第三节 网球的性能
所谓网球性能是指它所具有的弹性以及在外力的作用下向受力的方向飞行，并且所受的力没有通过网球的质心时，还带有旋转。因此，对于初学者来说，了解网球的性能对于提高网球技术水平非常有益。
一般情况下，标准球的质心在网球的中心，因此，平击的球作用力线通过网球的质心，打出去的球不会产生旋转。但实际打球是不可能绝对平击，球或多或少地总有一定的旋转，并且现代网球高水平运动员都击打旋转球。下面我们分析一下旋转球在飞行过程中的受力状况。
图1 球飞行的马格努斯效应
绕轴旋转着的圆柱体在作横向运动时，将承受流体给予的与运动方向相垂直的力。这种现象，我们称它为马格努斯效应（由德国物理学家古斯塔夫·马格努斯提出）。网球的运动轨迹，往往偏离其方向，这是由于球体不仅受到自身重力、空气阻力，而且还受到因为旋转而产生的马格努斯力的作用。
我们拿切削发球为例（右手持拍），发出的球受到三个力：
1、重力，在地心引力作用下产生，它让球能够落地，而不是一直向前飞；
2、空气阻力，它与球的前进方向相反；
3、马格努斯力，击球点偏离了网球的重心，使其产生旋转，而产生的力。
飞行的网球绕着与空气阻力垂直的轴旋转，此时，运动方向与空气阻力方向相同的网球的左侧，空气流速快，空气压强小；而球的右侧，与空气阻力的方向相反，空气流速慢，空气压强大，正好与网球的左侧相反，左右两侧形成压差。网球受到了两侧不平衡的作用力，其运动轨迹发生向左偏移，不是最初的运动方向。
二、动态网球的旋转种类
（一）平击球
击球的力量仅仅是一个单一的正对着来球的力量，即只有主击球力P1，这样击出的球属平击球。
如图2所示，球拍以角速度ω正对来球挥拍。则在击球的瞬时将对球产生正向打击力P1，该正向打击力是主击球力。高压球(Smash)、高空截击(High Volley)、平击发球（Flat Serve）基本上只存在主击球力，故都可视为平击球。这类由于是正向击球，球与拍面碰撞接触的区域很小，可视为一个点， 其接触的时间也很短，只有千分之几秒。
图2 平击球
（二）上旋球
上旋球如图3，击球的瞬间除了对球施加一个正向主击球力P1外，还给球拍附加一个垂直于正向的向上的运动，使拍弦咬住网球从球的后侧对球进行搓旋，从而使球获得一个附加向上的旋转力T。在此T力的作用下，球按获得的相应的转速n绕其球心轴线旋转。故在球的首飞过程中球做向上的旋转运动。如果附加的旋转力T大，则球的旋转速度也越大。
由于击球瞬间对球附加了一个旋转力T，也就是对球施加了摩擦力，对球进行搓旋作用，因此，球在球拍的弦床平面上停留的时间远比平击球的时间长，其与拍面的接触，不是一个固定的点，是一个移动的线段。
在网球运动中用得最多的是正手提拉球的方法，就是从球的后下方向前击球时，再附加上一个向上提拉的动作从而获得上旋。
图3 上旋球
下旋球形成的基本原理与上旋球是一致的，只不过所附加的正向主击球力P1上的附加旋转力T的方向是向下的，如图4所示。
图4 下旋球
下旋球在首飞过程中，球的旋转是绕其球心轴线向下旋转的。
侧旋球的形成也和上旋、下旋球形成的原理是一致的，只不过附加的旋转力T在球的侧边，它可以与主击球力Pl平行或垂直。附加的旋转力T是作用在球的右侧，且与主击球力Pl平行，方向一致，则击球后，球绕轴线反时针方向旋转。反之，如果T力作用于球的左侧面，则球做顺时针方向旋转。
复合旋转球是上旋球或下旋球与侧旋转球相结合的一种旋转球。它是使P1、T力相互协调补偿打出的一种旋转球。实践证明，在临场使用得最多的就是这种球。因为这种球具有两种旋向的特点。如果击出强力的这种球，会给对方造成很大的威胁，往往使之陷于被动。
最后必须指出，在实践中，无论用正手或反手击球，只要技术动作能满足上述各类球的旋转条件都能打出相应的各种旋转球来。
三、旋转球与反弹
网球运动大部分情况是在球落地反弹后再击向对方，所以，在了解旋转球的基础上，进一步了解旋转球与反弹关系，对正确回击对方来球是非常重要的。因为旋转球不仅在飞行过程中飞行线路会产生变化，落地后或者接触网球拍面时也会发生变化。因此，在理论上掌握旋转球与反弹关系的原理，是尽快掌握网球技术、在场地上打好网球的一个很重要的要素。
上旋球是绕横轴(左右轴)向前旋转的(球的上半部向前转，下半部向后转)。上旋球在飞行过程中，由于球受重力和空气阻力的影响，其飞行弧线比不转球要陡一些，就是说下落速度比不转球要快，上旋越强则越能显现出来。当球落地反弹后，球具有一定的前冲力，但球本身并没有加速，只不过是入射角与反弹角不同而造成的视觉感觉上的差异。这是由于旋转球形成一定的角度落到地面时，球的底部旋转方向与球的运行方向是相反方向，球体与地面相接触一刹那给予地面一个与运行方向相反的力，则地面同时也给予球体大小相等、方向相反的力而产生反弹角度的变化所造成的(图5)。
图5 造成入射角与反弹角不同的受力分析图(上旋球)
这种球的特点是：上旋越强则落地反弹后的前冲力越大。当今流行的世界一流选手的正、反手拉上旋球，就是充分利用这个道理使球更具威力的。一个极强的上旋球在空中飞行时，如果下落速度很快，即使在打出较高的弧线情况下，也很少会造成出界现象，这样可以避免由于击球弧线高而球被打出界外，我们常说拉上旋球能提高稳健性，拉球的安全系数高就是这个道理。
下旋球则与上旋球相反，是绕横轴向后转的（球的上半部向后转，下半部向前转)。下旋球在飞行期间，由于球受重力和空气阻力的影响，其飞行弧线比不转球要平直一些，球下落速度比不转球要慢一些，好像球增加了一定的浮力，下旋越强则越能显现出来。当落地反弹后，球的前冲力会减弱，给人一种只向上反弹的感觉。这是由于下旋球形成一定的角度落到地面时，球的底部旋转方向与球的运行方向是相同方向，球体与地面相接触一刹那给予地面一个与运行方向相同的力，则地面同时也给予球体大小相等、方向相反的力而产生反弹角度的变化所造成的(图6)。
图6 下旋球造成入射角与反弹角不同的受力分析图(下旋球)
这种球的特点是：没有像上旋球那样具有前冲力，飞行比较缓慢，因此，相对来讲给对方的攻击性并不是很高，威胁也不大。但是，如果这种削击方法用得恰当，效果就会不一样。比如说，当对方在底线时，用削击方法打出下旋球放出轻而浅、角度大的球是颇具威力的。另外，在底线用反拍击出下旋球在防守上也有积极的作用，它能在强大压力下控制住球，并将球送至底线深处。球速减慢有时也会打乱对手击球的节奏，同时也能调节自己进攻的节奏。
