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足球的科学
Author:Translator:Proofreader:葛惟昆，葛澄Publisher:
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Editorial Reviews
　　作为一名专业足球人和清华大学教授， 看到我校葛惟昆教授带领物理系学生足球队的同学们，共同把《足球的科学》一书译成中文，并由清华大学出版社出版发行， 我感到由衷的高兴。　　作为世界第一体育运动， 足球的魅力和影响都是无与伦比的。 但足球并不仅仅是运动， 它是文化， 是科学， 是精神； 是国力的彰显、民族的象征！ 普及和发展足球是一项系统工程， 牵涉到经济、教育、体制等诸多方面。 特别在中国足球长期落后的现实面前， 振兴中国足球受到国家层面的高度重视， 也成为全民族的殷切希望。　　像任何一项其他的事业一样， 足球也需要科学的发展。 这当中，以科学的方法和理论去研究足球， 探讨足球运动的科学规律， 是非常重要而又长期受到忽视的。要想使中国足球迎头赶上世界先进， 必须有更宽广的视野、更强悍的魄力和更科学的措施， 要把科学注入到足球发展的系统工程中去。　　清华大学作为一个科技重镇， 承载着为国家发展培养人才、创造科技的历史使命。 足球也在清华人的深切关注之中。 刚刚成立的清华大学体育部“中国足球发展研究中心”， 就旨在研究和发展科学的足球理念和技术， 宣扬科学足球的魅力， 集清华的科技和人才优势， 为中国足球的发展出谋献策，贡献力量！　　《足球的科学》一书的出版， 就是我们努力的第一个尝试， 是一个从新的视角去观察足球、认识足球的开始。 希望本书能得到同行的认可， 满足专业人士和热爱足球运动的青少年的需要， 并对我们的训练、比赛和俱乐部运营产生积极的影响，最终有助于促进中国足球的发展， 圆我们数代人实现足球强国的中国梦！
　　——清华大学体育部“中国足球发展研究中心”主任、教授　孙葆洁　2014年1月于清华园
Author : [英]John Wesson Translator : 清华大学物理系学生足球队 Proofreader : 葛惟昆，葛澄 Publisher : 清华大学出版社 Publication Date :
Binding : 平装 Pages : 145 Language : 中文 Format : 32开
Description
　　《足球的科学》用简洁易懂的语言讲述足球背后的科学原理。全书包括两部分内容。前半部分运用物理学规律分析足球运动的各种常用技术动作的原理，如踢球、头球、接球、卸球、掷球等。后半部分则涉及足球规则的制定、竞赛理论、最佳球队、球员及其职业生涯，以及足球经济等与足球运动发展相关的广泛的问题。全书的主要部分只需要高中文化水平就可以了解。比较深入的足球物理的数学推导集中放在了最后一章，可供感兴趣的读者深入研究。　　《足球的科学》内容全面、实用，对足球专业人士，包括教练员、运动员、科研人员，以及热爱足球和关心足球的广大足球爱好者，都有一定的参考价值。
　　足球毫无疑问是世界第一运动。全世界数百万人踢足球，更有数亿人在现场或电视机前欣赏足球。尽管如此，关于足球的科学方面却几乎无人谈及，更不用说去讨论和研究了。这和其他一些运动正相反，那些运动受到多得多的重视，特别像高尔夫球。　　就足球而言，“科学”意味着什么呢？本书基本上处理两个方面的问题。第一方面是“硬科学”， 主要就是应用物理学原理， 来解释足球运动的基本规律，从对踢球的相对简单的力学的理解， 到关于球体运动的相当复杂的流体力学。第二方面涵盖面比较宽广。对于足球比赛的结果、特别是说明对于哪个球队可以获得冠军或奖杯，机遇有一定的影响。 得胜的球队一定就是那个最好的球队吗？我们要统计运动员的最佳表现与他们年龄的关系，还要探讨足球运动员的最佳身高， 以及，出乎意料的，一年中足球运动员出生的最好时节。进而我们还要讨论对规则的分析，各种关于踢球的理论，以及专业足球的运营经济方面。　　在本书的前9章里，上述课题的论述都没有用数学。其背后的数学分析留到第10章，也是最后一章。本书的绝大多数内容都是第一手的， 但在许多领域，没有其他人的帮助，作者是不能完成的。我要感谢戴维?顾戴尔（David Goodall）为足球的碰撞和飞行所做的实验，以及他和克里斯?劳利 (Chris Lawry) 所做的实验，从而得到足球的阻力曲线。球场上的实验是在米基?路易斯 (Mickey Lewis) 和牛津青年联队的帮助下进行的。我对足球所用球的发展的了解得益于与米特（Mitre）公司邓肯?安德森 （Duncan Anderson）的讨论，同时关于俱乐部财务的信息， 我是从德勤 (Deloitte and Touche) 律师事务所所编制的“足球财务年度报告”中获取的。　　我要感谢英国皇家物理学会出版社（IOP）的责任编辑约翰?纳瓦斯 （John Navas）， 没有他的认可和鼓励，这本书难见天日。杰克?康诺（Jack Connor）和约翰?哈德威克（John Hardwick）阅读了本书文稿， 并提出很多有用的建议，也在此表示谢意。本书使用了、而且实际上依赖于许多插图，它们都是斯图亚特?莫里斯（Stuart Morris）绘制的。我对他的技巧和不懈的支持深表谢意。最后，我必须感谢琳达?李（Linda Lee）, 她不仅认真细致地打印了手稿，而且还完成了许多修正和重写的任务。　　John Wesson　　2002年1月
Table of Contents
第1章球和球的反弹//第2章踢球//第3章抛掷，头球，击球，接球，卸球，踩球//第4章飞行中的足球//第5章规则//第6章竞赛理论//第7章最佳球队//第8章球员/第9章足球经济//第10章数学//参考书目//
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从守门员扑点球动作的时间空间特征看足球运动员点球射门区域选择策略
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘 要：为了解守门员扑点球动作的时间空间特征，使射手建立正确的射门区域选择策略，研究使用一种新方法，对近年来国际高水平足球比赛中出现的18个点球进行录像解析。其中，守门员向自己左侧和右侧出击的点球录像各9个。结果表明：守门员在射手脚触球前大约200 ms开始出击。接近来球瞬间，身体处于球门的左（右）下半部，防守宽度从左球门柱内侧135 cm到右球门柱内侧113 cm（从射手的位置看）。出击时机不准和防守区域选择错误是守门员点球防守失败的主要原因。建议射手选择球门上半部和球门左（右）下角为射门区域。当选择前者时，射手要把注意力集中到射门动作的准确性上，而选择后者时，射门动作的准确和快速同等重要。 中国论文网 /4/view-6021551.htm　　关键词： 足球；点球；守门员；防守区域；时间空间特征；射手；射门区域 　　中图分类号： G 843 文章编号：X（7-05 文献标志码： A 　　罚点球时，由于难以及时预测守门员的出击方向[1-3]，射手采用“不依赖守门员”策略，即事先决定点球的射门区域[4]被认为较为合理的认知策略[5]。要想选择适当的射门区域，必须对守门员扑点球动作的时间、空间特征有正确的认知。尽管通过观看或参与比赛，对此有所认识；但是，由于球速快，守门员的移动速度也快，通过肉眼很难辨别出球和守门员在这一过程中的时间和位置关系，甚至产生错觉。为此，Morris等[6] 使用高速摄影机拍摄了守门员防守点球时的动作，并对守门员扑点球动作的时间特征进行了测量分析。结果表明：守门员完成扑球动作需要（660±80）ms，而点球的飞行时间为（500±60）ms，为了及时扑到点球，守门员必须在射手脚触球前（100±40）ms出击。而在守门员扑点球动作的空间特征方面，至今为止，相关研究文献还没有发现。为了进一步弄清守门员扑点球动作的时空特征，使射手建立正确的射门区域选择策略，研究从近年搜集到的422个点球录像中，挑选符合运动生物力学解析条件的点球录像18个（守门员向自己左侧和右侧出击的点球录像各9个），使用ULEAD video studio 9录像编辑软件和Microsoft PowerPoint模板对此进行解析，并对以下3项内容进行统计分析：1）守门员扑点球的出击时机及完成扑球动作的时间；2）射手助跑开始瞬间、守门员出击开始瞬间、射手脚触球瞬间和守门员接近来球瞬间守门员身体在球门内的位置；3）守门员的防守范围及防守失败的原因。 　　1 研究方法 　　1.1 研究对象 　　从422个点球录像中，挑选了从球门正面拍摄的高清晰画质的点球录像18个。其中，守门员向自己左侧出击的9个点球录像中，7个来自年英格兰超级联赛 [7] ，2个来自年日本国家队热身赛[8] 。其中，守门员的年龄为（27.44±4.42）岁，身高为（190.44±3.05）cm[9] 。守门员向自己右侧出击的9个点球录像中，5个来自年英格兰超级联赛[7] ，2个来自年日本国家队热身赛[8] ，1个来自日本J1联赛[10] ，1个来自2007年丰田杯足球赛[11] 。其中，守门员的年龄为（28.11±3.76）岁，身高为（187.67±6.34）cm[9] 。 　　1.2 仪器和软件 　　东芝RD-X6 HDD&DVD高清晰录放像机（30帧/s），索尼KD-28HD600高清晰电视机，索尼 DCR-TRV900 数码摄像机，尼康D70数码相机，东芝G5/X14PME和TX/66G 笔记本电脑，ULEAD video studio 9录像编辑软件，Microsoft PowerPoint软件。 　　1.3 测量内容 　　选择头顶、肩关节外侧（左、右）、中指指尖（左手和右手）、膝关节外侧（左、右）、脚尖（左、右）作为代表守门员防守范围的关节点（如图1所示）。使用Microsoft PowerPoint模板读取它们在以下4个瞬间的坐标值（Xi，Yi ）：1）射手助跑开始；2）守门员出击开始；3）射手脚触球；4）守门员接近来球。 　　2 结果 　　2.1 守门员扑点球时的出击时机、球飞行时间及守门员完成扑球动作时间 　　守门员向左侧出击的时机是射手脚触球前（222±71）ms，向右侧出击的时机是射手脚触球前（211±47）ms。球的飞行时间分别是（385±47）ms（左侧出击）和（381±41）ms（右侧出击）。守门员完成扑球动作的时间分别是（607±94）ms（左侧出击）和（593±57）ms（右侧出击）。 　　2.2 在射手助跑开始、守门员出击开始、射手脚触球和守门员接近来球瞬间，守门员身体所处的位置 　　在射手助跑开始时，守门员站立于球门线中点附近，面向射手，膝关节微屈。守门员出击开始时，守门员身体前倾，膝关节弯曲加大。射手脚触球时，守门员身体已经明显移向左（右）侧。守门员接近来球时，守门员侧扑腾空，身体位于球门左（右）下半部，见表1、表2，如图2、图3所示。 　　3 讨论与分析 　　利用录像解析法，对高水平足球比赛中，守门员扑点球动作的时空特点进行分析，弄清守门员扑点球时的出击时机及完成扑球动作的时间，射手在助跑开始瞬间、守门员在出击开始瞬间、射手在脚触球瞬间和守门员在接近来球瞬间，守门员身体所处的位置，以及守门员的防守范围和防守失败的原因。关于守门员防守范围的结果与周培勇等研究[12-13]的扑出点球的区域基本一致。与Morris等[6]的研究结果相比，在出击时机上，本文大约早100 ms，在球的飞行时间和完成扑球动作的时间上，本文略短。这种差别可能与点球实施的条件有关，Morris等人[6]的点球是在一般训练条件下拍摄的，而本文是在比赛条件下拍摄的。在训练条件下，守门员可能更注重通过视觉预测决定出击方向，因而出击时机较晚。而在比赛条件下，守门员可能更注重及时封堵想要防守的区域，因而出击时机较早。为此，教练员应设法创造更多的机会，让射手在比赛条件下罚点球。另外，这种差异的产生也可能与国际足联1997年将点球规则[14]中“踢点球者脚触球前，守门员两脚不允许移动”条款，改为“踢点球者脚触球前，守门员两脚不允许离开球门线”有关。
　　综上所述，射手应该在熟练掌握点球知识的基础上（如图6所示），通过反复训练来提高踢点球的成功率。在采用“不依赖守门员”策略时，除了解守门员扑点球动作的时空特征外，还应结合自己的射门技术特点，制定相应的踢点球战术。有研究[5]表明，使用右脚射门时，斜线助跑、脚背内侧射向球门左侧的左上半部及脚背内侧射向球门的中上部是职业足球运动员踢点球的最佳组合。另外，斜线助跑、脚内侧射向球门左（右）下角及直线助跑、脚内侧射向球门右侧的右下部也是较好的射门组合。最不宜选择的射门区域是球门左侧的左下中部。射手可以参考这些射门组合进行练习。另外，学会在不同的心理状态下，使用不同的射门组合也很重要。例如，当射手有足够的信心保证射门准确时，可选择技术难度高的球门上半部为射门区域。当感觉没有十分把握时，可选择球门左（右）下角。如果心理状态不好时，应选择最有把握的射门组合，尽量避免把球射出球门外；因为，从理论上讲，只要踢进球门，就有78%的进球机会[5]。 　　4 结论 　　守门员在射手脚触球前大约200 ms开始出击，完成扑点球动作需要大约600 ms，接近来球瞬间，身体处于球门的左（右）下半部，防守宽度从左球门柱内侧的135 cm到右球门柱内侧113 cm（从射手的位置看）。守门员扑点球失败的主要原因是出击不及时和防守区域选择错误。建议射手在了解上述踢点球知识的基础上，熟练掌握踢点球技战术。在选择球门上半部为射门区域时，要把注意力集中到射门准确性上，选择球门左（右）下角为射门区域时，除了把注意力集中在射门准确性上外，还应尽可能提高出球的速度。 　　参考文献： 　　[1]Morya e，Ranvaud R，Pinheiro W M.Dynamics of visual feedback in a laboratory simulation of a penalty kick[J].Journal of Sports Sciences，-95. 　　[2]Kamp J V D.A field simulation study of the effectiveness of penalty kicks strategies in soccer[J].Journal of Sports Sciences，7-477. 　　[3]Bowtell M，King M，Pain M.Analysis of the keeper-dependent strategy in the soccer penalty kick [J].International Journal of Sports Science and Engineering，）：93-102. 　　[4]Kuhn W.Penalty-kick strategies for shooters and goalkeepers [C].Science and football：proceedings of the First World Congress of Science and Football，Liverpool，12～17th April 1987[M].New York：E F N Spon，2. 　　[5]周培勇，猪俣公宏.职业足球运动员最佳踢点球策略[J].国际运动及锻炼心理学期刊，2009（7）：527-551. 　　[6]Morris A M，Burwitz L.Anticipation and movement strategies in elite soccer goalkeepers at penalty kicks[J].Journal of Sports Sciences，1989（1）：79-80. 　　[7]League P.Tokyo：Public Broadcasting Service[Z].2007-08. 　　[8]CBC.Austria VS Japan，Switzerland VS Japan.[Television broadcast] [Z].CBC Terrestrial digital TV broadcast，Nagoya：Public Broadcasting Service，2007. 　　[9]CBC，et al.Height and age of goalkeeper [Z].Tokyo and London：Retrieved from Club website or Television broadcast，2008. 　　[10]J SPORTS TV.J.LEAGUE Division 1.[Television broadcast] [Z].J SPORTS TV，CS，Tokyo：Public Broadcasting Service，2007-08 　　[11]FIFA.FIFA Club World Championship TOYOYA Cup Japan 2007[Television broadcast] [Z].Nippon Television，BS，Tokyo：Public Broadcasting Service，2007. 　　[12]周培勇，猪俣公宏.エリ?トサッカ?ゴ?ルキ?パ?のペナルティキックセ?ビング行?の分析：?知的方略の?点から[J].中京大学体育学??，）：29-40. 　　[13]周培勇，猪俣公宏.优秀足球守门员应对点球的认知行动策略[J].中国体育科技，）：39-45. 　　[14]FIFA.The history of the laws of the game，Law XIV - The Penalty Kick[EB/OL].[].http：///
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希望能在中国获得工作合同，帮助球队连续第八次夺取苏格兰超级联赛的冠军://sports，他转会到米德尔斯伯勒队后，华盛顿特区联队和加扎未能达成一致协议://sports：加扎 出生日期、个性鲜明的球员，1985年首次代表纽卡斯尔队参加联赛的比赛。1998年，他自由转会到埃弗顿队.com，他帮助英格兰队打入了在本土举办的欧洲锦标赛的半决赛： http。出生于纽卡斯尔盖茨黑德的前英格兰国家队中场球员加斯科因是一位颇具天才，并打入了半决赛。不久后，担任球员兼助理教练。1998年。2000年7月.sina：79公斤 1988年在热刺队踢球。虽然最初他与甘肃天马俱乐部签订了一年的合同。1996年，但是该家俱乐部出面辟谣说没有准备和他签约，不甘寂寞的他又加盟了英格兰乙级联赛（相当于英格兰第四级联赛）的波士顿联队全名.com，他才找到新的东家。曾来甘肃天马效力 参考资料。 2002年8月据美国足球职业大联盟网站发布信息。2004-05赛季，加扎带领的英格兰队在半决赛中：保罗·约翰·加斯科因 昵称，但因伤未能得到表现自己的机会，在米德尔斯堡期间他酗酒成性。 1991年转会到拉齐奥，并在对苏格兰队的那场引人注目的比赛中射入一球。此后直到2003年1月，其中参加世界杯赛6场（1990年），他又转会到甲级联赛的伯恩利队，再次在点球中栽在了德国人的脚下。次年3月。 1996年欧锦赛上，但是最终遭到拒绝，辗转来到中国，他落选了由格伦·霍德尔率领的国家队，加盟了甲B联赛的甘肃天马队，错过了参加法国世界杯赛的机会，帮助球队升入英格兰超级联赛，他曾效力于拉齐奥队，正在托特纳姆热刺队执教的特里·维纳布尔斯以200万英镑的价格将其收购到手。他1983年进入纽卡斯尔队训练，在经过了一段时间的谈判后。 2002年9月传说与新西兰一家名为aucklandKingz的球队签约，双方同意不签合约。 2002年5月离开了甲级队伯恩利队。 2001年自由转会到埃弗顿。 1997年由拉齐奥转会到格拉斯哥流浪者队，但也仅效力到那个赛季结束时
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出门在外也不愁& Glenn Morris
中文名：Glenn Morris
英文名：Glenn Morris
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体&&&&重：70kg
身高：183cm
所在俱乐部：吉林汉姆
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国家队号码：未知
G--进球 A--助攻 SH--射门 SG--射正 YC--黄牌 RC--红牌 FC--犯规 FS--被犯规 SV--扑救 OF--越位 OG--乌龙 PM--点球未进 NL--未失球
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