核心概念
心脏
心率
健康
运动
引言
您是否曾想过您的心脏一天、一个月、一年跳动多少次？或者一生中总共会跳动多少次？在平均寿命中，人类的心脏跳动超过 25 亿次。为了保持心脏健康，人们应该正确饮食、不吸烟并进行规律运动。在这个科学活动中，您将测量在不同类型的体育活动期间的心率，以找出哪种运动能为您的心脏提供最佳锻炼，以帮助保持其健康。
背景
一个体重 150 磅的成年人平均拥有约 5.5 升血液，心脏每分钟循环约三次。人的心脏持续跳动以保持血液循环。心脏健康专家表示，保持心脏健康的最佳方法是通过均衡饮食、避免吸烟和规律运动。
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有益于心脏的运动应该提高心率。但是，心率应该提高多少，持续多长时间以及多久提高一次？这与您的健康状况和最大心率有关。对于成年人来说，最大心率约为 220 次/分钟 (bpm) 减去您的年龄。例如，如果您 30 岁，则最大心率将为 190 bpm。美国心脏协会 (AHA) 建议进行运动，将心率提高到最大心率的 50% 到 85% 之间。这个范围称为目标心率区。美国心脏协会建议人们每周大多数日子至少进行 30 分钟中等到剧烈的运动——将心率提高到目标心率区的运动——或者每周总共约 150 分钟。
材料
• 一张废纸
• 钢笔或铅笔
• 显示秒钟的钟表或计时器，或者带手表的人帮忙
• 舒适的运动服（可选）
• 简单有趣的运动器材，例如跳绳、自行车、呼啦圈、两磅重的哑铃等。或者，您可以进行不需要器材的运动，例如散步、开合跳、原地慢跑等。您需要进行至少两种不同的运动，并且这两种运动您都可以持续 15 分钟。（记住，如果您感到虚弱，请务必停止运动。）
• 计算器
准备工作
• 练习寻找您的脉搏。用一只手的前两根手指触摸另一只手的手腕上的桡动脉脉搏。您应该在手腕的“拇指侧”，在手掌底部下方找到您的桡动脉脉搏。练习寻找您的脉搏，直到您可以快速做到。（或者，您也可以取您的颈动脉脉搏进行此活动，但请确保您知道如何安全地取颈动脉脉搏，并且只能用手指非常轻柔地按压颈部。）
• 测量您的静息心率，即您在清醒但放松时的心率，例如当您静止躺了几分钟时。为此，在您休息时测量您的脉搏，并将您在 10 秒内数到的跳动次数乘以六。这将得出您以每分钟跳动次数 (bpm) 为单位的静息心率。您的静息心率是多少？把它写在一张废纸上。
• 您将在 15 分钟的时间内测量不同类型的体育锻炼期间的心率。选择至少两种不同的锻炼。一些示例包括跳绳、举起两磅重的哑铃、骑自行车、转呼啦圈、散步等。收集任何需要的材料。（如果您想自制呼啦圈，则在活动“旋转科学：将物理学应用于呼啦圈”中给出了步骤。）您认为这些活动会以不同的方式影响您的心率吗？您认为进行每项活动将如何影响您的心率？
步骤
• 选择您要先进行的运动。在开始运动之前，请确保您已休息几分钟，以便您的心脏处于静息心率状态。
• 进行第一个运动 15 分钟。在您进行运动时，写下您在活动 1 分钟、2 分钟、5 分钟、10 分钟和 15 分钟后 10 秒内数到的跳动次数。（您需要快速检查脉搏，因为它在停止运动后 15 秒内可能会开始减慢。）随着时间的推移，您数到的跳动次数如何变化？在运动结束时，您感觉如何？
• 通过将您数到的跳动次数（在 10 秒内）乘以六，计算您在运动 1 分钟、2 分钟、5 分钟、10 分钟和 15 分钟后的心率。随着时间的推移，您的心率（以 bpm 为单位）如何变化？
• 对至少一项其他运动重复此过程。在运动之间留出足够的时间，以便您的心率恢复到正常的静息水平（这应该只需要几分钟）。在第二次运动结束时，您感觉如何？对于这项运动，您的心率如何随时间变化？
• 查看您为此活动写下的结果。哪种运动使您的心率升高幅度最大？哪种运动使您的心率升高最快？哪些运动将您的心率提高到目标心率区（最大心率的 50% 到 85%，其中最大心率是 220 bpm 减去您的年龄）？您是否注意到结果中有任何一致的模式？
• 额外：再次尝试此活动，但测试不同的体育锻炼。当您进行其他运动时，您的心率如何变化？这些变化有何相似之处，又有何不同之处？
• 额外：测量您躺下、坐下和站立时的心率。您的心率如何随着身体姿势而变化？
• 额外：与其他健康的志愿者重复此活动。他们的心率与您的心率相比如何？他们在运动时的心率变化与您的心率变化相比如何？
• 额外：再次尝试此活动，但改变您的运动强度。什么强度水平将您的心率提高到其最大心率的 50%？达到最大心率的近 85% 时呢？在运动时，请务必不要超过您建议的目标心率区！
观察和结果
在仅进行一分钟的运动后，您是否看到您的心率达到目标心率区？与散步等中等强度的运动相比，对于呼啦圈等更费力的运动，您的心率是否最初跳得更高？
如果您进行了中等强度的运动，例如散步，您可能会看到心率最初跳升（您的心率在运动约一分钟内落在目标心率区的较低范围内），但之后您的心率仅缓慢增加。15 分钟后，您可能已经达到了目标心率区的中间位置。为了达到上限，人们通常需要进行中等强度的运动更长时间（例如 30 分钟）。如果您进行了更费力的运动（例如呼啦圈），您可能会看到心率最初跳得更高（例如在运动一分钟后就达到目标心率区的中间位置），然后心率在剩余的 14 分钟运动中保持不变。总的来说，与进行中等强度的运动相比，进行更费力的运动通常会更快地提高人的心率。
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心脏健康：运动时心率如何变化？，来自科学伙伴
此活动由 科学伙伴合作提供