运动生物力学作业第三题

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1、科技资讯网球发球的动作技术分析网球发球的动作技术分析一一 网球发球的重要性：网球发球的重要性： 网球运动是世界上比较多人喜爱的运动之一。特别是在我国女子双打运动 员在奥运会上夺冠之后，网球事业在我国蓬勃发展。近年来我国培养了许多优 秀的运动员，屡次在国际大赛取得好成绩。网球的发球技术一直是当今优秀运 动员克敌制胜的强大武器之一，发球技术是唯一一项不受对方制约的技术，能 够掌握这门强有力的技术，在网球比赛中占有绝对重要的地位。高速、旋转、 准确的发球技术受到国内、外网球专项训练和网球技术研究的极大重视。 二二 研究问题研究问题：本文针对在训练过程中，对发球技术动作提出一些看法。 三三 研究思路与

2、方法研究思路与方法 11研究对象本文的研究对象为我国优秀男子青少年网球运动员柏衍，基本情 况见表l。该运动员曾先后取得了20c15年际青少年锦标赛(F四级赛事) 男子单打冠军、2006年亚洲青少年网球锦标赛男子单打冠军、2006年全国男子 网球巡回赛第三站乌海站单打冠军，最高世界青少年排名位列42位，是目前为 止我国网球运动员获得世界青少年排名最高的选手。 1 12 2研究方法研究方法 1 12 21 1文献资料法文献资料法 广泛收集和查阅了国内外有关本课题的网球和运动生物力 学方面的资料，把握目前网球运动中发球技术分析的研究现状，将有关资料全 面阅读，并加以归类和分析。 表1研究对象基本情况

3、1 12 22 2三维录像及解析三维录像及解析 采用日本Jvc3000专业数码摄像机进行拍摄，拍摄频率 为50比。三维标定框架的尺寸为15m为半径的空间，能较好的是整个动作范围 位于框架标定空间内。对比赛过程全程拍摄，记录发球成功的第一发球和第二 发球。依据对录像带的反复观察和发球试验时的现场评价，选取运动员第一发 球和第二发球中最好的一次，运用北京体育大学运动生物力学教研室周兴龙老 师研发的视讯解析系统进行解析。 1 12 23 3专家访谈法专家访谈法 向多年从事网球训练工作、经验丰富的教练员请教有关网 球发球的技术问题，走访有关网球和运动生物力学的专家，咨询研究过程中的 疑难问题。 2 2

4、 结果与分析结果与分析 2 22 2膝关节运动特征膝关节运动特征 221屈膝下蹲动作特征下肢屈膝下蹲动作是发球动作的一个重要组成部分， 目的是通过下肢伸肌群离心收缩状态下的拉伸，增大肌肉初长度储备弹性势能， 同时增加击球时的挥拍距离，为“搔背”动作提供良好的身体姿势和用力状态。运动员柏衍第一发球中左膝最大屈曲角度为9290，右膝最大屈曲角度为139，20；第二发球中左膝的最大屈曲角度为10250，右膝最大屈曲角度为 14540膝关节屈曲的太大或太小都不能产生最佳的蹬地力量，从而不利于整个发球动 作。膝关节屈曲过大，会给伸肌群过大负荷，影响伸膝的速度与身体其他环节 的配合；屈膝过小又不能充分拉长

5、伸膝肌，影响弹性势能的储备，进而影响伸 膝力量，使身体不能获得较好的垂直速度。统计表明6】，“搔背”时膝关节 运动幅度与髋部上升最大垂直速度之间r=O262(pOc15)，无显著性相关。 由于每位运动员的身体素质不同，不同的运动员最佳膝关节的屈曲角度和身体 的下蹲深度也不同。但是准确掌握膝关节屈曲角度有助于运动员的力量训练。 2 22 22 2膝关节蹬伸动作特征膝关节蹬伸动作特征 膝关节的蹬伸是人体各环节系统鞭打动作的开始，他的直接作用是使身体向 上加速，并对球拍形成超越。运动员柏衍第一发球中左膝最大蹬伸角度为 17090，右膝最大蹬伸角度为16390；第二发球中左膝的最大蹬伸角度为 1713

6、0，右膝最大蹬伸角度为16980(图1)。 运动员柏衍第一发球时左右膝关节的平均角速度为286308和踟7。8， 第二发球时左右膝关节的平均角速度为23630s和83308，第一发球时左 膝的平均角速度基本上是右膝平均角速度的355倍，第二发球时左膝的平均角 速度基本上是右膝平均角速度的284倍(表3)。可以看出左右膝关节的平均角 速度差异较大，说明该运动员的蹬伸用力主要是依靠左腿伸膝肌群的快速收缩 实现。研究表明【6J，膝关节蹬伸平均角速度与最大髋关节垂直速度及球速之 间呈现显著性相关(r=0728，p005)、(r=0773，pO05)，膝关节蹬伸 幅度与球速之间有一定相关(r=O609，

7、pO05)。左腿膝关节在第一发球中的 蹬伸运动表现比第二发球幅度大、速度快，右腿膝关节在第一发球中的蹬伸运动表现第二发球接近。 表3膝关节蹬伸平均角速度与蹬伸幅度身体在脚蹬伸离地后只受到重力的外力作用，所以重心在脚蹬离地面时的高度 和垂直上升速度将决定重心在竖直方向上的运动轨迹，也将影响到发球击球时 的重心高度。运动员柏衍第一发球和第二发球时重心在脚蹬离地面时的高度分 别为113 m和110 m，垂直向上的速度分别为20l8和167 ns。第一 发球和第二发球分别在此后的O12 8和O148击球，重心高度分别为128 m 和121 m。击球时重心均未达到最高点。根据运动学知识可以知道，在运动员

8、 保持相同的发球动作节奏时，脚蹬离地面时重心的高度和向上的速度决定了击 球时重心高度，也就是说在脚蹬离地面时，重心越高，向上的速度越快，击球 时的重心就越高。所以，第一发球时蹬伸使重心在垂直方向的效果较差。但由 于第二发球用时较第 一发球长且重心未过最高点，在一定程度上弥补了蹬伸效果较差的影响。 2 23 3持拍手及球拍运动特征持拍手及球拍运动特征 2 23 31 1抛球引拍阶段抛球引拍阶段 运动员柏衍采用后摆向上引拍，第一发球和第二发球中拍头摆到最高点分 别用时O76 8和0528，最高点高度分别为176 m和172 m，分别出现在重 心最低点后01 s和前O06 2 23 32“2“搔背搔

9、背”动作阶段动作阶段 运动员柏衍的第一发球和第二发球在此阶段拍头平均速度分别为556 ns和5 ns(图3)。在两次发球中，肘关节的角度均呈现出先减小后增大的变化趋势，其中第一发 球时肘关节的角速度比第二发球时大，通过对录像分析，肘关节角度在减小时， 运动员通过展肩、曲肘，降低拍头在背后的高度，肘关节角度在增大时，运动 员通过持拍手腕关节外展，继续降低拍头高度。在拍头最低点时，肘关节角度 分别为8230和8040。 围3两次发球“搔背”阶段拍头及肘关节运动特征拍头最低点高度与当时的重心 高度差是反映运动员在“搔背”动作中躯干及持拍手肩部拉伸幅度的重要依据。 运动员柏衍第一发球时在“搔背”动作中

10、拍头最低点高度为116m，当时重心 高度为110 m，拍头比重心位置高006 m；第二发球时在“搔背”动作中拍 头最低点高度为O93 m，当时重心高度为107 m，拍头比重心位置低014 m(图4)。理论上，拍头相对重心降得更低，可以使肩关节和腹部肌群的拉伸更加充分， 如果击球时间足够，通过腹部肌群快速的向心收缩，可以使上肢获得的更大的 速度。通过比较可知，运动员柏衍第二发球时拍头与重心高度差比第一发球时 大O2ID m。一般地，运动员比赛中第一发球的速度要求高于第二发球，也就是第一发球在“搔背”动作阶段的肌肉弹性势能储备应大于第二发球。但是运 动员柏衍在此阶段的动作特征不符合发球对“搔背”动

11、作阶段的肌肉弹性势能 储备的要求，第一发球“搔背”动作没有第二发球充分。通过对比赛战术分析 发现，第二发球的“搔背”动作充分是由于运动员为了增加球的强烈旋转引起 的。 2 23 33 3挥拍击球阶段挥拍击球阶段 “搔背”动作结束后，运动员腹部肌肉爆发性收缩，在躯干向前向上运动的带 动下，持拍臂肩、肘关节作挥拍动作的主动肌迅速收缩，使球拍获得极大的挥 拍速度并击球。运动员柏衍第一发球在此阶段共用时O12 8，肘关节的平均角 速度为539308，拍头速度由开始时的1086ns增加到击球瞬间的 2444$，拍头移动距离254 m；第二发球共用时O14 8，肘关节的平均 角速度为496908，拍头速度

12、由开始时的7cr7 nB增加到击球瞬间的 2353 nB，拍头移动距离227m(图5)。囤4两次发球“搔背”阶段拍头与重心变化网球发球中的击球点高度是衡量发球 技术质量的重要指标。击球点越高，在以保证相同的击球速度前提下，球过网 落 在发球区的区域越大，既可以提高发球的成功率和发球的角度；在以保证相同 的落点区域前提下，球的速度可以更快。所以从理论上讲，在一定的范围内， 击球点越高可以使发球的质量越高。该运动员两次发球的击球点高度分别为 277 m和275 m，分别是身高的150倍和149倍两。我国国家队12名男子 运动员平均击球点高度是身高的152倍【副，国际优秀运动员的击球点高度是 身高的

13、150倍u J。比较可以看出，运动员柏衍的击球点高度比较合理。图5两次发球击球动作中拍头速度变化 表4击球时瞬间各主要关节角度(o) 2 24 4上下肢配合的运动特征上下肢配合的运动特征 网球的发球动作属于鞭打类动作，所以合理的动作节奏应该是身体自下位关节 至上位关节的速度依次递增。各环节间速度的递增量越大，说明鞭打动作的动 量传递效果越好。运动员在抛球时通过下肢的屈曲、屈髋离心拉伸下肢伸膝肌 群，同时向上举拍，为击打动作提供良好的身体姿势。屈曲下蹲后再通过下肢 快速蹬伸及其它环节依次的加速与制动，使球拍获得极大的打击速度。在下肢 快速蹬伸时，通过展肩、曲肘的动作来降低拍头高度，形成类似投掷运

14、动中的 “超越器械(拍头)”，一方面使加速挥拍的工作距离增大，另一方面预先强烈 的拉伸作后继动作的主动肌。 运动员柏衍第一发球时身体主要环节的用力顺序为右膝左膝一左髋一右髋一 右肘一右腕，第二发球时的顺序为右膝(右髋)一左膝(左髋)一右肘一右腕。左 膝一右膝一右髋一左髋一右肩一右肘一右腕(膝一髋一肩一肘一腕)，是较为理 想的发力时序5。也就是说，在拉长相关用力肌肉的条件下，首先是下肢、躯 干等肌肉的加速用力，然后是上肢各个关节小肌肉群的加速用力。表5发球中各环节最大角速度及出现时间合理的技术是充分发挥躯干肌肉和下肢 肌肉的爆发加速作用，不要过多的依靠上肢关节加速，这样才能使上肢肌肉留 有较大的能力贮备，在挥拍击球动作中肌肉感觉敏锐，控制球拍的方位和调控 击球时机，并保证击球点的高度。总之，过分的强调通过上肢加速来增加球速 将导致发球准确率下降。因此应加强下肢的蹬伸力量，并在发球时加强下肢的 蹬伸作用，从技术上保证下肢和躯干肌肉合理的爆发加速功能，使整个鞭打动 作更加合理，在保证发球准确性的前提下增大击球速度。