⾼尔夫挥杆的六⼤原理
⾼尔夫挥杆最佳的效果是击出的球⼜准⼜远。得此效果的条件是杆⾯击球时有准确的杆⾯⽅向、准确的杆头速度⽅向、尽量⼤的杆头速度以及尽量长的杆⾯与球碰撞接触的时间。由于挥杆是⼈体对球杆的转动作⽤,如果我们对⼈体⽤⼒原理以及⾝体部件与球杆系统的运动规律有⼀定的了解,我们就更容易理解⾼尔夫挥杆的动作要领,发现⾃⼰挥杆失误的真正⽑病。
⼀、⾼尔夫挥杆转动的动⼒来源
⾼尔夫杆头速度来源于⼈及球杆转动的速度,⽽转动速度由⼩到⼤则是在下杆过程中由⼈体持续施加于⾝体部件以及球杆的转动驱动作⽤所致。由于⼈体由⼀些部件及⼀些连接这些部件的活动关节组成,为简化分析,我们需要将⼈体及球杆的运动简化成胯、肩及左臂、球杆三个主要部分的运动。与此相对应,我们可以将⼈体的转动驱动简化为三个主要的转动驱动:两腿对胯的转动驱动;扭腰对肩臂的转动驱动;两⼿对球杆的转动驱动。两腿对胯的转动作⽤来源于两条⼤⼩腿的交错移动形成⼤腿对胯的⼀推⼀拉。扭腰对肩的转动作⽤来源于腰肌及肩肌对肩的拉扭。两⼿对球杆的直接转动作⽤来源于两⼿腕及右肘的协调转动形成两⼿对球杆握巴的直接转动。
⾼尔夫挥杆运动中的⽔平转动驱动作⽤往往为初学者忽视。其实,我们只要体念打⽔漂的动作就会理会到⽔平转动驱动的作⽤。打⽔漂的⼏种打法:⽤转⼿腕,挥臂+转腕,⽔平转肩+挥臂+转腕,转胯+转肩
+挥臂+转腕。显然,越往后的打法,效果越好。⾼尔夫挥杆⽔平转动驱动主要来源于两腿对胯的驱动。
在⽔平驱动过程中,左胯基本类似杠杆系统的⽀点,右胯类似动⼒点,右腿对右胯的推⼒类似动⼒,左右胯的连接线类似动⼒臂,球杆杆头类似阻⼒点,杆头的⽔平惯性⼒类似阻⼒,通过腰提升起来的⼿臂及球杆类似阻⼒臂。对这⼀杠杆系统的动态平衡分析及运动分析可以看到,由于此处动⼒能⼒(右腿的最⼤推⼒)和动⼒臂相对较⼤(相对于⾝体其它部位产⽣⽽⾔),所以能带动的阻⼒点上的推动⼒也⼤,并且,右腿推动右胯的⽔平运动速度通过杠杆的传输能使杆头⽔平运动速度放⼤多倍,其作⽤效果可想⽽知。
不仅如此,在下杆转胯过程的前期,胯的转动在下⾝反向拧紧腰肌,为扭腰转肩储备了弹性势能,可加倍提⾼扭腰转肩的⼒量和爆发程度。在⾏为上如何应⽤这⼀原理提⾼胯的转动启动⼒?可以参考拳击运动中的马步站位打右⼿直拳的动作,这种站姿推动胯的转动幅度⼤,更有⼒量,更稳固站盘。并且,这种站姿⾃动克服了初学者通过左右移动胯⽽不是转动跨带动球杆的⽑病,左右移动胯显然对杆头没有速度的放⼤作⽤。
⼈体的三个主要的转动作⽤犹如装在⼈体的三个转动发动机。⼈体挥杆过程中三个转动作⽤都可以分别带动球杆击球,但三个转动作⽤的转动⽅位不⼀样、施加作⽤所需的时间不⼀样,如何使它们既能
分别充分发挥作⽤⼜能协调⼀致是挥杆技术的关键。为此,需要了解这三个转动协调作⽤的⼀致性以及它们的特征差异。
⼆、控制球杆端头速度⽅向的条件
对于单个转动物体,其转动时的端头速度⽅向⼀定是沿端头与轴⼼连线的垂直⽅向。但是,多个相连转动体的端头速度⽅向则不⼀定这样。为了解杆头速度的⽅向,先看⼆个相连刚性体转动的例⼦。
⼀般情况下⼆杆转动时端头相对地⾯的速度⽅向是不会垂直OO2连线的。只有当⼆杆成⼀条直线时,端头的绝对速度正好垂直OO2。在这⼀瞬间,端头O2被转动的L1杆所牵连的速度其⽅向与L1杆垂直,其⼤⼩等于L1杆转动⾓速度乘L1+ L2。此刻端头O2相对O1转动的速度其⽅向也与L1垂直,其⼤⼩等于L2绕O1转动的⾓速度乘以L2。根据速度合成定理,此时端头相对静⽌的球的速度⽅向⼀定正好对准端头与固定转轴连线的垂直⽅向,其⼤⼩等于上述两个速度的和。
可见,只有两个转动物体的转动轴及外端点在同⼀条直线上时,外端点的绝对速度⽅向正好垂直转动轴与外端点的连线。
通过⼒学分析可以得出⼀般性的结论:多个相连刚体被分别转动情况下,只有全部这些转动物体的转动轴及外端点在同⼀平⾯时,外端点的绝对速度的⽅向⼀定垂直这⼀平⾯。
将这⼀结论应⽤到⾼尔夫挥杆中,按照前⾯三个转动的简化⼒学模型,只要控制杆头击球时,使胯绕左腿转动的轴线、肩绕脊椎转动的轴线、杆绕左⼿腕转动的轴线以及杆头基本在同⼀⽆形的板墙⾯内,则杆头速度⼀定垂直这个⾯。只要我们将这个板墙⾯朝向⽬标,杆头速度⽅向就会对准⽬标。这个板墙⾯是我们挥杆准备时根据⽬标、球位、站位就能确定的,在此后的分析中将简称为⽬标板墙⾯。
实际的⾼尔夫挥杆中,我们查看职业球员在击球瞬间的照⽚发现,这时候左脚脚跟、左胯、左臂关节、左⼿腕以及杆头基本在同⼀个平⾯内,这和理论上的结论有⼀点点的偏差,但运动特征是基本⼀致的。形成偏差的原因是我们简化的⼒学模型与⾝体实际挥杆的差异造成的,例如,⾝体部件是有⼀定变形的⽽不是完全的刚性物体,特别是左臂与肩之间在下杆过程中有⼀定的相对转动⽽在前⾯的三个转动的简化模型中将这个转动和扭腰转肩简化成⼀个主要转动。
高尔夫因此,根据理论分析的基本规律,考虑实际挥杆与理论分析模型的差异,参考职业运动员的标准结果,控制⾼尔夫杆头速度⽅向对准⽬标的条件可以更直观表述如下:只要杆头击球时,胯绕左腿转动的轴线、左臂绕肩转动的轴线、杆绕左⼿腕转动的轴线这三条轴线以及杆头都同时通过过左脚脚跟及过球的垂直板墙⾯,则杆头速度⼀定指向⽬标。
我们应该以满⾜上述三轴⼀头同时通过⽬标板墙的条件去控制杆头击球的速度⽅向。
三、增⼤转动作⽤效果的条件
杆头动能越⼤,击球距离越远。杆头动能主要来源于三个转动驱动持续作⽤于⼈体及球杆的结果。按照动能定理,动能的增加等于其增加过程中作⽤⼒所作的功,这个功等于该过程中⼒与路程的乘积的累积,在转动体系中,这个功等于动能增加过程中转动⾓度与转动作⽤(⼒偶)的乘积的累积。由此可见,动能的增加不仅与⼒的⼤⼩有关,还与⼒作⽤经历的路径⼤⼩有关,物体在同样⼒的作⽤下,经历的路程越长则获得的动能越⼤。同样,对转动系统,在转动驱动的作⽤下,转动的⾓度越⼤则系统获得的动能越⼤。因此,为使杆头获得最⼤的动能,在⼈体结构允许、不影响击球精确度的条件下,挥杆施⼒过程应尽量增⼤转动的幅度。值得注意的是,不仅仅是⼈体⼀个部分如胯的转动幅度要尽量⼤,肩臂相对胯的转动、⼿转杆相对左臂的转动幅度也应尽量⼤。
另⼀⽅⾯,挥杆过程中⾝体及带动的杆头的位置相对改变也能增⼤杆头的动能。挥杆过程中,球杆与左⼿臂成夹⾓(构成⼀个倒L造型)随⾝体转动,转胯及转肩驱动使转动的⾝体及球杆获得动能。当⼿转杆发⽣后,杆头离⾝体转动中⼼的转动半径增加了⼀个杆⾝的长度,这时杆头随⾝体转动的线速度必然增加(犹如溜冰中缩⾝快速原地转时伸展⼿臂增加⼿端线速度),增加量为杆⾝长度乘以此刻肩臂转动的⾓速度,杆头的动能由此⽽骤增。正因为如此,⼿转杆在增加杆头速度和击球距离的能⼒上扮演关键的⾓⾊。
根据能量守恒定律,杆头动能的这种增加必然导致⾝体转动能量的减少,⼿转杆打开球杆与左臂的夹⾓起到的是将⾝体转动能量向杆头传输的作⽤,这就是⾼尔夫教学中常提到的“能量释放”,其实,当我们明⽩其中的原理后⽤“能量传输”可能更合适。要使杆头由此获得尽量⼤的传输动能应该做到以下三点:⾝体及成倒L造型的臂及球杆的转动幅度尽量⼤,上杆到顶时,倒L造型中的杆⾝⾄少应该达到在头顶上⽅平置的位置;⼤⼒转体以加快⾝体转速(查看明星挥杆的慢动作,从其刚开始启动,杆⾝就被转弯就⾜以证明这点);击球前将倒L造型中的杆⾝尽量展开打直。
在击球前尽⼒控制住左脚后跟进⽽控制左腿不随⾝体的移动对增加杆头的速度有显著的效果。当⼀个物体⾃由运动的时候,突然在⼀个节点受到约束,其运动形式将变为绕这⼀节点的转动,在总动能没有改变的情况下,物体远离转动中⼼位置端头的线速度会⼤⼤提⾼。例如,⼀个匀速运动的杆。
当其⼀端被突然约束,如果忽略约束完成的过程中能量的损耗,则在转动形成后⾃由端的线速度达到原来速度的1.73倍。如果这个杆上质量分布靠⾃由端头更少⼀些,则杆头的速度还会更⼤些。体育运动⼒学中将这种⼈为制约⼈体运动的约束⾏为称为制动。虽然,⼈体挥杆下杆过程中左脚地⾯进⽽左腿等对⾝体移动的约束过程不是上例的理想状况,但基本规律是相符的。下杆开始后,⾝体重⼼从右脚向左平移,⾝体必然有向⽬标⽅向运动的速度,这样,击球前左脚以及左腿对⾝体的制动能借此增⼤杆头的速度。同时,这种制动也是前述以左脚跟为转动轴之⼀控制杆头击球⽅向的条件。
⾼尔夫球由于被杆头撞击⽽获得速度。按照动量定理,球飞出时的初始动量(球质量与球速度的乘积)等于撞击时间与撞击期间内杆头对球的平均撞击⼒的乘积。对同等质量的球,初始动量越⼤,则飞得越远。由于撞击时间太短(不超过0.01秒),⼈体挥杆不可能在这么短的时间内改变撞击⼒,但持续撞击时间对球的动量的影响是明显的。所以,挥杆击球时,不能杆⼀碰球就松劲,或者是还没有碰球就已松劲,⽽是要尽量“送杆”以增加撞击时间。为此,击球时要尽量使三个转动的作⽤在击球时刻同时达到最⼤值。这种施⼒⽅式有两个效果,⼀是三个转动作⽤的⼒量都能全部发挥出来,使杆头能获得最⼤的击球速度,⼆是击球时刻保持的最⼤⼒量使杆头获得最⼤的加速度,从⽽能增加杆头撞击球的时间。
四、转动的差异性特征
两腿推动的胯的转动基本是在⼀个⽔平⾯的转动,两腿推动的转动体系包括跨及其以上⾝体以及⼿握的球杆,该转动在
两腿推动的胯的转动基本是在⼀个⽔平⾯的转动,两腿推动的转动体系包括跨及其以上⾝体以及⼿握的球杆,该转动在挥杆下杆时基本以左腿为轴,其转动惯量(转动惯量是该转动体系被转动的难易程度的度量)是最⼤的,但转动起来后所具有的动能也是最⼤的;扭腰转肩能带动肩及其以上⼿臂包括⼿握的球杆转动,该转动基本以脊椎为轴,其转动惯量为次;两⼿推动的体系就仅是球杆,该转动基
本以左⼿腕为轴,转动惯量最⼩。转动体系转动的⾓加速度与转动作⽤的⼤⼩成正⽐,与其转动惯量成反⽐。显然,要完成⼀定⾓度的转动,转动惯量⼤的转动系统要⽐转动惯量⼩的转动系统所需的时间要长⼀些。
⼈体各部件组成的挥杆运动系统不是⼀个理想刚性构架,⽽是⼀个有⼀定弹性的构架,这个弹性构架在施⼒和运动过程中是会发⽣变形的。由此带来,从肌⾁⼒量发出到后续⾝体部位的运动产⽣有⼀个时间上的滞后差异。运动部件离发⼒肌⾁越远,中间部件越多,运动滞后越多,中间部件弹性越⼤,运动滞后越多。举⼀个简单的例⼦,我们⽤⼿转动⼀根棍⼦,再对⽐转动⼀根同样长短的薄⽚,我们会发现:棍转动过程中,⼿回到开始位置时,棍端基本回到开始位置;薄⽚转动过程中,转动中的薄⽚有弯曲变形,所以,转动中⼿回到开始位置时,薄⽚端头滞后于开始位置,或者说,薄⽚端头要回到开始位置,⼿的转动必须超前于准备时的位置的。这⼀变形体的运动规律反映在的⾼尔夫挥杆运动中的最明显的现象是,在职业运动员球杆击球瞬间可以看到:胯、肩、球杆握把依次超前离开准备姿势的位置以胯最⼤,肩为次,⽽球杆握把最⼩。
这是因为:两腿推动胯的⽔平转动,腰肌拉动肩的转动,两⼿驱动球杆握把的转动,它们传输到⾼尔夫球杆的远近是不⼀样的。
⽽从前述运动分析中看到,扭腰转肩的轴线被胯的转动带动转动,⼿转杆的轴线由肩及左臂的转动带
动转动,但击球时刻三个转动系统转动轴必须落在过左脚脚跟与球垂直的板墙内,这是保证杆头速度指向⽬标的条件。从特征差异分析可以看到,腿转胯系统转动到位所需时间长,扭腰转肩系统次之,⼿转杆系统最⼩。因此,为保证击球时三个转动轴同时落在⼀个板墙内的⼀致性,腿转胯、扭腰转肩、⼿转杆要依次先后叠加施⼒和运动,这就是⾼尔夫挥杆下杆的主要顺序。
五、挥杆节奏的控制
多数业余球⼿特别是初学者往往很少在击球时刻既能保证三轴同时通过⽬标板墙,⼜能有最⼤杆头速度,更不能保持最⼤的作⽤⼒。他们要么不能控制⽅向,要么已经⽆法叠加后续的相对转动。例如:上杆到顶开始下杆时,腿转胯和扭腰转肩及⼿转杆通常下意识同时⼤⼒进⾏,由于胯转动慢,胯上左臂转动轴转动到⽬标板墙的时间长,⽽⼿转杆块,杆头转动到板墙的时间短,这样,杆头进⼊板墙击球时左臂转动轴不能落⼊板墙内,杆头速度⽅向必然失控。在上述腿转胯和⼿转杆同时⼤⼒启动的情况,如果为了保证杆头和左臂转动轴同时落⼊板墙,球⼿只能在杆头打⼊⽬标板墙前放慢⼿转杆的速度,直到保持与腿转胯的转动同步转动,⽽这种情况下,⼿转杆相对胯的转速为0,这样,也不可能有任何
的“鞭端效应”了。由此可见,业余球⼿的挥杆动作⾸先要注意的是控制好下杆过程中三个转动启动的节奏。
当⼈体完成上杆并按马步站⽴转跨后,胯基本向右转动45度。这时考虑⼀个极端的做法,⼈体胯不再作⽔平转动,只作扭腰转肩带动下杆击球,此时肩转动的轴线偏离过左脚跟与球的垂直板墙,则球会向⽬标线偏右⼤约45度左右的⽅向飞去。所以,我们可以选择从胯回转45度,即从胯转到与⽬标线平⾏的位置去开始摸索启动转肩、转杆的合适位置。
需要注意的是, 因为腰肌在转肩上杆完成后已有拉紧, 当腿转胯开始后, ⾝体下部胯转动⼀定程度后会拉动上部腰肌,如果控制扭腰转肩启动时刻的意识不强, 就会不由⾃主地提前启动主动的扭腰转肩(沿上杆扭腰转肩的路径返回)。因此,在通过上杆转肩拧紧腰肌后,要进⾏由下⾝转胯拧紧腰肌的姿势调整(从右肩的顺转变换为左胯的反转,以避免带动右肩提前反弹扭转),在腿转胯启动后,应任由腰肌被下⾝的胯的转动进⼀步拧紧(如同反向拧紧弹簧),然后腰肩保持这种被拉紧的状态随胯继续转动,直到启动转肩的合适位置才开始主动地扭腰转肩(释放被拧紧的弹簧并顺势加⼒拧弹簧)。这样做的效果除了能保证三转动轴及杆头同时过⽬标板墙,还能使肩相对胯的转动获得成倍并且爆发式的转动⼒量, 能做到这⼀步是掌握职业挥杆技术的标志之⼀。
⼈体上杆完成时,两⼿已带动杆把反向转动使球杆与左⼿臂形成倒L型,两⼿直接驱动球杆去打直这个倒L就是叠加在左臂上的转动。⼿转杆启动后有两个作⽤:⼀是产⽣杆对左臂的相对转动,直接增加杆头的线速度;⼆是球杆沿左臂展开后使杆头到⾝体转动中⼼的半径加⼤从⽽再使杆头线速度增⼤,实现将⾝体转动能量向杆头的传输。由此,在下杆过程的前期,应尽量保持这个倒L造型围绕⾝体(倒L
从下杆位开始保持,⾄少转过了约90+45度),以减⼩⾝体的转动惯量(重⼼离转动中⼼近则转动惯量⼩,这对于难以先启动胯转动的初学者是⼀个改进的办法之⼀),从⽽使⾝体获得尽量⼤的转动速度并相应使⾝体获得⾜够⼤的转动能量。启动⼿转杆的时机可以参见下图的位置按照在杆头随左⼿腕⼀起通过⽬标板墙前尽量保持最⼩夹⾓的基本原则去摸索。
六、杆的控制⾯⽅向
由于⾼尔夫球有很好的弹性,击球过程中球⾯会发⽣⼀定的变形。当击球时,如果杆头速度⽅向与杆⾯朝向不⼀致,杆
由于⾼尔夫球有很好的弹性,击球过程中球⾯会发⽣⼀定的变形。当击球时,如果杆头速度⽅向与杆⾯朝向不⼀致,杆⾯不仅对球中⼼产⽣撞击⼒,还会因与变形球⾯的切向撞击对球⾯产⽣切向磨擦⼒,摩擦⼒的⽅向沿杆头速度在杆⾯投影的⽅向。在这两个⼒的作⽤下,球不仅冲向前⽅还绕球中⼼旋转,从⽽形成弧旋球。弧旋由击球时刻杆头速度⽅向偏往杆⾯所朝的⽅向。所以,挥杆击球时应使杆头的速度⽅向,对准⽬标,并且,此时杆⾯⽅向也应对准⽬标⽅向,这样球才会直线奔向⽬标。
实际上,标准球杆设计时已经考虑了握杆的左⼿腕、杆头在⽬标板墙内时,杆头速度⽅向是垂直⽬标板墙的,因⽽杆⾯被设计成当球杆被握置于垂直板墙内时,杆⾯与⽬标板墙⼀样正好对准⽬标⽅向。因此,⼀般情况下,只要按照前述控制杆头⽅向的条件击球,则杆⾯⽅向将⾃动与杆头速度⽅向⼀致
指向⽬标,也即,只要按控制杆头⽅向的条件击球,⽆需⼈为地另外调整杆⾯。实际上在下杆击球前短暂的时间内⼈也⽆法对杆⾯⽅向进⾏判断和调整。
由于杆的长短的差异、⼈体⾼矮和强壮的差异,杆⾯⽅向和击球速度⽅向有⼀些固定性的偏差,这些偏差可以在挥杆准备时通过少量地前后移动球位、少量地旋转握把进⾏调整。另⼀⽅⾯, 如果挥杆准备时有意预留⼀定的杆⾯偏差, 就可以打出所需的左曲球或右曲球。