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王楚钦,三大赛单打首冠!乒乓球拍对比赛胜负影响大么?

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王楚钦,三大赛单打首冠!乒乓球拍对比赛胜负影响大么?

王楚钦,三大赛单打首冠!乒乓球拍对比赛胜负影响大么?

乒乓球,作为(zuòwéi)我国(wǒguó)的国球,不仅是一项深受群众喜爱的休闲运动,更是我国在国际体育竞技场上的传统优势项目。

2025多哈(duōhā)世乒赛男单决赛,中国选手(xuǎnshǒu)王楚钦4比1战胜巴西选手雨果·卡尔德拉诺夺得冠军 图片来源:央视新闻

但为成绩自豪的同时,大家有没有注意过乒乓球比赛的细节(xìjié)呢?比如:小小的乒乓球,是如何拥有巨大力量(jùdàlìliàng)的呢?为什么赛前裁判要特地检查比赛双方的球拍(qiúpāi)?大家为什么要自带(zìdài)球拍,每个人的球拍不一样吗?

东京奥运会孙颖莎和伊藤美诚在赛前(sàiqián)相互检查球拍(qiúpāi) 图片来源:截图自央视

乒乒乓乓中的撞击动力学(dònglìxué)!

首先,我们要知道,赛场上“乒乒乓乓”,往复(wǎngfù)飞跃,主要源于球和拍之间的撞击动力学过程(guòchéng)。比赛中,球和球拍的碰撞接触时间仅为千分之一(qiānfēnzhīyī)秒(miǎo),乒乓球飞行速度最高可达每秒47米!电光火石之间,球拍表层的橡胶和海绵会因为球的快速挤压而(ér)(ér)变形、同时吸收动能储存变形能(当(dāng)然,球也会变形储能,球拍底板也会发生微小变形);当总动能达到某个极小值时、形变达到最大值,此后海绵和橡胶层形变恢复,变形能快速释放,转化为乒乓球的动能,于是乒乓球“脱板”而飞,抵达对方队员(duìyuán)球拍后,又会开始下一次的碰撞与飞跃。

球和球拍的碰撞(图片来源:参考文献(cānkǎowénxiàn)[1]

如果在击球(jīqiú)瞬间,乒乓球(pīngpāngqiú)的受力(shòulì)方向没有通过球心,切向摩擦力就会使球(shǐqiú)发生转动。除了球和拍的相对运动姿态外,影响切向摩擦力的主要原因是球与拍的材质和工艺,因此,通过优化技术可以制造出更高级的球和球拍,让击球更具“杀伤力”。

球拍为何要仔细检查(zǐxìjiǎnchá)?

目前的(de)(de)国际比赛中,乒乓球是由赛场统一提供的,但球拍却是队员自行携带的,这是为什么呢?

因为球拍的使用契合(qìhé)着运动员的自身特点和习惯,往往需要长时间(zhǎngshíjiān)的磨合才能提升技巧水平、达到“人拍合一(héyī)”的境界,而乒乓球本身则影响没那么大。

但从另一方面而言,球拍的自行携带机制也从硬件上给(gěi)比赛(bǐsài)带来了极大的不确定性!

可以想象,为了(wèile)争取更大的胜利,各国都会投入大量研发工作来提升球拍性能,球拍结构越来越(yuèláiyuè)复杂;纵观乒乓球运动的发展,技术打法的革新与球拍变革(biàngé)息息相关。

目前(mùqián),球拍大都由底板、海绵和胶皮(jiāopí)三部分组成,随着这三部分结构的不断创新,技术(jìshù)打法越来越追求快速、强旋转(xuánzhuǎn),重视“几招毙命”、回合减少(jiǎnshǎo)的“速效”打法,但同时,这会显著降低乒乓球比赛的观赏性和趣味性,让“拼体育技术”变成了“拼工业技术”,与奥运的竞技精神可不相符。

好在,国际乒联对直接影响球(qiú)拍(qiúpāi)和球撞击过程的重要参数上(shàng)给出了(le)系列规范。虽然目前对球拍的形状(xíngzhuàng)和重量没有统一规定,但在球板特性方面作了强制性要求,包括:球板应当足够平整、坚硬;球拍底板中天然木料层占比不小于85%,木料间粘接层等辅助材料厚度不大于(dàyú)总厚度的7.5%、也不能厚于0.35mm,海绵层厚度不大于0.4mm;以及,橡胶层不允许使用长胶等等。

因此,为了进一步保证比赛的技术公平性,赛前会有专门的检测处对球拍(qiúpāi)进行检测。检测内容主要包括球拍表面(biǎomiàn)平整度、球拍表面光泽度、水溶性胶水和胶皮(jiāopí)海绵合法性等等。

这下,你明白为何(wèihé)运动员的球拍为何要被一一检查了吗?

在球拍的(de)(de)发展历程中,还有一个小插曲——早期运动员曾使用到(dào)有机溶剂溶解橡胶精制(jīngzhì)成的快速胶水,来实现多变的撞击以控制球速和转动。因为它在粘合球拍底板和海绵层时,能在短时间内形成特殊的分布式气囊结构;然而(ér),这种快速胶水对人体伤害很大,所以渐被禁用,而球拍是否含有快速胶水也成一项重要的检测指标。

球拍(qiúpāi)底板虽然不直接触球,但却是整个(zhěnggè)球拍的承力主体。和底板相关(xiāngguān)的参数(cānshù)有:硬度、弹性和底劲。“底劲”又是啥?从力学上简单地(dì)讲,它(tā)可以理解为防止球与拍碰撞能量耗散的一股“劲儿”。最有“底劲”的极限理想情况是“存多少、就能取多少”。一般而言(yìbānéryán),球拍底板木料不多于七层,因为层数越多、表现越硬,所以快攻选手往往选用七层硬木板、弧圈选手则常常选用五层夹芯软底板,真是“人靠衣装马靠鞍,乒乓选手看底板”。

新材料、新工艺的(de)加持,特别是纤维增强复合材料技术的发展和支持,让球拍底板(dǐbǎn)力学性能提升很快。纤维类型良多、选择颇有讲究:典型的有碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维及其混编(hùnbiān)体。

其中,高强玻璃纤维底板最适合现代鞭打式击球,手感(shǒugǎn)上它最接近纯木底板、但是变形恢复速度(sùdù)又远超实木底板;比重轻、刚度大(dà)的碳纤维底板,撞击变形恢复时间短(duǎn)、回球加速快,可以帮助运动员制造高速低弧线球;芳纶纤维底板底劲充足,而且能减轻撞击震动,长期使用更有利于保护运动员手腕;不难想象,芳纶纤维和碳纤维混编(hùnbiān)底板或许能兼具二者优势,既有足够(zúgòu)快的脱板速度、又有足够柔和(róuhé)的手感。

总之,底板取材丰富多彩,因人而异各取所需,真(zhēn)可谓“量体裁衣(liàngtǐcáiyī)”了。

与(yǔ)底板相辅相成的软性材料

乒乓球拍用的海绵是一种发泡橡胶,粘贴(zhāntiē)在底板和胶皮之间。海绵夹层的主要作用是拉长球和拍的接触时间,提高球拍整体弹性及其(jíqí)摩擦切球(qièqiú)能力。

从力学性能上粗略划分,海绵可分为高弹和低弹两种类型:高弹海绵回弹(huítán)大、压缩负荷比高,用高弹(yònggāodàn)海绵的球拍能打出较高的旋转(xuánzhuǎn)和速度;低弹海绵反弹小、因此又名惰性海绵,低弹海绵球拍控球(kòngqiú)稳健、容易控球,在制造旋转时击球运动员需要发挥更多自身力量。

作为直接接触球体的胶(jiāo)皮,其工艺技术更是日新月异(rìxīnyuèyì)。简单地说,当前乒乓球拍主要用到(yòngdào)两类胶皮,即颗粒胶和反贴胶。其中,颗粒胶胶皮颗粒朝外(cháowài),当颗粒直径等于、大于或(huò)小于颗粒长度时,它又分别称为正胶、生胶和长胶。反贴胶胶皮颗粒朝内,通常(tōngcháng)需要搭配厚的硬海绵,而自身又厚又硬的反胶就叫防弧胶,则需要相对松软的海绵配合。不难理解,不同胶皮对乒乓球具有不同的摩擦能力(nénglì),这就可以配合不同的技术打法。

优化的胶皮、海绵搭配与(yǔ)底板性能的发挥相辅相成、相得益彰。

最终,胶皮(jiāopí)、海绵和底板的(de)不同组合让球拍们展示出各有千秋的特别性能。

说完(shuōwán)球拍,咱们也说说球。

为了增加乒乓球运动的观赏性,2000年,国际乒联将其(qí)直径从38毫米增加到40毫米,开启(kāiqǐ)了乒乓球的大球时代。

大球飞行阻力更大(gèngdà)、旋转(xuánzhuǎn)时空气摩擦力矩也更大,且自身转动惯量(zhuàndòngguànliàng)也大,因此大球的飞行速度和旋转速度也更低。想让球快速转起,运动员往往需要付出更大努力。

与球拍的(de)变迁史类似,乒乓球本身的材料(cáiliào)也是几经更替。2014年,服役百余年(bǎiyúnián)的赛璐珞球被换为(wèi)安全环保的无缝塑料球,因为赛璐珞有毒且易燃,给航空运输带来很大困难(kùnnán)。然而,在干冷环境里,由于冷缩、干缩和冷脆等力学效应,无缝塑料球容易(róngyì)破裂,有数据显示其(qí)损耗率(sǔnhàolǜ)比赛璐珞球至少高出20%。不过在干冷环境里,无缝塑料球容易爆裂,损耗率比赛璐珞球高20~30%。所以,2017年,世乒赛开始广泛采用ABS材质,作为一种三元共聚物,ABS具有更好的性能和更低的成本。

“工欲善其事,必先利其器”,球与拍就是乒乓赛场的(de)(de)武器装备。对于运动(yùndòng)员来说,好的装备能以更大限度的发挥出高水准,给观众带来更炫的表演。纵观乒乓球发展史,球拍和球的技术进步互为挑战(tiǎozhàn),相辅相成:球拍不断朝着弹性更高、摩擦操控性更强的方向(fāngxiàng)发展,目的(mùdì)是使球速更快、运动轨迹更难以捉摸;乒乓球却是朝着体积更大、惯性更大的方向发展,目的是使它飞行更稳定、精彩更持久。

乒乓球在(zài)变,球拍也在变,但是努力拼搏的中国乒乓球的精神不变,世界和平的奥运精神不变,让我们祝福(zhùfú)所有健儿再创佳绩!

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3.费曼(fèimàn). 物理讲义 第一卷[M]. 北京(běijīng):世界图书出版公司,2008:4-5

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7.刘琼. 简析乒乓球(pīngpāngqiú)球拍的演变与革新[J]. 运动(yùndòng), 2016, 000(024):134-135.

8.陈伟胜, 杨敏. “防抱死”乒乓球成赛场新宠(xīnchǒng)[N]. 广州日报(guǎngzhōurìbào), 2017-10-07.

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