国球中的物理知识
乒乓球是中国的国球,“乒乓外交”为中美的外交发展立下了汗马功劳,作为一个乒乓爱好者,谈下其物理知识。2000年2月23日,国际乒联特别大会和代表大会在吉隆坡通过40毫米大球改革方案,决定从2000年10月1日起,也就是在悉尼奥运会之后,乒乓球比赛将使用直径40毫米、重量2. 7克的大球,以取代38毫米小球。原来:“直径大的球,速度慢于直径小的球,旋转弱于直径小的球;直径相同的球,重量和弹力大的要比重量和弹力小的球速度快、旋转强”。从力学的角度来说,球直径越大,在同样大小的力的作用下,产生的最大速度越小,在运动中受到的空气阻力越大,为减缓球速和旋转,增加回合和观赏性。
下面以常见的几种球做下力学分析。
高抛球,因其发球过程先将球上抛到较高(高出抛出点2m左右,右图为国乒选手马琳在发高抛球)位置而得名。其威胁在于球在下落过程中具有较大的速度,再加上球拍的打击后弹到对方球台,速度大的方向性和旋转度因击球位置的不同而不同,接球反击的难度加大。常见的的打法中,发球队员如果力量较小去击球,则为短球(跳到对方台面时离球网较近),如果在球的侧面击球,球的旋转加强,即落到球台后球向一方旋转,如果接球人没有辨别出,球会从球板反弹后飞离球台造成失分。
削球,因为发球或者接球过程中球拍主要做削物状而得名。其主要特点是球落到球台后反弹高度小、旋转大,给对方造成进攻的威胁,之所以如此,就在于削球过程中,球拍没有对球进行正面打击,而主要是对球进行了削(相对球前进方向的垂直方向进行发力),使球得到旋转,进而再跳到对方球台时产生旋转。一般削球的球拍的粘性较大,主要靠摩擦力改变球的运动状态。
弧圈球,因球在前进中呈弧圈状而得名,原为欧美运动员所常用,80年代后逐渐被亚洲选手所采用。其动作特点是运动员腰部发力,由肘关节带动手臂做弧线形大范围挥拍,球拍在瞬间接触球的过程中,给予侧旋或者侧冲的力,使球的速度和旋转增加而产生较大的威胁。
很多打过乒乓球的人为发力而苦恼,其实乒乓球作为小球来说,力量是需要的,但更需要的是技巧,即力的方向与作用点,从力学的角度来说,力的大小主要改变球速,而方向和作用点主要改变运动方向和旋转,所以一个优秀的运动员,不仅要四肢发达,头脑更要灵活,才能在比赛中立于不败之地。