中遠投籃中的旋轉(zhuǎn)與后旋問題

中遠投籃中的旋轉(zhuǎn)與后旋問題

投訴書是指進攻進攻階段使用各種專業(yè)行為來控制對方進攻籃的行為的總稱。在籃球運動中,它是非常重要的進攻技術(shù)和得分的唯一手段。一場比賽是由進攻與防守兩大部分組成的,而比賽的勝負是以投籃得分的多少為定界的。所以攻守雙方運用一切戰(zhàn)術(shù)的目的,都是為了投籃得分和限制對方投籃得分。投籃,自然成為比賽的焦點?？梢韵胂?如果投籃不準,即使身高、素質(zhì)和技術(shù)條件再優(yōu)越,亦將前功盡棄。規(guī)則的不斷修改,對犯規(guī)的處罰逐步加重,增加了罰球得分的機會,使投籃的身價大為提高,突出了中遠距離投籃的必要性。由于當(dāng)今籃球比賽速度加快、攻守對抗更加激烈,要想投中得分已非易事。如何能把握住每一次投籃機會,進一步提高命中率,尤其是中遠距離投籃命中率,已成為籃球界研究的重要課題。從一般常規(guī)分析,投籃是由持球動作、瞄籃方法、球行弧線和球的旋轉(zhuǎn)等因素組成的。對于球的旋轉(zhuǎn)這一因素,并沒有引起有關(guān)人士的足夠重視。本文擬對旋轉(zhuǎn)中的后旋問題在中遠距離投籃中的作用進行探討(注:本文所指投籃,皆是針對中遠距離投籃而言)。1分析與討論1.1球行弧對球行軌跡的影響除運動員的身體素質(zhì)、心理因素、投籃時機以及投籃動作、瞄籃方法等因素外,影響投籃命中率的因素還有球行弧線和球的旋轉(zhuǎn)這兩個因素。球行弧線的高低決定了球入籃筐時入射角的大小。所謂入射角,即是指球入籃筐時的一瞬間,球所在圓的切線與籃筐平面所形成的夾角,如圖1所示。入射角的大小,又決定了籃筐受球的有利場合數(shù),從而決定命中率的高低。而球的旋轉(zhuǎn),又能影響球行弧線,導(dǎo)致影響著入射角的大小。所以,只有保證球高速正確地后旋,才能保證球沿著正確的軌跡飛行,起著定向防偏、降低沖力和增大入射角的作用,提高投籃的命中率。1.2場合數(shù)的關(guān)系表由于籃球平面積不到籃圈內(nèi)面積的1/3,因此,投球進籃允許兩者中心點有適當(dāng)?shù)钠睢＿@種偏差只有在一定范圍內(nèi)才能得到許可。我們把籃球中心點與籃圈平面中心點的許可偏差范圍叫做有利場合數(shù)。從有關(guān)資料中得出入射角與籃筐有利場合數(shù)的關(guān)系表如下:從表中可看出,在一定范圍內(nèi),入射角與籃筐受球的有利場合數(shù)成正比,入射角越大,有利場合數(shù)越大。從資料中得知,入射角最小角度為32°19′,最大為90°。投籃時,入射角一旦小于32°19′,球是絕對不可能進入籃筐的(碰筐后進籃除外)。如果入射角是盡可能接近90°的角度,這實際上也是不能達到的。例如80°的入射角需球的出手速度約為20m/s(或72km/h),這個速度是用任何傳統(tǒng)的投籃方法所達不到的。即使有運動員能以這樣的速度投籃,室內(nèi)籃球場的天花板也不允許他把球投那么高。因為在這種情況下球的高度約離地面22m,相當(dāng)于6層樓高。所以,在條件允許的情況下,我們應(yīng)在一定的范圍內(nèi)盡可能地增大入射角,增加球中籃的機會。1.3球后旋轉(zhuǎn)是增加球行圓弧的圓弧和入射角的角度，提高命中率的有效方法1.3.1基本概念中推克氏原螯蝦的特殊規(guī)定入射角的大小,取決于球行弧線的高低。而球行弧線的高低,又取決于投籃時出手角的大小。出手角是指球出手的剎那球所在圓的切線與水平面的夾角,如圖2所示。有入射角與出手角的關(guān)系式:α=arctg(tgθ+2△H/S),α為出手角,θ為入射角,△H為籃筐高度與出手高度之差,S為投籃點距離籃筐中心在地面投影點的距離。假設(shè)投籃距離為4.57m,出手高度為2.13m,可得出下表:由表中可看出,入射角與出手角成正比關(guān)系,入射角增大,必須增大出手角。所以,要提高命中率,運動員必須增大出手角度,提高弧線的弧度,且出手角越大越好。通過分析,這種情況實際上是不可行的。原因有三:其一,中遠距離投籃,采用高弧線,人克服重力所做的功較大,消耗的能量也大,勢必導(dǎo)致出手速度降低,影響投籃的遠度和穩(wěn)定性;其二,使球飛行的路線加長,投籃的準確性受到影響;其三,采用大出手角度、高弧線的投籃方式,使工作距離加長,出手速度降低,且影響到投籃的遠度,不能適合當(dāng)前籃球比賽大強度、高對抗、緊防守的特點。1.3.2馬格努斯效應(yīng)的變化從有關(guān)資料中得出,絕大多數(shù)的籃球運動員投籃出手角在45°～50°之間。從上述理論來講,也只有在這一比較合理的出手角內(nèi)改進投籃技術(shù)才是可行的。假使某隊員出手角度為50°,如何在出手角不再增加的情況下使球入射角增大,從而提高命中率呢?只有一種可能,就是利用球的后旋。球的后旋,是指球在空中飛行時繞額狀軸向后旋轉(zhuǎn)。根據(jù)流體力學(xué)原理,向前上方后旋的球,由于受空氣的阻力,使球體上、下部通過的氣流量不均,上部氣流通過的少而快,下部多而慢,形成了球體氣壓上部小而下部大。氣壓的差異,促使球體在空中飛行過程中產(chǎn)生了一個上浮力(即馬格努斯效應(yīng),如圖3所示)。在這個上浮力的作用下,球偏離了由出手速度和出手角度所規(guī)定的運動路線,重新形成了自己的曲線軌跡。由于這個力的作用,改變了球的飛行高度,同時也加大了曲線軌跡的曲率,如圖4所示。圖中FX為球出手時的水平分力,FY為垂直分力;F為因后旋而產(chǎn)生的升力,加后旋的球在垂直方向上的總合力為Q。Q=FY+F,形成了曲線Ⅰ。不加后旋的球,FY與FX的合力為F2,形成曲線Ⅱ,H為曲線Ⅰ的高度,h為曲線Ⅱ的高度。另外,帶有強烈后旋的球在飛行中還有一個特點:球在上升階段,幾乎能使球接近直線飛行,這樣容易控制球的飛行路線,相對于不旋的球,在相同距離投籃的情況下,縮短了球行弧線的長度;在下降階段,由于受空氣阻力的影響,使水平速度的變化量較大,即向前的速度降低較快,而由于重力(mg)所產(chǎn)生的垂直向下的速度大大增加,改變了垂直速度與水平速度的比例。所以,當(dāng)球飛行到籃筐上區(qū)時,能較接近垂直下落,增大了入射角,擴大了籃筐的暴露面,容易中籃。如果我們投一個不旋轉(zhuǎn)的球,在距離相同的條件下若想使它中籃,就必須加大出手角度,增加球行弧線的弧度,使它的入射角大致接近于在同一地點投出的后旋球中籃的入射角。這就為控制用力和出手方向增加了困難?？梢?投強烈后旋的球還有利于控制用力和出手方向,增加了球在空中飛行的穩(wěn)定性,使其按必然的飛行路線中籃。1.3.3速壓與溫度根據(jù)伯努力方程:P+ρgh+1/2ρv2=恒量,空氣密度ρ和重力加速度g都是恒定的,流體高度h的變化相對于大氣層的高度來講可以忽略不計。所以,v越大,P就越小,v越小,P就越大。由此可知球的上面A點(圖5)相對于下面B點所形成的氣體高流速乃為低壓區(qū)域,而B相對于A則為高壓區(qū)域,因此產(chǎn)生了速壓差,速壓越大,球體上部與下部的壓力差也越大,其向上的上升力就越大,拋物線的弧度就越大。所以,球后旋的速度越快,其所取得的拋物線的弧度要較之較慢速度后旋球的拋物線的弧度就越大,入射角就大,更增加了球進筐的機會。1.4球后旋轉(zhuǎn)中距離球的其他情形的分析1.4.1旋轉(zhuǎn)時球的行為正面碰板投籃時,根據(jù)力的平行四邊形法則和牛頓第三定律,當(dāng)球碰板后,球受到一個籃板的反彈力N、籃板給球的摩擦力f和球的重力G,其中f與G的方向是一致的,為豎直方向。3個力的合力F合是朝下的,使球沿著F合的方向運動,落入籃筐,如圖6所示。如果球不旋轉(zhuǎn),球沿著v的方向打向籃板,其入射角θ與反射角α基本相等,那么,它的反彈方向為v1,球落入籃筐的機會就會小得多;如果球是高速后旋的,在碰板時受到N、f與G3個力的作用,使球沿著v2的方向落入籃筐。此時,球入筐的機會要比不旋轉(zhuǎn)時的機會大得多。在相同條件下,球旋轉(zhuǎn)的速度越大,碰板時籃板與球的摩擦力就越大,使G+f值增大,其合力F合的方向越朝下,使球越易入籃筐,提高了命中率。1.4.2到籃私家車的反作用著落于籃筐內(nèi)沿的不旋轉(zhuǎn)的球受到的反作用力的方向是與來球方向相反的,一般只朝來球方向彈回。后旋的球碰籃筐后,受到籃筐的反作用力N和摩擦力f的作用,如圖7所示。根據(jù)力的平行四邊形法則,球的運動方向是朝向兩個力的合力F合的方向而向下的,這就為后旋球入筐提供了力學(xué)條件。與前述同理,摩擦力f越大,合力F合越接近豎直方向,入籃的機會也就越多。而摩擦力的大小又取決于球的后旋,后旋速度越大,摩擦力f越大。因此,后旋球速的大小,直接影響投籃的命中率。1.4.3球觸籃私家車的運動特點,其球組的方向和速度比不后旋的球活動;在球當(dāng)球與籃筐碰擊產(chǎn)生反彈時,反彈越猛烈,球入籃筐的可能性就越小。球觸籃筐時,在垂直方向上,后旋球有一個向上的升力F,如圖8所示。后旋越強,F就越大,這就可以抵消一部分因重力mg使總的向下的合力Q,Q=mg-F,式中F越大,Q就越小。因此,加強后旋的球要比不后旋的球作用于籃筐的力量小。根據(jù)牛頓第二第三定律,球向下的速度就減小了,向上的反彈力和速度也減小了。在水平方向上,后旋的球接觸了籃筐的一點A,在這一點,籃筐對球的摩擦力的方向則是與水平速度的方向相反;這樣,這一點A對于球的質(zhì)心O產(chǎn)生了一個向后的轉(zhuǎn)動力矩,因此,這個摩擦力f不僅對抗了球的平轉(zhuǎn)速度VX,同時也對抗了球的旋轉(zhuǎn)速度,使后旋力變?yōu)楹笠屏Α：笮俣仍酱?這種對抗就越顯著,如圖9。根據(jù)以上分析說明,一方面球觸籃筐反彈時的速度、能量在垂直方向和水平方向上都減少了,抵消了一部分反彈上的前沖力,使之更加柔和;另一方面,由于這兩個方向上的力的減少,使反彈方向和高度也改變了,如圖10。即反射角α增大,高度也降低,所以球不會產(chǎn)生猛烈的反彈,向遠蹦走,而是好象停在那里,有更多的機會落入籃筐,使之提高了球碰擊籃筐后進球的機會。2結(jié)論和建議2.1球的高速后旋和力學(xué)條件綜上所述,在中遠距離投籃時強調(diào)球的后旋,是為提高投籃命中率提供有利的條件和力學(xué)的保證。球后旋的速度越快,越能產(chǎn)生良好的效應(yīng)。主要由以下幾點體現(xiàn)出來:(1)利用球的高速后旋,可提高球在空中飛行的弧度,增大入射角,擴大籃筐的暴露面,提高球的命中率。(2)球的高速后旋,可克服空氣阻力,縮短拋物線的長度,有利于控制用力和出手方向。(3)球的高速后旋,有利于克服不穩(wěn)定氣流的作用,克服空氣阻力,提高球飛行的穩(wěn)定性。(4)球的高速后旋,為球碰板后進籃筐提供了力學(xué)條件。(5)球的后旋為球碰籃筐內(nèi)沿后進筐提供了力學(xué)條件。(6)球觸籃筐后,球的后旋為減小球的反彈、增加落入籃筐的機會提供了力學(xué)條件。因此,在教學(xué)、訓(xùn)練和