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创建于  2013-02-25 

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室内空间大小对乒乓球运行速度的影响

阅读数:23 回复数:0 来自:技术交流

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,我们可以通过下图来具体分析一下。  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。  




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2017-10-25

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