运动疲劳的测定实验设计.docx
《运动疲劳的测定实验设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《运动疲劳的测定实验设计.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
运动疲劳的测定实验设计
本科毕业设计（论文）
题目运动疲劳的测定实验设计
院（系部）安全科学与工程学院
专业名称安全工程
年级班级安全人才10-1
学生姓名
指导教师
2013年5月20日
运动疲劳的测定实验设计
1背景
疲劳是一个很难准确解释的概念，由于它涉及到许多现象，迄今尚无统一的确切的定义，但随着对疲劳研究的不断深入，对疲劳本质的认识也在不断深化，其定义有以下两种说话：
一种为“所谓疲劳，就是在人体发生可以概括为失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动的变化也就是发生机能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。
”另一种定义为：
“所谓疲劳就是人体内的分解代谢和合成代谢平衡不能维持，换言之，当高位与低位的代谢反映平衡不正常时叫疲劳。
”由上述定义可以看出，对研究疲劳问题早期，是以物质代谢为重点的生理学的疲劳，后来才发展为考虑了功能的综合作用和社会影响，在概念上是一个扩展。
运动性疲劳是运动生理学领域的一项重要研究课题。
在竞技体育运动中，疲劳的消除和 体力的恢复与运动训练有着同等重要的意义。
自公然1880年莫索开始研究人类的疲 劳以来人们曾从各种不同的角度去探索疲劳的产生机制研究消除疲劳的措施。
但是由于疲 劳的产生与消除是个十分复杂的问题至今尚未得出一个公认的看法本文拟就运动性疲劳、分类、判断进行综述以期为运动性疲劳的深入研究提供有益的参考。
2运动与疲劳
2.1运动强度的相关知识
运动强度，指身体练习对人体生理刺激的程度。
是构成运动量的因素之一。
常用生理指标表示其量值。
如以心率衡量学校体育课运动量的大小，一般认为，120次/分以下的运动量为小；120～150次/分的运动量为中等；150～180次/分或超过180次/分的运动量为大。
运动强度是指单位时间内的运动量，不同条件下的运动强度对人体的结构、功能及专项能力具有不同的影响。
从生理学的角度看，体育锻炼和运动训练的效果与运动强度有十分密切的关系。
本文将侧重对运动强度的分类和运动强度的表示方法作一初步研究。
1运动强度的分类：
1.1实验研究的运动强度由于运动强度与能耗量成正相关，而能耗量又与吸氧量成正相关，在实验研究中目前多以单位时间内的吸氧量来划分运动强度，而吸氧量则通常用本人最大吸氧量的百分比来表示，运动强度可分为四级：
①极量强度：
又称最大强度，相当于本人最大吸氧量的95～100％。
②亚极量强度：
又称次最大强度，相当于本人最大吸氧量的70～80％。
③中等强度：
相当于本人最大吸氧量的55～65％。
④小强度：
相当于本人最大吸氧量的50％或低于本人最大吸氧量的50％。
1.2有氧训练的运动强度运动时的能量来源主要靠有氧氧化，按运动时的吸氧量水平分为五级：
①极量强度：
相当于本人最大吸氧量的95～100％。
②近极量强度；相当于本人最大吸氧量的85～95％。
③亚极量强度：
相当于本人最大吸氧量的70～80％。
2.运动强度是指单位时间内的运动量，不同条件下的运动强度对人体的结构、功能及专项能力具有不同的影响。
从生理学的角度看，体育锻炼和运动训练的效果与运动强度有十分密切的关系。
迄今为止，对运动强度有10种表述方法，各种运动强度表述中又有不同的等级划分。
（1）按照吸氧量划分
由于运动强度与能耗量成正相关，而能耗量又与吸氧量成正相关，在实验研究中目前多以单位时间内的吸氧量来划分运动强度，而吸氧量则通常用本人最大吸氧量的百分比来表示，运动强度可分为四级：
极量强度：
又称最大强度，相当于本人最大吸氧量的95~100%；
亚极量强度：
又称次最大强度，相当于本人最大吸氧量的70~80%；
中等强度：
相当于本人最大吸氧量的55~65%；
小强度：
相当于或低于本人最大吸氧量的50%。
（2）有氧训练的运动强度
运动时的能量来源主要靠有氧氧化，按运动时的吸氧量水平分为五级：
极量强度：
相当于本人最大吸氧量的95~100%；
近极量强度：
相当于本人最大吸氧量的85~95%；
亚极量强度：
相当于本人最大吸氧量的70~80%；
中等强度：
相当于本人最大吸氧量的55~65%；
小强度：
相当于或低于本人最大吸氧量的50%。
（3）无氧训练的运动强度
运动时以无氧供能占优势，按运动时无氧供能的比例分为三级：
极量强度：
无氧供能占总能需量的90~100%；
近极量强度：
无氧供能占总能需量的75~85%；
亚极量强度：
无氧供能占总能需量的60~70%。
（4）按照相对代谢率划分
相对代谢率（relativemetabolicrate,RMR）是表示运动强度的指标之计算公式为：
运动强度（相对代谢率）=（运动时能量代谢率-安静时能量代谢率）/基础代谢率
根据相对代谢率可将运动强度分为三级：
轻：
RMR为3；
重：
RMR为3~8；
很重：
RMR大于9。
3按照最大心率百分比划分
1990年美国运动医学会将运动强度分为五级：
很轻松：
运动心率低于本人最大心率的35%；
轻松：
运动心率相当于本人最大心率的35~59%；
稍费力：
运动心率相当于本人最大心率的60~79%；
费力：
运动心率相当于本人最大心率的80~89%；
很费力:
运动心率相当于本人最大心率的90%以上。
4按照跑步速度划分
法尔费利曾对各种距离跑的世界记录的平均速度做过统计，并用对数的方法分析出平均速度、距离和时间的关系，将运动强度分为四级：
最大强度：
100~200m跑，平均速度为9.4~10.1m/s，凡能以此速度持续跑10~30s左右的周期性练习均属最大强度；
次最大强度：
400~1500m跑，平均速度为6.8~8.7m/s，凡能以此速度持续跑45s至3~5min左右的周期性练习均属次最大强度；
大强度：
3000~10000m跑，平均速度为5.8~6.3m/s，凡能以此速度持续跑7~50min的周期性练习均属大强度;
中等强度：
10000m以上的各种超长距离或马拉松跑，平均速度为3~5m/s，一般能持续跑1h以上的周期性练习均属中等强度。
5以代谢当量划分
代谢当量（metabolicequivalent,METs）是表示运动负荷强度大小和人体心脏功能的指标，与安静时的能耗量或代谢率相当，又称梅脱。
机体在静坐休息时，每分钟、每公斤体重摄氧3.5ml，定为1MET。
按运动时的代谢当量来划分，通常将运动强度分为五级，详见表3-A和表3-B。
表3-A按运动时代谢当量划分的运动强度级别（男）
运动强度
代谢当量（METs）
KJ/min
L/min
ml/min/kg
轻
1.6~3.9
8.4~20.0
0.4~0.99
6.1~15.2
中等
4.0~5.9
21~31
1.0~1.49
15.3~22.9
重
6.0~7.9
31.4~41.4
1.5~1.99
23.0~20.6
很重
8.0~9.9
42~52
2.0~2.49
30.7~38.3
过重
10.0~
52.3~
2.5~
38.4~
表3-B按运动时代谢当量划分的运动强度级别（女）
运动强度
代谢当量（METs）
KJ/min
L/min
ml/min/kg
轻
1.2~2.7
6.3~14.5
0.3~0.69
5.4~12.5
中等
2.8~4.3
14.7~22.6
0.7~1.09
12.6~19.8
重
4.4~5.9
23~31
1.1~1.49
19.9~27.1
很重
6.0~7.5
31.4~39.4
1.5~1.89
27.2~34.4
过重
7.6~
40~
1.9~
34.5~
6以主观感觉划分
瑞典生理学家Borg研制的“主观运动强度等级表”（RPE）已被很多国家采用作为运动时心理负荷的标志。
RPE按自我感觉分为6~20等级，并认为用RPE值乘以10，就相当于当时运动强度的心率水平。
但近年来的研究表明在RPE值为11~16之间，RPE值×10+10~20才较接近当时的心率。
同时，RPE值11~16，相当于50~75%最大代谢当量，见表4。
表4按主观感觉划分的运动强度等级表
自我感觉
等级
非常轻松
6、7、8
很轻松
9、10
尚轻松
11、12
稍累
13、14
累
15、16
很累
17、18
精疲力竭
19、20
日本学者石井喜八将心理负荷与生理负荷进行了对照研究，提出了心理负荷的等级相对应何种程度的生理负荷，见表5。
表5心理负荷与生理负荷的关系
最轻
轻
中等
强
很强
剧烈
cal/min
2.5以下
2.5~4.9
5.0~7.4
7.5~9.9
10.0~12.5
12.5以上
cal/h
150以下
150~300
300~450
450~600
600以上
-
7力量训练的运动强度
超负荷原则是力量练习的关键，力量练习的运动强度可用一次最大重量的重复次数来确定。
运动强度分为七级，见表6。
表6力量训练的运动强度等级表
运动强度等级
一次最大重量的重复次数
最大肌力百分比
最大强度
1
100
次最大强度
2~3
85~95
大强度
4~7
75~85
次大强度
8~12
60~75
中等强度
13~18
40~60
小强度
19~25
25~40
很小强度
25~
25~
8按照心率划分
运动强度与心率呈正相关。
运动时心率的增加受年龄、身体状况、训练水平和性别等因素的影响。
美国学者根据运动时心率和运动强度的相关关系提出以下标准：
心率160次/min，强度约是80%；心率140次/min，强度约是70%；心率120次/min，强度约哦、是60%；心率110次/min，强度约是50%。
2.2疲劳的定义与特点
所谓疲劳，就是在人体发生可以概括为失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动的变化也就是发生机能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。
另一种定义为：
所谓疲劳就是人体内的分解代谢和合成代谢平衡不能维持，换言之，当高位与地位的代谢反应平衡不正常是叫疲劳。
特点：
疲劳可能是将身体的一部分过度使用之后发生的，但并不是只发生在身体的这一部分，可能出现在整个身体上。
通常，不仅局部有疲劳，倦累的感觉，而且会带来全身筋疲力尽和不愉快，之后出现疲劳自觉症状。
由于疲劳引起全身症状，因而也表现出大脑疲劳，这种大脑与疲劳有关的现象，乃是人身疲劳的最大特征。
疲劳不但使作业能力降低，同时也有作业意志减弱的迹象，这种现象主要是人体自动无意识限值和对休息的需要而产生。
这种限制过度的劳动以减少疲劳的发生，可以说具有防护身体安全的作用。
人体疲劳后，具有恢复原状的能力，而不会留下损伤痕迹。
这种现象与机械不同，当机械疲劳达到破坏程度时，并不能再自动恢复原状，而身体疲劳后，却能够自动恢复原状。
而人体与机械的疲劳形态是有相同之处的，即都是一种累积的形态。
越是过度作业，疲劳出现得越早越严重。
反之愈是轻松而短暂的工作，越不易发生疲劳，或疲劳现象发生得愈晚
有一种疲劳状态是由作业内容和环境变化太小引起的，当作业内容和环境改变时，疲劳可以减弱或消失。
从有疲倦感到精疲力竭，感觉和疲劳有时并不一定同步发生，当人们对作业不感兴趣，缺乏动力时，已有疲劳感觉，但机体并未到达疲劳状态。
当人们过于关注自己的工作、责任心很强、积极性很高时，会发生机体已过度疲劳，但主观并未感觉疲劳。
运动强度
心率
血压
低
77
146/89/83
中
88
150/89/110
高
126
166/91/161
3实验设计（实验报告）
3.1实验目的
1.学会测量人体生理基础参数的测定。
2.了解多道生理记录仪仪器的基本构成和基本功能。
3.加深理解人、机、环境三者间的关系。
4.掌握运用多道生理仪测量体温、脉搏、呼吸气流等人体简单生理参数的方法和原理。
3.2实验仪器设备及器件
跑步机、脉搏传感器、多道生理仪
3.3实验内容及步骤
1.建立个人信息档案（姓名、年龄、性别、身高、体重、身体健康情况，有无病史等和吸烟状况等）
2.把MP150生理记录仪各个模块连接在一起后，检查各个模块顶部的拔码开关分别处于不同的位置，使用系统自带的黄色交叉网线吧连接记录仪的主机和电脑连接在一起，插入电源插头，打开记录仪主机后面板的电源开关，主机前面板的电源指示灯应当亮起，把随机附带的软件光盘放入电脑光驱里面，物件会自动安装，安装完成后系统会提示选择主机型号和通讯类型，请选择MP150和TCP/1P选项。
3.数据采集1.人体安静时的数据采集，让被测者保持5分钟的静止状态，利用多道生理仪测定人体安静时的数据并记录。
2.人体运动时的数据采集（同一坡度2级改变跑步速度）利用跑步机的耳夹式测心率的方法进行测定，重复1的操作，采集跑步速度逐渐加快时的心率数据，要求以时速3公里的速度为起点，每2分钟提高1次跑步的速度，每次提高1公里时速，共提高3次至时速为6公里，分别采集时速为3.4.5.6.公里，时段长为2分钟时心率数据并记录。
4.实验结果及分析
4.1结果
正常人运动前后的心率的变化（坡度2级，速度3km/h）
心率/对象
袁帅
霍腾义
王涛
薛争争
许召松
运动前（静坐5分钟）
81
73
75
79
77
跑步3km/h，2min
91
102
85
92
81
跑步4km/h，2min
102
110
105
104
98
跑步5km/h，2min
112
125
118
110
117
跑步6km/h，2min
125
150
135
120
130
正常人运动前后的心率的变化（速度不变4km/h，逐级增加）
心率/对象
王轩
张权
赵江涛
卢嘉平
黄志勃
运动前（静坐5分钟）
71
73
70
76
68
跑步3km/h，2min
79
76
79
81
77
跑步4km/h，2min
101
95
89
91
88
跑步5km/h，2min
125
121
131
117
114
跑步6km/h，2min
137
139
140
135
126
正常人运动前后的心率的变化（跑步的速度3km/h-6KM/H）
心率/对象
翟晓旭
杨发财
柯亚杰
运动前（静坐5分钟）
80
78
72
跑步3km/h，2min
88
83
85
跑步4km/h，2min
110
106
103
跑步5km/h，2min
128
120
123
跑步6km/h，2min
140
136
132
正常人运动前后的心率的变化（跑步速度不变6KM/H逐级增加坡度）
心率/对象
润鹏飞
孙振
吴熊
何雪峰
运动前（静坐5分钟）
77
75
89
73
运动即刻
88
87
97
85
运动2min
100
106
105
104
运动4min
112
117
110
118
运动6min
126
132
127
130
正常人运动前后的血压的变化
血压mmHg/对象
刘佩佩
苏帅
孙豪
刘宏奎
费飞翔
运动前（静坐5分钟）
138/84/73
146/89/83
133/82/74
130/82/71
135/83/75
运动后即刻
140/88/134
166/91/161
139/84/130
140/85/132
143/89/133
运动后2min
138/85/114
150/89/110
128/71/79
131/80/85
135/82/102
运动后4min
135/88/87
147/89/101
118/70/81
120/72/79
128/84/80
运动后6min
137/85/75
149/86/90
115/71/77
118/73/79
125/78/77
升级会员 