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1、第43卷第4期武汉体育学院学报Vol.43No.42009年4月JournalofWuhanInstituteofPhysicalEducationApril.2009斯诺克台球运动技术的力学分析马文海,时金钟,王崇喜(河南大学体育学院,河南开封475001)摘要:台球作为刚体运动的典型例证,主球与目标球的碰撞过程符合刚体运动的基本规律。运用理论力学的基本原理,确定了避免/滑杆0的安全击球范围,对台球击球和主球运动过程中的受力情况,进行了定量计算和定性分析。关键词:台球;刚体运动;旋转;摩擦力;理论力
2、学中图分类号:G804.6;G893文献标识码:A文章编号:1000-520X(2009)04-0048-04TheoreticalmechanicsanalysisoftechnologyofsnookerMAWen-hai,SHIJin-zhong,WANGChong-xi(P.E.College,HenanUniv.,Kaifeng475001,China)Abstract:Snookerisatypicalexampleofmotion,thecollisionofthecueballandt
3、hetargetedballshowsthebasiclawsofmotion.Byadoptingthebasictheoryofrigidbodymechanics,thispaperex-poundsthesafestrikingrangetoavoidmiscueandthequalitativeandquantitativeanalysisofforceofstrikingandofthecueballmotion.Keywords:snooker;motion;spinning;frict
4、ion;theoreticalmechanics随着以丁俊辉、田鹏飞、傅家俊为代表的一代台球1.2台球运动的基本力学原理新星在国际赛场上的崛起,台球运动日益成为大众体台球作为一个球形对称的刚体,它的质心在几何育的重要内容。台球大师戴维斯说过:/台球最重要的中心(球心),根据力学中的质心运动定理,当台球受到是力度。0在打球的时候,合理使用杆法的同时,力度的的力过球心时,形成平动,这种平动符合动量定理,其掌握相当重要。力度的掌握归根结底还是为了让主球冲量等于动量的改变。若台球受到的冲量P=QFdt,的走位
5、比较好一些,能够有利于下一次击球。因此,对动量的变化量vK=vMV,则有:台球运动进行生物力学分析,找到其力学规律非常必P=vMV(1)要。本文就台球运动过程中各个阶段的受力情况,从其中P为台球受到球杆打击过程中受到的冲量,运动生物力学的角度进行计算与分析,为台球运动的M为台球的质量,vV为击球过程中球速的变化量;普及与提高提供理论指导和实践性建议。当台球受到的力不过球心(偏心力)时,球体既有平动又转动,此时平动方面满足动量定理,转动方面满1台球运动基本形式及力学原理足转动定理,即有:1.1台球运动基
6、本形式J=vIX(2)2台球作为刚体运动的典型例子,其在桌面上所作其中J为球体受到的冲量矩,I=2/5MR为台球的各种运动,归根结底就是刚体小球的质心平动和绕的转动惯量,vX为小球的角速度。质心转动。在台球运动中粗糙的桌面对小球的摩擦力2台球安全击球区的确定起着重要作用。用球杆击打主球上的点叫击点,面对主球平视是个圆形面,这个圆形面上到处都是可以打的击点。球收稿日期:2008-12-06;修回日期:2009-02-02基金项目:河南省社会科学规划项目5河南省全面建设小康社会和球杆上的撞头都是球面形的,
7、如果球杆上的撞头在进程中大众体育发展研究6子课题(批准号:2004BTY001)。圆球的边缘部位时,由于角度过斜,便会发生/滑杆0现作者简介:马文海(1971-),男,河南方城县人,副教授,研究方象。说明主球的球面上不都是可以用球杆击打的点向:运动生物力学。位,而是有一定范围限制的。可以撞击而不至于打滑第4期马文海,时金钟,等:斯诺克台球运动技术的力学分析49的范围称为安全击球区。下面确定安全击球区的范V0=v0-RX0(3)围:将(1)和(2)式代入(3)式可得,V0=P/M–PhR/I=P/M[1
8、-5h/2R](4)由(4)式可见,当h=0.4R时,V0=0,这时球心的速度与滚动角速度满足不滑动的条件,因此,滑动摩擦力不存在,只有很小的滚动摩擦力,于是小球沿x正方向近似匀速地持续滚动下去。当hX0.4R时,V0X0,小球将作有滑滚动。当水平方向的冲击力F距离球心的高度h=0.4R时,台球作纯滚动,转动的角速度X0与冲量P成图1击球受力图正比,当水平方向的冲击力F距离球心的高度hX0.4R时,台球首先做即滑又滚的运动,经过一段时间t0由图1可知,不
