投籃中旋轉(zhuǎn)的作用及瞄準(zhǔn)點(diǎn)選擇的多樣性

投籃中旋轉(zhuǎn)的作用及瞄準(zhǔn)點(diǎn)選擇的多樣性

0影響球收率的因素籃球是一種創(chuàng)造投籃競分的同時(shí)限制另一方的投籃得分，并根據(jù)投票得分的數(shù)量來決定比賽結(jié)果的技能性社區(qū)對(duì)抗運(yùn)動(dòng)。因此，防守技術(shù)是籃球運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)。在比賽中，運(yùn)動(dòng)員使用各種技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)，創(chuàng)造更多的投籃機(jī)會(huì)，并努力在投中獲勝。影響投票率的因素很多，如心理狀態(tài)、投入產(chǎn)出時(shí)間、身體素質(zhì)和投入技術(shù)。投票技術(shù)是確定投票率的主要因素。具體而言，投票出口角度、輸入角度、球的旋轉(zhuǎn)、目標(biāo)位置、全身協(xié)調(diào)力和防守前手指的握力是決定投票技術(shù)合理性和投票率的重要因素。事實(shí)上，許多運(yùn)動(dòng)員和籃球愛好者在投票中沒有注意到籃球是否旋轉(zhuǎn)、如何旋轉(zhuǎn)以及選擇合適的點(diǎn)，這只是限制了提高投票率的瓶頸。在這里，我們使用空氣動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)和統(tǒng)計(jì)概率學(xué)來分析籃球競渡中的作用、布局的多樣性、區(qū)別以及對(duì)投票率的影響。1職籃聯(lián)賽的旋轉(zhuǎn)1.1球的旋轉(zhuǎn)類型通過查閱文獻(xiàn)和走訪優(yōu)秀籃球運(yùn)動(dòng)員、教練員及籃球?qū)＜?筆者認(rèn)為投籃中球在空中應(yīng)該旋轉(zhuǎn),NBA超級(jí)球星喬丹、科比、馬龍、巴克利等運(yùn)動(dòng)員投籃時(shí)籃球均在空中高速旋轉(zhuǎn).筆者認(rèn)為在投籃中球的旋轉(zhuǎn)有兩種類型,即前旋和后旋(所謂球前旋或后旋是以運(yùn)動(dòng)員投籃手的食指指向?yàn)榛鶞?zhǔn)點(diǎn)來確定的),并且球旋轉(zhuǎn)類型取決于投籃動(dòng)作,其中前旋主要出現(xiàn)于行進(jìn)間低手投空心球和行進(jìn)間低手投打板球,后旋主要出現(xiàn)于中遠(yuǎn)距離投籃(含勾手投籃)和行進(jìn)間高手投空心球、打板球.也有人提出籃球的側(cè)旋問題,如黃順和(1992年)認(rèn)為,在投側(cè)面打板球時(shí)球側(cè)旋以期反射角大于入射角增加球入籃筐的概率,王劍濤等(1994)認(rèn)為,在投打板球時(shí)如果球以一定的速度側(cè)旋,就可以自動(dòng)地對(duì)不合適的打板點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,從而有利于投籃中筐.一般情況下,在籃筐的右側(cè)投籃時(shí),球應(yīng)按照矢狀軸左旋,在籃筐左側(cè)投籃時(shí),球應(yīng)按照矢狀軸右旋.其實(shí)在籃球投籃中根本沒有側(cè)旋球,因?yàn)榍虻男D(zhuǎn)決定于投籃動(dòng)作,而無論是原地投籃、跳起投籃(包括反手投籃和勾手投籃)還是行進(jìn)間投籃,球只可能以冠狀軸為軸前旋或后旋,而不可能側(cè)旋,因?yàn)楦鞣N投籃動(dòng)作都不可能對(duì)籃球施加一個(gè)在方向上平行于矢狀軸的力,之所以認(rèn)為有側(cè)旋球是由于將投籃基準(zhǔn)參考點(diǎn)多元化,其實(shí)參考點(diǎn)只有一個(gè),即運(yùn)動(dòng)員投籃手的食指.1.2球的后旋作用及力學(xué)機(jī)制一般來說,籃球運(yùn)動(dòng)在室內(nèi)進(jìn)行,因此投籃中籃球在離開運(yùn)動(dòng)員食指即運(yùn)動(dòng)員對(duì)籃球施加作用力之后,籃球在空中只受到3種力的作用,即重力、空氣阻力和空氣浮力.由于后兩個(gè)力相對(duì)于重力而言其作用較小,因此可以認(rèn)為籃球在做一個(gè)近似的斜拋運(yùn)動(dòng),斜拋運(yùn)動(dòng)的各種運(yùn)動(dòng)參數(shù)取決于運(yùn)動(dòng)員在球離手前及離手瞬間對(duì)球施加力各種要素的總和,其軌跡方程為:H=v×sinθ/2gL=v×cosθ×v×sinθ/g由于投籃動(dòng)作造成籃球在空中旋轉(zhuǎn)形成復(fù)合運(yùn)動(dòng),即在做斜拋運(yùn)動(dòng)平動(dòng)的同時(shí)也在圍繞球體的冠狀軸(相對(duì)于運(yùn)動(dòng)員的食指而言)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此籃球在空中的運(yùn)行軌跡同一般的斜拋運(yùn)動(dòng)不同.籃球在空中后旋主要是由于在投籃時(shí),運(yùn)動(dòng)員下肢蹬地的力量、腰腹力量和上肢力量借助人體關(guān)節(jié)鏈條的傳遞,通過腕部前屈,最后食指作用于球體的后下部(十指對(duì)球的作用點(diǎn)位于球體的冠狀軸之前)而產(chǎn)生的,主要應(yīng)用于中遠(yuǎn)距離投籃和行進(jìn)間高手投空心球及投打板球.籃球后旋在投籃中的作用及力學(xué)機(jī)制分析如下:1)球的后旋,尤其高速后旋能有效克服空氣阻力,避免球在飛行中產(chǎn)生上下飄動(dòng),有利于球在空中保持相對(duì)穩(wěn)定,這一點(diǎn)對(duì)中遠(yuǎn)距離投籃非常重要.眾所周知,籃球在空中低速飛行時(shí),空氣施加在球體表面的摩擦力較少,靠近球體的氣流和球面之間存在一個(gè)小小的空隙,即球面層,由于球面層的存在使得球體向著運(yùn)行方向前后兩部分區(qū)域的壓強(qiáng)差異不顯著,也就是說,氣流經(jīng)過球面滑過后還能保持穩(wěn)定的流動(dòng),這對(duì)籃球的運(yùn)行影響不大.但在中遠(yuǎn)距離投籃時(shí),籃球的運(yùn)動(dòng)速率較大,此時(shí)球體表面與空氣流的摩擦大大增加,球面層遭到嚴(yán)重破壞,當(dāng)氣流經(jīng)過球體剝離點(diǎn)(見圖1)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與原來氣流方向有很大偏差的流線,使球體的后部區(qū)域產(chǎn)生較大的層流渦流區(qū),從而使球前后兩個(gè)部分的壓強(qiáng)存在顯著差異,致使球體受到較大的阻力,減少了球體飛行軌跡的長度和高度,尤其不利于中遠(yuǎn)距離投籃.如果在中遠(yuǎn)球投籃時(shí),通過給球體施加一個(gè)適當(dāng)?shù)牧?使球體在飛行過程中向后旋轉(zhuǎn).由于空氣粘滯性作用,以及球體表面并非絕對(duì)光滑,球在旋轉(zhuǎn)時(shí),將帶動(dòng)球體外表面附近的一層氣體粒子,產(chǎn)生與球體旋轉(zhuǎn)方向一致的空氣環(huán)流.空氣環(huán)流與空氣流的相互作用,減弱或破壞球體后部區(qū)域的層流渦流,使球體周圍的氣流產(chǎn)生變化.這樣就能有效地減小空氣對(duì)它的阻力,從而使球保持較穩(wěn)定的飛行狀態(tài),有利于控制球的飛行軌跡和保持球的出手方向,提高投籃命中率.2)籃球的高速后旋可以使籃球獲得一個(gè)上升力(見圖1),這對(duì)提高球在空中飛行的弧度,增大入射角,擴(kuò)大籃筐的暴露面,提高投籃的命中率大有裨益.由于上述原因,球體在后旋時(shí),球體上下部通過的氣流量和流速不等,其上側(cè)的空氣環(huán)流與空氣流線的流動(dòng)方向一致,氣流流速較大但流量少.同理,球體下側(cè)則相反,流量多且流速慢.根據(jù)流體力學(xué)的伯努力方程: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(duì)于大氣層的高度來講可以忽略不計(jì).所以,v越大,P就越小,v越小,P就越大,單純從理論上分析,投籃距離越遠(yuǎn),球的出手速度就應(yīng)該越快.飛行中籃球的上方A點(diǎn)(見圖2)相對(duì)于下方B點(diǎn)所形成的氣體高流速為低壓區(qū)域,而B相對(duì)于A則為氣體低速流高壓區(qū)域,因此產(chǎn)生了方向向上的力,即上升力,并且壓差越大升力就越大,升力越大,其拋物線的弧度就越大,因此籃球后旋的速度就越快,致使其拋物線的弧度變大,入射角增大,入射截面積增加,從而增加了籃球進(jìn)筐的機(jī)會(huì).1.3球前旋在高爾夫球場中的作用籃球在空中前旋主要是由于在投籃時(shí),運(yùn)動(dòng)員下肢蹬地的力量、腰腹力量和上肢力量借助人體機(jī)械鏈條的傳遞,通過腕部前屈,最后食指作用于球體的前下部(食指對(duì)球的作用點(diǎn)位于球體的冠狀軸之后)而產(chǎn)生的,主要出現(xiàn)于行進(jìn)間低手投空心球及投打板球.籃球前旋在投籃中作用及力學(xué)機(jī)制分析如下:1)球的前旋有利于球在空中飛行時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定,其原因同1.2中的有關(guān)論述.2)球的前旋有利于快攻,筆者在實(shí)驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在投籃中使用同樣的力量時(shí),籃球移動(dòng)速度的大小依次是前旋球、不旋球和后旋球,但球的飛行距離、弧度的大小卻恰好相反,所以在快攻中運(yùn)動(dòng)員常常采用行進(jìn)間低手投籃.雖然球前旋時(shí),球會(huì)受到一個(gè)下壓力,這會(huì)縮短球在球籃水平面以上的飛行高度和飛行距離,但考慮到前旋球主要用于靠近投籃點(diǎn)的行進(jìn)間投籃,球在空中的飛行時(shí)間和飛行距離都很短,所以這個(gè)下壓力對(duì)球的影響并不大.2在投下階段選擇合適的點(diǎn)以及影響命中率的影響2.1職業(yè)網(wǎng)絡(luò)球權(quán)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作根據(jù)籃球是否擊打籃板,筆者將投籃瞄準(zhǔn)點(diǎn)分為兩類,即籃圈瞄準(zhǔn)點(diǎn)和籃板瞄準(zhǔn)點(diǎn).由于籃板瞄準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)投籃的角度范圍有一定的限制,再加上籃球在與籃板碰撞中的能量損失與相互吸收,導(dǎo)致球在觸板后的運(yùn)行軌跡較為復(fù)雜,因此現(xiàn)在專門采用打板投籃的運(yùn)動(dòng)員較少,該動(dòng)作一般多用于行進(jìn)間低手、高手投籃和位于球籃兩側(cè)投籃角范圍在30°～45°以及籃板正面的中遠(yuǎn)距離投籃.2.2瞄準(zhǔn)點(diǎn)的誤差采用籃板瞄準(zhǔn)點(diǎn)投籃的力學(xué)原理是動(dòng)量守恒,如果視籃球和籃板為彈性剛體,忽略其間的動(dòng)量損失,籃球打板前后與籃板的夾角應(yīng)該近似相等,再加上籃球的面積(415.265cm2)只有籃圈面積(6358.517cm2)的1/15,所以瞄準(zhǔn)點(diǎn)允許一定的誤差,這個(gè)誤差要靠運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過千百次練習(xí)而形成精確的運(yùn)動(dòng)感知覺來把握.筆者在實(shí)驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn),前旋球和后旋球打板后籃球的運(yùn)行軌跡會(huì)有所不同,前旋球在打板后會(huì)有一個(gè)上沖運(yùn)動(dòng),而后旋球會(huì)有一個(gè)下壓運(yùn)動(dòng),因此在投低手打板球時(shí)的瞄準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該比投高手打板球的瞄準(zhǔn)點(diǎn)距離籃圈稍遠(yuǎn)稍低,同樣,遠(yuǎn)多少低多少還要依靠運(yùn)動(dòng)員的本體感覺來調(diào)整.2.3球與私家車的關(guān)系通過走訪調(diào)查部分籃球?qū)＜壹斑\(yùn)動(dòng)員,筆者發(fā)現(xiàn)人們心中自設(shè)的籃圈瞄準(zhǔn)點(diǎn)有5種,即籃圈前沿、籃圈后沿、虛無的籃圈中心點(diǎn)、虛無的籃圈中心點(diǎn)的正上方20cm處以及整個(gè)籃圈.這里所言的前沿和后沿是以運(yùn)動(dòng)員手的食指為參考點(diǎn).筆者認(rèn)為籃圈瞄準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該是籃圈后沿,因?yàn)橥痘@出手時(shí)球是后旋球,如果投籃時(shí)瞄準(zhǔn)“前沿”投籃,根據(jù)球體在空中飛行的拋物線軌跡和球體觸籃筐的關(guān)系可能出現(xiàn)3種情況,1)如果用力較小,球沒有觸及前沿根本不可能投中;2)可能球正好碰到前沿上,那么后旋球碰到前沿回彈筐外也不可能命中;3)球正好投到筐的中心或者力量稍大一點(diǎn)觸到籃圈的后沿而回彈入籃筐而命中,所以當(dāng)瞄準(zhǔn)點(diǎn)為“前沿”時(shí)命中概率為33.4%.而瞄準(zhǔn)點(diǎn)為“后沿”投籃也會(huì)出現(xiàn)3種可能:1)投籃力量較小,籃球沒有觸到后沿而正好入籃筐中心投中;2)投籃時(shí)出手力量正好觸及到后沿上,由于球體在空中是后旋球,球觸后沿后,后旋反彈正好彈向籃筐中而投中;3)可能力量特大(或特小)而與“后沿”沒有接觸而不可能投中,所以瞄籃筐“后沿投籃”的命中