乒乓球运动中,什么是击球力?这是听起来很熟悉、很简单,却很少有详细解释,更没有严格定义的一种力。
人人皆知的客观事实是:每一板合法击球都能使乒乓球获得全新的速度和旋转(包括大小与方向),反向飞回对方球台。这显然是因为乒乓球受到了来自球拍的击球力。
但对此事实的理论解释则是见智见仁、各执一词。
下面几个争议焦点问题都反映了这种不确定性的方方面面。
1 每一板击球力的来源是击球者一方,还是运动的双方?
2 击球力是一个力还是两个力?或更多?
3 击球力是分布力还是集中力?
4 击球力是瞬时力还是平均力?
5 击球力是外力还是内力?
6 击球力是撞击力还是摩擦力?
7 球/拍作用时间越短击球力越大,还是作用时间越长击球力越大?
1 每一板击球力的来源是击球者一方,还是运动的双方?
击球力的含义通常有两种。一种是把击球力主要看做击球者的挥拍速度和加速所产生,另一种则强调球/拍双方的运动状态,比如对面飞过来的球和迎面挥动的球拍之间的相对运动速度、角度、接触时间等等。换言之,第一种击球力往往被理解为球受到的力完全来自击球者一个人发力对球的击打、碰撞的结果。这可能会导致忽略考虑来球运动状态的影响。毕竟比赛时没有任何人会击打一个静止在空中的乒乓球,凡是来球都是带有一定的能量、动量、速度、旋转等等并肯定会影响击球力。
另一种观点则认为球受到的力是双方运动员发力产生的结果,因为来球的速度和旋转就代表着对方运动员施加在球上的力产生的结果。有些民间科学家把这个力叫做“历史力”。物理教科书把这个叫做运动球的惯性而不把它看做一个力。应该说,除发球外,把每板击球看成是双方球员先后发力产生的共同结果,似乎这更接近客观事实。
2 击球力是一个力还是两个力(撞击力和摩擦力)?
从过程看,它是无数个力。从结果看,它可以归结为一个力。
从击球时间顺序先后看,必然有有来球触拍、压缩套胶、临界转折、套胶恢复反弹、脱拍几个阶段。从球/拍相对运动形态看,显然有撞击、转动、滚动、滑动甚至边滚边滑、边转边滑等等。从受力形式看有方向、大小各不相同且时时变化的弹力、滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力等等。说它是多个力显然有充分的根据。这些力都可以归为两大类:弹力和摩擦力。但是,从击球结果看,脱拍飞出的乒乓球只有一个方向、一个初速、一个转速、一根转轴,说成它只受到一个合力也顺理成章,前述各种力看成这个合力的分力,也可以自圆其说。