無縫塑料乒乓球運動特征對比檢測研究

王小妮，郭攀

摘 要：探究更加全面的新型無縫乒乓球材料與運動特征，展開了對其擊球速度與旋轉(zhuǎn)的檢測。通過實驗與計算，以傳統(tǒng)的賽璐珞乒乓球作為對照組，將無縫乒乓球與其進行對比分析。測驗內(nèi)容主要包括乒乓球的彈跳、落點、旋轉(zhuǎn)以及速度特征。測驗結(jié)果表明：新型無縫乒乓球在彈跳與硬度方面優(yōu)于賽璐珞乒乓球;彈跳落點的穩(wěn)定程度與飛行弧線的精確度均優(yōu)于賽璐珞乒乓球;新型無縫乒乓球旋轉(zhuǎn)比賽璐珞乒乓球減少約5%，擊球速度比賽璐珞乒乓球減少2%左右;粘性套膠拉弧圈球的旋轉(zhuǎn)效果比澀性套膠拉球的旋轉(zhuǎn)效果更佳。

關鍵詞：無縫塑料乒乓球;擊球速度;彈跳高度;套膠;賽璐珞乒乓球

中圖分類號：TQ327 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1001-5922（2021）12-0070-04

Comparison and Detection Study on Motion Characteristics of Seamless Plastic Table Tennis

Wang Xiaoni， Guo Pan

（Xi an Traffic Engineering Institute， Xi an 710300， China）

Abstract：In order to explore the materials and sports characteristics of new seamless table tennis more comprehensively， the speed and rotation of the ball have been tested. Through experiments and calculations， the traditional celluloid table tennis is taken as the control group to analyze the seamless table tennis. The test contents mainly include the bouncing， landing， rotation and speed characteristics of the table tennis ball. The results show that the seamless table tennis is superior to the celluloid table tennis in bouncing and hardness. The stability of the landing and the accuracy of the flight arc are better than that of celluloid table tennis. And the rotation of the seamless table tennis is about 5% less than that of celluloid table tennis. In addition， the speed of the ball decrease about 2%. As can be seen， the rotation effect of sticky glue ball tennis is better than astringent glue ball.

Key words：Seamless plastic table tennis; Speed; Bouncing height; Glue; Celluloid table tennis

0 引言

目前，新型無縫塑料乒乓球已經(jīng)完成了研制工作，并獲得了國際乒聯(lián)的檢測與授權(quán)，將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的賽璐珞乒乓球，成為國際乒乓球比賽中的主要用球。新型無縫塑料乒乓球的應用，使整體乒乓球運動產(chǎn)生了變革，在一定程度上改變了乒乓球運動員的技戰(zhàn)術訓練與發(fā)展。無論是物理特征還是擊球效果，新型無縫塑料乒乓球與賽璐珞乒乓球都有明顯的差異。除材料的不同外，變化最大的就是乒乓球的直徑;新型無縫乒乓球直徑的增大，直接對球體的硬度、彈性、速度、旋轉(zhuǎn)等因素產(chǎn)生一定的影響。國際乒聯(lián)主要將球體的反彈高度作為檢測依據(jù)，盡管這樣的檢測方法能夠判斷出乒乓球的實際彈性，但實驗所設置的初速度與實際訓練及比賽過程中產(chǎn)生的初速度是不同的。因此，有必要通過不同特征的檢測，判斷新型無縫塑料乒乓球與賽璐珞乒乓球的差異化物理特征與運動特性，從而輔助乒乓球運動員更好的適應新型乒乓球，有效降低球體變化對運動員成績的影響。

1 應用特征與測驗方案

1.1 乒乓球材料應用現(xiàn)狀及特征

傳統(tǒng)賽璐珞乒乓球的主要制備材料是硝化纖維塑料，通過膠棉、樟腦、潤滑劑、染料等材料加工而成。傳統(tǒng)賽璐珞乒乓球在生產(chǎn)與加工環(huán)節(jié)中會生成一定量的有毒成分，對現(xiàn)場工作人員的身體健康造成較大威脅;而新型無縫塑料乒乓球以高分子聚合物作為主要制備材料，在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)對工作人員身體健康影響較小，且在燃燒過程中不會釋放有毒氣體。因此，將新型無縫塑料乒乓球代替?zhèn)鹘y(tǒng)賽璐珞乒乓球不僅能夠保證相關工作人員的健康，還能保證乒乓球的綠色生產(chǎn)[1]。

盡管傳統(tǒng)賽璐珞乒乓球具有易成型、抗張強度高、耐損等優(yōu)點，但是其缺點所帶來的危害遠大于優(yōu)點的價值。賽璐珞乒乓球遇到明火后，極易燃燒，并在燃燒過程中產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，導致傳統(tǒng)賽璐珞乒乓球的生產(chǎn)、運輸、儲備等環(huán)節(jié)都具有一定的危險性，所以賽璐珞乒乓球不可以通過航空進行運輸，在運動員的跨地區(qū)比賽中只能將賽璐珞乒乓球單獨托運。新型無縫塑料乒乓球在具備賽璐珞乒乓球的優(yōu)點基礎上，還具備不易燃、不易爆的特點，有效保障了乒乓球生產(chǎn)、運輸、使用的安全性。

1.2 研究方法

1.2.1 彈跳測驗

對新型無縫塑料乒乓球和賽璐珞乒乓球展開彈跳測試的目的在于判斷兩種乒乓球的穩(wěn)定性及彈跳效果。

測驗方案：在高于地面305 mm及3 050 mm的位置，將兩種乒乓球進行初速度為0的自由下落彈跳測試。在與球體垂直的地面上鋪設一塊厚度一致的鋼板，通過高速攝像機分別拍攝兩種乒乓球落在鋼板后彈跳的最高點與運動軌跡。

1.2.2 落點準確性對比測驗

對新型無縫塑料乒乓球和賽璐珞乒乓球展開落點對比測試的目的在于通過觀察球體落點分布狀況，分析兩種乒乓球在個體誤差條件下，落點精準度與飛行弧線的影響。

測驗方案：在高于地面3 050 mm的位置，設置一個落球孔，并在落球孔下的地面上鋪設一個水平傾斜30°的鋼板，鋼板厚度一致，在鋼板的前面鋪設一個具有刻度的沙盤，裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。以上實驗裝置都將放置于密封環(huán)境下，避免干擾因素對球體下落運動的影響。準備兩套實驗裝備，分別記錄下新型乒乓球與賽璐珞乒乓球經(jīng)30°傾斜鋼板彈射于沙盤中的落點，在通過沙盤四周的刻度，對兩種乒乓球的落點分布長寬值進行計算，以此得出兩種乒乓球落點的分布情況[2-3]。

1.2.3 擊球速度和旋轉(zhuǎn)影響測驗

對新型無縫塑料乒乓球的擊球速度與旋轉(zhuǎn)影響展開測驗的目的在于明確新型塑料乒乓球與賽璐珞乒乓球在擊球速度與旋轉(zhuǎn)方面的差異化特征。

測驗方案：通過發(fā)球機進行供球，現(xiàn)場測試4名男運動員對兩種乒乓球的擊球速度。首先，以反手位推擋技術將發(fā)射出的上旋球進行回擊，共回擊20次，最終獲取推出球的平均運動速度，并將兩種乒乓球的擊球速度進行對比;其次，通過正手位拉前沖弧圈球技術將發(fā)射出的下旋球進行回擊，同樣回擊20次，獲取平均數(shù)，對比分析兩種乒乓球的旋轉(zhuǎn)速度[4]。

2 測驗結(jié)果與分析

2.1 新型無縫塑料乒乓球與賽璐珞乒乓球的彈跳實驗

結(jié)果與分析

2.1.1 彈跳測驗結(jié)果

實驗結(jié)果表明：兩種乒乓球從3 050 mm的高度進行自由下落時，賽璐珞乒乓球彈跳高度差值較大，反彈高度在1 300～1 650 mm，差值為350 mm;新型無縫塑料乒乓球彈跳高度差值較小，反彈高度在1 590～1 700 mm，差值為110 mm。從305 mm高度進行自由下落時，兩種乒乓球的彈跳高度差值均較小，賽璐珞乒乓球的反彈高度在245～251 mm，無縫乒乓球的反彈高度在256～261 mm。

2.1.2 彈跳測驗結(jié)果分析

在3 050 mm高度進行自由落下時，無縫塑料球的平均反彈高度要高于賽璐珞乒乓球，計算結(jié)果T為0.000，差異較為明顯（P<0.01）。在305 mm高度進行自由落下時，無縫塑料球的平均反彈高度依舊明顯高于賽璐珞乒乓球，差異同樣較為明顯（P<0.01）。由此可知，兩種乒乓球在不同高度下產(chǎn)生的彈跳性能差異都十分明顯，新型無縫塑料乒乓球的彈跳高度遠高于賽璐珞乒乓球，以此證明無縫塑料乒乓球的硬度更高[5]。

兩種乒乓球在不同高度進行自由下落時的反彈高度標準差也十分明顯。賽璐珞乒乓球的反彈高度標準差分別為96.973 mm和1.832 mm，新型塑料乒乓球的反彈高度標準差分別為35.116 mm和1.549 mm高。這就說明賽璐珞乒乓球產(chǎn)生的彈跳誤差要高于新型塑料乒乓球，且在彈跳一致性、標準性以及均勻性方面都比新型塑料乒乓球差。出現(xiàn)這樣問題的主要原因在于賽璐珞乒乓球是通過兩個殼體進行拼接組成的，組成的整個殼體難以實現(xiàn)壁厚完全一致，最終導致乒乓球運動弧線與彈跳高度不穩(wěn)定;而新型無縫塑料乒乓球是通過密封球殼一次成型制備而成，球體沒有縫隙，壁厚一致，這樣就保證了無縫塑料乒乓球的穩(wěn)定運動[6]。

2.2 落點準確性對比測驗結(jié)果與分析

2.2.1 落點精準性對比測驗結(jié)果

分別對兩種乒乓球進行3 050 mm高度的自由落體運動，記錄下球體在傾斜鋼板的反彈作用下產(chǎn)生的落點分布狀況。將50個乒乓球進行規(guī)定高度落下，每完成一次球體墜落，都對沙盤進行拍照記錄。最后將沙盤中落點區(qū)域的長寬值進行測算，對照兩種乒乓球的落點區(qū)域面積。落點區(qū)域的面積值能夠表明乒乓球在落點彈跳及飛行弧線方面的精準性與規(guī)范性，面積數(shù)值越大，表明乒乓球落點越分散，乒乓球飛行弧線的精準度越低;反之，面積數(shù)值越小，則乒乓球落點越集中，乒乓球飛行弧線的穩(wěn)定性與精準度越高。根據(jù)實驗計算結(jié)果可知，新型無縫塑料乒乓球落點分布面積為352 cm2，賽璐珞乒乓球的落點分布面積為1 140 cm2。由此可得，新型無縫塑料乒乓球比賽璐珞乒乓球具備更強的穩(wěn)定性與精準性[7]。

2.2.2 落點精準性對比測驗結(jié)果分析

實驗結(jié)果表明：新型無縫塑料乒乓球在彈跳落點與飛行弧線方面的穩(wěn)定性與精準性均高于賽璐珞乒乓球。此結(jié)論也可以通過兩種乒乓球的組成結(jié)構(gòu)進行驗證。新型無縫塑料乒乓球?qū)儆谥锌盏拿芊馇?，表面呈現(xiàn)出平滑、完整的狀態(tài)，球體內(nèi)部沒有連接縫，壁厚均勻，在與球拍或臺面進行接觸時，所產(chǎn)生的彈跳運動是穩(wěn)定、精準的;而賽璐珞乒乓球的表面盡管也呈現(xiàn)出完整、連續(xù)的狀態(tài)，但其內(nèi)部的連接縫處明顯比其他地方厚，就算通過特殊工藝將凸起的接縫進行打磨，壁厚依舊是欠均勻的，這也是導致賽璐珞乒乓球彈跳落點與飛行弧線的差異都比新型乒乓球大的原因。

2.3 新型無縫塑料乒乓球與賽璐珞乒乓球的移動速度

與旋轉(zhuǎn)速度測驗結(jié)果分析

新型無縫塑料乒乓球推擋后的平均移動速度是6.73 m/s;賽璐珞乒乓球的平均移動速度是6.79 m/s，兩種乒乓球沒有非常明顯的差異。新型無縫塑料乒乓球的移動速度與賽璐珞乒乓球相比，降低了2%左右，沒有與賽璐珞乒乓球的移動速度出現(xiàn)較大差距[8-9]。

新型無縫塑料乒乓球拉前沖弧圈球的速度是121.9 r/s;賽璐珞乒乓球拉前沖弧圈球的速度是128.1 r/s，數(shù)值差距較大。新型無縫塑料乒乓球的旋轉(zhuǎn)速度與賽璐珞乒乓球相比減低了5%左右。這表明新型無縫塑料乒乓球在直徑有所增加的情況下，對乒乓球的旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生了較大的影響，且影響程度高于乒乓球的移動速度。

2.4 兩種乒乓球及套膠對擊球速度和旋轉(zhuǎn)的交互影響

對兩種乒乓球分別進行粘性套膠與澀性套膠的正手拉前沖弧圈球旋轉(zhuǎn)速度測試，結(jié)果如表1所示;之后對測試數(shù)據(jù)展開雙因素方差分析，檢測結(jié)果如表2所示。

由表1、表2可知，兩種乒乓球與套膠的交互作用、膠皮種類的主效應以及兩種乒乓球的主效應均較為突出，這表明在拉弧圈球的過程中，膠皮類型與乒乓球類型的交互作用會對其速度與旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大的影響。其中，賽璐珞乒乓球在兩種套膠的作用下，通過拉弧圈球產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力比新型無縫塑料乒乓球拉弧圈球的旋轉(zhuǎn)力強;而新型無縫塑料乒乓球與粘性套膠交互作用產(chǎn)生的旋速要比與澀性套膠交互作用產(chǎn)生的旋速高[10]。

3 結(jié)語

綜上所述，新型無縫塑料乒乓球通過創(chuàng)新加工技術、材料應用，提高了乒乓球的硬度與彈跳高度，進一步保證了乒乓球的落點與飛行的穩(wěn)定性與精準性;新型無縫塑料乒乓球直徑的增大降低了擊球速度與旋轉(zhuǎn)速度;最后，為確保新型無縫塑料乒乓球性能進行全面分析，必須結(jié)合套膠、底板等相關器材的研究，以此實現(xiàn)新型乒乓球針對性訓練成效的提升。

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