乒乓球，作為我國的國球，不僅是一項深受群眾喜愛的休閑運動，更是我國在國際體育競技場上的傳統(tǒng)優(yōu)勢項目。

2025多哈世乒賽男單決賽，中國選手王楚欽4比1戰(zhàn)勝巴西選手雨果·卡爾德拉諾奪得冠軍 圖片來源：央視新聞

但 為成績 自豪的同時，大家有沒有注意過乒乓球比賽的細節(jié)呢？比如：小小的乒乓球，是如何擁有巨大力量的呢？為什么賽前裁判要特地檢查比賽雙方的球拍？ 大家為什么要自帶球拍，每個人的球拍不一樣嗎？

東京奧運會孫穎莎和伊藤美誠在賽前相互檢查球拍 圖片來源：截圖自央視

Part.1

電光火石間

乒乒乓乓中的撞擊動力學！

首先，我們要知道，賽場上“乒乒乓乓”，往復飛躍，主要源于球和拍之間的撞擊動力學過程。比賽中，球和球拍的碰撞接觸時間僅為千分之一秒，乒乓球飛行速度最高可達每秒47米！電光火石之間，球拍表層的橡膠和海綿會因為球的快速擠壓而變形、同時吸收動能儲存變形能（當然，球也會變形儲能，球拍底板也會發(fā)生微小變形）；當總動能達到某個極小值時、形變達到最大值，此后海綿和橡膠層形變恢復，變形能快速釋放，轉化為乒乓球的動能，于是乒乓球“脫板”而飛，抵達對方隊員球拍后，又會開始下一次的碰撞與飛躍。

球和球拍的碰撞（圖片來源：參考文獻[1] ）

如果在擊球瞬間，乒乓球的受力方向沒有通過球心，切向摩擦力就會使球發(fā)生轉動。除了球和拍的相對運動姿態(tài)外，影響切向摩擦力的主要原因是球與拍的材質和工藝，因此，通過優(yōu)化技術可以制造出更高級的球和球拍，讓擊球更具“殺傷力”。

Part.2

球拍為何要仔細檢查？

看完你就懂了！

目前的國際比賽中，乒乓球是由賽場統(tǒng)一提供的，但球拍卻是隊員自行攜帶的，這是為什么呢？

因為球拍的使用契合著運動員的自身特點和習慣，往往需要長時間的磨合才能提升技巧水平、達到“人拍合一”的境界，而乒乓球本身則影響沒那么大。

但從另一方面而言，球拍的自行攜帶機制也從硬件上給比賽帶來了極大的不確定性！

可以想象，為了爭取更大的勝利，各國都會投入大量研發(fā)工作來提升球拍性能，球拍結構越來越復雜；縱觀乒乓球運動的發(fā)展，技術打法的革新與球拍變革息息相關。

目前，球拍大都由底板、海綿和膠皮三部分組成，隨著這三部分結構的不斷創(chuàng)新，技術打法越來越追求快速、強旋轉，重視“幾招斃命”、回合減少的“速效”打法，但同時，這會顯著降低乒乓球比賽的觀賞性和趣味性，讓“拼體育技術”變成了“拼工業(yè)技術”，與奧運的競技精神可不相符。

乒乓球拍（圖片來源：Veer圖庫）

好在，國際乒聯(lián)對直接影響球拍和球撞擊過程的重要參數(shù)上給出了系列規(guī)范。雖然目前對球拍的形狀和重量沒有統(tǒng)一規(guī)定，但在球板特性方面作了強制性要求，包括：球板應當足夠平整、堅硬；球拍底板中天然木料層占比不小于85%，木料間粘接層等輔助材料厚度不大于總厚度的7.5%、也不能厚于0.35mm，海綿層厚度不大于0.4mm；以及，橡膠層不允許使用長膠等等。

因此，為了進一步保證比賽的技術公平性，賽前會有專門的檢測處對球拍進行檢測。檢測內容主要包括球拍表面平整度、球拍表面光澤度、水溶性膠水和膠皮海綿合法性等等。

這下，你明白為何運動員的球拍為何要被一一檢查了嗎？

在球拍的發(fā)展歷程中，還有一個小插曲——早期運動員曾使用到有機溶劑溶解橡膠精制成的快速膠水，來實現(xiàn)多變的撞擊以控制球速和轉動。因為它在粘合球拍底板和海綿層時，能在短時間內形成特殊的分布式氣囊結構；然而，這種快速膠水對人體傷害很大，所以漸被禁用，而球拍是否含有快速膠水也成一項重要的檢測指標。

Part.3

人靠衣裝馬靠鞍

乒乓選手看底板

球拍底板雖然不直接觸球，但卻是整個球拍的承力主體。和底板相關的參數(shù)有：硬度、彈性和底勁。“底勁”又是啥？ 從力學上簡單地講，它可以理解為防止球與拍碰撞能量耗散的一股“勁兒”。 最有“底勁”的極限理想情況是“存多少、就能取多少”。 一般而言，球拍底板木料不多于七層，因為層數(shù)越多、表現(xiàn)越硬，所以快攻選手往往選用七層硬木板、弧圈選手則常常選用五層夾芯軟底板，真是“人靠衣裝馬靠鞍，乒乓選手看底板”。

新材料、新工藝的加持，特別是纖維增強復合材料技術的發(fā)展和支持，讓球拍底板力學性能提升很快。纖維類型良多、選擇頗有講究：典型的有碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維及其混編體。

其中，高強玻璃纖維底板最適合現(xiàn)代鞭打式擊球，手感上它最接近純木底板、但是變形恢復速度又遠超實木底板；比重輕、剛度大的碳纖維底板，撞擊變形恢復時間短、回球加速快，可以幫助運動員制造高速低弧線球；芳綸纖維底板底勁充足，而且能減輕撞擊震動，長期使用更有利于保護運動員手腕；不難想象，芳綸纖維和碳纖維混編底板或許能兼具二者優(yōu)勢，既有足夠快的脫板速度、又有足夠柔和的手感。

總之，底板取材豐富多彩，因人而異各取所需，真可謂“量體裁衣”了。

Part.4

膠皮、海綿：

與底板相輔相成的軟性材料

乒乓球拍用的海綿是一種發(fā)泡橡膠，粘貼在底板和膠皮之間。 海綿夾層的主要作用是拉長球和拍的接觸時間，提高球拍整體彈性及其摩擦切球能力。

從力學性能上粗略劃分，海綿可分為高彈和低彈兩種類型：高彈海綿回彈大、壓縮負荷比高，用高彈海綿的球拍能打出較高的旋轉和速度；低彈海綿反彈小、因此又名惰性海綿，低彈海綿球拍控球穩(wěn)健、容易控球，在制造旋轉時擊球運動員需要發(fā)揮更多自身力量。

作為直接接觸球體的膠皮，其工藝技術更是日新月異。簡單地說，當前乒乓球拍主要用到兩類膠皮，即顆粒膠和反貼膠。其中，顆粒膠膠皮顆粒朝外，當顆粒直徑等于、大于或小于顆粒長度時，它又分別稱為正膠、生膠和長膠。反貼膠膠皮顆粒朝內，通常需要搭配厚的硬海綿，而自身又厚又硬的反膠就叫防弧膠，則需要相對松軟的海綿配合。不難理解，不同膠皮對乒乓球具有不同的摩擦能力，這就可以配合不同的技術打法。

優(yōu)化的膠皮、海綿搭配與底板性能的發(fā)揮相輔相成、相得益彰。

最終，膠皮、海綿和底板的不同組合讓球拍們展示出各有千秋的特別性能。

Part.5

球的變遷：

ABS與大球時代

說完球拍，咱們也說說球。

為了增加乒乓球運動的觀賞性，2000年，國際乒聯(lián)將其直徑從38毫米增加到40毫米，開啟了乒乓球的大球時代。

大球飛行阻力更大、旋轉時空氣摩擦力矩也更大，且自身轉動慣量也大，因此大球的飛行速度和旋轉速度也更低。想讓球快速轉起，運動員往往需要付出更大努力。

與球拍的變遷史類似，乒乓球本身的材料也是幾經(jīng)更替。2014年，服役百余年的賽璐珞球被換為安全環(huán)保的無縫塑料球，因為賽璐珞有毒且易燃，給航空運輸帶來很大困難。 然而，在干冷環(huán)境里，由于冷縮、干縮和冷脆等力學效應，無縫塑料球容易破裂，有數(shù)據(jù)顯示其損耗率比賽璐珞球至少高出20%。不過在干冷環(huán)境里，無縫塑料球容易爆裂，損耗率比賽璐珞球高20~30%。 所以，2017年，世乒賽開始廣泛采用ABS材質，作為一種三元共聚物，ABS具有更好的性能和更低的成本。

乒乓球（圖片來源：Veer圖庫）

“工欲善其事，必先利其器”，球與拍就是是乒乓賽場的武器裝備。對于運動員來說，好的裝備能以更大限度的發(fā)揮出高水準，給觀眾帶來更炫的表演。縱觀乒乓球發(fā)展史，球拍和球的技術進步互為挑戰(zhàn)，相輔相成：球拍不斷朝著彈性更高、摩擦操控性更強的方向發(fā)展，目的是使球速更快、運動軌跡更難以捉摸；乒乓球卻是朝著體積更大、慣性更大的方向發(fā)展，目的是使它飛行更穩(wěn)定、精彩更持久。

乒乓球在變，球拍也在變，但是努力拼搏的中國乒乓球的精神不變，世界和平的奧運精神不變，讓我們祝福所有健兒再創(chuàng)佳績！

參考文獻

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8.陳偉勝, 楊敏. “防抱死”乒乓球成賽場新寵[N]. 廣州日報, 2017-10-07.

來源：中國科普博覽

編輯：未

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