網球大力發球技術的運動生物力學原理

路安然 蘇若楠

（鄭州澍青醫學高等專科學校 河南 鄭州 450000）

前言

發球是網球運動當中最重要的技術指標，高質量的發球技巧能夠有效把握住比賽當中的主動權，能夠以迅雷不及掩耳之勢快速取得比賽的勝利，所以在網球運動中發球技術是極其重要的。運動員需要合理地掌握好控制發球的方式和方法，特別是在發球力度上要掌控的精準到位，根據力學原理要使網球以高速的旋轉方向及刁鉆的運動軌跡來攻破對方的防御線。本文結合實際案例與運動學參數來進行分析和研究運動生物力學原理，以最有效的網球發球方式幫助運動員取得關鍵比賽的勝利。

1、研究方法與對象

本文針對網球大力發球技術的研究方法主要分析和總結出了三種方法，即數據平滑法、錄像觀察與分析法和文獻法。以1999年法網公開賽國家隊的重點男、女運動員為研究對象，以運動員的各項基本數據作為運動生物力學原理的主要參數來研究網球大力發球技術的標準。其中女子運動員一共有14人，男子運動員有12人，在女子運動員方面，其平均年齡是19.1歲，標準差是2.7歲，最小值是16歲，最大值是25歲；平均身高是1.68（m），標準差身高是 0.04（m），最小值身高是 1.61（m），最大值身高是 1.78（m）；平均體重是 61.90（kg），標準差體重是 6.29（kg），最小值體重是 51（kg），最大值體重是70（kg）。在男子運動員方面，其平均年齡是18.9歲，標準差是2.5歲，最小值是15歲，最大值是23歲；平均身高是 1.83（m），標準差身高是 0.04（m），最小值身高是 1.75（m），最大值身高是 1.87（m）；平均體重是 71.68（kg），標準差體重是5.56（kg），最小值體重是 62（kg），最大值體重是 82（kg）。

2、結果與分析

網球發球的動作主要由三個階段構成，即拋球舉拍、“騷背”和揮拍擊球。本文重點對發球動作節奏、拋球動作、擊球動作以及拋球與擊球動作之間的配合進行分析和研究。

2.1、新技術和舊技術

傳統的網球發球技術主要是拋球臂和揮拍臂同時向下運動和同時向上運動，兩者運動節奏之間具有一定的連貫性和協調性，但是這樣的發球方式必然會缺少一定的爆發力，擊球的力度還是不夠強硬，在擊球之后所產生的速度或運動加速度相對來說比較緩慢，對方很容易看清網球的運動軌跡，并判斷出其網球的運動方向及落地點的位置，使其運動員失去了先發球的優勢，處于一種被動的局勢。而目前大多數網球運動員所采用的發球新技術是拋球臂持球向上、向前運動直至拋球離手瞬間揮拍臂緩緩移動，拍尖指向身體的后下方。相對比傳統的網球發球技術來說，新的網球發球技術的發球動作更加具有連貫性，且動作幅度非常大，根據運動力學原理來分析，動作幅度越大所產生的外力作用力越大，而且揮拍的速度越快所產生的外力作用力也越大，所以擊球的力量主要是由揮拍臂擊球的動作幅度大小和揮拍臂擊球的速率決定的，在這兩種擊球因素共存的情況下所產生的力道是可想而知的。而傳統的發球技術正好與新的網球發球技術相反，很大程度上縮小了運動員的揮拍臂擊球的動作幅度及減緩了揮拍臂擊球的速率，在動作節奏的連貫性上來看運動員會有短暫性的時間遲鈍，缺少了很強大的爆發性力量，所以網球運動員需要掌握好新的發球技術才能控制好其發球的質量。但是，我國的女子運動員由于各種因素的原因基本上都在應用傳統的網球發球技術，而傳統的網球發球技術也必然有一些優點，拋球臂動作與揮拍臂動作相對獨立，運動員在這個短暫的停頓時間中可以調整好最標準的擊球動作，找準球拍與網球最佳的碰撞點，以最優的計算運動軌跡促使網球沿著所預定的方向進行高速運動。而缺點同時也明顯的體現出來，運動員的暫短性運動停頓缺少了很強大的爆發力，揮拍臂動作的擊球力度和速度不夠大，網球發球的質量會大打折扣。男子運動員則使用的是半新半舊發球技術，而這種復合型網球發球技術也會存在一些缺陷，最主要的是男子運動員的拋球高度相對來說比較高，而拋球高度越高造成的揮拍臂動作幅度越大，當揮拍臂動作幅度超出了肌肉彈性的收縮范圍時也會造成運動員的動作遲緩問題，揮拍臂動作的加速度不足以提升擊打網球的力量和速度，網球的運動軌跡明顯的偏慢。擊球點與拋球點之間的水平距離、擊球點與左腳支點之間的水平距離、拋球點高度、擊球點高度和最高點與擊球點之間的落差值都與運動員的身高有關系。所以，在實際發球訓練當中要結合運動員的身高等因素根據運動生物力學原理采用適合的網球發球技術，進一步提高網球的發球質量。

2.2、拋球技術

（1）拋球位置。

在網球運動中，網球的拋球位置是很重要的，網球的點位決定了運動員的揮拍臂動作幅度的大小及揮拍臂動作擊球的加速度，運動員在拋球時上臂各個關節需要充分伸直，拋球位置完全由上肢相對于肩軸和軀干面的位置決定。運動員在拋球時要將網球的拋球點固定在身體右前方的位置，這樣可以使運動員精準地將網球拍的中心點位置與網球的拋球點相重合，使網球的運動軌跡不會偏離了原本預定的運動軌道，而且根據物理力學的原理，發球的力量不會因為偏離了拋球點而分散，而是把整個力量都集中在了球拍的中心位置，而球拍中心點的彈性是最大的，其彈力轉換為網球的動力也是最大的。而且在物理力學當中還會涉及到慣性問題，將網球拋向運動員身體的右前方位置可以控制好在揮拍臂動作揮拍的過程中所產生的慣性力，能夠穩住身體的重心，不被因為慣性力因素的影響而改變了網球發球的質量。運動員需要經過長期性的反復訓練才能夠產生一種很好的拋球時產生的距離感和位置感，要結合自身的身高、重心位置、第一視角與球拍中心的協調度等因素要精準地定位好網球的拋球點。網球的拋球動作不僅需要上網意識，同時也需要下肢蹬伸用力和軀干背弓反彈幅度的反應，也是精準地找到擊球點位置的關鍵問題所在。運動員在拋出網球的時候，需要進行起跳來揮拍擊打網球，而根據運動生物力學原理分析，向前起跳會比原地起跳所揮拍產生的力道更大，原因在于向前起跳的高度會比原地起跳的高度更高，高度越高其揮拍擊球所產生的力量就越大，網球的運動速率則越快。所以，運動員在拋球過程中一定要有一定的拋球水平距離，要在日常訓練中加強軀干和下肢用力幅度，從而拋球的位置能夠使運動員以合理的動作幅度去擊打網球，造成最大的擊打殺傷力。

（2）拋球方式。

運動員在拋球的過程中特別要注重其拋球的力道，要有效的控制好拋球的力量，網球的拋球點位置取決于多種因素，其中最主要的就是運動員拋球手臂的角度，而角度所產生的幅度決定了拋球力量的大小，力量過大或過小都會影響網球拋球點的位置，拋球點的位置過高或過低也會影響運動員的第一視角和擊打意識，很可能會將網球打偏。所以，在拋球時需要將手臂伸直，以科學的拋球動作幅度將網球垂直的拋起來，而且網球在達到一定的位置后要將網球與手分離，期間要具有很好的連貫性，網球離手的時候要極為自然，不要對網球額外的產生一種外力作用而促使網球產生了加速度，從而影響了網球垂直運動的軌道，使其拋球點沒有達到所預定的位置。所以，運動員要具備有良好的精準性和穩定性，要精準地預判到網球的拋球點位置，并使用標準的拋球動作及適合的力道對網球拋出，并且拋球之后，手臂不要著急放下，根據身體運動系統的協調性，拋球的手臂要在拋出球之后保持向上和向前伸展的動作，有利于運動員可以精準的找到球拍中心點與網球拋球點的碰撞位置，從而判斷出擊球點位置。目前來看，有些運動員的拋球點高度相對穩定，但是用力穩定性相對較差，主要原因是運動員在拋球離手時肘臂關節的動作不夠標準，手臂與肘關節所形成的角度限制了運動員拋球的力度，促使拋球點的位置偏低，為了使網球的拋球點達到精準的位置不得已使用加速作用而使網球產生了加速度，最后影響了其擊球的質量。

（3）拋球落差。

從物理學的角度上來分析，運動員拋球的時候拋球點位置越高，網球下落的速度就越快，這會影響運動員在擊打網球時的判斷力。網球的拋球點與擊球點距離落差越大，擊球的精準性就越差，而且網球在從拋球點位置下降的過程中會有一定的時間段，而時間的長短取決于拋球點與擊球點之間的位移差。拋球點越高，網球下降的速度越快且時間越久，拋球點越低其網球下降的時間越短，運動員需要集中精神才能夠做出快速的反應去擊打網球，而在短時間內運動員很難有效控制好擊球的力度，影響了運動員的發力效果。所以，運動員一定要掌握好拋球的落差位置，要用恰當的力道將網球拋出適合的拋球點，運動員可以在足夠的反應時間內采用強大的力量將網球擊打出去，擊球的動作節奏不會拖泥帶水，具有一定的連貫性。

2.3、擊球技術

（1）擊球點高度。

擊球點的高度直接決定擊打的質量和效果，在實際比賽當中，我們會發現運動員往往都是依靠一次性發球來取得一輪比賽的勝利，而這種發球的特點在于具有極強的爆發性，球速非常快，而且網球的運動軌跡也很刁鉆，就算對方可以及時反應過來看清網球的運動軌道也難以精確地擊打到網球。而這種高速擊球的方式取決于擊球點的高度，從運動生物力學原理的角度來分析，擊球點高度越高，產生的擊打力度越大，網球的運動軌跡更具有延伸性。所以，運動員在拋球的時候要準確地找準擊球點的位置，要控制好拋球點與擊球點之間的落差距離，同時也要根據運動員自身的身高因素合理地控制好網球的拋球點和擊球點，而且在擊球的同時也要注意身體動作的標準和規范性，在訓練當中要提前制定好一個擊球發力的理論構架，并經過長期性的反復訓練將理論知識與實踐相結合，使運動員可以在合理的擊球點高度去擊打網球，促使運動員可以發揮出最大的力道，擁有更為開拓的視野，將球以高速運行的方式擊發出去，很大程度上增加了擊球的成功率。

（2）屈肘和抖腕。

運動員在擊打網球時需要有一定的力量性來擊打網球，這樣網球才能夠具有很強的爆發性使其進行高速的運動，所以力量的大小直接決定了網球的運行速率。但是單純的蠻力輸出不足以使運動員達到最大的爆發性擊球效果，要想使網球達到高速運動的效果就需要在擊球的同時要在力量輸出中額外的產生一種加速作用，以這種加速作用作為強大的助推力在擊球的時候使網球也能夠產生一種加速度，從而使網球達到了高速運動的效果。所以，屈肘和抖腕的動作是很關鍵的，屈肘和抖腕的動作幅度不要太大，這樣會使運動員控制不好力量。有時候會因為力量過大而影響了擊球的精準性，網球會偏離了所預定的運行軌道，甚至有時候也會使運動員的發力力度失真。大幅度的屈肘和抖腕動作造成了肌肉的快速且沒有規律性的收縮，反而使運動員使不上力氣來，極大地降低了網球的擊打力度，球速會變得非常緩慢。這就很容易說明了為什么運動員一般在擊發高速球的時候成功率很低，基本上都是因為屈肘和抖腕動作幅度較大所造成的。所以，高速球雖然可以一招制勝、力挽狂瀾，但是這種方式的發球成功率卻很低，而且很浪費運動員的體力，只有合理地控制好屈肘和抖腕的動作幅度才能夠擊發出高質量的網球。

（3）揮拍臂的內旋動作。

運動員在擊球的過程中都會有明顯的軀干和肩軸旋轉動作，大幅度的旋轉動作必然也會造成網球的運行軌跡出現偏差，運動員可以采用多環節鏈的相向運動來有效解決這種問題。簡單來說，運動員在揮拍運動的過程中會受到慣性力的影響而使揮拍臂向前行駛，軀干也會隨之向著相同的方向進行慣性運動，在同向的慣性力作用下身體的平衡力很容易遭到破壞，運動員在擊球當中難以控制住這種慣性力量來調節自己的身體平衡狀態，從而使運動員在擊球力度上和擊球點的判斷位置上都會出現誤差，從而網球發球的質量不是很高。所以，運動員在揮拍擊球的時候，揮拍臂的內旋動作要與軀干轉動方向相反，根據物理力學的原理消除了由揮拍臂動作所產生的慣性力量，保持了運動員身體上的整體平衡度。同時這也明顯的體現出了網球擊球動作不僅是需要上肢力量來揮拍擊球，同時也需要軀干力量、肩軸力量、腿部力量等作為強力支撐。在揮拍臂的內旋動作的速度和角度上來看也需要進行合理的把握和控制，揮拍臂的內旋動作幅度不宜過大，要與運動員身體運動的各個機能相協調，要保持住適合的揮拍臂的內旋動作旋轉角度進行揮拍擊球。同樣，揮拍擊球的速度不要太快，要把握好身體各項機能的協調性和節奏感，從而使運動員能夠發揮出更大的力量去擊球。

（4）球速、拍速。

在日常訓練當中或者實際比賽當中，會有專門的記錄員來統計網球運動員的最大發球力量和速度。根據統計數據表明，女子網球運動員的平均發球速度為154.8km/h，男子網球運動員的平均發球速度為183.8km/h，球速可以說是非常的快。在檢測球速的時候，運動員所造成高速球的擊球技術標準不在于使用全力的擊發力度上，而且在于發球時所控制的拋球點位置與擊球點位置之間的落差。所以，有效提高擊球點的精度能夠在身體協調性最佳的前提下發揮出最大的力量來擊打網球，肌肉的靈敏度會更高，從而使運動員產生非常大的擊球爆發力。在拍攝速度方面，以前的拍攝速度比較低，球和球拍位移信號的基頻、頻率主段和信號的平均頻率都向高端移動，在信號平滑時，低速拍攝，由于拍攝速度限制，平滑截斷頻率也低，因此造成信號損失大，引入的誤差也大。運動員在擊球的時候，要注意肌肉用力的速度貯備，要注重身體運動的整體協調性，發揮出身體各項關節的作用來增加運動員擊球動作中肌肉的靈敏度，控制好網球擊球的力度和方位，從而保證運動員在具備很好的爆發性基礎上增加網球發球的成功率。

2.4、節奏

運動員在發球的時候特別的要注意發球動作的節奏性，要具備一個良好的身體動作節奏感，要有一定的空間感知度和時間節點的控制能力。運動員要在所規定的時間和空間內達到所預期的動作標準，這就需要運動員要有一個很好的擊球節奏感。而這種身體節奏性是一種行為習慣，需要運動在長期的訓練中逐漸調節和適應的，要根據自己的身體素質及其他因素做好相關的訓練計劃和安排，從而使運動員在擊球動作中發揮出游刃有余的成效。

3、總結

總之，發球并非單獨的一項，而是將其視為一種體系。在練習中，要根據選手自身的身體特征，找到適合自己的發球節奏，特別要注意投擲和投擲之間的協調，做到穩準。網球運動員需要掌握好新的發球技術來保證其網球的發球質量，要在力量和速度上都要有一定的效果。根據運動生物力學原理掌控好網球的拋球點位置和擊球點位置，并以標準和規范的動作來控制好擊球的力度和精準性，使運動員的肌肉更具有爆發性和靈敏度。特別是在拋球過程中要注意拋球點的位置不宜過高，要發揮出軀干和下肢力量的作用來擊球，在拋棄的準確性和穩定性上有所提高。在日常訓練中根據自己的身體素質和各方的因素進行發球動作節奏的練習，要找準拋球點和擊球點之間的落差距離，要加強運動員的空間感和擊球意識，在體力方面也要進行嚴格的訓練，可采用專項的爆發性訓練項目來提高運動員的力量和耐力，從而提升運動員的網球發球質量。