静态心率正常范围

实验六作业心率测定

实验地点：

实验时间：

实验者：

同组者：

指导老师：

一实验目的：

了解心率测定的基本原理和学会心率测定方法。学会应用心

率指标评价衡量劳动强度，以及根据心率变化来测定不同工作负

荷下的体能消耗以及身体疲劳。

二实验仪器和材料：

电动跑步机、心电监护仪、秒表

三实验原理

心率，是心脏每分钟跳动的次数。心率随人体的负荷程度而

变化，在作业开始时，30~40min内迅速增加，然后缓慢上升，一

般经过4~5min后便可达到与劳动强度相适应的水平。对于一般人，

当心率未超过其安静心率的40次，则可以胜任其所做的工作。德

国的勃朗克研究指出：心率变化值最后在30次以内，增加率在

22%~27%之间。作业停止后，心率在几秒至十五秒后开始迅速减

少，然后再缓慢降低到原有水平，因此，心率可以作为衡量劳动

强度的指标。

研究表明，在亚级量活动水平时，人体的心率值与耗氧量存

在显著的相关，因此，可以通过测定心率可以估算出相应耗氧量

水平，从而进一步测定不同工作负荷下的体能消耗。

四、实验步骤：

用电动跑步机测试以下的分组数据，记录数据在表格内：

A、以每分钟2km/h的负载，延续5分钟，记录其心率；

B、以每分钟4km/h的负载，延续5分钟，记录其心率；

C、以每分钟6km/h的负载，延续5分钟，记录其心率；

D、以每分钟8km/h的负载，延续5分钟，记录其心率；

E、以每分钟10km/h的负载，延续5分钟，记录其心率。

每次测定后，应坐着休息，直到心率恢复常态，再做下一次实验，

在做下一组测试实验前，应先测静态心率，静态数据共测六组，

动态数据测五组。

数据见表4-1所示：

作业负

荷km/h2468100

运动

心率

18—

静态

心率

84

备注

年龄：23岁；身高：146cm；体重:39kg；作业强度为0是指第5

次测量休息恢复后测量的静态心率数据

表4-1

五、实验数据分析

根据所测的数据描绘出折线图，如下图所示：

图5-1

由图5-1可以看出：在一定范围内，静态心率和动态心率都会随着劳

动强度的增加而逐渐增加；同时在一定范围内动态心率上升的趋

势会比静态心率上升的趋势快，静态心率变化趋势起伏不大，较

为平稳。

据相关数据资料查询可得，我国年龄在20~30的正常成年女性基

础代谢率平均值为146.5KJ/(m2.h)，慢步行（33m/min）的RMR值

约为1.3，散步(66m/min)的RMR值约为2.1，步行(100m/min)的

RMR值约为4.2，跑步(133m/min)的RMR值约为7.0，跑步

(167m/min)的RMR值约为8.5。

则数据处理如下：

人体表面积（m2）S=0.0061×身高（cm）+0.0128×体重（kg）-0.1529

即S=0.0061×146+0.0128×39-0.1529=1.2369(m2)

分别设作业强度为2，4，6，8，10的每一劳动强度的能量消耗为：

W

2，W

4，W

6，W

8，W

10。

又5min=1/12h,

则能量消耗量W=(1.2+RMR)×基础代谢率平均值×体表面积×

作业时间

W

2=

(1.2+1.3)×146.5×1.2369×1/12=37.751(KJ)

W

4

=(1.2+2.1)×146.5×1.2369×1/12=49.831(KJ)

W

6

=(1.2+4.2)×146.5×1.2369×1/12=81.543(KJ)

W

8

=(1.2+7)×146.5×1.2369×1/12=123.824(KJ)

W

10

=(1.2+8.5)×146.5×1.2369×1/12=146.475(KJ)

即每一劳动强度的能量消耗量计算结果如上所示

心率变化值依次为：29，14，9，54，55次

心率增加率计算如下：作业强度为2km/h时的增加率

N

2

=29/80=36.25%，

同理依次算得其他作业强度的心率增加率为：16.67%，9.68%，

58.70%,53.40%

数据分析结果：

1.由数据我们可以看出，由前五次作业心率增加的次数分析，

前三次心率增加的次数均在30次以内，后两次的心率变化值却远

远大于30次，前三次的心率增加率也在22%~27%范围以下波动，

后两次的心率增加率却远超22%~27%这个范围之上，这说明心率会

随着劳动程度的增大而逐渐增加，这说明在一定劳动作业过程中，

持续增加的劳动量会使人的疲劳程度增加，也会使人体的心率增

加。当能量消耗值高于最大能量消耗界限16.75KJ/min，劳动强度

过大，休息又不够充分，人体将不能马上降到安静状态水平，像

作业强度为10Km/h时，恢复期的静态心率都比作业强度为6km/h

的运动心率高，这说明人经过高强度劳动后，要恢复到平静状态

的恢复期可能需要较长时间。

2.用慢步行，散步，步行等运动姿势运动时，心率较为平缓，

用跑步的运动姿势时，心率较为高，尤其是运动速度变快时，心

率也会变快。

所以我们要学会选择适合自己的最佳运动速度，速度过快，

不易保持并且容易发生意外，速度过慢，又达不到锻炼的效果，

据数据分析，该同学应以作业强度为4km/h,6km/m的速度锻炼为

宜，效果最佳，既有一定的能量消耗，又能保证安全。

六、误差分析

1.仪器本身的系统误差。系统误差无法改善。

2.在上实验课之前，由于实验室离教室宿舍等有一定的距离，

同学们在赶赴这段距离时也会一定的能量代谢，再加之见到新仪

器的好奇心，会使机体一直持续在这种激动状态，可能会造成第

一组静态数据偏高。应休息足够恢复后，再行测试。

3.未轮到参与测试的同学们聚在实验室一起高声聊天追赶打

闹等活动也可能使人的静态恢复期变长，造成一定的数据偏差。

测试者应尽量保持静坐，安静等待下一组测试。

4.晚上的室内空调调节的气温变化。过高过低都不宜实验，

应调节至适宜温度。

七、实验总结

通过这次实验使我们明白，劳动强度越大疲劳强度就越大，

心率增加也会越快。过高的心率会给人体正常的机能造成一定的

负荷，所以我们在选择运动选择工作时，一定要因人制宜，科学

选择劳动强度，正确选择适合自己的最佳工作速度，即使在某些

情况下不能自主选择劳动强度时，也要适当休息，借以恢复身体

正常机能。