黄建军
(五邑大学体育部,广东江门 529020)
网球底线反手切削球技术划分及运动学参数比较分析
黄建军
(五邑大学体育部,广东江门 529020)
采用文献法、录像解析法、访谈法等研究方法,以国家女子网球运动员为研究对象,对底线反手切削球关键技术动作进行三维录像和解析。结果表明:不同高度的来球其引拍和挥拍的动作不同,依据其动作特点可分为切削、平削和压削三种技术。分析发现:三种切削球技术动作在转体引拍和挥拍切削时的肩髋转动角、拍面角、身体倾斜角有显著差异;三种技术的挥拍动作均是由转体、拍臂依次加速的鞭打动作。以此研究揭示底线反手切削球技术的本质特征,为进一步提高网球教学和训练提供理论参考。
网球技术;反手切削;引拍;挥拍
目前,网球技术以上旋为主。随着身体素质提高和球拍材料不断更新,更多的网球选手在回击底线反手球时选择双反抽击,而切削技术似乎大有淘汰迹象。笔者查阅了近20年的文献资料,发现有关反手切削球技术的研究也少之又少。众所周知,在对抗性较强的网球运动中,攻与防是相辅相成的。至今,反手切削球作为攻防转换技术仍然不失为一种有效手段之一[1]。近年来,随着穆雷的出现以及费德勒流畅自若的抽切演绎,足以证明切削球技术仍有其与众不同的价值。反手切削球不仅有效的扩大了击球范围和击球的稳定性,还能根据其不同的使用方法转防为攻,成为一种有效的进攻手段。尤其在红土、草场地网球比赛中,运用切削动作可以通过灵活控制球速、旋转、角度、深浅等,与抽击完美的结合打乱对手的节奏从而牵制对手技术的发挥[2]。职业、业余和休闲网球比赛录像资料统计显示,底线反手切削球动作分别占:28.21、35.73、46.36%,可见反手切削球的高频率运用表明其仍是一种不可替代的实用技术。底线反手切削球技术传统的划分是以“攻、防”为依据的,但是随着切削球技术的不断发展和巧妙的运用,在高水平的网球实战中对进攻与防守的划分没有明显的界定,这种划分方法在切削球技术教学和训练中很难操作。为此,笔者通过仔细分析优秀网球运动员录像资料,结合长期教学与训练发现:依据来球旋转性质、击球点的高度(击球者膝、髋、肩关节相对位置)把底线反手切削球技术分为“切削”、“平削”和“压削”,这种划分既科学合理,又便于在教学训练中操作。为了得到进一步证实,笔者对国家女子网球现役队员的底线反手切削球动作进行三维摄影和解析,筛选出部分运动学参数进行对比研究,以揭示不同底线反手切削球技术动作特征,为完善底线反手切削球技术理论及网球教学与训练提供参考。
1.1 研究对象
6名国家女子网球队现役队员。
1.2 研究方法
1.2.1 文献资料法 查阅近20年来有关网球底线反手切削球技术相关文献资料。资料显示网球底线反手切削球一直是网球技术中的盲区。
1.2.2 录像解析法 2007年12月国家女网冬训基地江门华苑网球训练中心。6名国家女网队员(平均身高171.2cm),在对打训练的过程中要求底线反手以切削为主,并定点对切削动作进行三维拍摄,在底线上取距左侧单打边线交点2m处为基准点,其中一台机位于基准点左后侧距基准点约15m处,另一台位于基准点左前方15m处,主光轴距地面1.25m,拍摄频率为100幅/s,2机主光轴夹角约为100°,夹角大于符合拍摄要求。用三维标定框架对研究动作范围进行标定。拍摄后以队员的膝、髋、肩关节为相对参考点,分别筛选三种不同高度3次有效击球动作,运用汉纳范人体数学模型,采用德国SIMI-motion录像解析系统获得有关运动学的数据,并采用低通滤波法对原始数据进行平滑处理,用SPSS 12.0 for windows和Excel 2003进行数据处理。
1.2.3 专家咨询法 走访网球著名教练托马斯(Thomas Hogstedt)、黄仁哲(韩)、孙春来等,就反手切削球动作技术进行探讨。
2.1 切削球动作技术的划分
运动技术动作的划分应以人体运动学为基础,以科学性、直观性和实践性为准则。网球切削球技术是由“切”、“削”动作组成,“切”是拍头由上向下击打球体的中后部,使球体产生快速下旋。“削”是拍头由后向前平直或由后上向前下击打球体的后下部,使球体向前或向前下直线运动。
图1 挥拍过程拍头的运动轨迹
实践证明不同方式的“切削”对球的旋转和飞行有着明显的影响。传统切削球技术划分是以“攻防”为依据,把准备时间充分、动作幅度较大、进攻意图明显的切削球动作称为“攻击性切削”(又叫进攻型切削),如切削随球上网。把来球速度快、相应的切削动作幅度小而快的被动回击称为“防守性切削”(又叫防御型切削),如接二区一发球。这种划分比较模糊,不方便实际教学和训练。仔细观察,发现网球切削球技术动作特征与击球点高度(相对击球者身高)有着密切关系,即切削球动作是随来球高度不同其引拍、挥拍、击球的动作也不同。从解析结果可以看出以膝关节、髋关节和肩关节为参照点,对不同高度的来球的“切”与“削”侧重不同,回球效果也截然不同。三种切削挥拍时球拍顶点运动轨迹曲线如图1所示。研究分析发现当来球低于膝关节时,拍头的动作轨迹呈“”,以“切”为主,触球时拍面角较小,这种先切后削的大角度偏心用力使球体产生强烈的下旋,球飞行速度相对较慢,我们把这种挥拍动作称之为“切削”。当来球高度在髋关节左右时,拍头轨迹几乎呈直线“”,拍面角较大,是以“削”为主的小角度偏心用力,球体旋转较慢,挥拍时有着明显的向前推送动作,因而回击的球快而前冲,称之为“平削”。当回击高于肩部的来球时,拍头轨迹呈上弧线“”,以“压”和“削”动作方式击球,回击后球向侧外旋转,角度大,称之为“压削”。依据来球与击球者身体关节的相对高度,采取相应的切削球方式,更易作出准确有效的回击。因此,根据人体肩、髋、膝关节相对高度,把切削球技术分为切削、平削和压削三种类型既科学直观,又便于在教学训练中操作。
2.2 三种切削球引拍动作运动学特征对比分析
2.2.1 侧身转体引拍方式与抬肘、站位分析 底线反手切削球与正手抽击球的引拍动作有着明显的不同。主要表现为:①双手引拍。与正手击球相比,无论双反、单反抽击还是反手切削均为双手引拍方式。双手引拍可以减少右臂、右肩关节的紧张度,相应增加了引拍的稳定性,更容易完成侧身转体动作。同时在引拍过程中也便于及时调整拍面角应对来球的变化。②高抬肘。切削球挥拍时右肘关节运动轨迹与抽击挥拍相反,是一个不断下降的过程。因此,切削引拍要求左腋自然夹紧,右腋打开抬肘。录像解析显示:“压削”时右腋角开度最大,均值为125.3°,肘抬最高达1.55m,高于右肩0.19m;“切削”时右腋角最小均值为56.7°,肘高最低为0.97m,低于右肩0.07 m;“平削”时肩肘高度差异最小均值为0.04m,右腋角均值为87.6°,见表2。
可见,右腋角是随着击球点升高而相应增大,即抬肘动作越明显。抬肘在网球切削球技术中有着重要的意义:通过抬肘增加了拍臂势能,在一定程度上增加挥拍时的动能转换;抬肘使拍臂趋向同一运动平面,减少力和速度的无效分解;抬肘增大拍臂转动半径,加大拍臂的转动惯量,同时也增大了切削球的范围。从录像解析中还发现,三种引拍的拍头与右肘相对高度差有着明显的差异性,并直接影响着挥拍路线。如表3所示,“切削”球引拍时,右肘位置相对较低,拍头朝后上方,高于右肘关节约0.60m,命名为“低肘引拍”;“压削”球引拍时,拍头朝后下方,低于右肘关节0.30m,称为“高肘引拍”;“平削”引拍时拍肘高度差最小,拍头朝后略高于右肘关节0.14m,称为“平肘引拍”。可见,适宜的右肘高度是切削球引拍动作技术内在要求。③底线反手切削球引拍站位范围比较大(0~180°),远远超过正手抽击球站位范围(0~90°)。底线反手主动切削球站位以封闭式为主,同时也随着击球点的高度和距左体侧(额状轴距离)远近而相应变化,击球点越高(如“压削”球)和击球点距左体侧越远(如大斜角球)其站位封闭程度越大(>90°)。
2.2.2 引拍时肩转角和髋转角分析 人们常说“网球是用脚打的”、“网球是用肩打的”,这是强调网球运动中的跑位、转体技术重要性的形象描述。在网球技术中,无论是发球、底线对抽还是网前,转体均作为重要的技术动作环节贯穿其中。在反手切削球技术中,身体的转动与挥拍速度有着密切的关系。身体的转动不仅提高了拍头速度(有研究表明: 10%的拍头速度来源于转体),同时也预拉长背部肌肉,使之相继产生更大的向心收缩力。衡量身体转动效果是引拍时肩、髋转角以及肩、髋转角之差。其中肩髋转角决定挥拍动作幅度,而肩与髋转角之差是反映身体扭紧的标志。身体的扭紧拉伸了相关的肌肉群,产生并贮存相应的肌肉弹性势能,在后续的挥拍转体中得到一定的释放和转化[3]。因此,从某种意义上说引拍时肩、髋转角之差也是贮存肌肉势能大小的标志,决定着挥拍击球速度的大小。
图2 三种切割球引拍时的肩、髋转动的角度
从图2录像解析结果可以看出,三种不同技术类型的引拍其肩转角均大于髋转角,表明不同切削球方式对身体扭紧度有着不同的要求,“平削”球引拍的转角差最大均值为54.15°,“切削”和“压削”球均值分别为37.24°和31.32°。从肩、髋转角可看出:三种引拍方式身体的转动幅度有着很大差异,压削转动幅度最大,其次是平削,切削最小。这说明在底线反手切削时,击球点高低与转体幅度呈正相关,同时还发现击球点高低与击球点离身体支撑点的距离远近也呈正相关,即击球点越高转体幅度越大,击球点离人体支撑点距离越远。当击球点高于同侧肩关节高度时,肩关节活动范围和高抬肘的牵拉作用在一定程度上制约了反手切削时的挥拍用力。因此,通过大幅度引拍转体加大反向转体挥拍的幅度来增加身体的转动惯量,以弥补切削反手高球的动力不足。
图3 挥拍过程拍头速度变化曲线
2.3 三种切削方式挥拍击球动作运动学特征对比分析
2.3.1 挥拍过程的“两次加速”动作技术分析 底线反手切削球的挥拍过程是一个完整的鞭打动作,同时它又有自身的动作特点。从人体生物力学得知:在躯体转动链中髋是一个重要关节,也是躯体运动的枢纽,为人体转动的第二支撑点,起着承上启下的作用[4]。在底线反手切削球动作技术中,下肢支撑反作用力通过髋传递到上体和上肢,使上体快速转动。
从录像解析中发现:在切削球转体挥拍过程中,持拍手腕关节是相对固定的,在挥拍切削鞭打环节链中,躯体是鞭根,网拍是末端环节。整个挥拍鞭打动作呈两次加速过程:第一次加速是以右肩肘为方向,以髋、肩、肘为一体的躯干“转体加速”过程,拍头呈匀速加速特征,如图3所示。三种切削动作拍头所获得的速度均值分别为平削7.41 m/s,切削6.74m/s,压削5.93 m/s。第二次加速是以拍头为转动方向,以肩为鞭根依次打开肩、肘、腕等关节,是一个“拍臂加速”的过程,拍头速度曲线呈加速上升。击球瞬间拍头速度为平削19.72 m/s,切削17.61 m/s,压削18.33 m/s。在鞭打过程的能量传递链中,“转体加速”是“拍臂加速”的准备和基础,决定了“拍臂加速”的方向和运动轨迹。“拍臂加速”阶段速度加速上升的原因:①鞭打动作角动量传递的结果——鞭根的角动量向质量较小的鞭梢传递而获得较大的运动速度[5];②“拍臂加速”过程中转动半径不断加大所致。拍是手臂的延伸,在“拍臂加速”阶段随着肩、肘关节的依次打开,转动半径迅速加大,致使拍头线速度急剧上升。
2.3.2 挥拍过程的拍面角变化 拍面角是网拍的面与水平面的夹角,无论正手还是反手,引拍结束瞬间与挥拍击球瞬间的拍面角度是不同的,这既是为了动作隐蔽性的需要,也是为了便于快速挥拍的需要。对拍面角的控制是底线反手切削球动作技术的关键[6],直接影响回击球的效果。击球时拍面角的大小要根据不同来球的高度和旋转的性质而做相应调整,即在“拍臂加速”过程中通过前臂的旋转来实现,这是底线反手切削球动作技术的核心之一。从录像看出击球点越高击球拍面角越大,回击上旋球比下旋球拍面角大。从图4解析结果显示:在三种切削球动作技术中,拍面角变化有着明显的差异性。“切削”时前臂内旋,即拍面角减小,引、挥拍面角之差为-40.54°;“压削”和“平削”时正好相反,前臂外旋,其中“压削”时引、挥拍面角之差为45.25°,而“平削”时拍面角度变化较小为21.41°。挥拍过程拍面角的变化主要表现在“拍臂加速”阶段“压削”技术挥拍表现得更为明显。由此可见,击球时拍面角大小是根据击球点高度和球体旋转性质而改变的,可以说挥拍的过程也是拍面角调整的过程。
图4 引拍结束和触球瞬间拍面角变化
2.3.3 击球瞬间人体的倾斜角分析 人体倾斜角是人体重心——前脚支撑点连线与纵垂线的夹角,它衡量底线反手切削球时上体前压跟进的程度。在网球底线反手切削球动作技术中,击球点高低位置决定着击球瞬间的身体姿态。图5解析结果所示:女子网球选手在“压削”时人体倾斜角均值为9.12°,“平削”为5.37°,“切削”最小为0.82°。不难看出击球点越高人体向前倾斜角越大。这是因为击球点越高引拍时人体重心越高,膝角大,蹬伸幅度小,产生的支撑反作用力小。通过身体前倾压制,增加人体重心的线性惯性,可以加大击球的力量。实践证明:无论是底线反手切削还是底线正手上旋抽击,随击球点升高人体倾斜角加大是网球底线击球的基本原则。
1)根据拍头顶点运动轨迹曲线,结合人体肩、髋、膝关节相对高度将切削球技术分为“切削”、“平削”和“压削”三种类型,比传统的切削球技术划分更具有合理性和可操作性。
2)不同切削球技术其引拍和挥拍动作有着显著的差异性,主要表现在肩髋转动角、拍面角、肘关节的相对位置以及身体的倾斜角度不同。
3)三种切削球挥拍加速均由“转体加速”和“拍臂加速”两个阶段依次叠加完成,遵循鞭打动作原理。
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Techniques Classification and Kinematics Analysis on the Backhand Chops at the Bottom Line in Tennis
HUANG Jianjun
(1.Department of Physical Education,Wuyi University,Jiangmen 529020,Guangdong,China)
By means of the research methods of literature reviews,video analysis,experts interviews,statistics and so on,taking women national team players of tennis as the research subjects,the paper has analyzed the backhand chops techniques at the bottom line in the video.The results show that the technique action of the backswing and swing is according to the height of the ball.Based on their action feature,the author classifies the backhand chop into cut-slice,truncateslice and press-slice.Statistics show that there are significant differences in the rotation angle of shoulder,kip,racquet face and inclination of body in two of the three technologies.However all the techniques are whippings which are to speed up from the twist of the body to swing of the arms.The study reveals the essential characteristics of the backhand chops ball techniques at the bottom line.The paper aims to provide the theory basis in teaching and training.
tennis technique;backhand chop;backhand swing;swing
G845
A
1004-0560(2011)04-0123-04
2011-05-21;
2011-06-18
黄建军(1968-),男,副教授,硕士,主要研究方向为网球教学与训练。
责任编辑:郭长寿
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