司空見慣卻無比重要的旋轉(zhuǎn):上旋與下旋

上旋和下旋幾乎是所有乒乓球愛好者最為熟悉的旋轉(zhuǎn),我們打的每一板球都有一定程度的上旋或者下旋在發(fā)揮著作用。對上、下旋的掌握和運(yùn)用既是對乒乓球基本功的考驗(yàn),也包含著乒乓球理解的深化。

然而,對上、下旋司空見慣的同時(shí),我們是否認(rèn)真研究過上、下旋究竟起到了什么樣的影響,我們又該如何利用上、下旋的特性呢?接下來,我們就開始細(xì)致地分析吧。

在《最容易被人們忽視的旋轉(zhuǎn)——順旋與逆旋》一文中,我們已經(jīng)介紹過乒乓球的三條基本旋轉(zhuǎn)軸與圍繞其產(chǎn)生的三對旋轉(zhuǎn):

其中,左右軸(也就是三維坐標(biāo)軸中的x軸),是通過球心與乒乓球前進(jìn)方向相垂直的軸,俗稱橫軸,繞此軸向前旋轉(zhuǎn)的為上旋,繞此軸向后旋轉(zhuǎn)的為下旋。

擊球時(shí),如果我們向正前上方用力,會產(chǎn)生上旋。反之,如果向正前下方用力,則會產(chǎn)生下旋。
現(xiàn)在,我們從微觀的角度來分析這個(gè)過程。當(dāng)我們使用反膠發(fā)上旋球時(shí),觸球瞬間球拍的膠皮會產(chǎn)生形變,乒乓球拍觸球部位(即球拍靠下的部位)的膠皮形變程度要大于球體上部(即球拍靠上的部位)的。膠皮的形變不再對稱,因此球拍對球的力量N'就會偏離球心O,我們將力量N'分解成使球前進(jìn)并提供速度的撞擊力N,以及摩擦力F。摩擦力F使球產(chǎn)生繞左右軸向前旋轉(zhuǎn)的上旋,并提供了沿著球拍上(即F方向)的初速度。

我們生活在被大氣所包圍的環(huán)境之中,乒乓球也不例外,被打出的乒乓球在飛行的過程中,必然受到與球體前進(jìn)方向完全相反的空氣阻力。上旋球在飛行過程中,由于其繞左右軸向前旋轉(zhuǎn),因此球體上部的環(huán)繞氣流速度方向與迎面而來的空氣阻力速度方向相反,流速變慢,壓強(qiáng)變大;而球體下部的環(huán)繞氣流速度與空氣阻力速度方向相同,流速變快,壓強(qiáng)變小。根據(jù)伯努利方程,空氣給乒乓球一個(gè)從上向下的空氣壓力,這種縱向的力也稱為馬格努斯力。在乒乓球的飛行過程中,馬格努斯力不斷推動著乒乓球下墜,因此上旋球在飛行弧線的曲度會變大,飛行的距離變短。

實(shí)戰(zhàn)中,我們可以觀察到職業(yè)運(yùn)動員打出的高吊弧圈球(一種強(qiáng)上旋球)在球飛行到最高點(diǎn)以后迅速下墜,飛行的距離急劇縮短,甚至出現(xiàn)落在臺子以后彈跳兩下才出臺的現(xiàn)象。

反之,下旋球會受到自下向上的馬格努斯力,這股力量會削弱重力的影響,使得下旋球的飛行弧線變平,飛行的距離變長。

同不轉(zhuǎn)球相比較,可以明顯看出上、下旋對乒乓球飛行弧線和落點(diǎn)的改變。

當(dāng)上、下旋球落到球臺時(shí),臺面會給球體一定的反向摩擦作用力。上旋球著臺時(shí),球給臺面一個(gè)向后的摩擦力,臺面給球一個(gè)大小相同、方向向前的摩擦力,從而使球反彈時(shí),前進(jìn)速度加快。

下旋球反之,速度減慢,甚至出現(xiàn)回跳現(xiàn)象。


我們再來研究一下用球拍接上、下旋球時(shí)會產(chǎn)生什么影響。我們將拍面直立,使用平擋的手法擊球正后方。以上旋來球?yàn)槔|球瞬間,球拍的膠皮產(chǎn)生形變,球拍下部的膠皮形變程度要大于上部,因此產(chǎn)生了偏離球心O的力量N',我們可以將其分解為撞擊力N和摩擦力F。摩擦力F使球產(chǎn)生繞橫軸向前旋轉(zhuǎn)的上旋,并提供了沿著球拍上側(cè)(即F方向)的初速度。受到初速度的影響,乒乓球向F方向(即正上方)彈飛。換言之,當(dāng)我們使用平擋的方式接上旋來球時(shí),擊出的球依然是上旋。

將以上摩擦作用過程簡單概括一下,就是平擋上旋來球時(shí),球給拍面一個(gè)向下的摩擦作用力,則拍面會給球一個(gè)向上的摩擦作用力,使球轉(zhuǎn)化成上旋,并使球向上方彈飛,這既是拉球的技術(shù)原理,也是接上旋球容易冒高的原因。

需要注意的是,很多球友會認(rèn)為是馬格努斯力制造了向上的弧線才使得上旋球得以過網(wǎng),其實(shí)不然,經(jīng)過上文的分析,我們可以看出,擊球瞬間摩擦作用產(chǎn)生向上的初速度,使得上球的飛行弧線變高更容易過網(wǎng),這是低于臺面的球也可以拉起來的決定性原因。而隨著向下的馬格努斯力的影響,上旋球在飛行到最高點(diǎn)以后迅速下墜,縮短了飛行距離,使得球不容易出臺。
平擋下旋則相反,會使球向正下方彈飛。

綜上所述,上、下旋在觸拍、落臺時(shí)所受到的摩擦作用,以及飛行時(shí)受到的馬格努斯力會對乒乓球的弧線產(chǎn)生或向上、或向下的改變。而乒乓球運(yùn)動的基本規(guī)則:一個(gè)是過網(wǎng),另一個(gè)是上臺,都和弧線密切相關(guān)。球網(wǎng)就像一堵圍墻,必須保證打出的球有一定的弧高以跨越這道阻礙;球臺是有限度的,必須保證打出的球的弧長不能超過球臺的底線而出界。于是,圍繞著弧高和弧長,我們的每一板球都包含著主動權(quán)的爭奪,控制與反控制的博弈。

利用上旋的彎曲弧線,我們可以拉起低位來球,并防止回球出臺。

利用下旋的低平弧線,我們可以主動劈長,降低對方回球質(zhì)量,為進(jìn)攻創(chuàng)造機(jī)會。

利用上旋落臺后加速前進(jìn)的特點(diǎn),我們可以在進(jìn)攻中破壞對手的擊球節(jié)奏,使其產(chǎn)生失誤。

利用下旋觸拍時(shí)向下彈飛的特點(diǎn),我們可以通過臺內(nèi)擺短來限制對手的進(jìn)攻。

上旋和下旋就像一對矛和盾,彼此間相互對立,又隨著擊球技術(shù)而互相轉(zhuǎn)化,是蘊(yùn)涵著辯證法的深刻道理的。

可以說,上、下旋是乒乓球運(yùn)動中應(yīng)用最為廣泛,使用最為頻繁的旋轉(zhuǎn)。也許正是因?yàn)樗鼈兲R娞究找姂T,反而使人們?nèi)菀缀鲆晫ι?、下旋的理解的深入。乒乓球的奧妙不在于某種旋球的某個(gè)階段,而是在于其不斷處于運(yùn)動、變化和發(fā)展之中。
那么,如何判斷乒乓球的旋轉(zhuǎn),又要如何回接各種性質(zhì)的旋轉(zhuǎn)球?我們將在之后的文章中進(jìn)行闡述。