室内空间大小对乒乓球运行速度的影响

贺立击群 · 2016-7-14 11:43:32

本帖最后由贺立击群于 2016-7-14 11:54 编辑

      室内空间大小对乒乓球运行速度的影响
      我们乒乓球运动员经常会在大小不同空间的室内打乒乓球。大部分运动员都觉得空间大小的变化对打乒乓球影响很大，发挥不出来应有的水平，感觉对新场地很不适应。对这种现象，部分球友认为空间大，气流对乒乓球运动阻力大，球速就慢些；反之，球速会快些。笔者认为这是一种没有依据的片面理解。其实，从空气动力学和运动学角度来解释，我们就会明白其中的道理了。在不考虑个人技术因素影响下，影响乒乓球球速快慢的主要因素有两方面，一是气流的影响，二是人眼视角的角速度变化影响。
      这里，我们先讨论第一种情况——气流的影响。       气流流速是指空气流动的速度，空气的流动就是我们常见的风，也就是风的流动速度，而风的大小取决于空气压强差的大小。同一区域内，温度高的环境空气分子之间的间距大，空气密度小，大气压强就低；温度低的环境空气分子之间的间距小，空气密度大，大气压强就会高些，这样便产生了空气压强差，压强大的冷空气会流向压强小的热空气，使冷、热空气对流，也便形成了风。那么，在门窗关闭的乒乓球室内从哪里来的风呢？气流又是怎样形成的呢？基于风的形成原理，我们先从体育馆这样的大空间乒乓球室环境来分析。在体育馆赛区内，不同位置空间温度都有所不同，距离进出口的门或换气口远些的地方，或者在人多密集的地方，其周围空间温度相对要高些，反之周围空间温度会低些。这样，在室内的不同位置便产生了温差，使冷热空气对流而形成了气流，也就是风。一般来说，由于每个位置的温度都是不稳定的，那么所产生的气流也是不稳定的，这些不稳定的气流在封闭的室内空间飘忽不定，这种气流我们称之为环流。但是由这些因素产生的环流并不大，运动员很难感觉出来，然而对重量比较轻的乒乓球而言，情况就不一样了。由于运动着的乒乓球有不同程度的旋转，其速度和受力情况时刻都在变化，虽然气流对乒乓球飞行轨迹影响程度很难做出定量的计算分析的，但是可以肯定的是，在乒乓球速较慢的情况下，即使是弱风对乒乓的运行轨迹也会造成很大的影响，风速越大影响越大。顺风一方会增加球速、延长乒乓球的落点，逆风方则会阻碍球速、缩短球的落点；侧风时乒乓球飞行轨迹会发生明显的左右偏转，这样会直接影响运动员对球的运行轨迹做出正确的判断，造成回球失误。在乒乓球比赛时，经常看到高手运动员莫名的发生对不上点或漏球的失误现象。
      以上讨论的是温差产生的气流对乒乓球速的影响。另外，还有一种情况也会产生同样的影响，就是在运动员处理下旋球的时候，因为下旋球球速较慢，且带有明显的回旋，运动员需要快速侧身移动带动了空气瞬间的流动，对球的飞行轨迹必定也会产不同程度的影响，所以也会发生漏球或球拍击球点跑偏的失误现象。
      上述分析的是大空间环境对乒乓球运动速度的影响情况。那么在门窗关闭的，仅可摆放一张或二张球台的乒乓球室来讲，情况就有所不同了。由于这样的乒乓球室空间比较小，温度比较均衡，由温差产生的气流微乎其微，可以忽略不计。在这种环境下，对乒乓球运动状况影响的主要因素，就是运动员快速侧身移动，瞬间带动了空气的流动，改变了乒乓球飞行轨迹，致使运动员回球失误。所以说，大场地空间环境，其气流对乒乓球运行的影响要大于小场地环境。
   下面，我们再讨论第二种影响因素——人眼视角的角速度变化影响。
   根据初中的运动学知识我们知道，我们所看到的物体运动状态，都是相对于所选定的参照物而言的。通常人们都是按惯性思维方式，选定地面固定物体为参照物的，比如山、树木和建筑物等，所选的参照物不同，其观察物体运动的状态结论也会不同。在我们观察的目标移动时  ，可以看做是人眼球跟随运动物体做匀速圆周运动。人眼所观察到的运动物体的快慢，都是通过人眼球在单位时间内，盯看物体时所转动角度（称为视角）大小，也就是“角速度”的大小来判断其真实速度。运动的物体距离远处的参照物而言，在同样时间内人眼移动的视角比近处的参照物要小，也就是人眼移动的角速度要小，所以我们就觉得“速度”也小；反之，如果运动的物体靠近近处的参照物时，在同样时间内人眼移动的视角比观测远处的参照物时要大，也就是人眼移动的角速度也大，所以，我们判断的“速度”也大。这里，我们可以通过上面图示来具体分析一下。设Α、B点（树木）为靠近观察者近距离参照物；C、D点（山、树木）为远离观察者的参照物。假定一运动质点在t时间内，从A点运动到B点，移动了S米距离，在相对于近距离的参照物A、B点观察时，人眼跟随质点移动的视角移动了β角，角速度ω1=β/t；在相对于远距离的参照物C、D点观察时，人眼视角移动了φ角，角速度ω2=Φ/t。显然，这二种情况的对比β角大于φ角；角速度ω1大于角速度ω2。这一结论说明，人在观察质点运动速度时，质点距离参照物越近，观察到的速度就越快，反之就越慢。就好比我们看到在高速公路行驶的汽车，如果我们视线只定位高速公路两旁护栏或树木等近景来观察，就会感觉汽车速度很快；如果我们视线定位在空旷田野远处的山、村庄等远景来观察，就会感觉汽车速度很慢。
      同理，我们在大小不同的空间观察乒乓球运动速度时，情况也是如此。在对仅可摆放一张或二张球台的小空间环境乒乓球室来讲，由于天棚低矮，球台和运动员的站位距离门窗、墙壁等物又较近，按惯性思维，我们常将这些物体做为近距离参照物，在观察乒乓球速度时，人眼跟随乒乓球运行的角速度较大，球速会感觉快一些；对在体育馆这样大空间环境的乒乓球室来说，由于天棚高而宽敞，球台和运动员的站位距离门窗、墙壁等物又较远，我们常将这些物体做为远距离参照物，在观察乒乓球运行速度时，人眼跟随乒乓球运行的角速度较小，球速就会感觉慢一些。如此说来，在大小不同空间环境的乒乓球室内，因为人眼视角的角速度变化，会影响我们对乒乓球球速的正确判断。
      根据以上分析可知，室内空间大小对乒乓球运行速度的影响，不但与室内空间的气流有关外，还和人眼视角变化因素有关。气流流速的大小，会影响乒乓球实际运行速度的快与慢；而人眼观察到的球速，不一定就是真实的乒乓球运行速度。对此，我们不能单纯理解为“空间大，球速就慢，空间小球速就快”，这是一种没有依据的片面说法。
      不过，在室内空间大小对乒乓球运行速度的影响因素中，笔者认为，视角变化影响因素要大于气流对球速的影响因素。
      根据以上情况分析，我们知道了室内空间大小对乒乓球运行速度的影响因素，这点，对我们能尽快熟悉和适应新的比赛场地会有很大帮助的。
      知道了这些，可以使我们在赛前能及时调整视觉，消除疑虑，以良好的心态快速进入比赛状态，充分发挥出我们真实的技术水平，取得好的成绩。

二O一六年七月十一日贺力击群

kaidefeng · 2016-8-6 10:22:12

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