乒乓球正手快攻、弧圈球技术的生物力学研究及步法垫测试系统的研制与实验

论文摘要

乒乓球项目是我国的优势运动,是我国奥运金牌的重点项目。乒乓球正手快攻和弧圈球技术是该项目的核心技术,乒乓球步法的好坏直接关系到运动员的技术水平和发展前途。对乒乓球正手快攻、弧圈球技术,及步法移动进行生物力学研究,对于保持我国乒乓球运动的长盛不衰,发展我国的奥运战略具有重要意义。本文运用QUALISYS三维运动学测试系统和两台KISTLER测力台系统,对10名乒乓球运动员的正手快攻和弧圈球技术进行了生物力学研究,每种技术又分中等力量和最大力量两种用力方式;研制开发了一套乒乓球步法垫测试系统,并运用该系统对1名1级乒乓球运动员比赛中的步法特征进行了测试与分析。研究结论如下:(1)球拍触球瞬间并非出现在挥拍最大速度时刻,大部分出现在挥拍最大速度之后。(2)在击球的引拍和挥拍击球阶段,上肢各关节的动作不像其他生物力学研究所说的是鞭打动作形式,上肢各关节最大速度出现的顺序没有定式,动作与动作之间,个体与个体之间差异较大。(3)乒乓球运动员完成正手快攻和弧圈球技术的力学指标差异在于,拉弧圈球时左右、上下方向上的地面支撑反作用力的最大值大于正手快攻。提示我们在完成弧圈球技术时,要加大左右和上下方向上的蹬地力。(4)最大力量和中等力量两种用力方式完成正手快攻技术的力学指标差异在于,重打时垂直、前后方向上的最大地面支撑反作用力大于大于轻打。提示我们当要大力正手快攻时,要加大向下、向后的蹬地力。(5)最大力量和中等力量两种用力方式完成正手弧圈球技术的力学指标差异在于,重拉时三个方向上的最大地面支撑反作用力均大于大于轻打。提示我们当要大力正手拉弧圈球时,要特别注重加大蹬地力。(6)本论文所研发的乒乓球步法垫测试系统可以用作对乒乓球比赛中步法的测试。可以获得整场比赛步法移动的运动学参数:步法移动的时间(左、右足腾空、支撑时间、次数;双足的腾空、支撑时间等)、步法移动的空间(步法移动的范围、步幅)及步法移动的速度、步频等指标。对深入探索乒乓球步法技术规律有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 文献综述
• 1 对碰撞过程的研究
• 1.1 理论方面的研究
• 1.2 实验研究
• 1.3 小结
• 2 乒乓球飞行的生物力学研究
• 2.1 理论研究
• 2.1.1 对速度的认识
• 2.1.2 对旋转的认识
• 2.1.3 对弧线的认识
• 2.1.4 对力量的认识
• 2.1.5 对落点的认识
• 2.2 实验研究
• 2.2.1 速度和旋转
• 2.2.2 力量
• 2.3 小结
• 3 乒乓球技术的生物力学研究
• 3.1 乒乓球动作技术的生物力学研究
• 3.1.1 理论分析
• 3.1.2 实验研究
• 3.2 乒乓球步法移动的生物力学研究
• 3.2.1 理论研究
• 3.2.2 实验研究
• 3.3 小结
• 4 乒乓球生物力学研究现状总结
• 5 乒乓球生物力学领域研究的展望
• 5.1 乒乓球生物力学研究方法及仪器的展望
• 5.1.1 乒乓球力学理论研究方法的展望
• 5.1.2 乒乓球生物力学实验研究方法的展望
• 5.2 研究领域的展望
• 5.3 小结
• 6 总结
• 第一部分 乒乓球正手快攻、弧圈球技术的生物力学研究
• 1 研究方法
• 1.1 测试对象
• 1.2 实验仪器
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 运动学测试
• 1.3.2 动力学测试
• 1.4 实验过程
• 1.4.1 实验仪器调试
• 1.4.2 贴标志点
• 1.4.3 动作技术测试
• 1.5 数据处理
• 1.5.1 运动学参量的计算与处理
• 1.5.2 动力学参量的计算与处理
• 1.5.3 动作阶段的选取
• 1.5.4 统计方法
• 2 对乒乓球正手快攻、弧圈球技术的测试结果与分析
• 2.1 动作阶段划分及研究范围的确定
• 2.1.1 动作阶段划分
• 2.1.2 研究范围的确定
• 2.2 球拍和上肢的运动
• 2.2.1 球拍的运动
• 2.2.2 上肢的运动
• 2.2.3 上肢各关节的速度变化
• 2.3 躯干和下肢的运动
• 2.3.1 躯干的运动
• 2.3.2 下肢的运动
• 2.4 击球技术动作的力学特征
• 2.4.1 垂直方向的支撑反作用力
• 2.4.2 水平方向的支撑反作用力
• 2.4.3 前后方向上的支撑反作用力
• 2.4.4 力学特征小结
• 第二部分 乒乓球步法垫测试系统的研制
• 1 乒乓球步法垫测试系统组成
• 2 乒乓球步法垫测试系统硬件原理
• 3 乒乓球步法垫测试系统软件原理
• 3.1 软件构成
• 3.2 软件算法中时间偏差的说明
• 4 乒乓球步法垫测试系统技术参数
• 5 对步法垫测试精度的检验
• 第三部分 对步法垫测试系统的验证及测试结果分析
• 1 研究方法
• 1.1 测试对象
• 1.2 实验仪器
• 1.3 实验方法
• 1.4 实验过程
• 1.5 数据分析与处理
• 2 乒乓球步法的测试结果与分析
• 2.1 对比赛的描述
• 2.2 比赛中运动员步法的时相特征
• 2.2.1 一分球中步法的时相特征
• 2.2.2 一局中步法的时相特征
• 2.2.3 一场比赛步法的时相特征
• 2.2.4 小结
• 2.3 比赛中步法的空间特征
• 2.3.1 步法移动的区域特征
• 2.3.2 步法的移动距离
• 2.3.3 步法的步幅
• 2.3.4 小结
• 2.4 比赛中步法的时空特征
• 2.4.1 移动频率
• 2.4.2 移动速度
• 2.4.3 小结
• 2.5 乒乓球步法运动学特征总结
• 3 对乒乓球步法研究的讨论
• 3.1 对乒乓球步法特征的讨论
• 3.2 对乒乓球步法训练和体能训练的启示
• 3.3 步法特征的后继研究
• 结论
• 致谢
• 参考文献