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【知识分享】长文探究,杀球快和杀球重是否一样?

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 楼主| 发表于 2022-10-14 19:51:52 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
声明:原创文章发自中羽在线,转载请保留出处和作者!
在中羽,乃至各个论坛和平台,这个话题已经被讨论了无数遍。但是时至今日,它依然没有一个明确的结论,各路大神也为此撕得乐此不疲。
出于对羽毛球的热爱和执着,以及对事物本质的探究精神,本人决定对这个老生常谈的话题做一次详细深入的分析。为了更科学地去对待问题,仅靠单纯的认知和直觉是不行的,在这里我引入了动量和冲量两个关键要素。由于本人水平有限,也已脱离校园多年,只能用“民科”式的理解来讲述,尽量做到通俗易懂。关于羽毛球击球中涉及的更多理论,比如躯体转动的动量矩、鞭打的角速度、球拍的恢复系数、羽毛球自旋的阻尼振荡之类太复杂的将不会讲述,请各位自行探索了解。有错误的地方欢迎随时指正,希望做到抛砖引玉。以下是正文

========================华丽的分割线========================

杀球快是否等于杀球重?

在回答这个问题前,我们首先要给这两个词做一个定义,否则讨论来讨论去,各方的理解概念不一致的话只会空费口水。
首先,这两个词是我们普通业余球友提得最多的,同时,专业选手在解说时也偶有提及,比如说某某某的杀球速度很快,某某某的杀球特别重。常听到的有:李宗伟的杀球速度很快,陶菲克的杀球很重等。所以,我们是如何定义“快”和“重”?在这里,先给出答案:
首先是“快”,这个非常好理解,就是杀球的速度,它导致的结果是“对手反应时间短”
其次是“重”,它也不太难理解,就是杀球的威力,它导致的结果是“对手很难接杀”

它们一个倾向形容速度,一个倾向形容力量,相信这里大家的理解基本一致的。然而,有两个争论点出现了——
第一个是关于“快”,它到底是指“球”快,还是指“人”快(即击球者动作快)?
第二个是关于“重”,是否“重”的球一定“快”,或者“快”的球一定“重”?

以结果为导向,为了解答这两个问题,首先得从“重”入手。“重”者,可以理解为施加的“力”大,因为它导致的结果是“对手很难接杀”,简单来说就是接住了但顶不起球,接杀回球质量不高。这种球很难让它停下来,或者很难发力改变它的方向,所以它本质是球的冲击力很大,即“冲量”大。冲量,即物体在一个过程始末的动量变化量,同时也等于它在这个过程中所受到力的累积,其公式是:I=Ft,同时Ft=mv2-mv1,说到这里大家可能一脸懵逼,开始整什么玩意?不用急,我们先看一个图来理解羽毛球在击球瞬间的变化,然后再谈冲量。



这是一个完整的鞭打动作,也就是平常我们所说的“重杀”,从图中可以看出,在击球的瞬间,多个物体发生着形变,包括:球拍的中杆、球拍的网面、羽毛球。这里特别注意是羽毛球,在击球瞬间它先是球头碰触网面,然后是羽毛,当整个羽毛球被挤压变形后才回弹出去,并且回弹瞬间的飞行是摇摆的。引用这个图是想告诉大家:我们不能简单地把击球过程拆分为两个刚体之间的相互碰撞。同时,羽毛球也不是一个质点,它是会有形变和不规则运动的。

从上图看到的球拍中杆弯曲、网面挤压出现振荡、羽毛球挤压变形,这几个点可以知道,在重杀的瞬间它是有一个形变的时间过程的。羽毛球经过冲击——形变——回弹这个过程后,才能把所有的能量重新释放,从而转化为飞行速度。在接杀的时候,我们把球推出去同样要经过这种形变回弹,区别是主动击球受到的冲量小,被动击球受到的冲量大而已。为什么击球我们要用冲量来计算?而不是用“力”和“动量”?在这里,有必要把这三者关系一次说透,不然后面会非常难理解。

首先说“力”——力是击球者所施加的,由于羽毛球在击球瞬间离开拍面后,其飞行过程中不再被使用者施加力(只有空气的阻力和重力,没有这个羽毛球将保持匀速直线运动),因此我们只能说人很大力,但说这个羽毛球“很大力”是不正确的。力是一个状态量,是一瞬间的施加状态,它在这里的意义在于“去改变动量”;

其次说“动量”——由于羽毛球在未击球前它不对球拍产生冲击,我们也不能说它“冲击大”。而它本身也不具备“力”,真正衡量羽毛球飞行中的状态是“动量”,可以理解为这个飞行的球具有“威力”(杀伤力,但不是力)。在我们挥拍的时候球拍同样存在动量,因为动量也是一个状态量,是一瞬间的存在状态,它是引起后续所有能量变化的“本体”;

最后说“冲量”——力是作用瞬间的状态,但它须要作用时间才能带来结果和改变。而冲量就是力的时间累积结果,它是一个过程量,是持续的施加状态,它在这里的意义在于“改变动量并形成过程”。

打个比方,一部由多个帧组成的电影,每一帧就是“动量”,它的像素可能是720p,或者1080p,它是有大小、位置和播放方向的。然后我们尝试这个把帧进行拉动快进,这个快进就是“力”,在“力”的持续快进下形成的动画就是“冲量”。这样冲量的公式就很好理解了:I=Ft,同时Ft=mv2-mv1,就是说我快进了多久和这个帧一共播放了多少帧,其实都在说一个东西,结果都是电影播放了那么多的内容。
所以,只有“力”是没用的,它需要作用时间,好比加速度再大但不给它0.00.....01秒的加速时间,等于零。因此,他们的关系一目了然:力是幕后黑手,动量是实施工具,冲量是伤害过程,产生冲量了代表黑手已经实施了侵害,这个伤害量取决于黑手的侵害时间,或者说是工具造成的侵害量。

回到羽毛球击球上,冲量的发生其实是一瞬间的,其完整的传递过程为:

击球者施加“力”——球拍发生弹性形变——弹性势能和冲量共同对球产生作用——羽毛球存在“动量”而飞行
要注意的是,球拍的弹性形变带来的势能,和停止形变(已形变至最大)后击球产生的冲量是相互独立的,它们先后产生并叠加,继而转化为更大的能量把球击打出去。去掉弹性势能的话,相当于拿一支钢棍来击球,这时只需计算冲量即可。刚才说过,冲量是力的时间累积结果,那它是如何作用到球毛球上面?如果持续增加冲量会发生什么情况?根据I=Ft,假设为恒力的情况下(即F不变),增加时间t以达到增加冲量的目的,那么用球拍击球的话相当于持续进行挥拍加速,这时候整个球拍中杆已经形变,羽毛球也被整个压扁“贴”在网面上。极端一点比喻,如果我们能以超人般的能力继续加速,球将无法脱离网面反弹出去,而是直接被拍扁,羽毛球和球拍都会因这个冲击力过载而被破坏(飞机撞鸟?)。当然,实际击球的加速度持续时间就一瞬间(球的滞留也是一瞬间),球也会以肉眼难以观察的速度一下就弹飞出去。

I=Ft公式来说,只要你的力够大(F值高),或者持续施加力的时间够长(t值大),挥拍的冲击力就会更大。刚才说到,在力不变但增加施加时间的情况下,羽毛球会滞留在网面上时间变长,如果反过来呢?也就是把施加时间缩短,但依然保持力不变。相信这个时候大家马上想到了两个词:“重杀”和“点杀”。

重杀——可以理解为尽可能使用全身最大的力气,通过完整的挥拍发力动作完成杀球;
点杀——可以理解为尽可能减少全身大幅的挥拍,通过快捷的短促发力动作完成杀球;
我们先把这两个动作如何施展放在一边,直接把这两个动作在击球瞬间的区别来做分析。重杀带给球拍的形变更大,这点几乎不用质疑,也就是说重杀的时候,球停留在球拍的时间更长。而点杀刚好相反,它是通过尽可能缩短挥拍时间,让球不产生滞留,快速出球减少球的停留时间。归根到底,它们两者的区别来自于羽毛球在球拍网面停留时间的长短,核心区别是“时间”。

回到冲量公式:I=Ft,冲量等于力乘以时间,我们来对比一下这两种杀球的区别。重杀,施加的力量大,引拍挥拍动作大,导致球的滞网时间长(网面对球持续冲击),因此冲量很大。反过来看,也是正是因为冲量大,因此导致网面发生形变(牛顿第三定律,力的作用是相互的)。点杀,即短促的发力,t值(时间)被缩减,因此冲量必然小,对球拍产生的形变小。如果想要获得大的冲量,点杀须要施加更大的力,但却不能去提高时长(否则点杀就变成重杀了),这个发力方式有点像“寸劲”。假设两种杀球的力量一致,结果就是:
I(重杀)=F(力大)×t(时间长)
I(点杀)=F(力大)×t(时间短)


所以重杀的冲量必然大于点杀,也就是说它对球的冲击力更大。这个冲击力施加在球拍和网面上,造成弹性形变转化为弹性势能,再加上自身挥拍的冲量,双力并加。如果这个冲量过大,超出了球拍中杆或羽线的承受能力,即发生断杆或断线,所以我们看到断杆或断线往往发生在重杀上。因此很多羽毛球高手不喜欢太软的中杆,由于他们自身击球的冲量就很大,造成球拍中杆的弹性形变也很大,反而不利于击球(出球慢且手感模糊)。

细心的球友会发现,这里一直只引用了公式I=Ft,但Ft=mv2-mv1却没有提及,按道理冲量也等于动量的变化量,如果mv1是初速度为零的话,那我点杀时加点力提高加速度(F=ma),mv2就会变大,相当于整个动量变化量也大,不是和上面说点杀的时间短导致冲量小相反了吗?其实不是的,我们知道力的大小来源于质量和加速度(F=ma),但这里高的数值也仅仅是“加速度”,而不是“速度”。Ft=mv2-mv1公式里mv2是指“末端速度”,点杀时加速度快,但它末端速度依然比不过重杀时末端的绝对速度,因此动量的变化量就不会大。这好比豪华跑车3秒能加速到100公里/小时,但你只加速了1秒,你比得上我开到最高速的五菱宏光?有不少高水平的球员,他们喜欢用重杀的方式去“点杀”,就是充分挥拍后却一瞬间收力,结果球拍狠狠地“砸”在球上,见声不见力,就是因为t值不高导致冲量无法提高,因此声音猛(F值大)但不见得飞行特别快。

所以到这里,关于第一个问题:“快是指球快还是人快”基本盖棺定论,因为杀球重带来的冲量更大,根据Ft=mv即转化给羽毛球的动量更大。而根据动量的公式:P = MV,决定动量的因素有两个:质量和速度,由于一场比赛中羽毛球的质量是固定的(换球的那丁点重量差异几乎可以忽略不计),所以球的飞行速度和动量是呈正比关系。也就是说,只要击球时羽毛球的动量大,它的飞行速度就必然快。改变一下公式,因为V=P/M,对于动量如此大但质量却很小的羽毛球来说,产生这么快的速度就很容易理解了。杀球重时,羽毛球不管是初始速度还是末端速度都只会比点杀更快(不考虑杀球角度和重力的话),因为球在脱离网面后的速度即达到最高(严谨点来说是离网后球头翻转摆正时),之后随着飞行距离增加飞行速度会持续衰减。既然杀球重肯定会快,所以“杀球快”只能指的是人快,也就是动作快。



既然确定了杀球快是指动作快,现在再来分析“快”和“重”是否能绝对置换。这里需要用到牛顿第二定律,即刚才讲到的F=ma的公式。由于上文已经分析到,不管点杀还是重杀,只要我的力量大其冲量必然大。而这个“力”,即F是来源于你的m(质量)和a(加速度)。只要学过系统的羽毛球动作发力,特别是高远球发力,我们会知道教练教我们须要用到身体重心转换,通过转髋/转蹬来把身体力量转换到挥拍上。这个借助身体重心转换的力量,本质上就是来源于你的“质量”(自身重量)。而通过挥拍时一瞬间的“抓紧”,即提升挥拍的“加速度”,当质量和加速度同时上去时,力自然大。重杀的核心是完整的发力,一发而牵动全身,它既借助质量,也借助加速度。点杀的核心是短促的发力,更多使用的是手臂手腕手指,借助更多的是加速度。

由此而知,一个灵活胖子的杀球力量往往比瘦子的大,他可能仅借助手臂而非转蹬就能杀出重杀,这是因为他手臂带来的“质量”大。一个小孩子如果掌握完整的挥拍动作,那他也能打出力量不俗的高远球,这是他借助了自身的“质量”。但是,你让小孩子打一个强力点杀的话,他可能没办法做好——点杀需要的手臂手腕手指力量,小孩子是不具备的。但重杀有个问题,就是“前摇”过长导致容易被对手提前预判(就像桃田防安赛龙),如果球的飞行距离长就更不利了。这时,就需要有减少“前摇”的杀球——霸王杀和章鱼杀出现了。它们的本质都是属于短促发力,减少侧身引拍动作,更多是通过手臂手腕手指发力完成。而这个发力动作是须要手指瞬间进行极大的加速,这样才能让加速度弥补质量的不足,使力量上去。由冲量I(点杀)=F(力大)×t(时间短)公式计算可知,不管是霸王杀还是章鱼杀,它的冲量被时间短这点限制了,几乎不可能达到重杀的级别。所以,为了弥补冲量的不足,这些短促的点杀往往更依赖高点杀球,使球落点更尖或更边来让对手难以防范——它除了使用短促的发力外,还要借助重力,并减少杀球距离。由于势能转化为动能的原因,这些高位点杀的球急速下坠,往往看起来“很快”,加上极短的引拍和出球速度,防守者很难反应过来。也就是为什么很多人产生错觉,觉得点杀有时比重杀快,实际上是点杀的球往往更尖(会霸王杀的球员个子都比较高)。由于点杀冲量小,球速不算很快,所以这个“杀球快”并非是真的“快”(参考抹球,出球极快落地极快,但绝对速度并不快)。


滑板吊球,属于冲量很小的击球,几乎没产生多少形变

讲到这里,关于第二个争论点:是否“重”的球一定“快”,或者“快”的球一定“重”也可以下结论了——“重”的球因为施加冲量大,球的动量大,因此它的飞行速度必然快;“快”的球往往是击球动作快,并借助高点击球快速下坠,让对手反应不过来,但它的动量不如“重”的球。所以,“杀球重”一定是“杀球快”,但“杀球快”未必是“杀球重”,它们不算子集关系,而是恒量对象不同导致理解概念不同,不同倾向的俗称而已。

最后总结一下:
1、杀球快通常是指出手动作快,更多是使用点杀,球的滞网时间短,击球瞬间加速度大,更借助是杀球尖而不是杀球长。
2、杀球重是指全力重杀,更注重全身力量调动,球的滞网时间长,击球瞬间速度很高,更适合长远距离杀球。
3、不存在又重又慢的球,这不符合物理和数学逻辑。除非是对方重杀瞬间收力,让杀球看起来“重”,并非真的重。
4、如果单纯以球的飞行速度来定义,“杀球快”和“杀球重”毫无区别,这两个说法纯属球友对杀球的感官倾向性不同。

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 楼主| 发表于 2022-10-14 20:00:54 | 只看该作者
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发表于 2022-10-14 20:11:39 来自中羽APP | 只看该作者
每次比赛只有一个参考项就是球速
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发表于 2022-10-14 20:20:30 来自中羽APP | 只看该作者
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发表于 2022-10-14 23:15:16 来自中羽APP | 只看该作者
很有道理,赞同
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发表于 2022-10-15 07:54:47 来自中羽APP | 只看该作者
非常好的文章
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发表于 2022-10-15 11:46:04 来自中羽APP | 只看该作者
好文!!!!666
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发表于 2022-10-15 11:46:14 来自中羽APP | 只看该作者
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发表于 2022-10-15 11:46:16 来自中羽APP | 只看该作者
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发表于 2022-10-15 11:48:20 来自中羽APP | 只看该作者
有一说一,每一个写这文章的都给出了自己认为的定论,但是每一个写文章的也都说在自己之前没有定论,到底是真的没有定论,还是讨论的太多没人总结呢?
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发表于 2022-10-15 11:48:47 来自中羽APP | 只看该作者
我在中羽学物理
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12
发表于 2022-10-15 11:49:17 来自中羽APP | 只看该作者
我的理解是杀球快就是对手反应不过来,杀球重就是位置比较靠前,让人难以接起来,所谓“又慢又重”不符合常识也不符合科学
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发表于 2022-10-15 11:49:43 来自中羽APP | 只看该作者
重单纯指力量大,快不仅指球速,还有出手速度
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发表于 2022-10-15 11:49:58 来自中羽APP | 只看该作者
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发表于 2022-10-15 11:50:09 来自中羽APP | 只看该作者
以后请说:哇哦,这个人杀球好猛,OK!
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16
发表于 2022-10-15 11:51:06 来自中羽APP | 只看该作者
很简单 就看看有没有一个人能先杀一球你感觉重 再杀一球你能感觉到不重但更快…
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发表于 2022-10-15 11:51:32 来自中羽APP | 只看该作者
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18
发表于 2022-10-15 11:52:02 来自中羽APP | 只看该作者
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19
发表于 2022-10-15 11:54:07 来自中羽APP | 只看该作者
点杀落地尖,重杀球速快
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发表于 2022-10-15 11:55:15 来自中羽APP | 只看该作者
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