人因工程第二章精品PPT课件.ppt

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1、目录第一节体力劳动时的能量消耗第二节体力劳动时人体的调节和适应第三节劳动强度等级的划分一、人体能量的产生机理二、作业时人体氧消耗动态第一节体力劳动时的能量消耗一、人体能量的产生机理由于骨骼约占人体重的40％，故体力劳动的能量消耗较大，以骨骼肌为例，活动的能量来自细胞中的贮能元――三磷酸腺苷（ATP）。肌肉活动时，肌细胞中的三磷酸腺苷与水结合，生成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸根（Pi），同时，释放出29．3KJ的能量，即ATP＋H2O→ADP＋Pi＋29.3KJ／mol一、人体能量的产生机理由于肌细胞中的ATP贮量有限，因此，能量释放过程中，必须及时补充肌细胞中的ATP。补充ATP的过程称为

2、产能。产能一般通过三种途径。一、人体能量的产生机理1．ATP－CP系列在要求能量释放速度很快的情况下，肌细胞中的ATP由磷酸肌酸（CP）与二磷酸腺苷合成，予以补充CP＋ADPCr＋ATP（肌酸）该过程简称为ATP－CP系列。ATP－CP系列提供能量的速度极快，但由于CP在人体内的贮量有限，其产能过程只能维持肌肉进行大强度活动几秒种。一、人体能量的产生机理2．需氧系列在中等劳动强度条件下，ATP以中等速度分解，又通过糖和脂肪的氧化磷酸化合成予以补充，即氧化磷酸化葡萄糖或脂肪＋氧ATP由于这一过程需要氧参与合成ATP，故称为需氧系列。在合成的开始阶段，以糖的氧化磷酸化为主，随着持续活动时间的

3、延长，脂肪的氧化磷酸化转为主要过程。一、人体能量的产生机理3．乳酸系列在大强度劳动时，能量需求速度较快，相应ATP的分解也必须加快，但受到供氧能力的限制，此时，则靠无氧糖酵解产生乳酸的方式提供能量，故称为乳酸系列糖酵酸葡萄糖（糖原）ATP＋乳酸乳酸逐渐扩散到血液，一部分排出体外，一部分在肝、肾内部又合成为糖原。在食物营养充足的合理条件下，经过休息，可以较快的合成为糖原。肌肉中ATP供应的三种途径一、人体能量的产生机理虽然糖酵解时1g分子葡萄糖只能合成1g分子ATP，但糖酵解的速度比氧化磷酸化的快32倍，所以是高速提供能量的重要途径。乳酸系列需耗用大量葡萄糖才能合成少量的ATP，在体内糖原

4、含量有限的条件下（表2－1），这种产能不经济。此外，目前还认为乳酸是一种致疲劳性物质，所以乳酸系列提供能量的过程不可能持续较长时间。一、人体能量的产生机理一、人体能量的产生机理三种产能过程可概括于图2－1所示，一般特性列于表2－2。一、人体能量的产生机理一、人体能量的产生机理肌肉活动的时间愈长，强度愈大，恢复原有贮备所需的时间也愈长。在食物营养充足合理的条件下，一般在24h内便可得到完全恢复。肌肉转换化学能作功的效率约为40％，若包括恢复期所需的能量，其总效率大约为10％－30％，其余70％－90％的能量以热的形式释放。二、作业时人体氧消耗动态能量产生和消耗可以从人体消耗的氧量上反应出来

5、。作业时的劳动强度越大，时间越长，消耗的氧也越多，单位时间所需要的氧量叫做氧需。氧需能否得到满足主要取决于循环系统的功能，其次决定于呼吸器官的功能。血液在单位时间内能供应的最大氧量叫做氧上限。处于稳定状态的作业一般能维持较长的时间（图2－2a）。若劳动强度较大，氧需超过氧上限，机体将继续处于缺氧状态下工作，肌肉内的贮能物质（主要指糖原）迅速消耗，这种作业就不能持久。二、作业时人体氧消耗动态作业停止后，机体的耗氧量并不能马上降到安静状态的耗氧水平，机体还需要继续消耗较多的氧以补偿氧债（图2－2b）。二、作业时人体氧消耗动态二、作业时人体氧消耗动态作业时，肌肉收缩作用于物体的力叫做肌张力。物

6、体作用于肌肉上的阻力称为负荷。要提起或举起某一物体，肌张力必须大于负荷，此时肌肉收缩过程中的负荷相对恒定，肌张力保持不变，这种肌肉收缩叫做等张收缩。二、作业时人体氧消耗动态若人的躯体和肢体维持不动，运用肌张力将负荷支撑在某一位置，肌纤维长度不变，这种肌肉收缩叫做等长收缩。以肌肉等长收缩为主的作业称为静态作业或静力作业。二、作业时人体氧消耗动态静态作业的特征是能量消耗水平不高却很容易疲劳。此时，即使用最大随意收缩的肌张力进行作业，氧需也达不到氧上限，通常每分钟不超过1L。但在作业停止后数分钟内，氧消耗不仅不象动态作业停止后迅速下降，反而先升高后再逐渐下降到原有水平（图2－3）。二、作业时人

7、体氧消耗动态二、作业时人体氧消耗动态这种现象可能是在静态作业时，由于一定肌群持续收缩压迫小血管使血流发生障碍，肌肉在缺氧条件下工作，无氧糖酵解产物乳酸等不能及时清除而积聚起来形成氧债，故呈现出作业停止后氧消耗反而升高的现象。二、作业时人体氧消耗动态神经系统调节和适应心血管系统的调节与适应其它系统的调节和适应脑力劳动与神经紧张型作业的生理变化特点第二节体力劳动时人体的调节和适应作业时的每一个有目的的动作，既取决于中枢神经系统的调节作用