）進(jìn)行平滑。將本研究所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，數(shù)據(jù)均采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（M±SD）表示，通過SPSS 20.0軟件，選用獨立樣本t檢驗的方法對每組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，顯著性水平為P＜0.05。拋球引拍階段、“撓背”階段、揮拍擊球和隨揮階段（嚴(yán)波濤，2001；Martin et al.，2013）（表2）。

表2 本研究動作階段劃分Table 2 Division ofAction Stages

2 結(jié)果

2.1 拋球引拍階段

不同落點發(fā)球拋球出手點高度未出現(xiàn)顯著性差異（T：1.75±0.31 m vs B：1.77±0.21 m vs W：1.76±0.16 m）（表3）。出手點在頭頂高度左右，此結(jié)論與相關(guān)研究所得一致。右肩、左肩和左肘關(guān)節(jié)點在水平面的投影夾角量化其拋球時的運動特征，得出肩關(guān)節(jié)水平面投影角度呈顯著性差異，（T：115.3°vs B：109.2°vs W：104.2°），均值為109.3°。拋球速度未呈現(xiàn)顯著性差異，內(nèi)角6.32 m/s、追身6.72 m/s、外角6.12 m/s。由此可知，拋球引拍階段中，僅有左肩水平面投影角度呈現(xiàn)顯著性差異。

拋球引拍階段左肩關(guān)節(jié)、右肩關(guān)節(jié)和左膝關(guān)節(jié)之間角速度變量呈顯著性相關(guān)（平均R=0.82），說明系統(tǒng)穩(wěn)定性與3個環(huán)節(jié)部位的運動特征密切相關(guān)，左膝關(guān)節(jié)、左肩關(guān)節(jié)和右肩關(guān)節(jié)之間的角速度變化量在很大程度上決定了拋球的整體穩(wěn)定性。不同落點發(fā)球時站位方式無顯著性差異。球員左腳與底線的夾角為45.0±2.3°，右腳與底線平行，兩足跟和足尖連線與底線的夾角分別為63.0±1.7°和78.0±1.2°，不同落點之間未出現(xiàn)顯著性差異，可知拋球引拍階段球員站位方式中，各落點發(fā)球時站位方式相同，球員未因改變發(fā)球落點而變換站位方式。

表3 拋球引拍階段各指標(biāo)參數(shù)Table 3 The Index Parameters of the Backstroke Stage

2.2 “撓背”階段

不同發(fā)球落點中各關(guān)節(jié)角度變化幅度呈顯著性差異，關(guān)節(jié)角度隨外角—追身—內(nèi)角均呈現(xiàn)增加現(xiàn)象（表4）。關(guān)節(jié)角度變化最大的是肘關(guān)節(jié)屈伸角（33.8°）、拍臂角（23.6°）、軀干扭轉(zhuǎn)角（33.5°）和軀干傾斜角（29.5°）。角度越大說明其環(huán)節(jié)部位的發(fā)力程度越大，發(fā)力大小依次為內(nèi)角發(fā)球、追身發(fā)球、外角發(fā)球。

2.3 揮拍擊球階段

不同落點發(fā)球時，球員整體發(fā)力順序較為流暢，符合發(fā)球技術(shù)動作的鞭打力學(xué)原理，各關(guān)節(jié)部位的速度依次疊加，逐步傳遞至擊球點（圖3）。從外角至內(nèi)角各方向速度分量為：外角側(cè)旋＞追身側(cè)旋＞內(nèi)角側(cè)旋，內(nèi)角上旋＞追身上旋＞外角上旋（表5）。同時，擊球角度差異性顯著，內(nèi)角Angle＜追身Angle＜外角Angle，擊球球速在不同落點出現(xiàn)顯著性差異。由此可知，決定發(fā)球落點的關(guān)鍵指標(biāo)為擊球時角度和速度分量。

表4 “撓背”階段各環(huán)節(jié)角度變化量Table 4 Angle Changes of Each Link

擊球點與身高的倍數(shù)為外角（1.32）、追身（1.25）和內(nèi)角（1.21），不同落點擊球點高度為內(nèi)角＜追身＜外角，各落點間差異性顯著。水平面投影點位置可知，擊球點位置由內(nèi)至外逐步向右前方偏移，內(nèi)角至外角擊球點距左足尖距離為內(nèi)角＜追身＜外角。

側(cè)上旋發(fā)球球員的平均騰空高度為0.24±0.02 m，且不同落點發(fā)球騰空高度具有顯著性差異（T：0.18±0.03 m vs B：0.25±0.01 vs W：0.31±0.03 m）。由內(nèi)角至外角，球員發(fā)球時的彈跳高度逐漸增加，說明腿部的發(fā)力增加。

圖3 擊球階段各環(huán)節(jié)發(fā)力順序Figure 3. Sequence Diagram of Body Joints

2.4 隨揮階段

擊球后球員身體重心位移向前0.36±0.02 m、向右0.40±0.03 m和向上0.37±0.03 m，不同落點間重心位移未出現(xiàn)顯著性差異（表5）。各方向重心分速度較小，落點間速度分量未出現(xiàn)顯著性差異。膝關(guān)節(jié)角度變化平均值為39.7±1.8°，從擊球時刻約160°到落地后膝關(guān)節(jié)120°。綜上所述，揮拍擊球階段重心變化幅度較小，未出現(xiàn)較大的移動變化，膝關(guān)節(jié)落地后的緩沖效果良好。

表5 不同落點發(fā)球擊球點和重心參數(shù)Table 5 Parameters of BI and COG at Different Locations

3 討論

分析4個階段中各關(guān)鍵指標(biāo)：拋球引拍階段相關(guān)研究得出接發(fā)球方能夠從發(fā)球方的細(xì)微變化判斷出發(fā)球特征，故分為拋球空間位置、系統(tǒng)穩(wěn)定性和站位方式?！皳媳场彪A段為揮拍擊球前儲存肌肉彈性勢能，分為各環(huán)節(jié)角度大小變化和時序變化。揮拍擊球階段是整個發(fā)球技術(shù)的關(guān)鍵階段，此部分有發(fā)力時序、運動軌跡、擊球角度、擊球速度、擊球點空間位置和騰空高度。隨揮階段分為重心變化、肩關(guān)節(jié)緩沖和下肢緩沖。

3.1 拋球引拍階段

高質(zhì)量的拋球是發(fā)球的必備條件，合理的拋球動作是使網(wǎng)球被豎直和平穩(wěn)拋出。此階段數(shù)據(jù)顯示：不同落點發(fā)球拋球出手點高度未呈現(xiàn)顯著性差異（T：1.75±0.31 m vs B：1.77±0.21 m vs W：1.76±0.16 m）。通過左肩關(guān)節(jié)水平面投影夾角量化其運動特征，得出肩關(guān)節(jié)角度差異性顯著（T：115.3°vs B：109.2°vs W：104.2°），平均值為109.3°。拋球時左肩關(guān)節(jié)、右肩關(guān)節(jié)和左膝關(guān)節(jié)的角速度變量呈顯著性相關(guān)（平均R=0.82）。不同落點發(fā)球時站位方式無顯著性差異，左足尖足跟連線與底線的夾角值為45.0±2.3°，右足尖足跟連線與底線呈平行關(guān)系，兩足跟和足尖連線與底線的夾角分別為63.0±1.7°和78.0±1.2°。以上結(jié)果顯示，拋球出手點高度與前人研究一致，出手點在頭頂高度（嚴(yán)波濤，2001）。不同落點發(fā)球時球員左肩關(guān)節(jié)投影角差異較大，由內(nèi)至外拋球點逐漸向右偏移。站位方式無差異性表明球員是通過調(diào)整身體姿勢完成技術(shù)動作，并不是改變左右腳站位位置。國外職業(yè)網(wǎng)球教練員明確要求球員每一種發(fā)球和不同落點發(fā)球都應(yīng)當(dāng)使用同一種拋球方式（Crespo，1998；Reid et al.，2011；Yandell，1999）。不同發(fā)球類型或不同落點發(fā)球時拋球差異性會使接發(fā)球方依據(jù)差異性判斷發(fā)球的特征（Shim et al.，2005），因此發(fā)球時球員為率先占據(jù)進(jìn)攻優(yōu)勢，應(yīng)當(dāng)提高發(fā)球的隱蔽性，增加接發(fā)球方的預(yù)判難度，制造更大的心理壓力。

3.2 “撓背”階段

“撓背”階段拉長各環(huán)節(jié)肌肉初始長度，為擊球儲備肌肉彈性勢能，做好全身各環(huán)節(jié)即將爆發(fā)用力的準(zhǔn)備姿勢（嚴(yán)波濤，2001）。“撓背”動作是否充足，決定了最終發(fā)力順序的連貫性和最終拍頭速度。不同發(fā)球落點中各關(guān)節(jié)角度變量呈顯著性差異，隨外角—追身—內(nèi)角依次增加，關(guān)節(jié)角度變化最大的為肘關(guān)節(jié)屈伸角（33.8°）、拍臂角（23.6°）、軀干扭轉(zhuǎn)角（33.5°）和傾斜角（表4），說明隨外角—追身—內(nèi)角依次發(fā)力充分，與球員站位位置距落點距離密切相關(guān)。距外角距離L1最遠(yuǎn)（18.97 m），追身L2次之（18.53 m），內(nèi)角L3最近（18.31 m）（圖2）。基于馬格魯斯旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，當(dāng)球體上方所受空氣壓強(qiáng)大于球體下方時，其飛行距離則變小。內(nèi)角與球員站位距離最近，要使球落在區(qū)域內(nèi)就需要產(chǎn)生更大的拍頭速度。外角落點相對離球員較遠(yuǎn)，空間運行時間較長，更側(cè)重對網(wǎng)球的控制，發(fā)力相對要小，追身發(fā)球時發(fā)力居中?！皳媳场彪A段角度變化順序為膝關(guān)節(jié)屈→軀干后傾→軀干扭轉(zhuǎn)→肩關(guān)節(jié)外展→肘關(guān)節(jié)屈→腕關(guān)節(jié)伸。不同落點發(fā)球各關(guān)節(jié)角度變化順序一致，未出現(xiàn)顯著性差異，說明整體發(fā)力順序流暢性較好。我國高校網(wǎng)球二級運動員側(cè)上旋發(fā)球時，“撓背”階段整體發(fā)力順序協(xié)調(diào)一致，良好地掌握了不同落點發(fā)球間的發(fā)力差異性。

3.3 揮拍擊球階段

網(wǎng)球發(fā)球最合理的發(fā)力順序是各關(guān)節(jié)速度逐漸成遞增順序（李博，2017）。各環(huán)節(jié)發(fā)力過程為蹬腿→轉(zhuǎn)髖→轉(zhuǎn)體→手臂繞肩→肘關(guān)節(jié)伸→小臂外旋→轉(zhuǎn)腕和隨揮，各環(huán)節(jié)速度疊加越大，表明鞭打效果越好（嚴(yán)波濤等，2000）。有研究認(rèn)為，約51%的動能來自軀干和下肢，肩、肘和腕部分別占21%、15%和13%（Kibler，2009）。動作連貫性較好，各關(guān)節(jié)速度依次疊加最終傳遞至拍頭，且不同落點發(fā)力順序一致，未出現(xiàn)差異性（圖3）。觀察額狀面運動軌跡得出，內(nèi)角發(fā)球時重心和拍頭運動軌跡垂直向上，平行于Z軸，追身和外角發(fā)球時運動軌跡略向右偏移（圖4）。從水平面投影點可以看出，內(nèi)角發(fā)球重心和拍頭運動軌跡向前位移小于追身和外角發(fā)球。以上結(jié)果表明，如何運用軀干和腿部肌群力量是訓(xùn)練的重點，軀干旋轉(zhuǎn)和側(cè)屈有助于產(chǎn)生更多的角動量，并將其轉(zhuǎn)移到拍頭（Bahamonde，2000）。運動軌跡說明由內(nèi)角至外角發(fā)球時，拍頭和重心均表現(xiàn)出向右偏移，表明拍頭和重心運行軌跡是決定發(fā)球落點的部分因素。

圖4 重心（下）與拍頭（上）隨時間在額狀面運動軌跡Figure 4. Trajectory of Center of Gravity（Down）and Racket Head（Up）

擊球點（Ball Impact）是發(fā)球技術(shù)的核心環(huán)節(jié)，動作的連貫性直接影響著發(fā)球的質(zhì)量，也反映出整個發(fā)球動作的效果。不同落點發(fā)球時，X、Y、Z方向的速度分量差異性顯著，具體表現(xiàn)為：外角側(cè)旋＞追身側(cè)旋＞內(nèi)角側(cè)旋，內(nèi)角上旋＞追身上旋＞外角上旋（表5）。計算網(wǎng)球拍面與擊球時刻網(wǎng)球兩幀所成直線的夾角可得出擊球角度，本研究特指擊球角度為矢狀面投影角。不同落點間的角度差異性顯著，內(nèi)角Angle＜追身Angle＜外球Angle（表5）。角度越小對網(wǎng)球的包裹越充分，角度過大對球的包裹性越差。內(nèi)角發(fā)球需要強(qiáng)烈的上旋球，較小的擊球角度可以提高網(wǎng)球與拍面的摩擦力，進(jìn)而加大上旋速度，使球更加穩(wěn)定地進(jìn)入發(fā)球區(qū)域內(nèi)。外角發(fā)球距離較遠(yuǎn)，運行軌跡和時間較長，因此需要較大的擊球角度，使球產(chǎn)生較大的側(cè)向旋轉(zhuǎn)，迫使球員在球場外側(cè)擊球（Alison，2011；Chow，2003；Reid et al.，2007）。

平擊發(fā)球擊球點高度與身高具有相關(guān)性，身高較高者發(fā)球成功率較高，增加擊球點高度有助于提高發(fā)球成功率（Vaverka，2013）。有研究得出平擊發(fā)球擊球點高度為身高的1.52倍（孫宇亮 等，2012）、1.49倍（姜惟，2011）、1.18倍（李釔蓉 等，2015）。Dossena等（2018）得出，在發(fā)球過程中，下肢產(chǎn)生了大約50%的力量，第1、2發(fā)球騰空高度無明顯差異。本研究擊球點時刻與身高的倍數(shù)為外角（1.32）、追身（1.25）和內(nèi)角（1.21），球員平均騰空高度為0.24±0.02 m，不同落點間具有顯著性差異（P＜0.01；T：0.18±0.03 m vs B：0.25±0.01 m vs W：0.31±0.03 m）（圖5）。左腳尖在擊球時處于靜止?fàn)顟B(tài)，可幫助球員在拋球時就確定擊球點的位置，進(jìn)而調(diào)整身體的運動軌跡（Chow，2003）。因此，通過擊球點網(wǎng)球與球員拋球時左腳尖之間的三維空間位置關(guān)系，量化網(wǎng)球與左腳尖的空間位置。

圖5 不同落點擊球時刻騰空高度Figure 5. The Height of Different Points

上述表明，側(cè)上旋發(fā)球擊球點高度要低于平擊發(fā)球，且不同落點擊球點高度內(nèi)角＜追身＜外角。擊球點與左腳尖位置差異性較大，具體表現(xiàn)為內(nèi)角擊球點距離最近，外角擊球點距離左腳尖較遠(yuǎn)，追身擊球點居中。側(cè)上旋發(fā)球騰空高度較低，說明并不是一味追求垂直跳躍高度，主要是將腿部的蹬伸力逐步傳遞至擊球點。這與（Bonato et al.，2015）的研究一致，球速與彈跳指標(biāo)并無顯著性相關(guān)，跳躍僅是幫助球員更加協(xié)調(diào)性擊球。

3.4 隨揮階段

隨揮階段釋放身體各環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的高速能量，快速恢復(fù)到平衡狀態(tài)。實驗得出擊球時刻軀干和上肢產(chǎn)生了相當(dāng)于0.50～0.75倍身體重量的力，甚至更多（Ellenbecker et al.，2010）。肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角速度約 3 000°/s，范圍較大（約270°），擊球力量約占整體的20%（Abrams et al.，2011；Elliott et al.，2003；Fleisig et al.，2002；Kibler，1995；Reid et al.，2007），是極易損傷部位。加深對傷病特征和機(jī)制的認(rèn)識，能夠幫助網(wǎng)球運動員更好地預(yù)防網(wǎng)球傷?。ɡ畈┑?，2017）。因此，隨揮階段如何將體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化出體外是技術(shù)關(guān)鍵重點。落地后的緩沖能夠有效緩解膝關(guān)節(jié)內(nèi)部負(fù)荷，不僅需要降低膝關(guān)節(jié)負(fù)荷，還需要調(diào)整站位姿勢為下一拍做充足準(zhǔn)備。球員擊球后重心位移向前0.36±0.02 m、向右 0.40±0.03 m、向上0.37±0.03 m，擊球后重心各方向位移較小（表5）。內(nèi)角重心位移最小，外角發(fā)球重心向右前方移動，其原因是擊球點位于右前上方，球員需要向右前上方跳躍擊球。從重心分速度來看擊球瞬間球員的重心速度較小，不同落點間未出現(xiàn)顯著性差異。擊球后關(guān)節(jié)變化時序為，肩關(guān)節(jié)→軀干→肘關(guān)節(jié)→腕關(guān)節(jié)，肩關(guān)節(jié)與軀干前傾動作同時發(fā)生。落地后球員膝關(guān)節(jié)平均角度為120°，且不同落點間膝關(guān)節(jié)角度變化未出現(xiàn)顯著性差異。緩沖幅度約40°，即從觸地160°緩沖到120°，較小的膝關(guān)節(jié)變化幅度能夠為下一拍擊球做好準(zhǔn)備。擊球后下肢關(guān)節(jié)的變化順序為，踝關(guān)節(jié)屈→膝關(guān)節(jié)屈→髖關(guān)節(jié)屈，不同落點發(fā)力順序未出現(xiàn)差異性。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本研究綜合國內(nèi)外網(wǎng)球發(fā)球分類得出側(cè)上旋發(fā)球概念，即側(cè)旋為主、上旋為輔的旋轉(zhuǎn)特征。根據(jù)側(cè)上旋發(fā)球技術(shù)動作運動學(xué)分析總結(jié)各階段共性規(guī)律：1）拋球引拍階段，我國高校網(wǎng)球二級運動員發(fā)球隱蔽性意識較差，左肩關(guān)節(jié)、右肩關(guān)節(jié)和左膝關(guān)節(jié)角之間的速度變量相關(guān)系數(shù)決定了最終拋球穩(wěn)定性；2）“撓背”階段，各環(huán)節(jié)角度變量大小隨外角—追身—內(nèi)角依次增加；3）揮拍擊球階段，各關(guān)節(jié)速度疊加效果良好，擊球點速度分量、擊球角度和揮拍軌跡決定了發(fā)球落點差異性。擊球點高度與左足尖位置能夠清晰量化出擊球點空間位置；4）隨揮階段，球員通過肩關(guān)節(jié)→軀干→肘關(guān)節(jié)→腕關(guān)節(jié)協(xié)同收縮釋放關(guān)節(jié)高速能量，落地后的站位姿勢為下一拍擊球奠定基礎(chǔ)。決定側(cè)上旋發(fā)球落點的主要因素是擊球點速度分量、擊球角度和揮拍軌跡，因此，我國高校網(wǎng)球二級運動員亟需儲備發(fā)球隱蔽性、擊球點空間位置、揮拍軌跡和擊球速度分量等方面的意識體系。

4.2 建議

針對我國高校網(wǎng)球二級運動員不同落點側(cè)上旋發(fā)球技術(shù)動作存在的問題提出以下建議：1）拋球引拍階段，應(yīng)當(dāng)保持拋球前一系列準(zhǔn)備動作的一致性，務(wù)必提高發(fā)球隱蔽性意識，協(xié)調(diào)控制左肩、右肩和左膝3個環(huán)節(jié)的角速度。2）“撓背”階段，確保流暢的發(fā)力順序，由下至上逐步將力量傳遞至擊球點。3）揮拍擊球階段，根據(jù)落點差異對揮拍運動軌跡、擊球速度和擊球點空間位置產(chǎn)生理性認(rèn)識，意識到各指標(biāo)對擊球落點的影響。4）隨揮階段，控制重心小幅度活動范圍，為降低肩關(guān)節(jié)部位的損傷風(fēng)險，通過軀干和上肢協(xié)同收縮釋放關(guān)節(jié)部位的能量。落地后膝關(guān)節(jié)角度保持在合理的范圍，為下一拍擊球做充足的準(zhǔn)備。我國應(yīng)當(dāng)繼續(xù)以運動生物力學(xué)為手段加強(qiáng)網(wǎng)球各類型發(fā)球技術(shù)動作、各環(huán)節(jié)運動特征和發(fā)球所致?lián)p傷因素等系統(tǒng)化和精細(xì)化的研究。