乒乓球，作为国内的国球，不止是一项深受群众喜欢的休闲运动，更是国内在国际体育竞技场上的传统优势项目。

3月31日，WTT世界乒联仁川冠军赛在韩国仁川完成全部赛程，中国队选手孙颖莎 4比0战胜队友王曼昱 ，获得女单冠军；中国队选手梁靖崑4比1战胜巴西队选手雨果·卡尔德拉诺，夺得男单冠军。

3月31日，梁靖崑在颁奖仪式上。新华社发（全休相摄）

但为成绩自豪的同时，大伙有没注意过乒乓球比赛的细节呢？譬如：小小的乒乓球，是怎么样拥有巨大力量的呢？为何赛前裁判要特地检查比赛双方的球拍？大伙为何要自带球拍，每一个人的球拍是否一样？

孙颖莎和伊藤美诚在赛前相互检查球拍（图片来源：截图自央视）

Part.1

电光火石间

乒乒乓乓中的撞击动力学！

第一，大家要了解，赛场上“乒乒乓乓”，往复飞跃，主要来自于球和拍之间的撞击动力学过程。比赛中，球和球拍的碰撞接触时间仅为千分之一秒，乒乓球飞行速度最高可达每秒47米！电光火石之间，球拍表层的橡胶和海绵会由于球的迅速挤压而变形、同时吸收动能储存变形能（当然，球也会变形储能，球拍底板也会发生微小变形）；当总动能达到某个极小值时、形变达到最大值，此后海绵和橡胶层形变恢复，变形能迅速释放，转化为乒乓球的动能，于是乒乓球“脱板”而飞，抵达他们队员球拍后，又会开始下一次的碰撞与飞跃。

球和球拍的碰撞（图片来源：参考文献[1] ）

假如在击球瞬间，乒乓球的受力方向没通过球心，切向摩擦力就会使球发生转动。除去球和拍的相对运动姿态外，影响切向摩擦力的重要原因是球与拍的材质和工艺，因此,通过优化技术可以制造出更高级的球和球拍，让击球更具“杀伤力”。

Part.2

球拍为什么要细心检查？

看完你就懂了！

现在的国际比赛中，乒乓球是由赛场统一提供的，但球拍却是队员自行携带的，这是为何呢？

由于球拍的用法契合着运动员的自己特征和习惯，总是需要长期的磨合才能提高方法水平、达到“人拍合一”的境界，而乒乓球本身则影响没那样大。

但从其次而言，球拍的自行携带机制也从硬件上给比赛带来了很大的不确定性！

可以想象，为了争取更大的胜利，各国都会投入很多研发工作来提高球拍性能，球拍结构愈加复杂；纵观乒乓球运动的进步，技术打法的改革与球拍变革息息有关。

现在，球拍大都由底板、海绵和胶皮三部分组成，伴随这三部分结构的不断革新，技术打法愈加追求迅速、强旋转，看重“几招毙命”、回合降低的“速效”打法，但同时，这会显著减少乒乓球比赛的观赏性和趣味性，让“拼体育技术”变成了“拼工业技术”，与奥运的竞技精神可不相符。

乒乓球拍（图片来源：Veer图库）

好在，国际乒联对直接影响球拍和球撞击过程的要紧参数上给出了系列规范。虽然现在对球拍的形状和重量没统一规定，但在球板特质方面作了强制性需要，包含：球板应当足够平整、坚硬；球拍底板中天然木料层占比不小于85%，木料间粘接层等辅助材料厚度不大于总厚度的7.5%、也不可以厚于0.35mm，海绵层厚度不大于0.4mm；与，橡胶层不允许用长胶等等。

因此，为了进一步保证比赛的技术公平性，赛前会有专门的测试处对球拍进行测试。测试内容主要包含球拍表面平整度、球拍表面光泽度、水溶性胶水和胶皮海绵合法性等等。

这下，你了解为什么运动员的球拍为什么要被一一检查了吗？

2021年8月1日，中国乒乓球男双组合中的许昕击球（图片来源见水印）

在球拍的进步经历中，还有一个小插曲——早期运动员曾用到有机溶剂溶解橡胶精制成的迅速胶水，来达成多变的撞击以控制球速和转动。由于它在粘合球拍底板和海绵层时，能在短期内形成特殊的分布式气囊结构；然而，这种迅速胶水对人体伤害非常大，所以渐被禁用，而球拍是不是含有迅速胶水也成一项要紧的测试指标。

Part.3

人靠衣装马靠鞍

乒乓选手看底板

球拍底板虽然不直接触球，但却是整个球拍的承力主体。和底板有关的参数有：硬度、弹性和底劲。“底劲”又是什么？从力学上简单地讲，它可以理解为预防球与拍碰撞能量耗散的一股“劲儿”。最有“底劲”的极限理想状况是“存多少、就能取多少”。一般而言，球拍底板木料不多于七层，由于层数越多、表现越硬，所以快攻选手总是使用七层硬木板、弧圈选手则常常使用五层夹芯软底板，真是“人靠衣装马靠鞍，乒乓选手看底板”。

新材料、新工艺的加持，尤其是纤维增强复合材料技术的进步和支持，让球拍底板力学性能提高非常快。纤维种类良多、选择颇有讲究：典型的有碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维及其混编体。

其中，高强玻璃纤维底板比较适合现代鞭打式击球，手感上它最接近纯木底板、但变形恢复速度又远超实木底板；比重轻、刚度大的碳纤维底板，撞击变形恢复时间短、回球加速快，可以帮助运动员制造高速低弧线球；芳纶纤维底板底劲充足，而且能减轻撞击震动，长期用更有益于保护运动员手腕；不难想象，芳纶纤维和碳纤维混编底板可能能兼具二者优势，既有足够快的脱板速度、又有足够柔和的手感。

总之，底板取材丰富多彩，因人而异各取所需，真可谓“量体裁衣”了。

Part.4

胶皮、海绵：

与底板相辅相成的软性材料

乒乓球拍用的海绵是一种发泡橡胶，粘贴在底板和胶皮之间。海绵夹层的主要用途是拉长球和拍的接触时间，提升球拍整体弹性及其摩擦切球能力。

从力学性能上粗略划分，海绵可分为高弹和低弹两类型型：高弹海绵回弹大、压缩负荷比高，用高弹海绵的球拍能打出较高的旋转和速度；低弹海绵反弹小、因此又名惰性海绵，低弹海绵球拍控球稳健、容易控球，在制造旋转时击球运动员需要发挥更多自己力量。

作为直接接触球体的胶皮，其工艺技术更是日新月异。简单地说，目前乒乓球拍主要用到两类胶皮，即颗粒胶和反贴胶。其中，颗粒胶胶皮颗粒朝外，当颗粒直径等于、大于或小于颗粒长度时，它又分别称为正胶、生胶和长胶。反贴胶胶皮颗粒朝内，一般需要搭配厚的硬海绵，而自己又厚又硬的反胶就叫防弧胶，则需要相对松软的海绵配合。不难理解，不同胶皮对乒乓球具备不一样的摩擦能力，这就能配合不一样的技术打法。

优化的胶皮、海绵搭配与底板性能的发挥相辅相成、相得益彰。

最后，胶皮、海绵和底板的不同组合让球拍们展示出各有千秋的特别性能。

Part.5

球的变迁：

ABS与大球年代

说完球拍，咱们也说说球。

为了增加乒乓球运动的观赏性，2000年，国际乒联将它直径从38毫米增加到40毫米，开启了乒乓球的大球年代。

大球飞行阻力更大、旋转时空气摩擦力矩也更大，且自己转动惯量也大，因此大球的飞行速度和旋转速度也更低。想让球迅速转起，运动员总是需要付出更大努力。

与球拍的变迁史类似，乒乓球本身的材料也是几经更替。2014年，服役百余年的赛璐珞球被换为安全环保的无缝塑料球，由于赛璐珞有毒且易燃，给航空运输带来非常大困难。然而，在干冷环境里，因为冷缩、干缩和冷脆等力学效应，无缝塑料球容易破裂，有数据显示其损耗率比赛璐珞球至少高出20%。不过在干冷环境里，无缝塑料球容易爆裂，损耗率比赛璐珞球高20~30%。所以，2017年，世乒赛开始广泛使用ABS材质，作为一种三元共聚物，ABS具备更好的性能和更低的本钱。

乒乓球（图片来源：Veer图库）

“工欲善其事，必先利其器”，球与拍就是是乒乓赛场的武器装备。对于运动员来讲，好的装备能以更大限度的发挥出高水准，给观众带来更炫的表演。纵观乒乓球进步史，球拍和球的技术进步互为挑战，相辅相成：球拍不断朝着弹性更高、摩擦操控性更强的方向进步，目的是使球速更快、运动轨迹更很难捉摸；乒乓球却是朝着体积更大、惯性更大的方向进步，目的是使它飞行更稳定、精彩更持久。

乒乓球在变，球拍也在变，但努力拼搏的中国乒乓球的精神不变，世界和平的奥运精神不变，让大家祝福所有健儿再创佳绩！

参考文献:

1.乒乓球的前世今生[J]. 走近科学, 2009, 000(002):52-57.

2.乒乓球教程小组. 乒乓球[M]. 北京:人民体育出版社, 1992:95.

3.费曼. 物理讲义 第一卷[M]. 北京:世界图书出版公司，2008:4-5

4.王吉生. 怎么样进行乒乓球底板与海绵胶皮的选择搭配[J]. 乒乓世界, 1999(4).

5.中国乒乓球协会. 乒乓球竞赛规则[M]. 人民体育出版社, 2003、2011.

6.苏清强, 王浩峰. 乒乓球拍底板材料与底板性能剖析[J]. 新乡学院学报:自然科学版, 2010.

7.刘琼. 简析乒乓球球拍的演变与改革[J]. 运动, 2016, 000(024):134-135.

8.陈伟胜, 杨敏. “防抱死”乒乓球成赛场新宠[N]. 广州日报, 2017-10-07.

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