网球生物力学那些事儿连载终结篇丨不懂得反作用力一定很蓝瘦

海竣云 2016-12-08

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一、反作用力的BIOMEC旁通

我国先秦时代的墨子学派就说过船夫用竹篙钩岸上的木桩，木桩能反过来拽着船靠岸，这就是作用力与反作用力现象的记载吧。大科学家牛顿把这一现象概括成为牛顿第三定律：每一个作用力总存在一个相等的而且方向相反的反作用力，即两个物体彼此施加的相互作用力总是相等的，并各指向对方。我们可以从三方面理解这一定律的含义：（1）作用力和反作用力没有主次、先后之分，同时产生、同时消失；（2）这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消；（3）作用力和反作用力必须是同一性质的力。作用力与反作用力其实在网球中运用很普遍，特别是反作用力，在网球击球的各个环节都运用的很普遍，下面我就来和大家聊一聊。

尼克·波利泰尼在其致命正手一文中提出：大炮不应该架在独木舟上，而应架在有稳定的支撑的地方，因为炮弹向前运动时炮身会向后运动，这就是反作用力现象，这是自然界万物都有的通性。网球运动中的每一次击球技术都是在肌肉舒张和收缩的条件下完成的，就像弓箭一样，要想把箭射的更远，就必须把弓最大限度的拉长以储存势能，这可以理解为一个“蓄力”的过程。在肌肉收缩之前，给肌肉最大限度的预张力，尽可能多的储存形变势能，使肌肉收缩前的初长度尽可能被拉长，这样它在收缩时才能最大限的爆发，产生较大的“张力”，而收缩前的肌肉舒张可以理解为“预张力”，是为收缩做能量储备的。研究表明在一定范围内，肌肉收缩力量的大小是取决于其舒张的初长度大小的。

二、合理利用反作用力打好网球

1．屈膝是获得反作用力的蓄势

力是物体间的相互作用，人体动作的实现是内外力共同作用的结果，内力主要是肌肉力，外力表现在外部介质的作用。人体运动只有受到外力的作用下才会改变运动状态，击球的主要外力有包括重力、支撑反作用力、弹性力、摩擦力、流体作用力、向心力等等，而屈膝恰恰是人体主动蹬地的力量之源，首先屈膝使肌肉得到牵张，这一姿势肌肉和肌腱中因肌肉牵张而产生了弹性势能，在蹬地利用反作用力起跳后，在击球时将这一部分势能释放。下肢的用力是BIOMEC动力链的第一环节，通过腿部弯曲蹬地获得地面的反作用力，体现了牛顿的作用力与反作用力定律。根据BIOMEC动力链的发力源泉，屈膝过程中腿部肌肉处于牵张状态，肌肉被拉伸获得力量，就像被拉长的弹力带，当其收缩时将会产生更大的蹬地力量，例如桑普拉斯发球时曲膝在70°上下。因为击球的很多力量都来自地面的反作用力，有了扎实的蹬地动作，动力链后面的转髋、转肩等其他缓解的力量也能充分的发挥出来。

2．蹬跳是反作用力的最大涌现

两个物体间的相互作用力，方向相反，力量相等。当你用力踩地面时，地面也给你反作用力，这一力量会沿着动力链向上传导，经过线动量——角动量——线动量的转换，最终汇聚到拍头，根据动量守恒这一反作用力转换成拍头速度。因为蹬地反作用力会产生较大的击球力量，而产生的力量又主要来源于腿部肌肉的收缩做功。以正手为例，向后引拍时，身体重心逐渐移向右，然后右脚向右后方蹬地，右脚的支反力开始减小，身体重心开始向左脚转移。以上是常规的蹬地动作，但职业球员在正手击球常常蹬离地面。右脚是蹬地动作的主要发力环节，起跳中击球的反作用力同样来自地面，而这个过程应该是先自下向上的发力，形成力量的传导，当右脚蹬地时脚跟内旋，充分蹬地使身体蹬离地。下面是职业明星们的身体腾空优美姿势，双腿伸直，不再弯曲，右肩转动了近180度。这一蹬跳是双脚蹬地力量的最大涌现，双脚腾空是是从地面获得的惊人的反作用力所带来的结果，是强大力量带来的强大反作用力。

3．触球时顶住是反作用力传导的关键

一个简单的实验，假设有一块木板竖直的（完全固定、不完全固定）摆放在地面上，这时如果用一个网球去击打两种情况下的木板，会发生什么？第一种情况下：木板完好，球弹了回来并且保持了绝大部分的速度；第二种情况木板倒了，球几乎弹不回来。同样的道理运用的网球的击球过程中，就要求我们在击球瞬间保持击球结构的稳固。如果你不能顶住来球（就像第二种情况下的木板），你就不能很好的进行推动和抬起球拍的技术环节（击球结构被破坏了），所以只有很好的顶住来球，才能很好的送出来球。