听觉与运动课件.pptx
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- 听觉 运动 课件
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1、1湖南科技大学工业工程系本章内容本章内容神经系统的组成及其功能神经系统的组成及其功能1感觉与知觉感觉与知觉2视觉与本体感觉视觉与本体感觉3人的心理特征人的心理特征4人的听觉系统人的听觉系统5体力疲劳及其消除体力疲劳及其消除7肌肉、骨骼与供能系统肌肉、骨骼与供能系统6第1页/共53页2湖南科技大学工业工程系五、人的五、人的听觉系统 (1 1)人耳构造和听觉过程)人耳构造和听觉过程第2页/共53页3湖南科技大学工业工程系第3页/共53页4湖南科技大学工业工程系第4页/共53页5湖南科技大学工业工程系第5页/共53页6湖南科技大学工业工程系第6页/共53页7湖南科技大学工业工程系声音的特性和分贝标度
2、v 我们必须理解声音或噪音的两种特性:我们必须理解声音或噪音的两种特性:频率和响亮度。频率和响亮度。v 声音的频率声音的频率v 声音其实是经媒介传递的快速压力变化。当声音于空气中声音其实是经媒介传递的快速压力变化。当声音于空气中传递,大气压力会循环变化。每一秒内压力变化的次数叫作频传递,大气压力会循环变化。每一秒内压力变化的次数叫作频率,量度单位是赫兹率,量度单位是赫兹(Hz)(Hz),其定义为每秒的周期数目。,其定义为每秒的周期数目。频率越高,声音的音调越高。如下图显示,击鼓产生的频率越高,声音的音调越高。如下图显示,击鼓产生的频率远较吹哨子产生的频率低。频率远较吹哨子产生的频率低。第7页/
3、共53页8湖南科技大学工业工程系第8页/共53页9湖南科技大学工业工程系第9页/共53页10湖南科技大学工业工程系响亮度响亮度v 是声音或噪音的另一个特性。强的声音通常有较大的压是声音或噪音的另一个特性。强的声音通常有较大的压力变化,弱的声音压力变化则较小。压力和压力变化的量度力变化,弱的声音压力变化则较小。压力和压力变化的量度单位为帕斯卡,缩写为单位为帕斯卡,缩写为PaPa。其定义为牛顿。其定义为牛顿/平方米平方米 (N/m2)(N/m2)。v 人类的耳朵能感应声压的范围很大。正常的人耳能够听人类的耳朵能感应声压的范围很大。正常的人耳能够听到最微弱的声音叫作听觉阈,为到最微弱的声音叫作听觉阈
4、,为2020个微帕斯卡个微帕斯卡 (缩写为缩写为Pa)Pa)的压力变化,即的压力变化,即20 x10e-6 Pa(20 x10e-6 Pa(“百万分之二十帕斯百万分之二十帕斯卡卡”)。另一方面,非常噪吵的情况能产生很大的压力变化,。另一方面,非常噪吵的情况能产生很大的压力变化,例如一架飞机在发出最大马力时能在近距离产生大约例如一架飞机在发出最大马力时能在近距离产生大约2000Pa2000Pa或或2x10e9Pa2x10e9Pa的噪音。下表显示由上述情况产生不同的声压的噪音。下表显示由上述情况产生不同的声压级,以帕斯卡及微帕斯卡表示。级,以帕斯卡及微帕斯卡表示。第10页/共53页11湖南科技大学
5、工业工程系声压声压声源或噪声源声源或噪声源大约的声压大约的声压 (单位为单位为 Pa)Pa)在发出最大马力时的太空穿梭机在发出最大马力时的太空穿梭机2,000,000,0002,000,000,000交响乐团交响乐团2,000,0002,000,000在在2525米范围柴油货运火车高速前进米范围柴油货运火车高速前进200,000200,000正常的谈话正常的谈话20,00020,000图书馆图书馆2 2米范围的低语米范围的低语2,0002,000播音室播音室200200人类耳朵能够听到最微弱的声音人类耳朵能够听到最微弱的声音2020第11页/共53页12湖南科技大学工业工程系声压级(声压级(S
6、PLSPL或或LpLp)单位:分贝)单位:分贝第12页/共53页13湖南科技大学工业工程系声压声压(帕帕)声压级声压级(分贝分贝)声源举例声源举例 200 150 200 150 火箭火箭,导弹导弹,飞船飞船 140 140 喷气式飞机喷气式飞机(相距相距5 5米处米处)20 130 20 130 大炮大炮,低声鼓低声鼓(峰值峰值)120 120 可听高限可听高限(痛阈痛阈)2 110 2 110 汽车喇叭汽车喇叭(相距相距1 1米米)100 100 普通发电站普通发电站,通风机房通风机房 0.2 90 0.2 90 载重汽车载重汽车(时速时速4040公里公里),),六角机床六角机床 80 8
7、0 一般工厂车间一般工厂车间 0.02 70 0.02 70 对话对话(距离距离1 1米米)60 60 大百货商店环境噪声大百货商店环境噪声 0.002 50 0.002 50 有收音机的住宅环境噪声有收音机的住宅环境噪声 40 40 影剧院演出时的观众噪声影剧院演出时的观众噪声 0.0002 30 0.0002 30 安静的效区安静的效区,轻声耳语轻声耳语 20 20 消声室内消声室内,手表摆动声手表摆动声 0.00002 10 0.00002 10 自己呼吸声自己呼吸声 0 0 可听低限可听低限(听阈听阈)第13页/共53页14湖南科技大学工业工程系 环境条件环境条件 声压声压(帕帕)声压
8、级声压级(分贝分贝)飞机起飞飞机起飞 20-60 120-130 织布车间织布车间 2-3 100-105 冲床附近冲床附近 2 100 地下铁道地下铁道 0.6 90 大声说话大声说话(1米米)0.06 70 普通说话普通说话(1米米)0.02 60 安静的办公室安静的办公室 0.006 50 图书馆图书馆 0.002 40 安静的卧室安静的卧室 0.0006 30 播音室播音室 0.0002 20 树叶沙沙声树叶沙沙声 0.00006 10 听阈听阈 0.00002 0 第14页/共53页15湖南科技大学工业工程系第15页/共53页16湖南科技大学工业工程系v 现实生活中我们经常会同时遇到
9、几个声音。现实生活中我们经常会同时遇到几个声音。你知道一个声音与另一个声音结合时,会产生你知道一个声音与另一个声音结合时,会产生甚么结果吗?甚么结果吗?我们都知道我们都知道6060个苹果加个苹果加60 60 个苹果,等于个苹果,等于120120个苹果。但是,这并不适用于以分贝来表示个苹果。但是,这并不适用于以分贝来表示的声音。事实上,的声音。事实上,6060分贝加分贝加6060分贝只等于分贝只等于6363分分贝。贝。第16页/共53页17湖南科技大学工业工程系第17页/共53页18湖南科技大学工业工程系第18页/共53页19湖南科技大学工业工程系第19页/共53页20湖南科技大学工业工程系六
10、肌肉、骨骼与供能系统(一)、(一)、肌肉组织及其工作特征肌肉组织及其工作特征 肌肉是人体四种组织中数量最多的组织。人做任何动作,肌肉是人体四种组织中数量最多的组织。人做任何动作,都要依靠肌肉的收缩与舒展。都要依靠肌肉的收缩与舒展。肌肉收缩有向心收缩、离心收缩、等长收缩等形式。前两肌肉收缩有向心收缩、离心收缩、等长收缩等形式。前两种收缩是实现人体各种运动所必需的,它们是动力性的,总称种收缩是实现人体各种运动所必需的,它们是动力性的,总称为动力性收缩。等长收缩则是静力性收缩。为动力性收缩。等长收缩则是静力性收缩。(1)(1)向心收缩。当肌肉收缩产生的张力大于外加阻力时,肌向心收缩。当肌肉收缩产生的
11、张力大于外加阻力时,肌肉缩短并牵拉着骨杠杆作向心运动,故称向心收缩。肉缩短并牵拉着骨杠杆作向心运动,故称向心收缩。(2)(2)离心收缩。当肌肉收缩产生的张力小于外力时,肌肉被离心收缩。当肌肉收缩产生的张力小于外力时,肌肉被拉长。拉长。(3)(3)等长收缩。肌肉收缩产生张力但长度保持不变时的收缩等长收缩。肌肉收缩产生张力但长度保持不变时的收缩形式称为等长收缩。形式称为等长收缩。第20页/共53页21湖南科技大学工业工程系 六六 肌肉、骨骼与供能系统肌肉、骨骼与供能系统一、一、肌肉组织及其工作特征肌肉组织及其工作特征 肌肉收缩的速度与肌肉收缩的张力有关。肌肉收缩的张肌肉收缩的速度与肌肉收缩的张力有
12、关。肌肉收缩的张力大小又同肌肉收缩前的长度力大小又同肌肉收缩前的长度(又称初长度又称初长度)有关。初长度有关。初长度短于短于“静息长度静息长度”时,收缩时的张力随肌肉初长度的增长时,收缩时的张力随肌肉初长度的增长而线性地增大。当肌肉收缩初长度达到约相当于静息长度而线性地增大。当肌肉收缩初长度达到约相当于静息长度时,张力达到最大,此时的初长度称为最适初长度。肌肉时,张力达到最大,此时的初长度称为最适初长度。肌肉长度若超过这个最适初长度,收缩张力迅速下降。长度若超过这个最适初长度,收缩张力迅速下降。肌肉收缩时的张力与收缩速度之间也存在着有规律的关肌肉收缩时的张力与收缩速度之间也存在着有规律的关系。
13、增加肌肉的负荷时,肌肉收缩张力增大,但肌肉收缩系。增加肌肉的负荷时,肌肉收缩张力增大,但肌肉收缩的速度减慢,肌肉缩短的长度减小。当负荷张力增大到一的速度减慢,肌肉缩短的长度减小。当负荷张力增大到一定限度后,肌肉不能再缩短,收缩的速度为零。若负荷减定限度后,肌肉不能再缩短,收缩的速度为零。若负荷减小,肌肉收缩的速度与短缩的长度又大。小,肌肉收缩的速度与短缩的长度又大。第21页/共53页22湖南科技大学工业工程系六六 肌肉、骨骼与供能系统肌肉、骨骼与供能系统(二)、骨骼系统(二)、骨骼系统 (1 1)骨及骨骼。人体内有)骨及骨骼。人体内有206206块骨。其中,有颅骨块骨。其中,有颅骨2929块、
14、块、躯干骨躯干骨5151块、四肢骨块、四肢骨126126块。其中有块。其中有177177块直接参与人体运动。块直接参与人体运动。图是人体骨骼系统结构图。图是人体骨骼系统结构图。(2 2)关节。人体四肢骨之间普遍由关节连结。关节的功)关节。人体四肢骨之间普遍由关节连结。关节的功用主要在于它可使人的肢体有可能作屈伸、环绕和旋转等运动。用主要在于它可使人的肢体有可能作屈伸、环绕和旋转等运动。在关节中有四类神经末梢,主要功能是向中枢提供关节位置变在关节中有四类神经末梢,主要功能是向中枢提供关节位置变化的信息、关节活动速度的信息、关节实际位置的信息及感受化的信息、关节活动速度的信息、关节实际位置的信息及
15、感受痛觉的信息。痛觉的信息。第22页/共53页23湖南科技大学工业工程系人体骨骼系统结构人体骨骼系统结构第23页/共53页24湖南科技大学工业工程系六六 肌肉、骨骼与供能系统肌肉、骨骼与供能系统(三)、人体活动能源(三)、人体活动能源 各种人体活动都需要能量。能量的供给通过体内能源物各种人体活动都需要能量。能量的供给通过体内能源物质质(糖、糖元、脂肪、蛋白质糖、糖元、脂肪、蛋白质)的氧化或酵解来实现。通常将的氧化或酵解来实现。通常将能源物质转化为热或机械功的过程称为能量代谢。能源物质转化为热或机械功的过程称为能量代谢。1 1 人体活动的直接能源人体活动的直接能源 人的肌肉、神经元和其他细胞活动
16、的能源直接来自细胞人的肌肉、神经元和其他细胞活动的能源直接来自细胞中的贮能元中的贮能元三磷酸腺苷三磷酸腺苷(ATP)(ATP)。肌肉活动时,肌细胞中的。肌肉活动时,肌细胞中的ATPATP与水结合,在与水结合,在ATPATP酶的催化下迅速分解成二磷酸腺苷酶的催化下迅速分解成二磷酸腺苷(ADP)(ADP)和无机磷和无机磷(Pi)(Pi),并释放,并释放29.3kJ29.3kJ的能量。的能量。ATP+HATP+H2 2O ADP+Pi+29.3kJ/molO ADP+Pi+29.3kJ/mol第24页/共53页25湖南科技大学工业工程系 六六 肌肉、骨骼与供能系统肌肉、骨骼与供能系统(三)、人体活动
17、能源(三)、人体活动能源2 2 人体活动的供能系统人体活动的供能系统 人体补充人体补充ATPATP的过程称为产能或供能。人体有三个供的过程称为产能或供能。人体有三个供能系统,即磷酸原能系统,即磷酸原(ATP-CP)(ATP-CP)系统、乳酸能系统和有氧化系系统、乳酸能系统和有氧化系统。统。(1 1)磷酸原)磷酸原(ATP-CP)(ATP-CP)系统。系统。ATPATPCPCP系统又称非乳系统又称非乳酸能系统。肌肉细胞中的酸能系统。肌肉细胞中的ATPATP由细胞内的二磷酸腺苷由细胞内的二磷酸腺苷(ADP)(ADP)和磷酸肌酸和磷酸肌酸(CP)(CP)这两种高能磷化物合成。每这两种高能磷化物合成。
18、每1 mol1 mol的的CPCP分分解时可合成解时可合成1molATP1molATP。反应方程反应方程:rCP+ADP CATP 磷酸肌酸激酶第25页/共53页26湖南科技大学工业工程系六六 肌肉、骨骼与供能系统肌肉、骨骼与供能系统(三)、人体活动能源(三)、人体活动能源2 2 人体活动的供能系统人体活动的供能系统 (2 2)乳酸能系统。该系统的能量来自糖元的酵解。糖元酵解时产)乳酸能系统。该系统的能量来自糖元的酵解。糖元酵解时产生的能量供应给生的能量供应给ADPADP,再合成,再合成ATPATP。(3 3)有氧氧化系统。有氧氧化供能系统是指糖或脂肪在氧的参与)有氧氧化系统。有氧氧化供能系统
19、是指糖或脂肪在氧的参与下分解为二氧化碳和水,同时产生能量,使下分解为二氧化碳和水,同时产生能量,使ADPADP再合成再合成ATPATP后向肌肉或其后向肌肉或其他细胞提供活动能量。他细胞提供活动能量。综上所述可知,三种能量系统产能过程各有特点,它们在人体综上所述可知,三种能量系统产能过程各有特点,它们在人体活动中也有不同的作用。下表是对三种能量系统供能特点的比较。活动中也有不同的作用。下表是对三种能量系统供能特点的比较。第26页/共53页27湖南科技大学工业工程系项项 目目磷酸原系统磷酸原系统乳酸能系统乳酸能系统有氧氧化系统有氧氧化系统能量产生方式能量产生方式无氧代谢无氧代谢无氧代谢无氧代谢有氧
20、代谢有氧代谢能源物质能源物质ATP-CPATP-CP糖糖 元元糖元、脂肪、蛋糖元、脂肪、蛋白质白质供能速度供能速度很很 快快快快缓缓 慢慢供能数量供能数量很很 少少少少大大 量量对人体疲劳影响对人体疲劳影响容易疲劳容易疲劳容易疲劳容易疲劳不易疲劳不易疲劳适用场合适用场合短暂剧烈活动短暂剧烈活动短时短时(1(12min)2min)强度大强度大的活动的活动长时间的耐力活长时间的耐力活动动 三种能量系统供能特点的比较三种能量系统供能特点的比较 第27页/共53页28湖南科技大学工业工程系六六 肌肉、骨骼与供能系统肌肉、骨骼与供能系统3 3、能量代谢、能量代谢 体内能量的产生、转移和消耗叫做能量代谢。
21、能量代谢按机体内能量的产生、转移和消耗叫做能量代谢。能量代谢按机体所处状态,可以分为三种:基础代谢量、安静代谢量、能量体所处状态,可以分为三种:基础代谢量、安静代谢量、能量代谢量。代谢量。(1 1)、基础代谢量)、基础代谢量 基础代谢量,是人在绝对安静下基础代谢量,是人在绝对安静下(平卧状态平卧状态)维持生命所必维持生命所必须消耗的能量。须消耗的能量。生理学将人清醒、静卧、空腹(食后生理学将人清醒、静卧、空腹(食后1010小时小时以上)、室温以上)、室温2020度左右的条件为基础条件。度左右的条件为基础条件。正常人的基础代谢率比较稳定,一般不超过正常平均值的正常人的基础代谢率比较稳定,一般不超
22、过正常平均值的15%15%。我国人体表面积的公式为:。我国人体表面积的公式为:体表面积体表面积(m(m2 2)=0.0061)=0.0061身高身高(cm)+0.0124(cm)+0.0124体重体重(kg)-0.0099 (kg)-0.0099 基础代谢量基础代谢量=基础代谢率平均值基础代谢率平均值(B)(B)人体表面积人体表面积(S)(S)持续时持续时间间(t)=BSt (t)=BSt 第28页/共53页29湖南科技大学工业工程系v我国人正常的基础代谢率平均值(我国人正常的基础代谢率平均值(kJ/m2kJ/m2h h)年龄年龄11-1511-1516-1716-1718-1918-1920
23、-3020-3031-4031-4041-5041-505151以上以上v 男性男性195.5195.5193.4193.4166.2166.2157.8157.8158.7158.7154.1154.1149.1149.1v 女性女性172.5172.5181.7181.7154.1154.1146.4146.4142.4142.4142.4142.4138.6138.6v 例:身高例:身高170cm170cm,体重,体重55kg55kg的同学的同学1 1小时的基础代谢量。小时的基础代谢量。v 体表面积体表面积=0.0061=0.0061*170+0.0124170+0.0124*55-0.
24、0099=1.709155-0.0099=1.7091v 基础代谢量基础代谢量=157.8=157.8*1.5881=269.71.5881=269.7第29页/共53页30湖南科技大学工业工程系六六 肌肉、骨骼与供能系统肌肉、骨骼与供能系统(2)、安静代谢量)、安静代谢量 安静代谢量是指机体为了保持各部位的平衡及某种姿势安静代谢量是指机体为了保持各部位的平衡及某种姿势所消耗的能量。所消耗的能量。安静代谢量包括基础代谢量和为维持体位平衡及某种姿安静代谢量包括基础代谢量和为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量两部分。通常以基础代谢量的势所增加的代谢量两部分。通常以基础代谢量的2020作为维作为维
25、持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量,因此,安静代谢量持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量,因此,安静代谢量应为基础代谢量的应为基础代谢量的120120。安静代谢率记为。安静代谢率记为R R。安静代谢量安静代谢量=Rt=1.2BSt=Rt=1.2BSt式中,为安静代谢率(式中,为安静代谢率(kJ/(kJ/(h)h);S S为人体表面积(为人体表面积(););t t为持续时间(为持续时间(h h)。)。第30页/共53页31湖南科技大学工业工程系六六 肌肉、骨骼与供能系统肌肉、骨骼与供能系统(3 3)、能量代谢量)、能量代谢量 人体进行作业或运动时所消耗的总能量,叫能量代谢量。人体进行作业或运动时所
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