Question

击球挥拍力来源受力分析简图（上）是怎样呢？





Answer 1

查了这么多年的文献资料，看了这么多年网络帖子，没见过一张乒乓球击球挥拍力来源受力分析图。笔者试着做了一份答卷，恳请各位球友、大侠、运动生物力学专家、医学教授、物理老师、学霸斧正。

击球力来源于球拍速度（和来球速度），拍速来源于重力、人体肌肉发力和地面支反力（地面支反力由向上的地面支持力(弹力)和水平方向的摩擦力构成）。

人体抽象成多刚体模型(图1)，肢体环节间由关节半刚半柔性链接，足底受水平粗糙平面约束。全身肢体环节按一定顺序自主发力。其中持拍手带动球拍、躯干带动手臂、下肢带动全身运动是常见的情形。

按牛顿第一运动定律，任何物体运动状态(比如加速度、速度、位移、动量、旋转等等)的改变都是由合外力决定的。所以，绘制人体受力图时，内力（比如肢体间的相互作用力）和人体对外作用力（比如蹬地力）都不必画出来。因为人体内力会相互抵消，合力（矩）为零，蹬地力作用对象是地面。对球拍而言，球拍重力和持拍手传过来的力都是外力；对人体而言，人体重力和地面支反力（弹力、摩擦力）都是外力。

1 水平挥拍力

图1中，先看足底，被蹬地力F1（图中没画出来）引发的地面支反力F2由弹力FN和的向前的水平摩擦力FH构成。FN在人体重心处和重力G达成平衡，即上下方向的合外力为零。显然，当球拍被水平向前方向挥动时，向下的重力完全被向上的弹力抵消。此时，三个外力只剩向前的摩擦力FH，这就是水平加速挥拍力的直接来源。

2 斜向上加速挥拍力

图2中，当球拍被向前上方挥动时，显然上下方向的合外力大于零（FN＞G），即向下的重力G完全被向上的弹力FN抵消后，弹力还有剩余(重心处的白色线段)。此时，三个外力只剩向前的摩擦力FH和向上的部分弹力，二者合成挥拍力F3。