司空见惯却无比重要的旋转：上旋与下旋

2023-04-15 01:26 作者:苍山红雨 0人读过 | 我要投稿

上旋和下旋几乎是所有乒乓球爱好者最为熟悉的旋转，我们打的每一板球都有一定程度的上旋或者下旋在发挥着作用。对上、下旋的掌握和运用既是对乒乓球基本功的考验，也包含着乒乓球理解的深化。

然而，对上、下旋司空见惯的同时，我们是否认真研究过上、下旋究竟起到了什么样的影响，我们又该如何利用上、下旋的特性呢？接下来，我们就开始细致地分析吧。

在《最容易被人们忽视的旋转——顺旋与逆旋》一文中，我们已经介绍过乒乓球的三条基本旋转轴与围绕其产生的三对旋转：

其中，左右轴（也就是三维坐标轴中的x轴），是通过球心与乒乓球前进方向相垂直的轴，俗称横轴，绕此轴向前旋转的为上旋，绕此轴向后旋转的为下旋。

击球时，如果我们向正前上方用力，会产生上旋。反之，如果向正前下方用力，则会产生下旋。

现在，我们从微观的角度来分析这个过程。当我们使用反胶发上旋球时，触球瞬间球拍的胶皮会产生形变，乒乓球拍触球部位（即球拍靠下的部位）的胶皮形变程度要大于球体上部（即球拍靠上的部位）的。胶皮的形变不再对称，因此球拍对球的力量N'就会偏离球心O，我们将力量N'分解成使球前进并提供速度的撞击力N，以及摩擦力F。摩擦力F使球产生绕左右轴向前旋转的上旋，并提供了沿着球拍上（即F方向）的初速度。

我们生活在被大气所包围的环境之中，乒乓球也不例外，被打出的乒乓球在飞行的过程中，必然受到与球体前进方向完全相反的空气阻力。上旋球在飞行过程中，由于其绕左右轴向前旋转，因此球体上部的环绕气流速度方向与迎面而来的空气阻力速度方向相反，流速变慢，压强变大；而球体下部的环绕气流速度与空气阻力速度方向相同，流速变快，压强变小。根据伯努利方程，空气给乒乓球一个从上向下的空气压力，这种纵向的力也称为马格努斯力。在乒乓球的飞行过程中，马格努斯力不断推动着乒乓球下坠，因此上旋球在飞行弧线的曲度会变大，飞行的距离变短。

实战中，我们可以观察到职业运动员打出的高吊弧圈球（一种强上旋球）在球飞行到最高点以后迅速下坠，飞行的距离急剧缩短，甚至出现落在台子以后弹跳两下才出台的现象。

反之，下旋球会受到自下向上的马格努斯力，这股力量会削弱重力的影响，使得下旋球的飞行弧线变平，飞行的距离变长。

同不转球相比较，可以明显看出上、下旋对乒乓球飞行弧线和落点的改变。

当上、下旋球落到球台时，台面会给球体一定的反向摩擦作用力。上旋球着台时，球给台面一个向后的摩擦力，台面给球一个大小相同、方向向前的摩擦力，从而使球反弹时，前进速度加快。

下旋球反之，速度减慢，甚至出现回跳现象。

我们再来研究一下用球拍接上、下旋球时会产生什么影响。我们将拍面直立，使用平挡的手法击球正后方。以上旋来球为例，触球瞬间，球拍的胶皮产生形变，球拍下部的胶皮形变程度要大于上部，因此产生了偏离球心O的力量N'，我们可以将其分解为撞击力N和摩擦力F。摩擦力F使球产生绕横轴向前旋转的上旋，并提供了沿着球拍上侧（即F方向）的初速度。受到初速度的影响，乒乓球向F方向（即正上方）弹飞。换言之，当我们使用平挡的方式接上旋来球时，击出的球依然是上旋。

将以上摩擦作用过程简单概括一下，就是平挡上旋来球时，球给拍面一个向下的摩擦作用力，则拍面会给球一个向上的摩擦作用力，使球转化成上旋，并使球向上方弹飞，这既是拉球的技术原理，也是接上旋球容易冒高的原因。

需要注意的是，很多球友会认为是马格努斯力制造了向上的弧线才使得上旋球得以过网，其实不然，经过上文的分析，我们可以看出，击球瞬间摩擦作用产生向上的初速度，使得上球的飞行弧线变高更容易过网，这是低于台面的球也可以拉起来的决定性原因。而随着向下的马格努斯力的影响，上旋球在飞行到最高点以后迅速下坠，缩短了飞行距离，使得球不容易出台。

平挡下旋则相反，会使球向正下方弹飞。

综上所述，上、下旋在触拍、落台时所受到的摩擦作用，以及飞行时受到的马格努斯力会对乒乓球的弧线产生或向上、或向下的改变。而乒乓球运动的基本规则：一个是过网，另一个是上台，都和弧线密切相关。球网就像一堵围墙，必须保证打出的球有一定的弧高以跨越这道阻碍；球台是有限度的，必须保证打出的球的弧长不能超过球台的底线而出界。于是，围绕着弧高和弧长，我们的每一板球都包含着主动权的争夺，控制与反控制的博弈。