不同水平男子百米运动员起跑和前三步加速三维技术分析

毕志远，王泽峰，何文捷，王新娜

摘要：目的：分析一级和二级男子百米运动员起跑加速前三步支撑阶段下肢髋膝踝关节运动时序特征及角速度峰值、角度等运动学指标差异，探究影响起跑加速跑效果的关键技术因素。方法：采用三维高速红外摄像解析法（14个红外摄像头，250 Hz）对6名一级运动员和7名二级运动员的起跑前三步加速技术动作进行分析。结论：1）后蹬起跑器阶段，后腿摆动屈膝角速度峰值与后腿蹬伸過程膝关节角度是影响后蹬起跑器技术的关键运动技术指标，适当增大后腿蹬伸过程后腿膝角和后腿摆动过程中屈膝摆动角速度有利于提高后蹬起跑器效果;2）第一步支撑阶段，髋和膝的伸展作用主要体现在着地瞬间，支撑腿较小的髋角和较小的伸髋幅度，支撑腿较大的着地膝角和较小的伸膝幅度，以及更为前倾的躯干，更有利于缩短蹬伸加速时间和获得更好的水平蹬伸效果;3）第二步支撑阶段，着地瞬间摆动腿屈膝作用更为积极，支撑腿髋关节和膝关节同步伸展加速技术，较小的支撑腿髋关节、膝关节和踝关节角度和更为前倾的躯干是影响起跑加速效果的重要因素。

关键词：百米;起跑;加速技术;一级运动员;二级运动员

中图分类号：G822.1文献标识码：A文章编号：1009-9840（2022）01-0050-09

Three-dimensional research on the first three acceleration techniques

of men’s 100 m athletes with different levels

BI Zhiyuan1， WANG Zefeng2， HE Wenjie3， WANG Xinna4

（1.Taiyuan Normal University， Jinzhong 030619， Shanxi， China; 2. China Institute of Sports Science， Beijing 100061， China; 3. Sports information Center of General Administration of Sport of China， Beijing 100061， China; 4. Hebei Sports University， Shijiazhuang 050041， Hebei， China）

Abstract：Objective：To explore the time sequence of hip， knee and ankle joint of lower limbs and the differences in kinematic indexes such as peak angular velocity and angle in the first three steps’ acceleration techniques of the first and second class male 100-meter athletes. Identify the key technical factors that affect the starting acceleration technology. Methods：The acceleration techniques of the first three steps of 6 first class athletes and 7 second class athletes were analyzed by three-dimensional high speed photography. Conclusion： 1） In the stage of block start， the peak angular velocity of rear knee flexion and the knee joint angle in the process of rear leg extension are the key technical indicators that affect the technology of the block start; 2） In the first supporting stage， the stretching effect of the hips and knees in the first supporting stage is mainly reflected in the moment of landing， the smaller hip angle and the smaller hip extension of the supporting leg， the larger landing angle and the smaller knee extension of the supporting leg， and more forward leaned torso may be more conducive to shorten the acceleration time of extension and obtain better horizontal stretching effect; 3） In the second support stage， the knee flexion effect of swinging leg is more positive at the moment of landing， and the supporting leg hip and knee joint acceleration acceleration technology， the smaller supporting leg hip， knee and ankle joint angle and the more forward torso are the key factors to affect the acceleration effect.

Key words：men's 100 m; start; acceleration technique; first class athletes; second class athletes

跑是人类最基本的运动形式之一，如何跑得更科学、更快是运动员和科研人员一直在探索的课题。随着运动生物力学手段的出现与发展，科研人员从运动学、动力学、逆向动力学和计算机仿真等不同方面对短跑技术进行了深入系统的研究[1-6]，对短跑认识与实践提供了很多帮助。但是由于人体运动具有高度复杂性和非线性的特点，短跑理论的研究落后于短跑训练实践的发展[1]。王保成指出[7]，制约我国短跑训练实践发展的主要因素是传统技术理论的不足和新观点的不确定性。百米运动是由起跑、起跑后加速跑、途中跑和冲刺跑各阶段组成的运动项目[8-10]，起跑加速技术是影响百米成绩的重要环节，直接制约着运动员最大速度的获得与保持[11-12]。目前国内对短跑起跑加速阶段技术的理论与实证研究比较缺乏，已有的相关文献中多选用特征时相技术指标来描述人体运动，如着地、离地时刻髋、膝、踝关节角度、重心水平及垂直方向速度等[13-14]，缺乏下肢髋膝踝关节运动时序特征的研究。运动时序是运动员动作节奏的重要体现，任何有目的的动作序列都必须是在规定时间和规定空间中完成才能达到预期目的，动作节奏规定了整体动作中各个动作细节的准确开始时间和与身体素质相适应的动作持续时间[15]。为了解一级和二级百米运动员起跑加速前三步支撑阶段下肢髋膝踝关节运动的时序特征及差异以及影响起跑加速跑技术的关键运动技术指标，本文通过3次样条插值的方法以各技术阶段时间为100%，对数据进行样条插值取1%标准化时刻进行时间标准化处理，对不同水平运动员标准化后的技术指标进行拟合，分析一二级运动员前三步支撑阶段下肢髋膝踝关节角速度峰值时序特征及角度特征，以期找出不同水平运动员间技术差异以及影响起跑加速跑技术的关键因素，为提高短跑项目的科学化认识和训练水平提供理论参考。

1研究对象与研究方法

1.1研究对象

本文以北京体育大学6名一级男子运动员和7名二级男子运动员为研究对象，对运动员前三步支撑加速技术进行分析，运动员具体信息见表1。

1.2研究方法

1.2.1三维高速摄像测量法

为了更精确测量运动员起跑加速运动学参数，本研究采用14个红外摄像头的Qualisys红外光点高速运动捕捉测试系统（Oqus300，Qualisys Track Manager，瑞典）对运动員数据进行采集，频率为250 Hz，在北京体育大学室内田径馆根据实验要求布置摄像机，布置完毕后将标定框架放置在起跑线处，调节摄像机的焦距，使每个反光球至少同时被两台摄像机清晰均匀地看到，用Qualisys系统对拍摄范围三维空间进行标定，标定范围为6 m×1 m×1.9 m，标定系统误差为1 mm以内。

为了图像解析的精度，对6名一级运动员（10.71±0.22 s）和7名二级运动员（11.25±0.31 s）身贴30枚Mark点（贴点位置见表2），正式测试前运动员调试好起跑器位置并进行充分的热身准备活动，运动员在室内田径跑道全速进行3次10 m起跑加速，取速度最快一次起跑进行解析，解析软件采用Qualisys Track Manager。

1.2.2数理统计法

本研究采用MQSoftware公司开发的插值软件对前三步加速技术参数以各阶段时间100%对数据进行3次样条插值处理，用SPSS17.0对技术参数进行描述性统计，选用Mann-Whitney U检验对一级运动员和二级运动员数据进行比较分析，P<0.05为显著差异性水平。

1.2.3运动阶段的划分

本研究根据百米起跑技术特点和研究需要，将起跑前三步技术分为6个特征时相和5个运动阶段，重点分析前三步支撑阶段技术，如图1所示，各阶段具体划分如下：

后蹬起跑器阶段：从预备姿势到前脚蹬离起跑器时刻;

第一次腾空阶段：从前脚蹬离起跑器时刻到支撑脚第一次着地时刻;

第一步支撑阶段：从支撑脚第一次着地时刻到支撑脚第一次离地时刻;

第二次腾空阶段：从支撑脚第一次离地时刻到支撑脚第二次着地时刻;

第二步支撑阶段：从支撑脚第二次着地时刻到支撑脚第二次离地时刻。

2结果与分析

2.1前三步支撑阶段角速度特征分析

2.1.1后蹬起跑器阶段角速度峰值时序特征分析

后蹬起跑器阶段是整个百米技术中最特殊的一步，运动员前后脚分别踩在起跑器的前后抵足板上，身体姿态呈蹲踞式，身体重心要从静止状态通过后蹬起跑器来获得一定的运动速度，与途中跑时相对直立的身体姿态与较高的跑速时所用的支撑摆动技术是不同的[13]。通过研究发现，一二级运动员在后蹬起跑器阶段下肢髋膝踝关节角速度呈规律性变化，预备姿势的前腿髋关节和膝关节在后蹬起跑器阶段做伸髋和伸膝运动，并分别出现一次伸髋和伸膝角速度峰值（一级443.74±92.53°/s、651.65±162.84°/s;二级451.40±79.81°/s、554.92±236.59°/s），预备姿势的后腿髋关节和膝关节先伸后屈，各出现两次关节角速度峰值，首先出现伸髋和伸膝角速度峰值（一级289.80±109.62°/s、218.43±288.90°/s;二级163.32±78.63°/s、136.23±72.34°/s），当后腿蹬离后抵足板后开始做屈髋和屈膝摆动动作，然后出现屈髋和屈膝角速度峰值（一级-445.53±72.35°/s、-930.82±536.41°/s;二级-385.91±53.66°/s、-486.02±181.63°/s）。运动员前侧腿与后侧腿踝关节表现出了不同的运动规律，前侧腿踝关节表现出了先背屈后跖屈的运动规律，并出现了两次角速度峰值，而后腿踝关节则采用背屈-跖屈-背屈的运动方式，并出现了3次角速度峰值。

为了深入了解后蹬起跑器阶段运动员下肢各关节协调配合的机制，及一二级运动员下肢关节角速度峰值出现的时序特征，通过3次样条插值的方法进行时间标准化处理，以运动员后蹬起跑器阶段时间为100%，对数据进行样条插值取1%标准化时刻数值。由结果可知，一级运动员后蹬起跑器阶段下肢角速度峰值时序特征为：ω后腿屈踝（1%）─ω后腿伸膝（15%）─ω前腿屈踝（16%）─ω后腿伸髋（34%）─ω后腿伸踝（45%）─ω后腿屈膝（66%）─ω后腿屈踝（69%）─ω后腿屈髋（82%）─ω前腿伸膝（88%）─ω前腿伸髋（89%）─ω前腿伸踝（91%），二级运动员后蹬起跑器阶段下肢角速度峰值时序特征为：ω后腿屈踝（1%）─ω后腿伸膝（22%）─ω前腿屈踝（22%）─ω后腿伸髋（37%）─ω后腿伸踝（44%）─ω后腿屈膝（65%）─ω后腿屈踝（73%）─ω后腿屈髋（82%）─ω前腿伸髋（90%）─ω前腿伸膝（91%）─ω前腿伸踝（93%）。通过下肢各关节角速度峰值依次出现的前后顺序可知，一二级运动员在后蹬起跑器过程中除了前腿蹬伸阶段伸膝与伸髋角速度峰值出现的先后顺序存在差异以外，其余阶段下肢两侧腿配合顺序是一致的，整体都表现为：后侧腿蹬伸-后侧腿摆动-前侧腿蹬伸，后腿蹬伸阶段角速度峰值出现的顺序为：ω伸膝-ω伸髋-ω伸踝，峰值大小排序为：ω伸踝>ω伸髋>ω伸膝，后腿摆动阶段角速度峰值出现的顺序为：ω屈膝-ω屈踝-ω屈髋，峰值大小排序为：ω屈膝>ω屈髋>ω屈踝，前腿蹬伸阶段角速度峰值出现的顺序一级为：ω伸膝-ω伸髋-ω伸踝，二级为：ω伸髋-ω伸膝-ω伸踝，峰值大小一二级排序一致为：ω伸踝>ω伸膝>ω伸髋。后腿蹬伸阶段先伸膝再伸髋的蹬伸顺序可以在起动初期充分发挥膝关节蹬地力量，而避免髋关节过早过快伸展所导致的躯干过早抬起造成垂直速度增长过快，从而影响水平速度的快速增长。后腿摆动阶段先屈膝再屈髋的屈曲顺序，可以使摆动前期大小腿加速折叠向转动轴靠拢，减小摆动腿的转动惯量从而加快摆动后期摆动腿的转动速度，摆动腿加速上摆可以产生向下的惯性力，通过前侧支撑腿作用于起跑器产生地面反作用力可以增大后蹬力量。前侧腿蹬伸过程也是后蹬起跑器过程中下肢作用于起跑器的最后阶段，通过后腿的蹬伸摆动人体重心已经获得了一定水平和垂直方向速度，前腿此阶段通过由人体近侧端向远侧端依次进行加速的顺序，可以使髋膝踝关节充分伸展，延长前腿做功的距离和时间达到增大冲量，使人体获得更快的蹬离速度。

2.1.2后蹬起跑器阶段角速度峰值特征分析

对一二级后蹬起跑器阶段下肢各关节角速度峰值进行比较，统计学分析结果表明，后腿屈膝角速度峰值一二级运动员间存在显著性差异（P<0.05），其余角速度峰值一二级运动员间均未见显著性差异，一级运动员后腿屈膝角速度峰值显著性大于二级运动员（一级-930.82±536.41°/s;二级-486.02±181.63°/s）。罗杰等[16]通过肌电研究发现，在跑的过程中，跑速的增加与支撑腿肌电活动没有密切联系，但是摆动腿肌电活动的状态却随着跑速的增加表现的更加强烈。王志强[10]研究发现，在较高跑速下髋是水平速度和垂直速度保持和产生的动力之源，摆动腿膝应该服从并服务于摆动腿髋。由研究结果可知，后蹬起跑器阶段一二级运动员后腿摆动阶段角速度峰值出现的顺序一致为：膝—髋，一二级运动员屈膝角速度峰值均大于屈髋角速度峰值。因此研究结果提示人体重心速度移动较慢的后蹬起跑器阶段后腿摆动技术与途中跑最大跑速时摆动腿所用的摆动技术不同，一二级运动员后腿屈膝角速度峰值的显著性差异提示，后腿屈膝角速度峰值可能是影响不同水平运动员后蹬起跑器阶段技术的一项重要指标，教练员在训练实践过程中可以根据起跑加速技术的特点和规律针对性进行起跑加速技术训练。

一二级运动员后蹬起跑器阶段踝关节的工作方式上表现一致，踝关节在后蹬起跑器阶段起着至关重要的作用，踝关节是最先产生角速度峰值（一级13%;二级14%）和最后结束角速度峰值（一级91%;二级93%）的关节，也是下肢蹬伸过程中角速度峰值最大的关节（一级855.52±355.55°/s;二级790.56±192.68°/s），两侧踝关节都表现出先背屈后跖屈的运动方式提示下肢肌肉超等长收缩机制的存在，Mero等[17]研究发现训练水平较高的运动员后蹬起跑器阶段都是采用先屈踝后伸踝而不是直接伸踝的运动方式，小腿三头肌和腓肠肌在进行向心收缩之前先进行离心收缩，表明两个踝关节都有超等长收缩存在，并指出踝的工作方式也直接影响运动员的百米成绩，因此后蹬起跑器阶段踝的作用应该引起教练员的足够重视。

2.1.3第一步与第二步支撑阶段角速度特征

运动员蹬离起跑器后前两次落地支撑加速阶段下肢各关节角速度峰值出现的时序特征表现为，第一步支撑阶段一二级运动员支撑腿落地时刻髋关节（一级1%;二级1%）和膝关节（一级1%;二级1%）同时出现了角速度峰值，踝关节最后出现角速度峰值（一级86%;二级91%），第一步支撑阶段一二级运动员摆动腿最先出现角速度峰值的为膝关节（一级15%;二级9%），其次是踝关节（一级21%;二级40%），最后为髋关节（一级31%;二级49%）。第二支撑阶段一级运动员支撑腿髋关节（80%）和膝关节（80%）同出现角速度峰值，然后出现踝角速度峰值（92%），二级运动员支撑腿角速度峰值出现的顺序依次为：膝关节（57%）─髋关节（70%）─踝关节（80%），第二支撑阶段一二级运动员摆动腿角速度峰值出现顺序一致：膝关节（一级1%;二级1%）─踝关节（一级28%;二级25%）─髋关节（一级32%;二级42%）。一二级运动员在第一和第二支撑阶段支撑腿和摆动腿角速度峰值大小排序一致，支撑腿排序为：ω伸踝>ω伸髋>ω伸膝，摆动腿排序为：ω屈膝>ω屈髋>ω屈踝。

通过研究运动员第一步和第二步支撑阶段支撑腿各关节的角速度特征发现，一二级运动员支撑腿髋关节角速度曲线在第一步和第二步支撑阶段都表现为双波峰单波谷曲线（见图2），不同点在于第一步着地髋关节角速度峰值最大值出现在第一个波峰，而第二步着地髋关节角速度峰值最大值出现在第二个波峰。一二级运动员在第一步和第二步落地时刻，髋关节角速度曲线出现第一个波峰，说明第一步和第二步支撑阶段着地瞬间髋关节伸展比较积极，运动员中枢神经在着地前已经开始对支撑腿伸髋肌群进行募集并使肌肉参与收缩，不同点在于，第一步支撑阶段髋关节的伸展作用主要体现在落地瞬间（一级1%;二级1%），而第二步支撑髋关节的伸展作用主要体现在支撑阶段的中后期（一级80%;二级70%）。通过比较发现一级运动员在第一步和第二步支撑阶段膝和髋的配合上表现出了同步伸展的趋势，一级运动员膝关节与髋关节同时出现了角速度峰值，二级运动员第一步支撑阶段髋和膝同步伸展达到角速度峰值，在第二步支撑阶段二级运动员膝关节要早于髋关节先出现角速度峰值，而且角速度峰值表现出比一级运动员更小的运动学趋势，因此第二步支撑阶段一二级运动员伸膝技术上存在差异，一级运动员第二步支撑时膝的伸展作用更明显，而且与髋关节伸展的同步性较强，运动员在第一步支撑落地瞬间髋关节和膝关节同步伸展出现角速度峰值可能是为了最大化地减少由后蹬起跑器所获得的速度的损失，和使人体重心快速推离支撑点从而形成更好的加速效果。第二步支撑过程中一级运动员髋关节和膝关节在支撑后期（80%）同步伸展达到角速度峰值，一方面可能更有利于缩短支撑加速时间，另一方面人体重心已经超过支撑点平面后加速可以使水平速度最大化，而二级运动员则采取膝关节和髋关节依次加速的顺序，延长了支撑腿在地面支撑的时间，一级运动员支撑加速时间更短，由支撑阶段所获得的速度增量大于二級运动员，因此一级运动员第二步支撑阶段髋关节和膝关节同步伸展加速技术可能与更好的加速效果有关。

第一步和第二步支撑阶段摆动腿的角速度特征表现为，一二级运动员第一步与第二步支撑阶段摆动腿都是以先屈膝再屈踝最后屈髋的时序进行屈曲摆动，摆动腿各关节角速度峰值大小为ω屈膝>ω屈髋>ω屈踝。一二级运动员第二步支撑阶段屈膝角速度峰值出现在着地瞬间（一级1%;二级1%）要早于第一步屈膝角速度峰值出现时间（一级15%;二级9%）。在第一步与第二步支撑阶段摆动腿膝关节是最先达到角速度峰值的关节，也是角速度峰值最大的关节，表明第一步和第二步支撑阶段一二级运动员摆动腿膝关节在摆动过程中发挥着重要作用，第二步支撑阶段摆动腿屈膝角速度峰值出现在着地瞬间，说明第二步支撑阶段摆动腿屈膝摆动意识更加积极。由摆动的生物力学原理可知，摆动主要有两个方面的作用，一方面可以增加全身活动协调性，另一方面可以增加动作效果，在第一步和第二步支撑阶段摆动腿积极屈膝摆动更有利于减小摆动腿的转动惯量，从而加大摆动腿质心背离支点指向前上方的摆动速度，其产生向后下方的惯性力增加了支撑腿的负荷，从而提高了蹬地力，有利于提高蹬地效果。

2.2前三步支撑阶段角度特征分析

2.2.1后蹬起跑器阶段角度特征分析

由研究结果可知，一二级运动员后蹬起跑器阶段在统计学上存在显著性差异的运动学指标有：后腿蹬伸阶段后腿膝关节角度平均值、前腿踝关节角度平均值、后腿踝关节角度平均值。一级运动员后腿蹬伸阶段膝关节角度平均值均较大，一级运动员前腿踝关节角度从预备姿势开始到背屈最大时刻踝关节角度均较小，一级运动员后侧腿踝关节角度在整个后蹬起跑器过程中均较大。其余各关节角度参数值一二级间均不具有显著性差异。多数研究结果发现，优秀运动员在预备姿势时后腿膝角要显著性大于低水平运动员，苏炳添在Randy Huntington教练践行的科学化训练理念下，以冠军模型为指导，预备姿势后腿膝关节角由112.0°增大到了136.4°[18]。王泽峰等[19]认为准备姿势时较大的后腿膝关节角度可能会减小后蹬起跑器时膝关节伸展幅度，从而缩短后脚蹬离起跑器时间，有利于加快后腿蹬离起跑器的速度。本研究预备姿势时一级运动员后腿膝关节角度也表现出了比二级运动员更大的运动学趋势（一级139.13°±27.75°;二级117.24°±13.62°），后腿伸膝最大时刻膝角（一级149.01°±21.68°;二级132.07°±12.72°），一级运动员后腿平均伸膝9.88°，二级运动员后腿平均伸膝14.83°，一级运动员后腿伸膝幅度更小，因此，本研究结果证实了王泽峰提出的准备姿势时较大的后腿膝关节角度会减小后蹬起跑器时膝关节伸展幅度的观点。进一步研究发现，一级运动员后腿蹬伸阶段后腿膝关节角度平均值显著性大于二级运动员（P<0.05）。优秀运动员后蹬起跑器的后腿蹬伸阶段表现出较大的膝关节角度可能有以下两个方面原因：一方面可能是因为较大的后腿膝角可以使运动员重心前移，从而使运动员后腿在蹬伸力不变的情况下增大了力臂，从而产生较大的力矩更有利加速起动;另一方面运动员较大的后膝角度可以改变腓肠肌-肌腱单元长度，从而使后腿处于一个更有利发力的位置从而提高后腿后蹬力效果[12]。因此后蹬起跑器的后腿蹬伸阶段运动员后腿膝关节角度可能是影响起跑加速效果的一项关键指标。

后蹬起跑器阶段运动员前侧腿踝关节表现出了先背屈后跖屈的工作方式，一级运动员前腿踝关节角度从预备姿势开始到背屈最大时刻踝关节角度显著性小于二级运动员（P<0.05），预备姿势前腿踝关节角度（一级97.43°±6.37°;二级102.15°±6.64°），前腿踝关节最大背屈时角度（一级85.31°±4.35°;二级92.76°±6.94°），一级运动员平均屈踝12.12°，二级运动员平均屈踝9.39°。前腿踝关节在髋膝等大关节蹬伸加速的同时先出现屈踝的运动方式，一方面可能是通过延长人体末端环节作用于地面的时间，从而延长地面反作用力对人体冲量积累的过程，另一方面踝关节的屈曲可能更有利于加速初期人体重心快速前移，为后续蹬伸阶段产生更大的水平分力，从而更有利于运动员快速加速起动。而一级运动员后侧腿踝关节角度在整个后蹬起跑器过程中都表现出了更大的运动学趋势，表明一二级运动员在前腿与后腿踝关节工作方式上是不同的，一级运动员在后腿踝关节工作方式上强调“快”的技术特点，而在前腿踝关节上则更强调“深”的力的积累效应。

2.2.2第一步与第二步支撑阶段角度特征分析

2.2.2.1第一步支撑阶段角度特征

第一步支撑阶段一二级运动员支撑腿髋关节、膝关节角度和躯干前倾角从着地到离地时刻角度始终保持增长，髋关节和膝关节都没有出现屈曲缓冲现象，而踝关节角度在着地后先减小后增大，踝关节运动方式是先背屈后跖屈（见图3）。第一步支撑着地时刻髋关节角、膝关节角和躯干前倾角一级运动员为：117.05°±9.18°、134.30°±26.02°、28.85°±7.19°，二级运动员为：117.65°±11.64°、119.01°±15.16°、28.89°±6.471°;第一步支撑离地时刻髋关节角、膝关节角、踝关节角和躯干前倾角一级运动员为：178.30°±12.60°、176.15°±10.07°、40.30°±8.02°，二級运动员为：186.96°±11.47°、171.32°±8.16°、40.42°±6.55°;一级运动员平均伸髋61.25°、伸膝41.85°、躯干上抬11.45°，二级运动员平均伸髋69.31°、伸膝52.31°、躯干上抬11.53°。由结果可知，第一步支撑阶段一级运动员运动学趋势表现为支撑腿髋关节较小的髋角和较小的伸髋幅度，支撑腿膝关节则表现为较大的着地膝角和较小的伸膝幅度，一级运动员在第一步支撑阶段躯干更为前倾。一级运动员第一步支撑阶段支撑腿更小的髋角和更小的伸髋幅度可能更有利于保持躯干屈曲从而避免过早抬起人体重心，而支撑腿膝关节较大的着地角度和较小的伸膝幅度可能与较短的蹬伸加速时间和更好的水平蹬伸效果有关。Charalambous 等[3]研究发现，运动员在第一步支撑过程中下肢的伸展伴随着腰椎的屈曲出现，躯干和下肢在第一步相反的运动意味着运动员在第一步过渡阶段积极寻找一个更弯曲的躯干位置来使水平速度最大化，并指出第一步支撑与后续支撑技术是不同的。

2.2.2.2第二步支撑阶段角度特征

第二步支撑着地时刻髋关节角、膝关节角和踝关节角一级运动员为：118.89°±20.54°、118.16°±6.18°、81.54°±26.80°，二级运动员为：127.06°±12.10°、130.91°±15.45°、90.25°±7.46°;第二步支撑离地时刻髋关节角、膝关节角和踝关节角一级运动员为：179.76°±9.96°、164.09°±4.10°、114.49°±18.96°，二级运动员为：191.04°±9.67°、170.48°±7.91°、128.68°±8.15°。由结果可知第二步支撑阶段一级运动员支撑腿髋关节、膝关节和踝关节角度从着地到离地整个支撑过程中均小于二级运动员，一级运动员支撑腿表现出一种低支撑趋势（见图4），一级运动员躯干更加前倾，第二步蹬离地面瞬间一二级运动员躯干前倾角分别为：44.66°±5.15°、48.07°±6.54°，我国优秀运动员苏炳添前三步蹬离地面瞬间躯干前倾角分别为：28.76°±1.36°、38.61°±2.55°、40.42°±2.08°。通过对比发现优秀运动员前三步加速过程中躯干姿势更为前倾，相关研究结果表明，更为前倾的躯干姿势与获得更大的下肢后蹬力量水平分量和更高的身体重心水平速度有关[20-21]。一级运动员较小的支撑腿膝关节角度和髋关节角度可能是为了使躯干更加屈曲，与起跑加速阶段“重心要压低”进行加速的理念相符[12]。王志强[1]通过对比“优”“差”运动员支撑过程中支撑腿技术发现，优秀运动员支撑腿呈低支撑趋向，与本研究的结果相一致，并指出优秀运动员这一技术可以实现人体重心的快速前移，并获得较晚的蹬伸时机。

3研究结论

3.1后蹬起跑器阶段后腿摆动屈膝角速度峰值与后腿蹬伸过程膝关节角度是影响起跑加速跑技术的关键运动技术指标，适当增大后腿蹬伸过程后腿膝角和后腿摆动过程中屈膝摆动速度更有利于提高后蹬起跑器效果。

3.2第一步支撑阶段髋和膝的伸展作用主要体现在着地瞬间，支撑腿较小的髋角和较小的伸髋幅度，支撑腿较大的着地膝角和较小的伸膝幅度，以及更为前倾的躯干，更有利于缩短蹬伸加速时间和获得更好的水平蹬伸效果。

3.3第二步支撑阶段着地瞬间摆动腿屈膝作用更为积极，支撑腿髋关节和膝关节同步伸展加速技术，较小的支撑腿髋关节、膝关节和踝关节角度和更为前倾的躯干是影响起跑加速效果的重要因素。

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