但对“击球力”到底从何而来?有人说来自高速挥动的球拍 , 有人说来自高速飞过来的乒乓球,有人说来自击球者身体的肌肉 , 有人说来自运动员食物营养素产生的热量,还有人说来自地面 。各执一词、莫衷一是,也可以说他们都没错 。这真实地反映了“击球力”来源的复杂性 。首先要解决的是每一板击球力的来源是击球者一方,还是运动的双方?
如果把击球力单纯看做击球者的挥拍速度和加速所产生,显然是有失偏颇的 。因为运动中没有任何人会击打一个静止在空中的乒乓球,凡是来球都是带有一定的能量、动量、速度、旋转等等并肯定会影响击球力 。
球拍击球是二者间的一种相对运动 , 常见的说法是两个高速运动物体(球拍和球)间的一次碰撞 。从这种观点出发,显然,球受到的击球力是双方运动员发力产生的结果 。因为运动的球拍代表着击球方运动员的发力结果,而来球的速度和旋转就代表着对方运动员施加在球上的力产生的结果(虽然经过飞行,速度和旋转都有不同程度的衰减) 。有些民间科学家把这个力叫做“历史力” 。物理教科书把这个叫做运动球的惯性而不把它看做一个力 。而来球被击打后会反向弹出,带着新的速度和旋转飞回去,显然是受到了击打力 。所以说,除发球外 , 把每板击球看成是双方球员先后发力产生的共同结果,似乎这更接近客观事实 。
接下来的问题是,击球力到底来自运动员的身体发力还是来自地面?好像两者都有一定道理 。
首先,有人说击球力来自运动员的身体发力 。这当然是正确的 。因为没有运动员的发力挥拍,击球力根本无从谈起 。这样看起来,乒乓球高速飞行与旋转的动能只能是来自人体运动的机械能或者来自人体内食物营养素中的化学能 。但是有人问:站在光滑的无摩擦力冰面上,运动员还能正常迈步、跑位、转移重心、迎前击球吗?显然不能 。
我们知道 , 人体运动的原始动力来自收缩或拉伸的骨骼肌,其牵引骨杠杆使人肢体发生机械位移 。但如果单纯只存在这类内力作用,它们只能产生身体各部位的形变和相对运动,如团身、直体、折叠等等,并不能改变身体重心的空间位置 , 因为内力都是成对出现,两两相互抵消的 。从系统整体上看 , 所有内力的合力为零,对质心不产生加速作用 。人体只有在内力主导下和外部环境(地面、乒乓球拍、乒乓球)发生相互作用形成外力效应,才有可能使身体整体产生运动,并对外做功、转移能量,形成击球力(参见图1) 。
图1 击球力的来源顺序示意图
所以还有人说,击球力来自地面,来自击球者蹬地时受到的地面支撑反作用力(弹力和摩擦力) 。这种说法也有一定道理 。根据运动生物力学原理,肌肉张力是人体内力中的主动力,虽可引起人体力学系统各部分之间的相对运动,但不能改变人体整体的运动状态 。人体只有借助于由内力产生的外力才能使自身发生整体运动(参见图2) 。
图2 蹬地产生支反力使人体重心升高
人体的内力再大也不可能自己给自己整体加速 。举重远动员力量再大也举不起自己,拳击运动员的单拳打击力有500公斤,体重只有100公斤,他能抓住头发将自己提离地面吗?当然不能 , 哪怕一秒钟、一厘米都办不到 。要想离开地面最简单的方法是蹬地弹跳,获得地面的支反力,即借助于外力 。从加速度看,乒乓球运动员正常跑位、转移重心、迎前击球的动力也只能是来自地面这个外力 。因为人体内力再大,不借助外力也不可能使人体发生这类重心平移的运动行为 。
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