1、全国青少年机器人等级考试一二级教学内容与安排C全国青少年机器人等级考试一二级教学概述及教学安排C简单机械（凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、连杆）一、杠杆定义：能绕某一固定点转动的杆，对于跷跷板来说，跷板这个杆能够绕支架上的点旋转，而扳手这个杆能够绕螺丝的中心轴旋转。在杠杆结构中，那个固定的点称为支点。支点两边力的关系是：一边重量*物体到支点的距离=另一边重量*另一边物体到支点的距离杠杆原理的公式是：F1L1=F2L2杠杆原理公式是由阿基米德总结的。阿基米德曾经说过，给我一个支点，我能翘起整个地球。利用的就是杠杆原理。（结合力的三要素扩展：方向、大小、力的作用点）五要素：动力，支点，阻力、动力臂、阻力臂
2、动力：使杠杆转动的力叫动力，施力的点叫做动力作用点。动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离叫做动力臂。支点：杠杆绕着转动的固定点叫做支点阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，施力的点叫阻力作用点阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离叫做阻力臂说明：通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线平衡条件：阻力*阻力臂=动力*动力臂 F1L1=F2L2（F2为动力）L2 L1 F1 F2 L1 L2分类条件力矩活动距离(红线部分)生活实例省力杠杆 L1F2 费距离瓶起子螺丝刀费力杠杆L1L2 F1F2 省距离鱼竿筷子等臂杠杆L1=L2 F1=F2 不费不省 跷跷板天平说明：省距离、费距离中的距离指的是力的作用点
3、运动的距离，是力到支点的距离。生活中，为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；要省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。生活中的费用杠杆有：镊子、钓鱼杆、筷子等，费力杠杆的应用主要是为了省距离。生活中的省力杠杆有：榨汗器、胡桃钳、门把手、扳手、铁钳、指甲刀 等臂杠杆：天平，主要用于测量丙侧物体的质量。二、滑轮定滑轮：轴的位置固定不变的滑轮 动滑轮：轴的位置随着被拉物体一起运动的滑轮。 定油轮的特点：1.改变力的方向。如上图：如果想让物体上升，那就要向下施力。定滑轮改变力的方向是可以根据实际情况来确定的，并不一定是反方向，如下图，展示的是两个不同的施力方向，这两个力的大小是一样的。2.不改变力
4、的方向，不省力也不费力。（为什么？）3.施力端运动距离和物体上升距离相同。定滑轮原理：实质上是一个等臂杠杆。如上图所示：定滑轮中心的轴就是这个等臂杠杆的支点，重物端的滑轮圆边上为阻力点，施力端的滑轮圆边为动力点。此时，无论什么方向拉动绳子，阻力臂都与动力臂相当，都是油轮的（ ），所以定滑轮是等臂杠杆。动滑轮：中心轴的位置随着被拉动的物体一起运动的滑轮叫动滑轮。动滑轮的特点是：1.不改变力的方向（如图6.8）所示，想要让物体向上，就要向上拉物体，图中，F乙方向向上，物体向上运动。而定滑轮的F甲的方向向下时，物体是向上运动的。2.改变力的大小，如上图竖直向上用力时，力的大小为重物的一半，所以省了一
5、半的力。3.施力端上升距离为物体上升距离的2倍。动滑轮的原理：是一个省力杠杆，如下图所示，动滑轮的中心轴拉着重物的为阻力点，施力端的圆边为动力点，而支点为左侧圆的边界，此时动力臂的长度是圆的直径，而阻力臂的长度是圆的半径，所以动力臂是阻力臂的2倍，所以动滑轮省力，且动力是阻力（物体重量）的一半。滑轮分类 力大小 方向 距离 本质定滑轮 不变 改变距离不变等臂杠杆动滑轮力减小一半 不变费距离 二倍省力杠杆思考：动滑轮中，施力方向不是竖直身上的，而是斜向上的，力的大小是否也是物体重量的一半呢？滑轮组滑轮组是由多个动滑轮和定滑轮组成的机构，如下图：滑轮组的特点是：1.定滑轮可以改变力的方向，但不能省
6、力地拉动物体。动滑轮不可以改变力的方向，但能省一半的力来拉动物体。滑轮组结合了定滑轮和动滑轮，这样既可以改变力的方向，也能省力拉动物体。2.滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体的力就是总重量的几分之几。绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的不算。如图6.11所示，绳子的段数只计算绕过动滑轮的绳子，我们来分析一下：轮轴能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。在轮轴中外环叫轮，环叫轴，轮轴两个环是同心圆。它的实质是一个能够连续旋转的杠杆。这个杠杆的支点就在轴线上，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速，动力点就是轮的外圆，阻力点就是轴的外圆（阻力臂就是轴的半径），所以当动力作用在轮上，则轮轴为当省力杠杆，
7、轮和轴的半径相差越大越省力，但越费距离。动力作用在轴上则轮轴为费力杠杆，轮和轴的半径相差越大则越费力，但越省距离。C作业（把括号里的容字体设为黑色即答案）1、单选题1.中国首次举办机器人世界杯，在哪个城市？（）A. B. C. D. 2.我国最早记载机器人雏形是在（ 西周 ），距今已有3000多年的历史。A、元朝 B、清朝 C、唐朝 D、西周3.2016年世界机器人大会在哪举行？（中国） A. 中国 B. 法国巴黎 C. 美盛顿 D. 中国4.我国汉代的大科学家（ 仪 ），不仅发明了地动仪，还发明了计里鼓车。 A、白 B、白居易 C、仪 D、司马光5.三国时的蜀国丞相（诸亮）成功地创造出了“木
8、牛流马”，并用其运送军粮。 A、霍去病 B、岳军 C、飞 D、诸亮6.机器人的英文单词是（robot），是在1920年的科幻小说罗萨姆的万能机器人中根据robota和robotnik创造出来的。 A、robotcup B、fira C、robot D、english7.美国科幻巨匠（阿西莫夫）于1942年在科幻小说中提出了“机器人三大定律”。 A、森昌弘 B、希特勒 C、阿西莫夫 D、奥巴马8.美国人（德沃尔）于1954年制造出世界上第一台可编程的机器人。 A、邱吉尔 B、斯大林 C、东条英机 D、德沃尔9.美国发明家德沃尔和（英格伯格）在1959年制造出第一台工业机器人，所以他被称为“工业机
9、器人之父”。 A、德沃尔 B、英格伯格 C、布什 D、华盛顿10.斯坦福大学人工智能研究中心在1966年发明了（克）机器人，它是第一台移动机器人，被赋予了有限的观察和环境建模能力，控制它的计算机要填满整个房间。A、阿童木 B、爱德华 C、克 D、机甲猎人11.日本的机器人专家（森昌弘）在1969年提出了“恐怖谷理论”：人形玩具或机器人的仿真度越高，超过95%的人越有好感，但当超过一个临界点时，这种好感度会突然降低，越像人越反感恐惧，直到低谷。12.机器人世界杯的英语名是（robocup）A、robota B、robot C、robotnik D、robocup13.首届机器人世界杯于1997年
10、8月在（日本名古屋）举行。 A、中国 B、日本 C、美国 D、德国14. 我国于2008年6月在（）举办了第12届机器人世界杯。 A、 B、 C、 D、15.微型机器人世界是哪个国家的教授金钟焕提出的？（国） A、德国 B、英国 C、中国 D、国16.第一届微型机器人世界杯于1996年11月在哪个国家举行？（国） A、国 B、巴西 C、意大利 D、伊朗17.力的单位是（牛顿）。 A、千克 B、千米 C、小时 D、牛顿18.成熟的苹果往地上掉是因为（重力） A、动摩擦力 B、静摩擦力 C、重力 D、弹力19.上图中（a）与（b）的描述：力的作用效果和力的（大小）有关。A、方向 B、作用点 C、大
11、小 D、高度 20.上图中（a）与（c）的描述：力的作用效果和力的（方向）有关。A、方向 B、作用点 C、大小 D、高度21. 上图中（a）与（d）的描述：力的作用效果和力的（作用点）有关。A、方向 B、作用点 C、大小 D、高度22.直升机起飞靠的是（气压差） A、重力 B、摩擦力 C、弹力 D、气压差23. 由于地球的吸引而受到的力，叫做（重力） A、弹力 B、动摩擦力 C、静摩擦力 D、重力24.两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或者具有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫（摩擦力） A、弹力 B、动摩擦力 C、静摩擦力 D、摩擦力25.拉同一物体，滚动的方
12、法比推动的方法轻松，是因为滚动摩擦力比滑动摩擦力（小得多）。 A、大得多 B、小得多 C、相等 D、不能确定26.车子的轮胎上都是有花纹的，这些花纹主要是为了让轮胎增加车子与地面之间的（摩擦），防止打滑。A、重力 B、摩擦 C、弹力 D、重量27.重力的方向是（竖直向下）。 A、竖直向下 B、竖直向上 C、向左 D、向右2、多选题1.工业机器人具有哪些特点？（ABCD） A.对工作环境有很强适应能力，能代替人在有害场所从事危险工作。 B. 动作准确性高，可保证产品质量的稳定性。 C. 能高强度地在环境中从事单调重复的劳动。 D. 具有很广泛的通用性。2.机器人传感器应该具有的要求？（体积小和抗
13、干扰性强） A.抗干扰性强 B. 抗干扰性差 C. 体积小 D. 体积大3.医用机器人具有哪些特征？（ABCD） A. 不能发生错误动作 B. 非专业人员也可以正确使用。 C. 对医生提供有效的帮助 D. 可以直接与人接触。4.下面哪些是机器人三定律？（A、B、C） A.机器人可以偶尔伤害人类。 B. 机器人不得伤害人类，或坐视人类受到伤害。 C. 在不违背第一及第二法则下，机器人必须保护自己。 D. 除非违背第一法则，机器人必须服从人类的命令。5.三代机器人分别是（ABD） A、示教再现型机器人 B、感知型机器人 C、克机器人 D、智能机器人6.力的三要素是（大小、方向、作用点）A、大小 B
14、、摩擦力 C、方向 D、作用点7.二力平衡的条件是（两力大小相同、方向相反、同一直线、同一物体）A、两力大小相同 B、方向相反 C、同一直线 D、同一物体3、判断题1.世界第一台可编程机器人叫“尤尼梅特”。（正确）2.机器人“恐怖谷理论”认为当机器人与人类相似度超过95%的时候，人类就会对机器人产生正面的情感。（正确）3.机器人能够代替人类完成全部工作。（错误）4.1966年诞生的克机器人是第一台飞行机器人。（错误）5.力的三要素是：大小和方向。（错误还有作用点）6.力不能改变物体的形状。（错误）7.静摩擦时，虽然有运动趋势，但没有运动，所以物体是相对静止的。（正确）8.当物体上的外力过大，超过接触面能产生的最大静摩擦力时，两物体就会发生相对的滑动，此时静摩擦力变为滑动摩擦力。（正确）
