從物理的角度淺析弧線球與飛碟球的不同

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網

如果我們假定一個純粹的保齡球直線球(假定條件是在油區(qū)球沒有任何轉動)來進行觀查,那么這個球在球道上的運行型態(tài)應該分為三個階段:

1。在油區(qū)幾乎勻速的滑動階段;

2。在薄油區(qū)開始由滑動轉化為滾動的階段(球開始滾動但滑動狀態(tài)并未完全停止);

3。在無油區(qū)的自由滾動階段(是否有加速的效果要根據球速出手和球道狀況來判定)

如果我們假定球與球瓶的碰撞是純粹的彈性碰撞,那么第一次碰撞的1號瓶的運動方向應該是球和瓶在碰撞時的中心點的連線方向。而球的運動方向和1號瓶運動方向的夾角取決于兩者間的質量比。以斯諾克臺球為例可發(fā)現(xiàn)如果兩者間的質量相同,其碰撞后的夾角必然是90度(正碰除外),而質量差越大夾角越小。而從彈性碰撞的定理可看出質量差越大碰撞后球所能保持的能量越大。這也就說明了為什么10磅以下直球擊中1,3位留五號瓶的機率較大的原因。

從滑動到滾動的轉化運動模式上,弧線和飛碟走了兩條完全不同的路:

1,弧線選擇的是完全利用和加強這種轉化,讓球在滑動過程中帶有較高的轉動勢能,在無油區(qū)能利用轉化過程使球形成彎曲并有明顯的滾動加速---油區(qū)的油量越高,尾段越干凈,效果越明顯。

2,飛碟選擇的是部分利用但抵抗這種轉化的方式,讓球水平旋轉可以使球在出油區(qū)后仍曾滑動狀態(tài)前進,而利用無油區(qū)的阻力使球的轉軸產生角度變化---控制這個角度變化的結果是很重要的,油區(qū)的油量越高,尾段越干凈,轉軸角的變化越突然。

從控制一次碰撞的結果上,弧線和飛碟也走了不同的路:

1。從斯諾克的技巧我們可以發(fā)現(xiàn),使母球和子球碰撞后運行軌跡的夾角縮小的最高方法是“跟桿”(擊打母球上部),也就是讓母球有強烈的向前滾動。-----弧線球就是利用了這個原理,除了球重因素外更重要的就是強烈的向前滾動,加上幾何角度的作用,使球碰撞1號瓶后仍向5號瓶方向斜入,經過第二次碰撞后還能切入8,9號瓶之間。-----這也就解釋了為何有些尾段無力的球打入1,3位后會留8號而一些過厚而尾段急的球會留9號的原因(右手為例)

2。而飛碟第一次碰撞時的運動狀態(tài)是右上旋(右手為例),右上旋也是保持碰撞后軌跡夾角的方式之一(可用斯諾克做實驗),所以理想的飛碟球在一次碰撞后能向著3號瓶方向運動,而經過二次碰撞后撞入10號瓶位置。-----觀查錄象(曾素芬)發(fā)現(xiàn)左側放點進1,3位的飛碟球1號是連續(xù)撞擊2,4,7號;3號瓶撞擊5,8號瓶;六號撞擊9號,球經三次碰撞后擊中10號。

對于弧線球來講,如何在與1號瓶經過第一次碰撞后還能以保持一定角度和能量擊中5號瓶是全中的關鍵。

我們可以假設一次碰撞后的1,2,4,7瓶完全不參與其它的球瓶運動,那么剩下的六支瓶依然是一個縮小化的三角形---3號瓶為尖,第二排是5,6號瓶,第三排是8,9,10號瓶。

這時球經過一次碰撞后理想狀態(tài)是擊入3,5號瓶之間(如同1,2位),并能控制在擊入5號瓶后繼續(xù)擊中9號瓶左側。

所以:如果球尾段無力,在擊中1號瓶前轉動勢能耗盡,將容易過厚的擊入3號瓶位,就如一個1,5位入角的球打入剩余六支瓶所行成的小三角形,容易導致5號和6號瓶橫倒,留下8號,10號(有時會同留下形成分瓶)如果球的翻轉角度過大或切入1號位過厚,擊入1號瓶后容易過薄地切入剩余六瓶形成的三角形,使球最終向8號位運行,容易留下9號瓶(過厚入點時產生4,9分瓶的原因在此)。

其實小弧線和大弧線入袋和全倒的原理是完全一樣的,一個BANANA軌際的大弧線不見得比一個推得較深而后急轉的小弧線入袋角度大。弧線球最關鍵的殺傷力來直于一定角度和滾動勢能,也就是必須控制入袋的時機,弧線是否優(yōu)美,弧度是不是很大是意義不大的。

在前一篇的分析中已經可以看出,弧線球是利用了斯諾克的“跟桿”原理控制入袋后的軌際的,而弧線球本身在球道上的運行分為5個階段:

1,滑行階段(在油區(qū)滑行,球的強烈自轉保持了運行姿態(tài)的穩(wěn)定和滾動勢能)

2,翻轉初期(又稱起勾前期,在薄油區(qū)或無油期前段,球受到球道磨擦阻力,球的自轉和球心偏重開始起作用,開始翻轉和形成滾動但仍以滑動為主,球的運行的減速起彎)

3,加速翻轉期(球已完全離開油區(qū),球道的磨擦力使球的自轉和球心偏重形成的慣性矩作用增強,球的滾動趨勢成為主要運動方式,球滑行段方向慣性作用逐漸減弱,球開始加速)

4,直線加速期(球由于自身慣性矩的作用,自轉方向和運動方向趨向一致,球呈直線運行,但球的自轉所產生的滾動勢能尚未消耗完畢,球仍呈加速狀態(tài))

5,直線減速期(球球的自轉所產生的滾動勢能消耗完畢,球呈自由滾動狀態(tài),并不斷的減速)在上速5個階段中只有把球控制在第3階段中后期或第4階段入袋,才可能真正使球在一次碰撞后向著1,3,5,9的方向運行。過早和過晚進入都沒有“跟桿”的效果,F(xiàn)在有部分球友過于追求大的弧線而違背了弧線球的最基本有素----尾段加速。。。。。。球的弧度越大,越要求有高的初速和轉速。!因為大的弧線其實等于是加長的球道,球在滑動期的損耗和滾動入袋的距離都加大了很容易形成在減速狀態(tài)下入袋(俗稱前彎后直或早起早衰),這樣的大弧度是毫無意義的。。。。。。PBA選手的大弧度是建立在高速高轉速的基礎上的,只有在確保入袋時機正確的前提下,根據自身現(xiàn)有能力和球道狀況來決定弧線和勾曲板數才有意義;【其實不存在大小曲線的本質曲別,右側入點的寬位球,在干道時為了防止球早轉(向1號瓶左側運行),往往要提高前速以增加滑長,這樣有時會使轉動勢能減弱,入袋時加速期提前結束,留8,10的機會增加,控制的不好又會打得過厚,這時就需要向左調板,外放來加大弧度了。。。。。。

其實分析球入袋后的走向和瓶間關系并不復雜,按現(xiàn)在的趨勢是采用剝離法分析的,也就是不考慮球瓶間過多次的碰撞和亂飛亂掃的偶然性-----因為現(xiàn)在國際比賽正在向重瓶化發(fā)展,在國內球館常見的球瓶飛上半空或巡邏兵式的橫掃一片是偶然性越來越小了。

我們把瓶分為三個大小不等的三角形:

1,第一次碰撞前的1-10號瓶為一個三角形。

2,第二次碰撞時的3,5,6,8,9,10為一個三角形。

3,第三次碰撞時剩余的三個瓶為一個三角形(弧線5,8,9;飛碟6,9,10)

這幾個三角形是依次發(fā)生作用的:

1,弧線球和飛碟球在1,3位和1號瓶一次碰撞后1,2,4,7號瓶沿連線角度依次倒下,不再參與剩余球瓶的運動----在這個階段,由于弧線球攜帶的能量較大,入袋角度較大(屬斯諾克的厚球)傳遞給1好瓶的能量較大,1號瓶運動角度較易控制,相對來說7號的擊倒率略高;飛碟球理論上要求的點位更準,應為它入袋角。▽偎怪Z克的薄球)為了保持運行的姿態(tài)和二次碰撞的效果,不能傳遞過多的能量給1號瓶。

2,弧線球和飛碟球在第二次碰撞時的點位完全不同:弧線球擊入的是第二個三角形的“1,2”位;而飛碟球理想情況下是擊入第二個三角形的“1,3”位。二次碰撞后對于弧線球來說是將3,6,10號瓶依次向連線方向擊倒;而飛碟是將3,5,8號瓶依次擊倒。(注:飛碟球進入1,3位后的走向不盡相同,本文舉例為左側放點入1,3位的退位)------由次可看出,第二次碰撞的效果是最關鍵的,它決定弧線的10號瓶和飛碟的5,8號瓶。

3,第三個三角型(弧線5,8,9;飛碟6,9,10)相對來說容易些,因為只有三個瓶,只要角度不是太薄或正切其中兩瓶,都能全部擊倒-----這就解釋了弧線的5,8號瓶,飛碟的10號瓶比對方命中率高的原因。

我們以上分析可以看出第二個三角形和第二次碰撞的重要性:

1,弧線球為了能較好的切入第二個三角型的3,5位,不至于過厚的擊中3號瓶,必須在一次碰撞時有一定的角度并且?guī)в休^強的轉動勢能。

2,飛碟球為了能切入第二個三角形的3,6位,并使3號瓶向左前方運動并能有效擊倒5,8號瓶,必須在一次碰撞后保持較高的能量(飛碟球的動能相對較。,現(xiàn)在多數飛碟高手選擇偏左側放點斜向右方進入1,3位,目的就在于減少一次碰撞的能量損耗和確保二次碰撞時不至于過厚擊中3號瓶。

(注:以上分析均為理論化分析,實際中有較多偶然性)

其實弧線和飛碟最大的相同之處在于他們都以高速自轉的方式來保持球在球道中運行的姿態(tài):

我們知道,一個靜止的或自由滾動的球體,只需很少的外力就能使其的運動方向和資態(tài)發(fā)生很大的改變;而一個旋轉中的物體有抵抗這種外力和保持自身軌跡的能力。

以直球為例:

我們知道,世界上并不存在前文假設的理想化的直球存在,任何直球的出手或多或少會使其在油區(qū)滑動時帶有一定的自轉。這種自轉假設為三種方式;

1,略微側向旋轉:這種直球很邊常見,由于側向旋轉的作用,球在理想的無油區(qū)會發(fā)生一定角度上的偏轉,也會影響入袋時的角度和碰撞后的走向。但這種偏轉是不定性的,由于其側向轉動的轉速小,在無油區(qū)損耗大,難以保持入袋和一次碰撞后的姿態(tài),穩(wěn)定性是高不了的。

2,向后倒轉:這類回旋球在一般的娛樂球道有一定的殺傷力,理想入袋后的效果有時類似飛碟。因為其象斯諾克的低桿一樣,入袋后加大了球-瓶運動軌際的夾角,常常能在1,3位后切入3號瓶的右側產生全中。但由于低桿的特性,夾角控制不穩(wěn)定,而且一但過厚會在一次碰撞后損失大部分能量,并使1號瓶厚壓5號瓶,產生分瓶的機率很高。另外,由于其的自轉方向和運動方向相反,能量的運動中損耗和受球道的影響也最大,是不可取的運動方式。

3,向前正轉:理論上這種球最象曲球,但由于轉速不足和入袋角度問題,一次碰撞后直切入3號瓶的機率很大,5,8,10的殘瓶率較高,厚位分瓶的機會也大。為了能使直球減少受自身轉動的負作用,并提高球的動能,不少球友選擇了高速。但高速的結國往往是球在沒有完全轉化為滾動狀態(tài)時已滑入袋,這樣的姿態(tài)會使球在一次碰撞后損失多的能量,增加球速的效果被弱化。

在提高球的動能方面,弧線和飛碟各有其不同的方式:

1,弧線靠的式無油磨擦和自轉作用在一次碰撞前形成加速,并爭取在入袋時仍能保持轉動勢能,這種加速受球道的狀況影響較大。

2,飛碟球在無油區(qū)翻轉后形成的右上旋也有一定的轉動勢能,使球有一定的加速和橫切(進退不同),加速不明顯,但其自轉能使其在一次碰撞后產生加速橫移,使轉動勢能在二次碰撞時發(fā)揮作用。這種加速受一次碰撞的角度和效果影響較大。



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