乒乓球正手拉高吊弧圈球与前冲弧圈球技术的运动学差异分析
1 前 言
1.1选题背景
乒乓球是我国的国球，在国际乒坛上也有着至关重要的地位。回顾前 52 届的世界乒乓球锦标赛中，我国乒乓球从 1971 年的第 31 届世界乒乓球锦标赛上，即在文革后我国间断了所有国际体育比赛后恢复的初次世乒赛，中国承揽了女子团体、男子团体、混双、女子双打的冠军，从此以后我国在乒乓球上取得越来越显著的发展，而且多次取得了世界乒乓球比赛的大部分冠军。随着乒乓球技术的不断演进和发展，弧圈球逐渐成为当今攻球技术中的主流。从恢复世乒赛到现在，在国际乒联比赛中据数据统计：快攻的比例是 18.0%，削球比例是 11.3%、弧圈球比例是 70.4%。从比赛的使用频率中可以看出，弧圈球的地位越来越重。再看我国优秀乒乓球运动员的打法，马琳、王皓等使用的是直拍横打弧圈结合快攻打法，王励勤、孔令辉等使用的是横拍弧圈结合快攻打法，邓亚萍、张怡宁等使用的是横拍快攻结合弧圈打法，可以看出弧圈球技术在当今的地位。弧圈球是乒乓球中旋转强烈的上旋球，攻击力强大，而且还相对稳定。弧圈球是一种强烈的进攻手段，在对付削球和拉球中，不仅能够得分还能作为一种过渡的手段。弧圈球是日本乒乓球队发明的一种新打法，随着乒乓球的不断发展，弧圈球的质量不断提高，同时也形成了较为完整的弧圈球系统。弧圈球根据击球的部位能够分为正手弧圈球、反手弧圈球和侧旋弧圈球。依照球的旋转特点能够分为加转弧圈球（即高吊弧圈球）、前冲弧圈球、侧旋弧圈球和不转弧圈球。正手前冲弧圈球和高吊弧圈球是进攻技术中的基本技术，也是最常见和最常使用的进攻技术。作为一名没有受过专业训练的业余乒乓球爱好者，平时利用节假日进行乒乓球训练，在学习弧圈球技术时却遇到了瓶颈，通过与中北大学体育学院乒乓球老师、专业乒乓球运动、业余运动员交流，并结合自己的亲身实践，发现每个乒乓球爱好者都希望能够拉出漂亮的高吊弧圈球和前冲弧圈球，但是在实际的练习和比赛中却存在很大的阻碍，只是知道其基本的动作，却不能真正的突破。
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1.2 研究目的及意义
1.2.1 研究目的
作为乒乓球正手位击球的重要进攻技术，正手拉前冲弧圈球和高吊弧圈球技术这两种技术动作在乒乓球训练和比赛中都具有十分重要的意义，是比赛中得分的重要技术方式。本文主要运用运动生物力学的实验研究方法对乒乓球正手前冲弧圈球和高吊弧圈球两种技术动作进行运动学分析，揭示两种技术动作的运动学特征，和两个技术动作的相同点与不同点，为乒乓球运动员和业余爱好者的训练提供一定的参考。利用科学的手段进行分析，为教练员和乒乓球老师安排训练计划提供理论依据。
1.2.2 理论意义
本文以 12 名专业的乒乓球运动员为实验对象，这 12 名运动员基本都是国家一级运动员，接受正规的训练，其动作都已经达到稳定定型。本文对每一个运动员正手前冲弧圈球和高吊弧圈球进行了运动学分析，针对两个技术动作的挥拍时间、挥拍路程、各环节的速度、关节角度等分别做比较，并分析单个击球技术的技术特点，为普及、改进和提高这两项技术提供了一定的理论依据。
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2 研究对象与方法
2.1 研究对象
为了保证实验数据的科学性，本文以山西省乒乓球省队 6 名专业男运动员和 6 名体校男运动员为实验对象。为了数据的科学性，运动员统一使用同一块乒乓球拍，正手位使用的是狂飙 03 胶皮，反手位使用蝴蝶 05 胶皮。（狂飙 03 粘性大、摩擦系数高、容易吃球，速度和旋转性上有优势。蝴蝶 05 是一款涩性反胶，具有极高的旋转性。）其中李铖、陈嘉鹏为左手持拍一级运动员，其余都为右手持拍运动员。选取的十二名运动员大部分都是一级运动员，年龄在 20±4 岁，训练年限都在 11±4 年，平均每天的训练时间都不小于 6 小时，他们的动作都统一稳定，达到了动力稳定型。为了保证运动员在实验时水平的正常发挥，在选择拍摄场地时选的是队员平时训练的室内体育馆，光线充足，在其充分热身并练球后进行拍摄。在使用 APAS 三维影像系统解析结束后，通过平滑观察每一个运动员的三维空间数据曲线的相似度，大部分运动员的数据较为接近，其中张子萱和赵乔在挥拍速度上稍差于其他十名运动员（由于训练年限和发力的不同，一级运动员在挥拍速度上会比一些二级运动员快），谭思齐现在的运动等级是二级，但其实际水平已达到一级水平，所以实验数据以剩下的十人为参考数据。
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2.2 研究方法
2.2.1 文献资料法
通过利用我校图书馆图书资源、中国知网、万方等数据库，根据研究内容查阅关于各种运动专项的运动学、生物力学方面的资料，这样能够更全面的了解其他运动专项的研究方法和研究思路；查阅与乒乓球的各类攻、打技术相关的运动学、生物力学研究；查阅运动学实验的方法，三维影像解析等方面的国内外文献，收集并整理，了解目前的研究现状和发展趋势。
2.2.2 专家访谈法
在选题、实验及撰写论文中的过程当中，采用面谈、电话交流等方式与导师、部分教练员、生物力学老师、统计学老师，交流实验的设计及操作问题、数据的处理、数据中有效数据的使用等方面的观点，提出了重要的提议。
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3 结果分析....... 18
3.1 下肢各个关节的运动分析..........19
3.1.1 下肢各关节的角度变化.......19
3.1.2 下肢各关节的速度变化.......23
3.2 躯干的运动学分析....27
3.2.1 躯干的扭转角度变化...........27
3.2.2 身体重心的位移变化...........29
3.3 上肢关节的运动学分析.....30
3.3.1 上肢各关节的角度变化分析........31
3.3.2 上肢各关节的速度变化分析........33
3.4 球拍的运动学分析...........37
3.4.1 球拍的速度分析...........37
3.4.2 球拍的空间位移..........38
3.4.3 球拍触球时的空间特征.......40
4 结论与提议............ 43
4.1 结论..........43
4.2 提议..........44
3 结果分析
3.1 下肢各个关节的运动分析
本实验在山西省太原市滨河体育中心乒乓球训练馆进行，拍摄器材有两台 VC9800高速摄像机、一个三维框架、三个三脚架、乒乓球台、乒乓球及乒乓球拍等，研究对象是山西省体校和山西省乒乓球队的队员，研究内容是正手拉高吊弧圈球和前冲弧圈球。两台摄像机的摆放位置如图 1，分别放置于实验运动员的左前方大概 60°的位置和右侧后方大概 30°的位置，距离分别是 9m 和 11m，主光轴距离地面摄像机 1 为 0.9m，摄像机2为1.1m。三维辐射框架原点离地面高度是15cm，框架重心到地面的距离是0.9m。将摄像机的位置固定好后，调整摄像机的俯仰角度和焦距，使画面达到最清晰。在本文中设置的拍摄频率是 100 幅/秒。检查各个实验器材准备就绪后开始拍摄，第一步将三维框架放置在实验运动员的位置，对三维框架进行拍摄。三维框架上共有 28 颗小球，每一颗小球都有相应的三维坐标，这样就能对运动员参与运动的关节给予处准确的坐标，所以在拍摄中要求能够看清楚框架中的大部分球。在本实验中，三维框架的原点在运动员的右下方，所以运动员所在的左侧为 X 轴正方向，运动员前为 Y 轴正方向，上为 Z 轴正方向；第二步，开始拍摄运动视频。搬掉三维框架，运动员站在刚刚框架所在位置，两台摄像机同时拍摄。在该实验中要求发球员以发多球的形式给运动员发平和下旋球，发到运动员的正手位，发球的弧线落点不要有太大差异，拉三个高吊弧圈球三个前冲弧圈球，这样就能够挑选质量最好，拍摄最清晰的影像来进行分析。
结论
作为一名乒乓球业余爱好者，在平时的训练和比赛中，深深的体会到拉前冲弧圈球和拉高吊弧圈球的难度，所以从自身出发，希望能够搞清楚正手拉高吊弧圈球和前冲弧圈球两个技术动作在运动学中存在什么差别。在经过查阅大量的相关资料后，确定了自己的研究方向，着手准备实验方案。在中北大学体育学院生物力学贾谊老师、我的导师付奕老师和省队总教练卜邦民教练的指导下，现场采集乒乓球运动员这两个技术动作的影像资料，通过利用美国 APAS 三维影像解析系统进行数据处理。根据数据进行数据分析，在导师的指导下，撰写论文。
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参考文献（略）