王小妮，郭攀

摘 要：探究更加全面的新型无缝乒乓球材料与运动特征，展开了对其击球速度与旋转的检测。通过实验与计算，以传统的赛璐珞乒乓球作为对照组，将无缝乒乓球与其进行对比分析。测验内容主要包括乒乓球的弹跳、落点、旋转以及速度特征。测验结果表明：新型无缝乒乓球在弹跳与硬度方面优于赛璐珞乒乓球;弹跳落点的稳定程度与飞行弧线的精确度均优于赛璐珞乒乓球;新型无缝乒乓球旋转比赛璐珞乒乓球减少约5%，击球速度比赛璐珞乒乓球减少2%左右;粘性套胶拉弧圈球的旋转效果比涩性套胶拉球的旋转效果更佳。

关键词：无缝塑料乒乓球;击球速度;弹跳高度;套胶;赛璐珞乒乓球

中图分类号：TQ327 文献标识码：A     文章编号：1001-5922（2021）12-0070-04

Comparison and Detection Study on Motion Characteristics of Seamless Plastic Table Tennis

Wang Xiaoni， Guo Pan

（Xi an Traffic Engineering Institute， Xi an 710300， China）

Abstract：In order to explore the materials and sports characteristics of new seamless table tennis more comprehensively， the speed and rotation of the ball have been tested. Through experiments and calculations， the traditional celluloid table tennis is taken as the control group to analyze the seamless table tennis. The test contents mainly include the bouncing， landing， rotation and speed characteristics of the table tennis ball. The results show that the seamless table tennis is superior to the celluloid table tennis in bouncing and hardness. The stability of the landing and the accuracy of the flight arc are better than that of celluloid table tennis. And the rotation of the seamless table tennis is about 5% less than that of celluloid table tennis. In addition， the speed of the ball decrease about 2%. As can be seen， the rotation effect of sticky glue ball tennis is better than astringent glue ball.

Key words：Seamless plastic table tennis; Speed; Bouncing height; Glue; Celluloid table tennis

0 引言

目前，新型無缝塑料乒乓球已经完成了研制工作，并获得了国际乒联的检测与授权，将逐渐代替传统的赛璐珞乒乓球，成为国际乒乓球比赛中的主要用球。新型无缝塑料乒乓球的应用，使整体乒乓球运动产生了变革，在一定程度上改变了乒乓球运动员的技战术训练与发展。无论是物理特征还是击球效果，新型无缝塑料乒乓球与赛璐珞乒乓球都有明显的差异。除材料的不同外，变化最大的就是乒乓球的直径;新型无缝乒乓球直径的增大，直接对球体的硬度、弹性、速度、旋转等因素产生一定的影响。国际乒联主要将球体的反弹高度作为检测依据，尽管这样的检测方法能够判断出乒乓球的实际弹性，但实验所设置的初速度与实际训练及比赛过程中产生的初速度是不同的。因此，有必要通过不同特征的检测，判断新型无缝塑料乒乓球与赛璐珞乒乓球的差异化物理特征与运动特性，从而辅助乒乓球运动员更好的适应新型乒乓球，有效降低球体变化对运动员成绩的影响。

1 应用特征与测验方案

1.1 乒乓球材料应用现状及特征

传统赛璐珞乒乓球的主要制备材料是硝化纤维塑料，通过胶棉、樟脑、润滑剂、染料等材料加工而成。传统赛璐珞乒乓球在生产与加工环节中会生成一定量的有毒成分，对现场工作人员的身体健康造成较大威胁;而新型无缝塑料乒乓球以高分子聚合物作为主要制备材料，在生产加工环节对工作人员身体健康影响较小，且在燃烧过程中不会释放有毒气体。因此，将新型无缝塑料乒乓球代替传统赛璐珞乒乓球不仅能够保证相关工作人员的健康，还能保证乒乓球的绿色生产[1]。

尽管传统赛璐珞乒乓球具有易成型、抗张强度高、耐损等优点，但是其缺点所带来的危害远大于优点的价值。赛璐珞乒乓球遇到明火后，极易燃烧，并在燃烧过程中产生大量有害物质，导致传统赛璐珞乒乓球的生产、运输、储备等环节都具有一定的危险性，所以赛璐珞乒乓球不可以通过航空进行运输，在运动员的跨地区比赛中只能将赛璐珞乒乓球单独托运。新型无缝塑料乒乓球在具备赛璐珞乒乓球的优点基础上，还具备不易燃、不易爆的特点，有效保障了乒乓球生产、运输、使用的安全性。

1.2 研究方法

1.2.1 弹跳测验

对新型无缝塑料乒乓球和赛璐珞乒乓球展开弹跳测试的目的在于判断两种乒乓球的稳定性及弹跳效果。

测验方案：在高于地面305 mm及3 050 mm的位置，将两种乒乓球进行初速度为0的自由下落弹跳测试。在与球体垂直的地面上铺设一块厚度一致的钢板，通过高速摄像机分别拍摄两种乒乓球落在钢板后弹跳的最高点与运动轨迹。

1.2.2 落点准确性对比测验

对新型无缝塑料乒乓球和赛璐珞乒乓球展开落点对比测试的目的在于通过观察球体落点分布状况，分析两种乒乓球在个体误差条件下，落点精准度与飞行弧线的影响。

测验方案：在高于地面3 050 mm的位置，设置一个落球孔，并在落球孔下的地面上铺设一个水平倾斜30°的钢板，钢板厚度一致，在钢板的前面铺设一个具有刻度的沙盘，装置结构如图1所示。以上实验装置都将放置于密封环境下，避免干扰因素对球体下落运动的影响。准备两套实验装备，分别记录下新型乒乓球与赛璐珞乒乓球经30°倾斜钢板弹射于沙盘中的落点，在通过沙盘四周的刻度，对两种乒乓球的落点分布长宽值进行计算，以此得出两种乒乓球落点的分布情况[2-3]。

1.2.3 击球速度和旋转影响测验

对新型无缝塑料乒乓球的击球速度与旋转影响展开测验的目的在于明确新型塑料乒乓球与赛璐珞乒乓球在击球速度与旋转方面的差异化特征。

测验方案：通过发球机进行供球，现场测试4名男运动员对两种乒乓球的击球速度。首先，以反手位推挡技术将发射出的上旋球进行回击，共回击20次，最终获取推出球的平均运动速度，并将两种乒乓球的击球速度进行对比;其次，通过正手位拉前冲弧圈球技术将发射出的下旋球进行回击，同样回击20次，获取平均数，对比分析两种乒乓球的旋转速度[4]。

2 测验结果与分析

2.1 新型无缝塑料乒乓球与赛璐珞乒乓球的弹跳实验

结果与分析

2.1.1 弹跳测验结果

实验结果表明：两种乒乓球从3 050 mm的高度进行自由下落时，赛璐珞乒乓球弹跳高度差值较大，反弹高度在1 300～1 650 mm，差值为350 mm;新型无缝塑料乒乓球弹跳高度差值较小，反弹高度在1 590～1 700 mm，差值为110 mm。从305 mm高度进行自由下落时，两种乒乓球的弹跳高度差值均較小，赛璐珞乒乓球的反弹高度在245～251 mm，无缝乒乓球的反弹高度在256～261 mm。

2.1.2 弹跳测验结果分析

在3 050 mm高度进行自由落下时，无缝塑料球的平均反弹高度要高于赛璐珞乒乓球，计算结果T为0.000，差异较为明显（P<0.01）。在305 mm高度进行自由落下时，无缝塑料球的平均反弹高度依旧明显高于赛璐珞乒乓球，差异同样较为明显（P<0.01）。由此可知，两种乒乓球在不同高度下产生的弹跳性能差异都十分明显，新型无缝塑料乒乓球的弹跳高度远高于赛璐珞乒乓球，以此证明无缝塑料乒乓球的硬度更高[5]。

两种乒乓球在不同高度进行自由下落时的反弹高度标准差也十分明显。赛璐珞乒乓球的反弹高度标准差分别为96.973 mm和1.832 mm，新型塑料乒乓球的反弹高度标准差分别为35.116 mm和1.549 mm高。这就说明赛璐珞乒乓球产生的弹跳误差要高于新型塑料乒乓球，且在弹跳一致性、标准性以及均匀性方面都比新型塑料乒乓球差。出现这样问题的主要原因在于赛璐珞乒乓球是通过两个壳体进行拼接组成的，组成的整个壳体难以实现壁厚完全一致，最终导致乒乓球运动弧线与弹跳高度不稳定;而新型无缝塑料乒乓球是通过密封球壳一次成型制备而成，球体没有缝隙，壁厚一致，这样就保证了无缝塑料乒乓球的稳定运动[6]。

2.2 落点准确性对比测验结果与分析

2.2.1 落点精准性对比测验结果

分别对两种乒乓球进行3 050 mm高度的自由落体运动，记录下球体在倾斜钢板的反弹作用下产生的落点分布状况。将50个乒乓球进行规定高度落下，每完成一次球体坠落，都对沙盘进行拍照记录。最后将沙盘中落点区域的长宽值进行测算，对照两种乒乓球的落点区域面积。落点区域的面积值能够表明乒乓球在落点弹跳及飞行弧线方面的精准性与规范性，面积数值越大，表明乒乓球落点越分散，乒乓球飞行弧线的精准度越低;反之，面积数值越小，则乒乓球落点越集中，乒乓球飞行弧线的稳定性与精准度越高。根据实验计算结果可知，新型无缝塑料乒乓球落点分布面积为352 cm2，赛璐珞乒乓球的落点分布面积为1 140 cm2。由此可得，新型无缝塑料乒乓球比赛璐珞乒乓球具备更强的稳定性与精准性[7]。

2.2.2 落点精准性对比测验结果分析

实验结果表明：新型无缝塑料乒乓球在弹跳落点与飞行弧线方面的稳定性与精准性均高于赛璐珞乒乓球。此结论也可以通过两种乒乓球的组成结构进行验证。新型无缝塑料乒乓球属于中空的密封球，表面呈现出平滑、完整的状态，球体内部没有连接缝，壁厚均匀，在与球拍或台面进行接触时，所产生的弹跳运动是稳定、精准的;而赛璐珞乒乓球的表面尽管也呈现出完整、连续的状态，但其内部的连接缝处明显比其他地方厚，就算通过特殊工艺将凸起的接缝进行打磨，壁厚依旧是欠均匀的，这也是导致赛璐珞乒乓球弹跳落点与飞行弧线的差异都比新型乒乓球大的原因。

2.3 新型无缝塑料乒乓球与赛璐珞乒乓球的移动速度

与旋转速度测验结果分析

新型无缝塑料乒乓球推挡后的平均移动速度是6.73 m/s;赛璐珞乒乓球的平均移动速度是6.79 m/s，两种乒乓球没有非常明显的差异。新型无缝塑料乒乓球的移动速度与赛璐珞乒乓球相比，降低了2%左右，没有与赛璐珞乒乓球的移动速度出现较大差距[8-9]。

新型无缝塑料乒乓球拉前冲弧圈球的速度是121.9 r/s;赛璐珞乒乓球拉前冲弧圈球的速度是128.1 r/s，数值差距较大。新型无缝塑料乒乓球的旋转速度与赛璐珞乒乓球相比减低了5%左右。这表明新型无缝塑料乒乓球在直径有所增加的情况下，对乒乓球的旋转速度产生了较大的影响，且影响程度高于乒乓球的移动速度。

2.4 两种乒乓球及套胶对击球速度和旋转的交互影响

对两种乒乓球分别进行粘性套胶与涩性套胶的正手拉前冲弧圈球旋转速度测试，结果如表1所示;之后对测试数据展开双因素方差分析，检测结果如表2所示。

由表1、表2可知，两种乒乓球与套胶的交互作用、胶皮种类的主效应以及两种乒乓球的主效应均较为突出，这表明在拉弧圈球的过程中，胶皮类型与乒乓球类型的交互作用会对其速度与旋转产生较大的影响。其中，赛璐珞乒乓球在两种套胶的作用下，通过拉弧圈球产生的旋转力比新型无缝塑料乒乓球拉弧圈球的旋转力强;而新型无缝塑料乒乓球与粘性套胶交互作用产生的旋速要比与涩性套胶交互作用产生的旋速高[10]。

3 结语

综上所述，新型无缝塑料乒乓球通过创新加工技术、材料应用，提高了乒乓球的硬度与弹跳高度，进一步保证了乒乓球的落点与飞行的稳定性与精准性;新型无缝塑料乒乓球直径的增大降低了击球速度与旋转速度;最后，为确保新型无缝塑料乒乓球性能进行全面分析，必须结合套胶、底板等相关器材的研究，以此实现新型乒乓球针对性训练成效的提升。

参考文献

[1]林師月. 水性聚氨酯的制备及其在体育器材中的应用[J]. 中国皮革，2021，50（05）：64-67+73.

[2]肖 毅，黄 睿，任 杰，等. 新型有缝和无缝塑料乒乓球弹性特征及对击球速度和旋转影响的试验研究[J]. 天津体育学院学报，2019，34（01）：67-73.

[3]周星栋，张瑛秋. 新球时代背景下基于板数特征的乒乓球竞技表现及对策研究[J]. 天津体育学院学报，2019，34（02）： 165-171.

[4]裘祖荣，路遥环，薛 洁，等. 乒乓球直径、圆度、硬度的视觉检测方法（英文） [J]. Journal of Measurement Scienceand Instrumentation，2019，10（01）：1-8.

[5]罗向东，孙 云，乔耿杰. 帆布鞋帮面结构和运动速度对足部运动角度的影响[J]. 中国皮革，2019，48（02）：56-60.

[6]徐君伟. 新塑料乒乓球实施后优秀运动员战术能力特征研究[J]. 北京体育大学学报，2018，41（10）：118-124+132.

[7]徐君伟. 新球时代男子乒乓球比赛技战术运用的得分特征、成因及其发展趋势[J]. 首都体育学院学报，2018，30（01）：60-66.

[8]陈长江. 乒乓球旋转球的力学原理分析[J]. 中学物理教学参考，2017，46（22）：58-59.

[9]杨 凯，沈一丁，马国艳. 天然橡胶制备无毒有机乒乓球拍面粘合胶水的研究[J]. 高分子通报，2017，（09）：40-44.

[10]王锥鑫. 基于三段评估法分析新材料球对竞技乒乓球的影响[J]. 广州体育学院学报，2017，37（03）：84-88.