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乒乓球运动从创建到完善,再到现如今的蓬勃发展,经历了很多阶段。伴随技术水平的不断进步和器材的不断更新的是规则的日益改进。乒乓球运动经历了无遮挡发球,小球改打球球以及21分制改11分制等重大规则变更,每一项变更都无一例外的影响了乒乓球的发展趋势,依然吸引了众多爱好者将时间与激情投入到这项运动中去。最近的一项规则的改革将在伦敦奥运会后推广,40mm赛璐璐材质有缝乒乓球将退出历史舞台,取而代之的是同样直径的新材质无缝乒乓球。由于赛璐璐为一种有毒物质,长期接触会对人体产生伤害,故此次改革的直接目的是为运动员健康着想,以无毒无害的材料替换赛璐璐。根据以往的经验,这次对球体材料的改革势必会对乒乓球运动的很多方面产生影响,如主流打法,运动员击球感受,配套器材等等。那么,如何衡量这些影响的大小及趋势,明确无缝乒乓球的运动特性,从而为新规则实施后的训练及实战打好基础,是摆在科研工作者面前的一道难题。本文中,笔者多年从事乒乓球训练,有一定的乒乓球练习及实战经验,并结合运动训练学,物理学,统计学等专业知识,主要运用问卷调查法调查了丁松等世界名将;利用高速摄影等仪器实拍无缝球的运动规律,将数值无量纲化后建模比较分析等研究方法,对无缝球的运动特性及其与有缝球的区别等方面进行了分析及研究,为无缝球推广后的训练及实战提供了理论基础和参考依据。结论如下:(1)运用刚体动力学原理对乒乓球运动进行建模和最优控制分析,定解条件分别按初值问题和边值问题来考虑,得到了乒乓球运动的轨迹、过网时间、终点落台时间,并考虑理想弹性碰撞,得到了乒乓球在台面上反弹的运动规律。其次考虑初始质心速度和旋转角速度和挥拍速度的定量关系的初始条件约束条件,以及越过球网障碍等的约束。(2)通过计算和比较分析,得出弧圈球既可以发挥运动员的最大挥拍速度,同时又可以制造弧线提高命中率,第三落台之后的动能大于初始速度,给对手的防守制造相当大的难度,因此弧圈技术在无缝球实行后依然会是主流技术。(3)绝大多数运动员都能从声音上分辨出无缝球与有缝球,而无缝球弹性较强,在球台上弹跳无规律,硬度较大,弹性形变较小。(4)相同力度制造摩擦,无缝球的旋转往往小于有缝球。无缝球在击打的综合触觉上与有缝球相比有较明显的差异,运动员要花费一段时间来适应无缝球。(5)从生产厂商的角度来讲,使用无缝球生产工序少,工艺简单,产品合格率高,生产成本低,球的弹跳均匀,生产环保。无缝球使用的聚酯纤维不易点燃,这样就大大降低了运输成本,使得无缝球的运输更加方便快捷,安全系数更高。生产无缝球的新型材料无毒无害,不会对运动员的健康产生影响。