靜態心率正常范圍

實驗六作業心率測定

實驗地點：

實驗時間：

實驗者：

同組者：

指導老師：

一實驗目的：

了解心率測定的基本原理和學會心率測定方法。學會應用心

率指標評價衡量勞動強度，以及根據心率變化來測定不同工作負

荷下的體能消耗以及身體疲勞。

二實驗儀器和材料：

電動跑步機、心電監護儀、秒表

三實驗原理

心率，是心臟每分鐘跳動的次數。心率隨人體的負荷程度而

變化，在作業開始時，30~40min內迅速增加，然后緩慢上升，一

般經過4~5min后便可達到與勞動強度相適應的水平。對于一般人，

當心率未超過其安靜心率的40次，則可以勝任其所做的工作。德

國的勃朗克研究指出：心率變化值最后在30次以內，增加率在

22%~27%之間。作業停止后，心率在幾秒至十五秒后開始迅速減

少，然后再緩慢降低到原有水平，因此，心率可以作為衡量勞動

強度的指標。

研究表明，在亞級量活動水平時，人體的心率值與耗氧量存

在顯著的相關，因此，可以通過測定心率可以估算出相應耗氧量

水平，從而進一步測定不同工作負荷下的體能消耗。

四、實驗步驟：

用電動跑步機測試以下的分組數據，記錄數據在表格內：

A、以每分鐘2km/h的負載，延續5分鐘，記錄其心率；

B、以每分鐘4km/h的負載，延續5分鐘，記錄其心率；

C、以每分鐘6km/h的負載，延續5分鐘，記錄其心率；

D、以每分鐘8km/h的負載，延續5分鐘，記錄其心率；

E、以每分鐘10km/h的負載，延續5分鐘，記錄其心率。

每次測定后，應坐著休息，直到心率恢復常態，再做下一次實驗，

在做下一組測試實驗前，應先測靜態心率，靜態數據共測六組，

動態數據測五組。

數據見表4-1所示：

作業負

荷km/h2468100

運動

心率

18—

靜態

心率

84

備注

年齡：23歲；身高：146cm；體重:39kg；作業強度為0是指第5

次測量休息恢復后測量的靜態心率數據

表4-1

五、實驗數據分析

根據所測的數據描繪出折線圖，如下圖所示：

圖5-1

由圖5-1可以看出：在一定范圍內，靜態心率和動態心率都會隨著勞

動強度的增加而逐漸增加；同時在一定范圍內動態心率上升的趨

勢會比靜態心率上升的趨勢快，靜態心率變化趨勢起伏不大，較

為平穩。

據相關數據資料查詢可得，我國年齡在20~30的正常成年女性基

礎代謝率平均值為146.5KJ/(m2.h)，慢步行（33m/min）的RMR值

約為1.3，散步(66m/min)的RMR值約為2.1，步行(100m/min)的

RMR值約為4.2，跑步(133m/min)的RMR值約為7.0，跑步

(167m/min)的RMR值約為8.5。

則數據處理如下：

人體表面積（m2）S=0.0061×身高（cm）+0.0128×體重（kg）-0.1529

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

分別設作業強度為2，4，6，8，10的每一勞動強度的能量消耗為：

W

2，W

4，W

6，W

8，W

10。

又5min=1/12h,

則能量消耗量W=(1.2+RMR)×基礎代謝率平均值×體表面積×

作業時間

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)

即每一勞動強度的能量消耗量計算結果如上所示

心率變化值依次為：29，14，9，54，55次

心率增加率計算如下：作業強度為2km/h時的增加率

N

2

=29/80=36.25%，

同理依次算得其他作業強度的心率增加率為：16.67%，9.68%，

58.70%,53.40%

數據分析結果：

1.由數據我們可以看出，由前五次作業心率增加的次數分析，

前三次心率增加的次數均在30次以內，后兩次的心率變化值卻遠

遠大于30次，前三次的心率增加率也在22%~27%范圍以下波動，

后兩次的心率增加率卻遠超22%~27%這個范圍之上，這說明心率會

隨著勞動程度的增大而逐漸增加，這說明在一定勞動作業過程中，

持續增加的勞動量會使人的疲勞程度增加，也會使人體的心率增

加。當能量消耗值高于最大能量消耗界限16.75KJ/min，勞動強度

過大，休息又不夠充分，人體將不能馬上降到安靜狀態水平，像

作業強度為10Km/h時，恢復期的靜態心率都比作業強度為6km/h

的運動心率高，這說明人經過高強度勞動后，要恢復到平靜狀態

的恢復期可能需要較長時間。

2.用慢步行，散步，步行等運動姿勢運動時，心率較為平緩，

用跑步的運動姿勢時，心率較為高，尤其是運動速度變快時，心

率也會變快。

所以我們要學會選擇適合自己的最佳運動速度，速度過快，

不易保持并且容易發生意外，速度過慢，又達不到鍛煉的效果，

據數據分析，該同學應以作業強度為4km/h,6km/m的速度鍛煉為

宜，效果最佳，既有一定的能量消耗，又能保證安全。

六、誤差分析

1.儀器本身的系統誤差。系統誤差無法改善。

2.在上實驗課之前，由于實驗室離教室宿舍等有一定的距離，

同學們在趕赴這段距離時也會一定的能量代謝，再加之見到新儀

器的好奇心，會使機體一直持續在這種激動狀態，可能會造成第

一組靜態數據偏高。應休息足夠恢復后，再行測試。

3.未輪到參與測試的同學們聚在實驗室一起高聲聊天追趕打

鬧等活動也可能使人的靜態恢復期變長，造成一定的數據偏差。

測試者應盡量保持靜坐，安靜等待下一組測試。

4.晚上的室內空調調節的氣溫變化。過高過低都不宜實驗，

應調節至適宜溫度。

七、實驗總結

通過這次實驗使我們明白，勞動強度越大疲勞強度就越大，

心率增加也會越快。過高的心率會給人體正常的機能造成一定的

負荷，所以我們在選擇運動選擇工作時，一定要因人制宜，科學

選擇勞動強度，正確選擇適合自己的最佳工作速度，即使在某些

情況下不能自主選擇勞動強度時，也要適當休息，借以恢復身體

正常機能。