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标题: 关于球触拍时间的启示 [打印本页]

作者: 庄周迷蝶    时间: 2007-10-21 15:51
标题: 关于球触拍时间的启示

   原文如下

"19831118,日本蝴蝶牌乒乓球器材公司的研究部长山冈英树(Hideki yamaoka)将他们对乒乓球与球拍接触时间的实验照片寄给了中国从事乒乓球理论研究的吴焕群,实验中,他们使用的摄影机拍摄的速度是每秒7000个画面,当球以每秒25的速度撞击固定的木质球拍和4毫米厚的正胶海绵球拍上,两者触球的时间都是7/7000秒,即千分之一秒。当改变球速重复实验时发现,轻打和重打(每秒25的速度相当于大力击球)情况下的触球时间也是相同的。

    大家对于球拍触球时间的说法,应该以此为准。德先生文章说到的“千分之一秒”确实有实验结果已经证实,特此说明。"

    大家对于球拍触球时间的说法,应该以此为准。德先生文章说到的“千分之一秒”确实有实验结果已经证实,特此说明。"

看过戴老师关于触拍时间试验记录的文章,我提出了四个问题:

1那么如果是用软的木质拍和四毫米的反胶套胶来做试验,结果会如何?

2如果两个物体都在做同向或相反运动时,脱板速度又是多大?

3拉球的脱板速度有人做过?

4旋转球撞在拍上的脱板速度是多大?

后来有球友对此作了分析,我不引用了.我只谈自己的理解.

1  现在的球拍所用的木质变软了,这是为什么?如果软硬板都是一样的脱拍速度,球拍变软有没有意义?例如现在的软拍oc和以前旧的硬cl应该是一样的击球效果,纯木拍和碳拍也一样的效果,各种花样繁多的填料拍也是一样的脱板速度.那么说其实用什么拍都是一样的,拍子这个器材根本没有用.正胶和反胶的区别就是摩擦系数的区别.两种胶皮在条件相同下借力时出球速度应该是一样的一速,不存在正胶快,反胶慢的借力球.根据这个脱拍时间,今后谁再说正胶速度快过反胶,谁就是错误的;谁再说oc借力球不行的话,谁就是错误的.在此奉劝烧器械者,不要再烧了,你们被器材公司骗了.

2  如果球和板以相同的速度同向运动,球脱板的时间为无限长.两者的相对速度和为零或负值时,等于说两者是不动的或球是被拍压着.这条就是弧圈球和快攻能发力的根本.这样说,当我们在触球前,将球拍的速度值增加到与来球速度值相同时,这时球是粘在拍上,这个时候我们可以用很大的力量去摩擦或撞击,达到旋转和打击的效果.实际上当然由于手臂长度有限,球拍运行方向与球的运行方向不同,最终球会和拍分开.增加速度值的方法就是增加我们在短时间内加速的能力,就是集中发力的爆发力.如果没有这条,德版所说触球瞬间加速摩擦将没有存在的基础.

3  拉球由于球对拍的撞击作用,脱板时间依旧还是一样快,戴老师文章里说到:轻撞与重撞的结果一样,那么拉球因为有轻撞,那必然也是同样快的脱拍时间.

4 同第3条.

所以按戴老师的文章,我得出结论:

1木质的改变和填料的改变对木板性能完全没有作用,烧器材者都被球拍公司骗了:脱板速度已经固定不变,都是1/1000秒.

2增加短距离内加速度的能力,这是撞击和摩擦基础,增加爆发力最为重要.

3研究击球手法是有效提高撞击球,摩擦球效率的唯一可行手段.

[此贴子已经被作者于2007-10-21 15:55:10编辑过]

作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 16:15
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 16:34
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作者: 庄周迷蝶    时间: 2007-10-21 17:01

这样理解,不同的材料的制成的拍,如果配上胶皮后重量是一样的.那么其使用性能是一样的.不会因为你用碳板和纯木板而有什么区别.


作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 17:11
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 17:19
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作者: 庄周迷蝶    时间: 2007-10-21 17:23
球拍重量一定,挥拍速度一定,作用在球上的时间一定,球的质量一定,给球的作用力是一定的.球的速度也是一定的.
作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 17:33
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作者: 庄周迷蝶    时间: 2007-10-21 17:37
QUOTE:
以下是引用燃木刀在2007-10-21 17:33:00的发言:

最主要的就是给球的作用力不是一定的

对球的作用力两个方面,一个是持拍者的发力,还有一个是球拍本身对球的力,"底劲""蓄能",持拍者的发力是一定的,后者,不同球拍本身对球的力是不一样的,还是那个例子,如果用的是铁的球拍击打球,还有一个用木板击打球,产生的力肯定是不同的,用铁板的力会大一点,这点大家都有体会吧

既然力不同,脱板速度又怎么会相同呢?

燃木刀老兄可仔细看看原文里的试验报告数据.


作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 17:42
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作者: 庄周迷蝶    时间: 2007-10-21 18:06
QUOTE:
以下是引用燃木刀在2007-10-21 17:42:00的发言:

是“千分之一秒”吗?原文提及这个是"触球时间"

引用"脱板速度已经固定不变,都是1/1000秒."

庄周兄,"1/1000秒"=脱板速度吗?

触球时间是指:球碰到板上,再到跳离板之时的时间,实际上就是脱板时间,就是说球撞上板之后,在1/1000秒后跳离球拍.
作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 18:16
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作者: 翼狼    时间: 2007-10-21 18:53
当球以每秒25的速度撞击固定的木质球拍和4毫米厚的正胶海绵球拍上,两者触球的时间都是7/7000秒,即千分之一秒。当改变球速重复实验时发现,轻打和重打(每秒25的速度相当于大力击球)情况下的触球时间也是相同的。  从这句话看,这个实验只能说明乒乓球撞击同一个木质球拍有无覆盖物脱板速度一定.
作者: u1ser    时间: 2007-10-21 19:19
QUOTE:
以下是引用燃木刀在2007-10-21 17:33:00的发言:

最主要的就是给球的作用力不是一定的

对球的作用力两个方面,一个是持拍者的发力,还有一个是球拍本身对球的力,"底劲""蓄能",持拍者的发力是一定的,后者,不同球拍本身对球的力是不一样的,还是那个例子,如果用的是铁的球拍击打球,还有一个用木板击打球,产生的力肯定是不同的,用铁板的力会大一点,这点大家都有体会吧

既然力不同,脱板速度又怎么会相同呢?

人发的力F在力作用时间t内产生了能量Ft ,而这个能量并不能全部传给球的,碰撞中会损失能量,球板从形变到

恢复也会损失能量,而且在时间 t 内,球拍的速度改变,球的速度(包括自转速度)的改变都消耗能量,所以发

的力不同,脱板速度是有可能相同的。


作者: 庄周迷蝶    时间: 2007-10-21 19:19

http://www.bokett.com/bbs/dispbbs.asp?boardID=118&ID=68898&page=1

这是原贴的网址,可以看看争论的情况.


作者: 翼狼    时间: 2007-10-21 19:52
1  现在的球拍所用的木质变软了,这是为什么?如果软硬板都是一样的脱拍速度,球拍变软有没有意义?   大家都知道球拍击球时球拍会产生弹性形变,形变越大弹性势能越大.软板比硬板形变大,弹性势能也相对大一点.(弹性形变时间小于等于1/1000秒)
作者: 左右直板    时间: 2007-10-21 20:07

思考中..........


作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 20:08
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 20:14
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作者: 翼狼    时间: 2007-10-21 21:02
支持燃木刀作器材性能与配置版版主
作者: 庄周迷蝶    时间: 2007-10-21 21:17

其实球的脱板时间与球脱板后的运行速度不同的.

这样说:同一个球以一相同的速度分别撞在正胶和反胶上,脱板时间是相同的.但因为正胶和反胶的变形是不同的,正胶变形小,反胶变形大,导致能量损失不同,正胶能量损失少,故弹出来后的空中运行速度大,反胶能量损失大,故弹出来后的空中运行速度小一点.

从另一方面考虑,如果正胶变形小,1/1000秒内运行的距离小,回弹速度可以小一点;反胶变形大,1/1000秒内运行的距离也大,那反胶不是要有更高的回弹速度才能保持同样的脱板时间.这个回弹速度对球在空中运行的速度有影响吗?

但没有试验数据表明正胶和反胶的回弹时间都是千分之一秒.


作者: cunde    时间: 2007-10-21 21:21

对于日本实验的说明:

    首先要注意是脱板时间,还是脱拍时间,板就是木板,拍,还包括木板意外的覆盖物,那么有物理常识的应该知道,每秒25米的来球,在通过4毫米海绵和4毫米空气的速度变化是不同的,那么经过这段距离时,不同的覆盖物会有不同的时间.所以,上面实验提到的时间相同,指的就是脱板时间.

    实验的目的就是说明,来球在接触木头底板之前的速度变化,对球在同一木质球拍上停留时间不构成影响.

对于不同材料拍子的说明:

    球拍的理想状态是什么?  在撞击球的过程中,能量损失小, 所以才会有内能,大巴,单桧,Kevlar纤维之类的东西出现, 海绵的出现也正是为了把来球的能量储藏的海绵里,而避免高速运动的球与木板直接撞击而损失更多的能量.

底板触板时间真的不同么?

    上述实验对拍子的固定方式值得质疑,我们不妨考虑比较特殊的情况,加入我们用非常硬的木头,比如硬度超过钢铁的铁桦树,切割板子做拍子,再用练武术白蜡杆做两块底板.

实验时,固定位置选择拍柄, 球撞击球拍的中上部

      那么实验结论会是什么? 一定是白蜡杆受撞击形变,被球打弯了,铁桦树的拍子直接把球弹出去.

这时候你还会说不同器材脱板速度一样么?

钢琴上88个键子,最左边最右边你能分清高低音,多来咪离得不远就听不出了?

周周还指挥呢!


作者: cunde    时间: 2007-10-21 21:46
QUOTE:
以下是引用燃木刀在2007-10-21 17:33:00的发言:

最主要的就是给球的作用力不是一定的

对球的作用力两个方面,一个是持拍者的发力,还有一个是球拍本身对球的力,"底劲""蓄能",持拍者的发力是一定的,后者,不同球拍本身对球的力是不一样的,还是那个例子,如果用的是铁的球拍击打球,还有一个用木板击打球,产生的力肯定是不同的,用铁板的力会大一点,这点大家都有体会吧

既然力不同,脱板速度又怎么会相同呢?

球拍怎么给球力,死东西,

拍子重量大,惯性大,上面也提到冲量了,撞击过程中,重量大,冲量大,球出的速度快,由于惯性大,自身运动状态变化小.

如果不考虑能量损失,同时装击球的一瞬间,摆臂速度达到最大速度, 那么 撞击前
 

             球冲量1= mV球1          拍冲量1=MV拍1

撞击后   球冲量2= mV球 2         拍冲量2=MV拍2

假设完全弹性碰撞:

            球冲量1+拍冲量1=球冲量2+拍冲量2                  

             mV球1  +MV拍1 = mV球 2  + MV拍2  (m为小球质量,M为拍子质量)

当m  V球1  V拍1    都确定时, M越大, V球 2 越大

上述只是为了说明孤立球拍重量对球的影响,实际上不是这样,因为你还有胳膊还有手

在持拍过程中,手与拍子是既分离又统一的整体,  说分离是因为,球拍重量大,惯性大,球撞击瞬间球拍本身运动状态改变小,不那么震手,统一是因为,出球的速度主要由摆臂速度决定,而不是拍子有多重.


作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 21:53
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作者: 庄周迷蝶    时间: 2007-10-21 22:01
其实我也是推测:从反胶拉球来看,球必须陷入拍面内才能摩擦球,而正胶同样也可以陷入拍面内.所以我也是推测,说不定反胶的变形还小于正胶呢.
作者: 燃木刀    时间: 2007-10-21 22:34
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-22 09:16
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作者: cunde    时间: 2007-10-22 10:22

"其实我也是推测:从反胶拉球来看,球必须陷入拍面内才能摩擦球,而正胶同样也可以陷入拍面内.所以我也是推测,说不定反胶的变形还小于正胶呢."

对于各种胶面对球的旋转作用机理,参见

http://www.pingpang.info/bbs/viewthread.php?tid=47110&replyID=&skin=1

对于26楼提到的旋转问题,之所以没有考虑在理想状态下考虑动量守恒,主要是考虑不想把简单问题复杂化。

上面已经提到理想状态为无能量损失,这一大前提下,击出的球包括转动动能和平动动能两部分

     假设同一拍子,球拍的击球倾斜角度越大,球在和胶面接触时,受到的切向力越大,出球角加速度大,球越转。这里尽管正胶和反胶胶面对球的作用机理不同,但对其施加的切向力方向相同,所以出球效果仅由旋转速度差别。

     假设不同拍子,极限情况为垂直击打球,无能量损失下,软拍和硬拍效果相同,出球速度相等。

     非极限情况,可以把例子效果放大几倍看,软拍纤维非常柔软,形变很大,又没有能量损失,则高速球会撞击套胶充分使底板变形,显然要比硬球拍毫无形变的情况下给予球更长的切向力作用时间,结果就是当力消失之前,软拍的球更转。这种情况类似于步枪比手枪打的更远,所不同的是子弹是获得了更快的平动速度,而球获得更快的转动速度。(子弹的垂直与运动方向的转动速度只是为了保持飞行中的稳定性和减少空气粘滞)

     实际中的现象:如果纤维软,那么在非理想状态下,形变必然导致能量损失,不考虑纤维自然属性,形变越大,能量损失越大,为什么单桧要1cm以上才好也有这方面的原因。

     再提一下OC,由于形变大,显然能量损失大,所以借力不好,正手击打要用更大的力才能获得理想的球速。但损失的平动动能相对于它获得的更长的切向力作用时间来看,后者更有优势,同时平动速度还可以用主动发力来弥补。由于乒乓球受空气影响比较大,退台之后,速度下降比旋转下降更快,即使你用吃奶的力气,平动速度也会受制与运动本身的性质,所以就需要尽可能的提高旋转从而提升弧圈球的质量。

[此贴子已经被作者于2007-10-22 10:24:55编辑过]

作者: 燃木刀    时间: 2007-10-22 11:31
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作者: cunde    时间: 2007-10-22 13:54

"软板出球的旋转有着更多的动能,而且要多于硬板的转动动能,并且转动动能的减少率要低于平动动能的减少率,球落台后,软板带来的二跳转动动能要比硬板的转动动能更多,所以二跳更快"

就是这么回事,实际当中,高吊弧圈或者叫加转弧圈体现的很明显,脱板速度很慢,拉得很转的球,落台子上呲儿一下就跑了。

"就是说此时转动动能在二跳中起着决定性的作用,一跳中平动动能起着决定性的作用"

没有一跳二跳,就在对手台子上跳一下,一速就是脱板飞行速度,哈哈

“应该是mV硬转动 + mV硬平动  mV软转动 + mV软平动”

前面说了,球拍击球是既对立又整体

上面的式子符号和表示方法正确与否不说了,仅考虑要表达的思想,忽略了击球手做功的问题,注意球拍击球后球拍的速度并未发生改变,我上面写的理想状态球和球拍相撞只为了说明重拍和轻拍比较的击球效果不同。

实际当中,尤其是软板在拉球过程中,要有持续对球的做功时间,尽管底板损失能量大,但仅仅是形变导致的碰撞能量损失大,在持续做功当中,软板相对于硬板的做功增量,需要用实验来证明,尤其是平动和转动比例不同时,是否情况还有不同。

所以不能认定硬板比软板出球能量大

a软 > a

不知道,但这个加速度对球的影响远没有球初始速度的差别大。


作者: cunde    时间: 2007-10-22 15:04

借个地方说话谢谢

谨以此文,献给所有爱琢磨球的人们

首先我们要从实践说起,没有实践基础一切都是空想:

我们准备三个拍子, 分别是生胶,长胶, 反胶

现在我们一只手持球,令一只手持拍, 把要测试的胶面斜向和水平面成一定夹角,然后象发合力球那样,水平使球撞击拍面,随着角度和测试对象的变化,我们会发现不同的结果

结果先不说,我们来进行下一个试验:

    拿起拍子用反胶, 重复上面的实验, 待球撞击拍面弹起后,很容易发现是通常发下旋球的旋转效果,之后,保持拍型不变,接回落的下旋球,会发现球由于下旋的原因并没有沿垂直于拍面的方向弹出,而是更近似垂直方向,而后落下再弹起,观察球的旋转方向,可以发现球变成上旋。

通过上述实验和平时的练习,我们可以发现:

一,反胶  球在接触反胶的时候,属于静摩擦,在胶皮面上近似做纯滚动,这一点在粘性的反胶上体现得最为明显。

在上面实验中,下旋球落在反胶面上,弹起以后就会变为上旋,平动方向也收到旋转的影响,可以这样解释:

球落在拍面到离开拍面是个动能-势能-动能的转化过程,而旋转的球能量分为两个部分,一部分是转动动能,另一部分是平动动能,拍子的组成分为三个部分,胶皮,海绵,底板,我们很容易发现,球的平动动能主要被胶皮,海绵,底板,以及可能出现的球的形变,共同分担了,而转动动能,主要储存在胶皮形变,胶粒由于压力首先陷入海绵里,而如果旋转足够强的话,也可能出现由于胶面形变带动胶粒做转动,海绵也可能储存这其中一少部分转动动能。随后球相对于拍子的速度为零,变形的底板,海绵,胶皮,由于自身属性,要求回复原有的形状,此时势能开始向动能转化,这次由势能到动能的转化和之前动能到势能的转化是个完全相反的过程,所以,球的平动方向和转动方向都出现了改变。

二,生胶  主要是依靠表面的粗糙来实现对球的摩擦,球在胶面上不但有滚动,而且还有滑动,更倾向那种,由实际情况决定,这就造成一个明显的结果--旋转速度被明显的削弱了,从能量角度来看,旋转速度降低所失去的能量主要是滑动摩擦力做功产生的内能,表现为摩擦使球和胶粒的温度升高了。还有胶粒表面的小颗粒脱落所带走的很小能量。

三,长胶  和生胶不同,长胶的表面相对光滑,而且不像反胶那样有黏性,但是由于橡胶自身的属性,和自然界的客观规律,不可避免的带有一定的摩擦力,主要是涩性,(而且这一点点涩性很重要,如果摩擦力太低,球拍就会朝着光滑的平板方向发展,无法对球进行有效的摩擦控制)球在胶粒上依然分为滚动和滑动,但是更值得注意的是,长胶在接触球以后, 出现了明显的“倒伏”现象,通过实际现象我们可以发现,旋转的球,由于摩擦力的作用,使转动能量转化为颗粒“倒伏”的形变势能所需要的能量,比滑动摩擦产生的内能损失要小得多。

            用牛顿第三定律解释旋转对球平动方向的影响,更为直观,下旋球是“倒着”转向接球方“我”,所以球和拍子的接触面上,球对拍子的摩擦力是向上的,拍子对球的反作用力为向下的


     从器材的性能上,我们可以发现打法的发展,对球的处理方式,运动员需要对器材进行的注意事项等等..........

        球的平动相对于拍面可以分为两个分量:平行于拍面和垂直于拍面,平行于拍面的速度和球的转动速度跌加,触拍后转化为胶皮水平形变势能,垂直于拍的速度分量,转化为储存在胶皮,海绵,底板的形变势能。

    比如在球的处理上,对方发下旋,如果单纯根据理论判断,这个球对于我是下旋,对于对手就是上旋,当我用反胶拍子回接以后,球的旋转方向发生了变化,对于我是上旋,对于对方是下旋。

    而用生胶变化就相对比较多,也比较明显,当滑动摩擦力不够大时,不能改变球的旋转方向,但确削弱了旋转,回给对方为上旋或者不转,当滑动摩擦力足够大,也就是“加力撮”时,球转速很快下降为零,并朝和原来相反的方向旋转,回球就是下旋。

    用长胶时,旋转只有很小的削弱,就返回去,而通过板形的变化,就能控制球和胶粒接触的角度,实现旋转和速度的变化,比如,接下旋时,拍面较平,那么球就更容易把球“撞倒”,回球旋转损失的小些,由于平行于拍面的分速度用来和球的旋转速度叠加,垂直速度却变慢很多,如果拍面较立,球垂直与拍面的速度较大,那么速度损失就比较小,旋转损失稍微大些。

     上面只是简单的通过理论分析各种胶粒的几种变化,而在实际中,由于摆臂,手腕变化使球拍具有一定的速度,情况要复杂一些,所以还要观察球和球拍的相对运动,思路大体同上,首先要考虑拍子和球的接触角度,以平行拍面和垂直拍面作为基础坐标系,分析两个物体垂直和水平的相对运动情况,尤其是水平运动情况,需要可球的转动方向综合考虑, 因为球在拍面的接触部分的旋转线速度要和球的平动速度做和,才是造成胶皮水平形变的原因。才能正确的理解并推导出实际情形。

      通过上述介绍,可以发现生胶和长胶,在比较潮湿的地方更容易受到影响,运动员需要干燥剂,保持正胶粒的干燥,才能保证胶粒对球的滑动摩擦力在压力相同的时候不下降,使运动员能够稳定的发挥。而反胶选手由于打法的不同,对于胶皮的要求也不同,对旋转要求高的,以拉为主的,可能会选择胶皮薄些,胶粒细长的,快攻为主的就可能选择胶皮厚,颗粒粗短些的。

谢谢大家耐心阅读本文,此致。

                                           丙戌年六月十五子时


作者: 左右直板    时间: 2007-10-22 19:19

建议此讨论帖加精!


作者: 燃木刀    时间: 2007-10-22 19:37
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作者: tt520    时间: 2007-10-23 09:56

长知识


作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 14:43
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 14:47
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 15:01
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 15:14
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 15:50
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 15:51
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 15:55
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 16:07
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 16:16
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作者: 燃木刀    时间: 2007-10-29 16:21
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作者: 庄周迷蝶    时间: 2007-10-29 17:11

从物理学的角度来看球脱拍时间,可以这样分析:硬板、软板、反胶、正胶的弹性模量各有一值,从力学来看,硬板、正胶值比软板、反胶值要大。换言之,同样的力量撞击在这些材料上,引起的弹性变形是不同的。软的材料会下陷得更深,硬的材料会下陷得浅些。假设下陷的深度与反弹的深度和为a,则a硬<a软,脱板时间为1/1000秒,可以计算出球的平均回弹速度V硬板<V软板,这个回弹速度就是我们常说的一速,计算值和我们实际感觉是完全相反的:正胶回弹速度是要快过反胶。这是指在借力的时候,人不发力,由球主动撞板的情况下。

胶皮下陷的深度与胶皮提供的摩擦力是有直接关系的,深陷的胶皮与球的接触面积更大,在摩擦系数不变的情况下,提供的摩擦力会更大,这样在拉球时,旋转会更强,这是拉弧圈球提倡用软板和反胶的原因。

至于为什么同样的板,不论轻撞还是重撞,脱板时间都是固定的,也很好理解:当弹性模量不变时,轻与重的撞击力引起的变形不同,按第一段的公式来计算,脱板的时间都是相同的。

我们在拉球时,经常说:要把球粘在拍上摩擦。如何把球粘在拍上?这和我们的挥拍速度有关,当我们的拍与球相接触时,两者的速度值相同,方向相反,则球从板上回弹的速度与拍子前进的速度相当,这个时候,球是不会跳离板面的,球与板有相同的速度,相对运动值为0,就相当于没有运动。如果我们的爆发力足够好,能把挥拍速度提高到超过球的速度去拉球或撞击,就是通常所说的暴冲和主动发力打。当我们的爆发力能持续一小段时间,球拍速度与球速度相同时,还能继续加速去摩擦或撞击,就能得到更佳的效果,这是乒乓球提倡爆发力而不是绝对力量根本所在。

从这些分析可以得出:如果我们的爆发力足够好,拉球和攻球的质量由技术动作来决定,板和胶皮起到辅助的作用,这也是技术第一,器材第二的说法。






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