【doc】乒乓球运动中上旋球与弧圈球的力学原理

【doc】乒乓球运动中上旋球与弧圈球的力学原理 乒乓球运动中上旋球与弧圈球的力学原理 第17卷第4期 2004年第4期 潍坊教育学院 JOURNALOFWEIFANGEDUCATIONALCOLLEGE VoI.17No.4 Dec.2004 乒乓球运动中上旋球与弧圈球的力学原理 潘克旺闰松章 (1潍坊教育学院机电与信息系;2青州市庙子中心校,山东青州262500) 摘要:乒乓球运动中的上旋球及弧圈球运动,也遵循力学的运动原理,研究这些原理,对提高理论水平有 帮助. 关键词:上旋球;弧圈球;旋转;抛物线 中图分类号:039文献标识码:B文章编号:1OO9—2080(2004)04--0022--02 乒乓球活动中的上旋球,是运动员挥拍向上,摩擦并打击 球的后点形成的旋转球,对接球的一方会有什么影响,球会怎 样运动?我们以力学运动原理进行讨论并分析: 1一般上旋球 11如图1一(a)所示(略),是不转球运动的轨迹.即甲 方发一不转球,球按抛物线运动的轨迹落台弹起,又按抛物线 运动的轨迹落到乙方的台面弹起后,在空中某一位置时,乙方 用适当的形式接球(这个适当的形式是乙方的球拍与水平面 所成一夹角n)并顺利地将球接回到甲方的台面上,完成击球 任务.设乙方球拍双面反胶. 12若甲方挥拍发出一个上旋球,球一边旋转一边按抛 物线的轨迹落到乙方的台面上并弹起.这时接球的乙方如果 判断不准确,按照下旋球去进行还击,或按不转球进行还击, 则球的返回路线的轨迹就发生了变化.产生这种变化的原因 是球拍上的胶皮面与乒乓球接触时产生的摩擦力对球的旋转 起到了阻碍作用,使以自身直径为轴旋转的乒乓球又增添了 一 种以球和球拍的接触点为轴的滚动(这个转轴与自身旋转 轴平行,这条轴在球拍面内),就是在这弹起前的瞬间的滚动, 迫使球的运动方向发生了改变,使球产生了向上"蹦"的现象, 如图(略)1--(b).就产生了不是"回球过高"就是球飞出台面 "接发球失误"的现象.造成对方攻球得分或发球直接得分的 局面.因此,在接上旋球时,就要适当地将球拍竖一下,把球拍 平面和水平面之间的夹角适当增大一点,使球从球拍上弹起 做抛物线运动时的仰角小一些.这个仰角是球弹起后的抛射 速度方向与水平方向之间的夹角,根据力学知识,这个仰角与 球的上升高度有很大的关系,这个关系是: h= 式中h是球从脱离球拍开始上升的最大高度;g是重力 加速度;v是球从球拍上弹起后的速度;e是球做抛射运动时 的仰角,即速度方向与水平方向之间的夹角. 可见,只要仰角e变小,球升高的高度自然会降低,球上 升高度降低,球在空中水平方向上飞行的距离就短,飞行距离 变短,乒乓球就不会或者不容易飞出台面,造成自己的"接发 球失误",或者"回球过高".球拍平面和水平面之间的夹角n 多大才适合,(或者说e角多大才合适),这需要运动员根据自 己积累的经验去掌握,还要根据发球者发球的速度的大小,方 向以及旋转的程度去调整,去达到这个合适的形式,将球接回 到对方的台面上,如图(略)1--(C).有时候这个合适的形式中 的合适角度n可能超过9O度,使球拍下扣,形成对球的推挤 技术. 如果要给对方一个高质量的回球,需要运动员自身具有 更高层次的技战术水平(图略). 2弧圈球 对于强烈旋转的上旋球,成为弧圈球.弧圈球分前冲弧圈 球和高吊弧圈球两类,弧圈球的特点是旋转强烈,其运动原理 较一般上旋球有明显的不同. 一 般的上旋球,旋转不强烈,空气气流对它的影响相对较 小,而对速度快,旋转又强的弧圈球来说,空气气流的影响就 不能忽视,并且对它的运动产生非常重要的作用. 大家知道,飞机的升空翱翔,是飞机翅膀的结构造成了飞 机翅膀上下方的气流压强不相等造成的.对于流体的性质,记 得最清楚的一句话是"流速大压强小".因为贴近飞机翅膀上 方的空气气流层的流速大,压强小,飞机翅膀下方的气流层流 速小.压强大,使得飞机翅膀下方受空气的压力大于飞机翅膀 上方受到的压力,总的结果是:飞机受到一向上的作用力,所 以飞机升空. 对于乒乓球在空气中运动的情形如何呢? 首先,空气属于粘滞性流体,其内部之间存在内摩擦力, 最明显的例子是奔驰的汽车从我们身边驶过之后,会感受到 空气的流动.因此,乒乓球在空气中旋转时,乒乓球面附近 的空气随球一起旋转,形成一层薄薄的流动层,称作环流层的 气流. 乒乓球在空气中作不旋转时的运动时,空气被乒乓球挤 09—12 收稿日期:2004— 作者简介:潘克旺(1947~),男(汉族),山东青州人,潍坊教育学院机电与信息工程系 教授. 22 2004年第4期潘克旺闫松章:乒乓球运动中上旋堡旦堡 压以后从球的表面流过,贴近球表面层的气体相对于球来说 就形成了层流,这层流相对于乒乓球具有一定的速度.层流的 流动方向与球的运动方向相反. 乒乓球被拉成强烈的上旋球以后,球上方的环流层和层 流的流动方向相反,起到相互抵消的结果,使球上方的气流速 度较小.相反,在球的下方的环流层和层流流动方向相同,合 成后的结果,使球下方的气流速度较大一些.根据流体"流速 大压强小,流速小压强大"的性质,可知乒乓球上方的气流对 参考文献: [1]漆安慎等.力学基础[M].北京:高等教育出版社,1982. 球的压力大,乒乓球下方的气流对球的压力小.对整个球讲, 它除受重力以外,还受到气流对它向下的压力,因此球的运动 弧线变低,有下沉的感觉.再加上在抽拉弧圈球时,力量大,球 与台面之间的摩擦力也大一点,也会使球在弹起之前有一点 瞬时的滚动,所以在高水平的赛事上,经常见到拉出的前冲弧 圈球已很低的状态过网,过网以后碰到台面后,根本不往上 蹦,而是像"扎猛子"一样,一头扎下去的奇特现象.如图(略) 1--(d).有关其他技术问题,请参阅有关书籍. E2]丘钟惠等.现代乒乓球技术和研究[M].北京:人民教育出版社,1982. [3]乒乓球编写组.乒乓球[M].北京:人民体育出版社,1979. MechanicalPrinciplesofTableTennisTop--spin PanKewangYanSongzhang (1.MechanicalElectronic&InformationEngineeringDepartment ofWeifangCollegeofEducation;2.MiaoziCentreSchoolofQingzhou,QingzhouShandong 262500) Abstract:Themovementoftop—spinandloopdriveofthetabletennisalsofollowstheprincinplesof mechanics.Thestudyoftheseprinciplesisprobablyofhelptoraisethetheoreticalleve[. Keywords:top—spin;loopdrive;spin;parabola(Translator:Mr.ZhangSongtao) (上接第17页) (3)不同听力教材的交叉使用 心理教育学研究认为,情感因素影响教学.情感因素包括 听者的动力,兴趣,信心,意志力和心理焦虑等.以上情感因素 归结到听力课课堂教学上,可以用一句话来概括:那就是注意 力是否能长时间完全集中于听一种形式的英语上而不走神. 在长期的教学实践中,本人发现,单调的课程形式,即使内容 "色彩和色调",也会让人产生枯燥, 丰富,趣味性强,但不变换 乏味,单调的感觉,从而听者感到疲倦,疲劳,困倦,走神,精力 散失,注意力没法集中起来.所以我们可以通过变换不同的, 特点各异的听力材料,即通过听力教材的交叉使用来调动学 生的兴趣,用不同的"色彩和色调"刺激学生的大脑皮层.使之 保持情感因素的集中性和持续性.例如:上课听半小时《新世 参考文献: 纪高职高专英语听力教程》,学生注意力没分散之前,换成《走 遍美国》,然后,再听一篇TOEFL训练材料,最后再看一节 《胜利之门》.半个学期左右.再交叉使用其它形式的听力教 材,效果非常好. 结语 本次英语听力课程课堂教学改革与传统听力教学法在教 学思想与原则上存在着根本的区别.其中心思想和根本原则 就是以学生为主体,而不是让学生围着教材转,围着教师转; 在教学过程中,既要求学生掌握听力材料的全部内容,把握整 体表达的主题,更要求学生开口重复和模仿所听到的内容, 听,说相结合,二者融为一体.既要提高学生的听力水平,丰富 学生的社会文化知识和开阔学生的国际视野,增强他们的国 际意识和听力鉴赏水平,还要提高他们的口语表达能力. [1]左焕琪.外语教育展望[M].上海:华东师范大学出版社,2001. [2]王景和,英语教学名家谈[M].长春:吉林教育出版社.1988. [3]谭海涛.新世纪高职高专英语听说教程[M],上海;外语教育出版社,2003. [4]阶梯股份有限公司,麦克米伦出版公司.走遍美国[M].北京:外语教学与研究出 版社,1993. [5]孙建秋,胜利之f-j[M].北京:童趣出版有限公司,2003. StudyontheReformofTeachingStyleofHigher--vocational EnglishListeningComprehension ZhangZhendong (ForeignLanguageDepartmentofWeifangEducationalCollege,QingzhouShandong262500) Abstract:InordertOimproveEnglishListeningComprehensionteachingandpromptitsreform.thepaperaimstOdraw aconclusionfromtheactivitiesofteachingreformonhigher--vocationalEnglishlisteningcomprehension. Keywords;listeningcomprehension;inter--activeteachingmethod;Englishcomprehensivecompetence (Translator:Mr,ZhangZhendong) 23