中国电子学会青少年机器人技术等级考试一级培训

青少年机器人等级考试（一级） 主办单位：电子学会 📕章节目录 机器人常识 秋千 跷跷板 烤肉架 手动风扇 搅拌器 奇怪的时钟 起重机 履带车 📝随堂练习 机器人常识 简单机械 三角形、四边形、结构稳定性 单摆、能量转化 力 杠杆 齿轮 轮轴 滑轮 链传动 知识点梳理 1.了解主流的机器人影视作品及机器人形象 2.分辨稳定结构和不稳定结构 3.计算齿轮组的变速比例 4.区分省力杠杆和费力杠杆 5.区分那种滑轮会省力 6.了解带传动和链传动各自的优缺点 7.了解不同种类的齿轮 目标：推开机械世界大门，认识机械元件，认识它们背后的物理原理。 编号 课程名称 机械 物理 1 秋千 摆；结构的稳定性 能量转化 2 跷跷板 杠杆（区分省力、费力、等臂） 力的三要素；力的作用效果；重力、摩擦力 3 烤肉架 轮轴、齿轮（分类；传动方向；传动比） 4 手动风扇 轮轴、齿轮 功和功率 5 搅拌器 轮轴、齿轮（啮合方式） 6 奇怪的时钟 轮轴、齿轮 角速度、线速度 7 起重机 定滑轮、动滑轮、滑轮组 滑轮组省力计算 8 履带车 链传动（比较齿轮传动和链传动优缺点） 压力和压强 第一课 机器人基础理论和常识 机器人等级考试大纲与考试形式 机器人基本理论常识（发展史、影视作品、理论） 基础结构认知（简单机械） I 考试形式：理论答卷+动手实操 理论试卷： 考试时间30分钟 100分满分，60分通过 30道单项选择，每题2分 5道多项选择题，每题4分，多选漏选均不得分 10道判断题，每题2分 动手实操 考试时间 30分钟 模型搭建80分 + 简单题20分 注意简答题不写的，不予通过 常见问题 历年真题去哪看？ 微信小程序搜索 “考试酷” II 机器人基本常识 发展史 影视作品 理论 占4分-6分 难度低 刷题背诵即可 II 机器人基本常识 1942年，美国科幻巨匠阿西莫夫在科幻小说中提出“机器人三大定律”： 1、机器人不应该伤害人类； 2、机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外； 3、机器人应能保护自己，与前两条相抵触除外； 世界上第一台可编程机器人——1854年美国人乔治 德沃尔 第一台工业机器人——1959年美国人约瑟夫·英格伯格和乔治 德沃尔。约瑟夫·英格伯格被称为“工业机器人之父” “恐怖谷理论”——日本人森昌弘提出，机器人仿真度越高人们越有好感，但当超过一个临界点时，这种好感会变成恐惧直至谷底，称之为恐怖谷。所以机器人专业在制造机器人时都尽量避免“机器人”外表过于人格化，以求避免跌入“恐怖谷陷阱” II 机器人基本常识 机器人的三代发展 第一代机器人：“示教再现”型机器人，只具有记忆、存储能力，按相应程序重复作业，但对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。（工业机器人） 第二代机器人：感知型机器人，随着传感技术和信息处理技术的发展，第二代机器人能够获得作业环境和作业对象的部分有关信息，进行一定的实时处理，引导机器人进行作业。 第三代机器人：智能机器人，它具有更完善的环境感知能力，而且还具有逻辑思维、判断和决策能力，可根据作业要求与环境信息自主进行工作。 II 机器人基本常识 机器人定义：机器人是自动控制机器Robot的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想模拟其他生物的机械 机器人系统基本结构：机械部分、传感部分、控制部分 机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。 机器人驱动方式：电力驱动、液压驱动、气压驱动 II 机器人基本常识 机器人能力的评价标准包括： 1.智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等； 2.机能，指变通性、通用性或空间占有性等； 3.物理能，指力、速度、可靠性、联用性和寿命等； 4.活动范围：机器人就是具有生物功能的实际空间运行工具，可以代替人类完成一些危险或难以进行的劳作、任务等。 II 机器人基本常识 工业机器人具有的特点： 1、对工作环境有很强的适应能力，能够代替人类在有害场所从事危险工作 2、动作准确性高，可保证产品质量的稳定性 3、能够高强度在环境中从事单调简单的运动 4、具有很广泛的通用性 医用机器人具有的特点： 1、不能发生错误动作 2、非专业人员也可以正确使用 3、对医生提供有效帮助 4、可以直接与人接触 📝 随堂练习 -- 机器人常识 多选 凡能改变力的方向和大小的装置，就称为机械。 机械最基本的单位就是简单机械，其定义为利用杠杆效益（亦称为机械优势）将施力放大、节省时间或改变方向的工具。 简单机械是人运用力的基本机械元件。在人类最初伟大的发现发明中，对火、语言与工具的掌握，使得人类最终从地球生态的众多族群中脱颖而出。 常用的六种简单机械都是由下面几种基本元件组合而成的： 杠杆、轮轴、滑轮、斜面、楔、螺旋   III 机械的基本组成：->简单机械 斜面、楔、螺旋在 第一课介绍 杠杆在第三课 轮轴在第四课 滑轮在第八课 15 4 .杠杆 lever 5.轮轴 wheel and axle 6.滑轮 pulley 1.斜面 inclined plane 2.楔 wedge = 斜面 + 斜面 3.螺旋 screw ⚪ ⚪ ⚪ 斜面 斜面定义：是指与水平方向有不为零的夹角的平面。斜面是一种简单机械，可用于克服垂直提升重物的困难，省力但是费距离。 斜面的工作原理：斜面与平面的倾角越小，斜面较长，则省力越大，但费距离。斜面与平面的倾角越大，斜面较短，则省力越小，但省距离。 1 2 从底面爬到最高处，沿直线1，路程短，但费力；沿直线2，路程长，但省力。                斜面在生活中有广泛的应用，如盘山公路、搬运滚筒、螺丝钉、斜面传送带等 楔 楔可以认为是斜面+斜面，原指上厚下薄的小木橛，在结构中表示一头尖一头稍粗的物品。如下图所示。 人体中的牙齿，生活中的斧头，钉子都是楔形。也都是斜面的应用，为了更加省力。 螺旋 螺旋是斜面的变形，是绕着圆柱的斜面。 生活中的应用，如螺丝钉、蜗杆、绞肉机 阿基米德描述了最早的螺旋，它一个装在木制圆筒里的巨大螺旋状物，如图所示，它用来把水从一个水平面提升到另一个水平面，对田地进行灌溉。阿基米德螺旋可能是古代埃及的能工巧匠们设计并在尼罗河两岸的灌溉中使用的。 杠杆 杠杆应用于对物质的提升和运动轨迹的控制，是从斜面派生出来的。 杠杆原理基本有三种类型，第一类杠杆的动力点、阻力点分别在支点的两边，例如：天平、剪刀、钳子等。第二类杠杆的动力点、支点分别在阻力点的两边，例如：开瓶器、胡桃夹等。第三类杠杆的阻力点、支点分别在动力点的两边，例如锤子、镊子等。 杠杆 F1 F2 L1 L2 杠杆原理的公式：F1 X L1 = F2 X L2 杠杆原理五要素 动力 动力臂 阻力 阻力臂 支点 省力杠杆 费力杠杆 支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 等臂杠杆 轮轴 轮加上轴，就是轮轴系统。从最早期的人类看到圆木或巨石的滚动，得到灵感，从而发明了轮。 这种能绕共同轴线旋转的机构，叫做轮轴。在轮轴中外环叫轮，内环叫轴。轮轴两个环是同心圆 当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆，轮和轴的半径相差越大则越省力，但费距离。 当动力作用在轴上，则轮轴为费力杠杆，轮和轴的半径相差越大则越费力，但省距离。 滑轮 最早的滑轮，是应用于改变力的方向和真正的减少力的输出。滑轮组的应用，使得物品的运动有了更大的自由度，是圆在力学上的一个应用。滑轮，可以说是变形的杠杆。 滑轮应用于物品的位置移动。 定滑轮 滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索（绳、胶带、钢索、链条等）所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械叫做滑轮。 定滑轮 定滑轮是中心轴的位置固定不变的滑轮 定滑轮的特点： 1、改变力的方向 2、定滑轮改变力的方向是可以根据实际情况来确定的，并不一定相反，不同施力方向，力的大小是一样的。 3、不改变力的大小，不省力也不费力 4、施力端运动距离和物体上升距离相同 定滑轮的原理与特点 动滑轮的原理与特点 中心轴的位置随着被拉物体一起运动的滑轮叫动滑轮。 动滑轮的特点：1、不改变力的方向 2、改变力的大小，如图竖直向上用力时，力的大小为重物的一半，省力一半。 3、施力端的运动距离为物体上升距离的两倍，所以费距离。 滑轮组的特点与力的计算方式 滑轮组：滑轮组是由多个动滑轮和定滑轮组成的机构。 滑轮 滑轮组的特点： 1、既可以改变力的方向，又能省力 2、滑轮组用几段绳子吊着物体（动滑轮），提起物体所用的力就是总重的几分之一。绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了。虽然滑轮组省力，但是费距离。 📝 随堂练习 – 简单机械 第二课 秋千 三角形和平行四边形 结构的稳定性 单摆 实操：搭建秋千 I 三角形和平行四边形 每个物体都是由简单的图形构成的，也就是说物体的每个面都是由圆，三角形，四边形和多边形构成的。 👨🏻‍🔧动手搭建一个三角形和一个四边形，说说它们都有什么不同？ I 三角形和平行四边形 三角形有着稳固、坚定、耐压的特点。 应用：三角形框架、起重机、三角形吊臂、屋顶、钢架桥中都有三角形的身影。 一个结构是否稳定，除了考虑结构外，还要考虑放置的位置和物体的重心。总体来说符合以下原则： 与地面接触面积越大，物体越稳。 重心越低，物体越稳。 通过重心作竖直向下的直线与地面的交点，如果在接触面内，则物体较稳；如果在接触面外，物体不稳。 II 结构体的稳定性 下列多边形中，最稳定的多边形是（） A. B. C. D. 题型:单选题 下列关于重心与稳定性的关系，不正确的是？（ ） A、大的建筑物通常成上小下大，目的是可以增加稳定性 B、重心越高、稳定性越大 C、重心越低、稳定性越大 D、如果让一块砖翻倒，应该使重力作用线落在它的支持面以外，否则不能翻倒 📝 随堂练习 III 单摆：能量介绍 1、能量介绍 一切物质都具有能量，能量以多种不同形式存在；按照物质的不同运动形式分类。这些不同形式的能量之间可以通过物理效应和化学反应而相互转化。 机械能（动能+势能） 动能 势能（包括） 重力势能 弹性势能 物体运动时具有的能 包括重力势能和弹性势能 物体由于被举高而具有的能量 物体由于弹性形变而具有的能量 当物体下落时，高度越小，那么它的重力势能就越小，但是物体的速度会越来越快，则动能就越来越大。如果不考虑空气阻力的话，机械能是不变的，重力势能减小的部分变成了动能 III 单摆：能量转化过程 机械能是动能和势能的总和。当物体下落时，高度越小，那么它的重力势能就越来越小，但是物体的速度会越来越快，则动能就越来越大。如果不考虑空气阻力的话，机械能是不变的，重力势能减小的部分都变成了动能。 高度 A B C 速度 速度为零 速度最大 速度为零 动能 动能为零 动能最大 动能为零 势能 势能最大 势能为零 势能最大 III 单摆：能量守恒 能量不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。 III 单摆 ：周期与振幅 单摆。单摆运动周期T与单摆的摆长L和重力加速度g有关。 单摆周期公式：T= T 周期 （单位为秒） 圆周率 根号 L 为摆长 （单位为米或厘米） g 为地球当地的重力加速度 （单位为米/秒^2, 或 厘米/秒^2 ） 思考：同一个单摆从地球拿到月球，单摆周期如何变化，如何调整单摆使运动周期不变？ 📝 随堂练习 -- 单摆、能量守恒 搭建参考 – 秋千 搭建参考 实操简答 图中模型叫什么名字？ 模型名字叫秋千，主要是供人们休闲娱乐使用的设施，常见于公园、学校或社区中。 该模型中运用了什么原理？ 模型用到了三角形稳定性原理，相较其他模型三角形具有稳固、坚定、耐压等特点，在关节处我们使用了轴与圆孔的结合，减小运动过程中的摩擦力，保证运动顺畅度。 写出此原理一般在生活中的运用？ 三角形原理应用在埃菲尔铁塔、桁架桥、斜拉桥、起重机、三角形吊臂、屋顶、篮球架、自行车、衣架。 描述模型在运动过程中的能量转化过程 秋千运动中，主要是动能和重力势能的转化。悠到最高点时，重力势能最大，速度为0，动能为零，悠到最低点时，速度最快，动能最大，重力势能最小。在高点低点之间，动能和势能相互转化。 秋千知识点回顾 三角形有着稳固、坚定、耐压的特点； 重心位置影响物体稳定性。 势能——动能的能量转化； 第三课 跷跷板 力的基础知识 杠杆的定义 杠杆原理 杠杆分类和应用 I 什么是力？ 在物理学中，力是任何导致自由物体历经速度、方向或外型的变化的影响。 力也可以借由直觉的概念来描述，例如推力或拉力，这可以导致一个有质量的物体改变速度（包括从静止状态开始运动）或改变其方向。 一个力包括大小和方向，这使力是一个矢量。 亚里士多德 前384年6月19日－前322年3月7日 阿基米德 前287年－前212年 艾萨克·牛顿 1643年1月4日－1727年3月31日 I 力：作用效果 力的作用效果 改变物体的运动状态（速度、方向） 改变物体的形态 I 力：三要素 力的三要素 大小 方向 作用点 I 力：两力平衡 平衡：运动状态不发生改变。静止或者匀速直线运动 平衡条件：作用点上各个力的矢量和为0 F1=10N 1、两个力大小相同 2、方向相反 3、同一个物体，同一直线。 F2=10N F3=10N F4=10N I 力：重力、摩擦力 重力 无时无刻存在，由于地球吸引而产生的力 重力大小：G = mg 重力=质量*重力加速度 重力方向：指向地心，竖直向下 摩擦力（喜欢出题） 产生条件：①物体间相处接触 ②有相对运动趋势或相对运动 增大摩擦力：①增大接触面粗糙度 ②增大压力 ③化滚动为滑动 减小摩擦力：①用滚动替代滑动 ②接触面分离 ③减小压力 ④光滑表面 静摩擦力和动摩擦力 表达式： f = Fμ 📝 随堂练习 -- 力 古希腊科学家阿基米德有这样一句流传很久的名言：“给我一个支点，我就能撬起整个地球！”这句话便是说杠杆原理。 杠杆定义是能绕某一个固定点转动的硬杆。 II 杠杆定义 杠杆原理的公式是 F1 L1 = F2 L2 杠杆原理的五要素是 动力：使杠杆转动的力叫做动力，施力的点叫动力作用点。 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做阻力，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。省距离、费距离中的距离指的是力的作用点运动的距离，而不是力到支点的距离。 注意：这三个点都要能识别出来，认不出来，判断不了省力费力。 III 杠杆原理 IV 杠杆分类和应用 生活中的杠杆按照施加动力的大小分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。三者具体的比较如下表所示 分类 条件 力 力运动距离 省力杠杆 L1<L2 F1>F2 费距离 费力杠杆 L1>L2 F1<F2 省距离 等臂杠杆 L1=L2 F1=F2 不费不省 我们在生活中应用杠杆原理的时候并不是都要使用省力杠杆，而是要看具体的情况，有些情况下是为了省力，而有些情况下是为了节省距离。为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；如欲省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。 在杠杆结构中要想省力，就必须多移动距离；要想少移动距离，就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离，是不可能实现的。 IV 杠杆分类和应用 IV 费力杠杆: 动力臂 < 阻力臂 费力杠杆：镊子、钓鱼竿、筷子等，费力杠杆的应用主要是为了省距离。 IV 等臂杠杆: 动力臂 = 阻力臂 等臂杠杆：天平，主要用于测量两侧物体质量。 IV 省力杠杆: 动力臂 > 阻力臂 省力杠杆：榨汁器、胡桃钳，门把手，扳手，铁钳，*指甲刀。省力杠杆的应用为了省力。 IV 特别说明: 指甲剪 📝 随堂练习 -- 杠杆 两小孩坐在跷跷板上恰好水平平衡，此时（ ） A、两小孩的重力一定相等 B、两小孩到支点的距离一定相等 C、两小孩的力臂一定相等 D、小孩各自承受的重力与其到支点距离的乘积相等 一级真题：剪刀是利用（ ）原理工作的。 A.滑轮 B.轮轴 C.斜面 D.杠杆 下面不是利用杠杆原理的工具是哪个 B. C. D. 答案：D A. 搭建引导 – 跷跷板 搭建参考 实操简答 模型名称，用途？ 跷跷板，主要应用于户外健身，以及儿童娱乐。 模型运用了什么原理？ 模型中运用了杠杆原理，杠杆是一个能够固定支点转动的硬杆。杠杆分为等臂杠杆、费力杠杆、省力杠杆三种。 杠杆的五要素是动力、动力臂、阻力、阻力臂、支点 此原理在生活中的运用？ 酒起子、剪刀、筷子、钳子、镊子、自行车 描述搭建过程 首先搭建跷跷板的支撑杆，使用了零件的直角连接 其次进行了跷跷板横杆的搭建，过程运用了梁的加长和加固。 最后进行支点连接，使用的是轴连接尽量最大限度减小摩擦力，从而保证了 跷跷板在运动过程中的灵活性。 跷跷板知识点 杠杆原理； 杠杆五要素； 三类杠杆 杠杆平衡条件 第四课 烤肉架 齿轮 齿轮的传动方向 齿轮的传动比 轮轴原理和运用 齿轮 齿轮（Gear）是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械零件，齿轮依靠齿的啮合传递扭矩。 齿轮通过与其它齿状机械零件（如另一齿轮、齿条、蜗杆）传动，传动方式是啮合传动，可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。 术语： 轮齿、轮齿组、主动轮、被动轮、惰轮、传动比 齿轮分类 按器材中的齿数: 按外形可分为 : 圆柱齿轮 锥齿轮 非圆齿轮 齿条 蜗轮蜗杆 8齿 16 齿 24齿 40齿 齿轮分类 直齿轮 人字齿轮 斜齿轮 曲线齿轮 按齿线形状分 按轮齿所在表面分 外齿轮 内齿轮 齿轮分类 按制作方法可分为 铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮 II 齿轮传动的方向 齿轮啮合：平行啮合 和 垂直啮合 齿轮传动方向：相邻齿轮传动方向相反 在多个齿轮组成的齿轮组中，计算传动速度比大致分为以下两种情况 ： （1）齿轮并排依次啮合（各齿轮都不在同一轴上） 说明：计算并排依次啮合的齿轮间输出的齿轮速度，可以越过中间所有的传动过程，直接比较主动轮和输出轮的半径比或齿轮比。 III 齿轮传动比 （2）多重加速（减速）齿轮装置（有同轴带动的齿轮） 齿轮传动的优缺点： 优点： （1）可以准确无误的传递动力：齿轮传动时，是通过轮齿啮合，主动轮转动一个轮齿， 从动轮跟着转动一个轮齿，这样的传递方式保证了运动的准确性。 （2）齿轮传动力大：齿轮传动通过轮齿与轮齿之间的啮合，传动力大于皮带等装置。 （3）结构紧凑，适用于近距离传动，不能直接啮合时，可以通过多个齿轮传动。 缺点： （1）噪音大：齿轮传动力大，所以产生的噪音较大 （2）易损坏：变速时，由于传动力大，齿轮的轮齿容易断裂。 直接连接电机的齿轮叫做（ ） A、主动轮 B、从动轮 C、惰轮 D、以上说法均正确 答案:A   在一个齿轮组中，主动轮大齿轮带动从动轮小齿轮转动，则该齿轮组的作用是（ ） A.升速 B.降速 C.匀速 D.不确定 下图中，黄色齿轮为12齿齿轮，蓝色齿轮为60齿齿轮，则该二级传动比为（ ） A.5 B.25 C.10 D.1/25 📝 随堂练习 -- 齿轮 IV 轮轴原理的讲解和运用 能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。 轮轴的本质是一个能够连续旋转的杠杆。 轮轴 wheel and axle 轮加上轴，就是轮轴系统。从最早期的人类看到圆木或巨石的滚动，得到灵感，从而发明了轮。 虽然现在没有证据证明轮的最早发明时期，但从考古中所发现的物品中来看，可以推断出轮的发明与人类的活动有着密切的关系。 3、轮轴 这种能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。在轮轴中外环叫轮，内环叫轴。轮轴两个环是同心圆。 轮轴的实质实际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，而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，则轮轴为省力杠杆，轮和轴的半径相差越大则越省力，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费力，但越省距离。 📝 随堂练习 -- 轮轴 搭建引导 – 烤肉架 搭建参考 实操简答 1、图中作品叫什么名称，他有什么用途？ 答：烤肉架，用于烤制食品 2、本作品中运用了什么原理？ 答：齿轮传动，齿轮减速、轮轴 3、多个齿轮传动的作用？ 答：远距离传输动力 4、请描述此作品的搭建过程？ 答：支架、齿轮组、轮轴 烤肉架知识点 认识齿轮； 啮合形式； 齿轮分类； 轮轴。 第五课 手动风扇 齿轮二级传动 功与功率 当一个力作用在物体上的时候，如果这个力让物体在这个力的方向上移动了一段距离，那么这个力的作用就显示出了成效，在力学里就说这个力做了功。 功的大小是力乘以力的方向上移动的距离，单位是焦耳。因此功包含的两个必要因素就是：作用在物体上的力以及物体在这个力的方向上移动的距离。 在了解了功的概念后，我们来看一下之前学过的杠杆和滑轮，这两个机械机构中，只要省力就会费距离，费力就会省距离，且力和距离的乘积是固定的。其实在力学中有一个重要的结论：任何机械都不省功。 功与功率 2、功率。功率就是单位时间内所做的功，通常用P表示。功率的单位是瓦特，因为功的大小是力乘以距离，而距离又等于速度乘以时间，所以 3、风扇降温原理。 风扇并不会像空调一样产生凉气，人站在风扇前却能感觉凉爽，主要是在转动的过程中加快了空气的流速，而空气快速流动加快了水分的蒸发，蒸发同时带走了体表的热量。于是我们觉得凉爽。 加快空气流速 加快水分蒸发 蒸发带走热量 加快空气流速 加快空气流速 加快水分蒸发 加快水分蒸发 蒸发带走热量 搭建引导 – 风扇 搭建参考 实操简答 1、图中作品叫什么名称，他有什么样的用途？ 答：风扇，用于天热时扇风降温 2、本作品运用了什么原理？ 答：齿轮二级加速、轮轴 3、您是如何实现齿轮二级加速过程的？ 答：24齿的中齿轮，带动8齿的小齿轮，8齿的齿轮同轴上再安装24齿的中齿轮，这个中齿轮再去带动一个8齿的小齿轮，实现二级加速。 手动风扇知识点 轮系速比； 功与功率； 齿轮转动方向； 第六课 搅拌机 齿轮平行啮合和垂直啮合 常用齿轮种类 第四章 搅拌器 齿轮是一种轮缘上有齿且能连续啮合传递运动和动力的机械零件。齿轮上每一个用于啮合的凸起的部分称为轮齿，整个圆周上的轮齿总数称为尺数。 1、齿轮啮合方式 齿轮啮合方式常用两种：平行啮合，垂直啮合 2、齿轮传动的方向（垂直啮合不在同一平面，不考虑方向） （1）两齿轮平行啮合：两个齿轮转动的方向相反；当大齿轮作为主动轮，顺时针转动时，小齿轮作逆时针转动。 （2）若多个齿轮啮合：接近的两个齿轮转动方向相反；而中间隔了一个齿轮的1号和3号转动方向相同，如图所示。 搭建引导 – 搅拌器 搭建参考 实操简答 1、图中作品叫什么名字，他有什么样的用途？ 2、本作品中运用了什么原理？ 3、请写出此模型如何实现直角传动的？ 4、请描述此作品的搭建过程？ 答：搅拌器，用于搅拌食物 答：齿轮的二级加速、轮轴原理以及直角传动等原理 答：依靠两个锥齿轮进行垂直啮合，最终实现直角传动。 答：框架，锥形齿轮垂直啮合，齿轮二级加速，搅拌头 搅拌机知识点 认识齿轮； 啮合形式； 齿轮分类； 轮轴。 第七课 奇怪的时钟 同轴齿轮 齿轮传动中半径关系 角速度与线速度 第五章 奇怪的时钟 1、重要概念及齿轮传动特性 角速度：圆周运动中在单位时间内转过的弧度，即齿轮每秒转动的角度。 线速度：圆周运动中在单位时间内转过的曲线长度。 转速：圆周运动中在单位时间内转过的圈数。 在齿轮啮合方式传动下 （1）转动的齿数相同，故而线速度相同，角速度和转速根据齿轮大小而判断。齿轮越大，角速度和转速越小。如图。 （2）在同一根轴上的两个齿轮传动，由于同轴转动的速度相同，固角速度和转速相同，而线速度很据齿轮的大小判断。齿轮越大，线速度越大。如图。 2、齿轮传动的速度比（转速） 齿轮啮合 半径 直径 周长 齿数 转速 传动力 作用 大齿轮带动小齿轮 3:1 3:1 3:1 3:1 加速 1:3 变小 3:1 加速装置 小齿轮带动大齿轮 1:3 1:3 1:3 1:3 减速 3:1 变大 1:3 减速装置 一级：在齿轮传动中，传动比越大，其输出轴的转速（B） A.越大 B.越小 C.不变 D.输出轴转速和传动比没有直接关系 答案:B 题型:单选题 一级真题： 有一对传动齿轮，主动轮的转速480转每分钟，主动轮的齿数是20，从动轮的齿数是40，从动轮的转速是（ ）转每分钟。 A.120 B.240 C.480 D.960 答案：B 题型：单选题 下列计算正确的是： A.8齿齿轮带动40齿齿轮传动比是5：1 B.24齿齿轮带动8齿齿轮传动比是1：3 C.60齿齿轮带动12齿齿轮传动比是5:1 D.8齿齿轮带动40齿齿轮传动比是4:1 答案：AB 搭建引导 – 奇怪的时钟 搭建参考 实操简答 1、图中作品叫什么名称，以及他的奇怪之处？ 2、本作品中运用了什么原理？ 3、请描述此作品的搭建过程？ 答：奇怪的时钟，正常的时钟时针旋转一圈，分针旋转12圈，但是模型中的时钟时针旋转一圈，分针旋转5圈，所以比较奇怪。 答：齿轮传动、轮轴 轮轴：轮和轴组成能围绕共同轴线旋转的机械叫做轮轴，外环叫轮，内环叫轴，轮轴的两个环是同心圆。 答：支架、轮轴。轮轴上安装两个齿轮进行传动，分针齿轮为正常速度，时针齿轮五倍减速。最后安装指针。 奇怪的时钟知识点 齿轮加减速； 线速度、角速度、转速； 齿轮分类； 传动比。 第八课 起重机 定滑轮原理与特点 动滑轮原理与特点 滑轮组原理与力的计算 功的计算 1、滑轮 由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索（绳、胶带、钢索、链条等）所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械叫做滑轮。滑轮是可以用来提升重物并能省力的简单机械，滑轮有动滑轮和定滑轮之分。 2、定滑轮 定滑轮是中心轴的位置固定不变的滑轮，定滑轮具有以下特点： 1.改变力的方向。如图所示，如果想让物体上升，那就要向下施力。 2.不改变力的大小，不省力也不费力。　 3.施力端运动距离和物体上升距离相同。 说明：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。 定滑轮原理 定滑轮实质上是一个等臂杠杆。如图所示，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，都是滑轮的半径，所以定滑轮是等臂杠杆。 3、动滑轮 中心轴的位置随着被拉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，如图所示，想要让物体向上，就要向上拉倒物体，图中，动滑轮的F乙的方向向上，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，所以省了一半力。 3. 施力端上升距离为物体上升距离的二倍。 动滑轮的原理： 动滑轮的实质是一个省力杠杆，如图所示，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两倍，所以动滑轮省力，且动力是阻力（物体的重量）的一半。 思考：动滑轮中，施力方向不是竖直向上的，而是斜向上的，力的大小是否也是物体重量的一半呢？ 一级真题如下图中，定滑轮有（ ）个。 A.1 B.2 C.3 D.0 4、滑轮组 滑轮组是由多个动滑轮和定滑轮组成的机构。如图两个滑轮就是组合在一起的。 滑轮组的特点是： 1.定滑轮可以改变力的方向，但不能省力地拉动物体。动滑轮不可以改变力的方向，但能省一半的力地拉动物体。滑轮组结合了定滑轮和动滑轮，这样既可以改变力的方向，又能很省力地拉动物体。 2.滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是总重的几分之一。绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了。如图6.11所示，绳子的段数只计算绕过动滑轮的绳子，在图中左侧的滑轮组中是4段绳子，所以F是物体总重量的四分之一。 3.使用滑轮组虽然省了力，但费了距离，施力端移动的距离会比重物移动的距离大很多。如图最左边的滑轮组，虽然施力是物体重量的四分之一，但移动的距离也延长了四倍。 滑轮组的特点是（） A.省力，不能改变力的方向. B.不省力，能改变力的方向 C.省力，能改变力的方向. D.以上答案都不对 每周一学校都会举行升旗仪式，在升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶有一个（ ）, 它能改变力的方向。 A、齿轮 B、定滑轮 C、动滑轮 D、齿条 下列滑轮图片中，最省力的是 、 下列简单的机械中，不能省力，但可以改变力的方向的是 A.定滑轮 B.动滑轮 C.斜面 D滑轮组 📝 随堂练习 -- 滑轮 搭建引导 – 起重机 搭建参考 实操简答 1、图中作品叫什么名称，他有什么样的用途？ 答：起重机，用于吊起重物 。 2、本作品中运用了什么原理？ 答：滑轮组、轮轴 3、请详细描述一下运用到的原理特点？ 答：滑轮组由多个动滑轮，定滑轮组成。既可以省力，又可以改变力的方向。 起重机知识点 定滑轮； 动滑轮； 滑轮组； 第九课 履带车 链传动的特点 摩擦力与压强 履带与链传动的区别 比较齿轮传动和链传动 第九章 传动链 1、传动链 传动链通常用于低速度大负荷的经济型动力传动装置，主要有滚子链和齿形链等种类。 传动链具有如下的特点： （1） 传动链传动时要求必须在同一平面连接，否则传动链两侧受力不均而容易断裂。 （2）传动链传动时，两个齿轮转动的方向相同，属于同向传动。这种传动方式不像齿轮啮合的传动方式那样可以改变运动的方向。 （3） 在突然变速时，传动链的反应较慢，容易断裂。 （4）传动链每一节都可以拆卸，所以传动的距离可以自由调节。 可以准确无误的传递动力，传动时主动轮转动一格，从动轮转动一格。 （6）传动链装置的速度和力的计算均与齿轮啮合传动相同。 一级：在下列日常生活中用到的工具中，具有传动链的是 A.电视机 B.自行车 C.滑板车 D.缝纫机 答案:B 题型:单选题 📝 随堂练习 -- 链传动 搭建引导 – 履带车 搭建参考 实操简答 1、图中作品叫什么名字，他有什么样的用途？ 答：履带车，主要运用于走凹凸不平的路面。 2、本作品运用了什么原理？ 答：链传动 3、请写出此原理一般生活中的运用？ 答：自行车、摩托车、卷帘门等都有应用 4、请描述此作品的搭建过程？ 答：先制作车身，两侧安装履带轮，最后安装履带 履带车知识点 履带底盘； 链传动； 链传动传动方向； $$