全国青少年机器人技术等级考试：一级培训全套课件

等级考试一级集训全国青少年机器人技术等级考试相关常识01西周伶人希腊自动贩卖机记里鼓车木牛流马捷克作家卡雷尔.恰佩克写的《罗萨姆的机器人》，首次出现“robot”美国西屋电气公司制造家用机器人美国科幻作家阿西莫夫提出“机器人三大定律”第一定律：机器人不得伤害人类个体，或者目睹人类个体将遭受危险而袖手不管第二定律：机器人必须服从人给予它的命令，当该命令与第一定律冲突时例外第三定律：机器人在不违反第一、第二定律的情况下要尽可能保护自己的生存。1942年，美国科幻巨匠阿西莫夫在的科幻小说中提出“机器人三大定律”：主流机器人影视及形象下列图片中，哪个不是机器人

A.B.C.D.答案:D下列人物形象中，哪一个是机器人？

A.B.

C.D.答案:D乔治.德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人美国发明家约瑟夫.英格伯格，第一台工业机器人，“工业机器人之父”RoboCUP（机器人世界杯）第一代机器人：“示教再现”型机器人第二代机器人：感知型机器人第三代机器人：智能机器人何为机器人1.机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。2.它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。3.它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人的组成机器人系统基本结构：机械部分、传感部分、控制部分。机器人

类比人类控制部分机械部分传感部分大脑躯干五感机器人的特点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、通用性或空间占用性；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。基础结构02简单图形的特点四边形具有不稳定性，三角形有稳定性三角形有着稳固、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。稳定原理：任取三角形两条边，在两条边角度不变的情况下，在两条边的非公共端点连接第三条边。因为第三条边不可伸缩或弯折，所以两端点距离固定。按照相同的方式任取两条边都复合上述情况。所以三角形固定，具有稳定性。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：①与地面接触面积越大，物体越稳。②重心越低，物体越稳。③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。下列多边形中，最稳定的多边形是（）

A.

B.

C.

D.答案:A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，否则不能翻倒答案：B题型:单选题力的认知改变物体的状态改变物体的形状力的三要素力的方向、大小、作用点二力平衡平衡状态：不改变运动的状态，物体保持静止或匀速直线运动。平衡条件：物体所受的合外力为零。常见的力——重力重力大小：重力=质量×重力加速度g=9.8N/Kg重力方向：指向地心，竖直向下。常见的力——摩擦力两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或者将要产生相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍运动的力，叫做摩擦力。摩擦力产生的条件第一，两个物体需要相互接触；第二，物体之间要有相对运动或者将要相对运动。基本结构结构体：为了实现某种功能而建造的物体叫做结构体。基本工具介绍：钉子、螺丝、螺丝钉、螺丝杆、螺栓、斜面、楔形、螺旋、螺丝刀、扳手等。简单机械——斜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。斜面工作原理斜面与平面的倾角越小，斜面越长，则越省力，但费距离。反之，斜面较短，省力越小，但省距离。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。简单机械——楔形楔形是斜面的应用，生活中的斧头，钉子都是楔形，都是斜面的应用，为了更加省力。简单机械——螺旋螺旋是一种简单机械，也是斜面的变形。

第一个描述螺旋物的人是希腊科学家阿基米德。阿基米德螺旋是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。这个东西的真正发明者并非阿基米德本人，他只是描述了这种已经存在的东西。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。简单机械——杠杆杠杆原理的公式：F1L1=F2L2杠杆五要素动力：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。

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杠杆的应用费力杠杆：镊子、钓鱼竿、筷子杠杆的应用主要是为了省距离杠杆的应用省力杠杆：榨汁器、胡桃夹，门把手，扳手，铁钳，指甲刀。省力杠杆的应用主要为了省力杠杆的应用等臂杠杆：天平，主要为了测量两个物体的质量。剪刀是利用（）原理工作的。A.滑轮B.轮轴C.斜面D.杠杆答案:D下面不是利用杠杆原理的工具是哪个B.C.D.答案：D题型:单选题A.简单机械——滑轮滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮，它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。定滑轮：使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。①改变力的方向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定滑轮原理：实际上就是一个等臂杠杆。定滑轮：使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。①改变力的方向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定滑轮原理：实际上就是一个等臂杠杆。动滑轮：轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。①不改变力的方向②改变力的大小，一个动滑轮省一半的力③施力端运动距离是物体上升距离的两倍。动滑轮原理：实际上就是一个省力杠杆滑轮原理一级真题如下图中，定滑轮有（）个。A.1B.2C.3D.0答案:B题型:单选题滑轮组滑轮组是由多个动滑轮、定滑轮组装而成的一种简单机械，既可以省力也可以改变用力方向。滑轮组特点①经过动滑轮的绳子分为几段，那么拉升物体所花的力就是物体重量的几分之一。②滑轮组虽然省力，但费距离。经过动滑轮的绳子被分为几段，施力端移动的距离就是物体移动距离的几倍。一级真题：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.以上答案都不对答案:C题型:单选题一级真题：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、齿条答案：B题型:单选题下列滑轮图片中，最省力的是答案：C题型:单选题下列简单的机械中，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滑轮组答案:A题型:单选题简单机械——轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。轮轴实际上是一个能够连续旋转的杠杆。在日常生活中，常用的轮轴有：A.水龙头B.水杯C.门把手D.方向盘答案:A|C|D关于轮轴的描述，下列说法正确的是：A.轮轴与杠杆的没有任何关系B.轮轴就是轮子C.轮轴就是根轴D.轮轴工具的外形不一定是圆形的，但受力作用后的运动轨迹一定是圆形的答案：D传动方式03传动方式——齿轮齿轮啮合方式：平行啮合、垂直啮合齿轮传动的方向两个相互啮合的齿轮转动的方向相反，当多个齿轮逐一啮合时，第一个与第三个、第五个等第单数个齿轮转动方向相同，第一个与第二个、第四个等第双数个齿轮转动方向相反。齿轮传动的速度和力量变化大齿轮带动小齿轮，速度加快，但力量减弱；加快倍速等于大齿轮的齿数除以小齿轮的齿数，力量减弱倍数也是如此。反之，小齿轮带动大齿轮，速度降低，但力量加强；降低倍数等于大齿轮的齿数除以小齿轮的齿数，力量加强倍数也是如此。齿轮传动的速度比（转速），在这里假设小齿轮与大齿轮的半径比为1：3一级：在齿轮传动中，传动比越大，其输出轴的转速（

）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.120B.240C.480D.960

答案：B题型：单选题多齿轮传动要判断加减速或增减力量，只考虑第一个齿轮（主动轮）和最后一个齿轮（从动轮）的大小。多级齿轮传动加减速和增加力量的倍数按两两啮合齿轮的齿数比的乘积来计算。齿轮传动的特点①可以准确传递动力；②齿轮传动力量大，通过轮齿与轮齿之间的啮合，传动力大于皮带等传动装置；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；④噪音大：齿轮传动力大，所以产生的噪音大；⑤易损坏：变速时，由于传动力大，齿轮的轮齿容易断裂。传动方式——皮带①平行传动：两个滑轮的转动方向一样传动方式——皮带②交叉传动：两个滑轮的转动方向相反皮带传动的特点①可远距离传动：皮带有一定长度，这样就可以利用两个滑轮和一根皮带将力传递到较远距离；②可以保护机械：在驱动力突然变大或速度加快时，保护机械，不会损坏零件；③噪音小：相对于齿轮传动，皮带传动的噪音小；④时间有延迟：皮带有弹性，主动轮从静止到转动的时候，皮带被拉长，从动轮并不会马上运动，要过一小段时间才动；⑤不能准确传动：因为皮带的弹力和打滑问题，皮带传动不能准确传递力；⑥能量损失大：正是因为皮带有弹力和打滑的问题，相对于齿轮传动，能量损失大，而且皮带容易破损。传动方式——传动链链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。传动链特点①传动链在传动时，必须要在同一平面连接，否则容易受力不均而断裂；②传动时，两个齿轮转动的方向相同；③在突然变速时，传动链的反应较慢，容易断裂；④传动链的每一节可以拆卸，所以传动距离是可以自由调节的；⑤可以准确传递动力；⑥传动链的速度和力的计算均和齿轮啮合传动相同。11.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:单选题分数:218.动画片《熊出没》中，光头强用来砍树的电锯具有下列哪种结构A.传动链B.皮带C.手枪D.帽子答案:A题型:单选题分数:2齿轮种类齿轮的种类，按外形分类，分为：平齿轮、冠齿轮、蜗轮功与能量

功：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：下列说法错误的是（）A.功的大小是力乘以力的方向上移动的距离，单位是焦耳B.只要省力就会费距离，费力就会省距离C.使同一物体达到相同的作用效果，对他做的功不是固定的D.任何机械都不省功答案:C在桌面上用5N的力平行移动一物体2米，用了10秒，则功率为（）瓦特。A.1B.2C.5D.10答案:A实操考试内容041、秋千2、跷跷板3、搅拌器4、时钟5、起重机6、烤肉架7、手动风扇8、履带车一级实操模型一、秋千搭建秋千第一步第二步第三步秋千底座底座+支架秋千成品秋千知识点三角形稳定性分析能量转化单摆秋千三角形稳定性分析任取三角形两条边，在两条边的夹角不变的情况下，在两条边的非公共端点连接第三条边，因为第三条边不可伸缩弯折，所以两端点的距离固定。按照相同的方式任取两条边都符合上述情况，所以三角形固定，具有稳定性。秋千能量转化秋千中涉及到的能量转化是动能和势能之间的转化。动能是物体在运动时具有的能。势能包括重力势能和弹性势能。重力势能是物体由于被举高而产生的能量。弹性势能是物体由于弹性形变而产生的能量。机械能是动能和势能的总和，两者之间的转化关系：当物体下落时，高度减小，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，动能也就越来越大，重力势能减小的部分都转化成了动能，机械能是不变的。最高点：势能最大，动能最小最低点：势能最小，动能最大能量不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其它形式，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，我们称为能量守恒。秋千单摆是一种物理模型，由摆线和摆球组成。秋千是一个近似单摆的运动，单摆运动的周期和摆动的幅度以及小朋友的重量无关，只与单摆的摆长（秋千绳索的长度）有关。摆长越大，周期越大。单摆二、跷跷板搭建跷跷板第一步第二步第三步跷跷板底座跷板制作跷跷板成品跷跷板知识点杠杆原理杠杆应用杠杆结构能绕一个固定点转动的杆，叫杠杆。支点杆杠杆原理1物体1到支点的距离2物体2到支点的距离天平手到支点的距离等臂杠杆：手到支点的距离等于物体1到支点的距离。既不省力也不费力。杠杆原理省力杠杆：手到支点的距离大于物体1到支点的距离。省力。1物体1到支点的距离手到支点的距离杠杆原理费力杠杆：手到支点的距离小于物体1到支点的距离。费力。1物体1到支点的距离手到支点的距离实操考试内容051、秋千2、跷跷板3、搅拌器4、时钟5、起重机6、烤肉架7、手动风扇8、履带车一级实操模型三、搅拌器搭建搅拌器第一步组装框架第二步安装齿轮组第三步成品搅拌器知识点齿轮的种类轮轴齿轮的传动方式齿轮用于加速和减速齿轮的种类平齿轮锥齿轮蜗轮结构齿条齿轮的传动方式平行啮合两个齿轮的转动在同一平面上，转动方向相反。垂直啮合两个齿轮的转动方向在两个垂直的平面上。齿轮用于加速和减速如图：大齿轮与中齿轮啮合，中齿轮与小齿轮啮合，如果大齿轮是

主动轮，那么这个装置是加速

装置还是减速装置？答案：加速装置。思考：说说这三个齿轮转动的方向。轮轴轮轴由轮和轴组成。动力作用在轮上，省力。动力作用在轴上，费力。四、时钟搭建奇怪的时钟第一步搭建底座第二步底座+齿轮组第三步时钟成品奇怪的时钟奇怪在哪里？齿轮用于加速和减速如图：大齿轮40齿，中齿轮20齿，小齿轮10齿，如果大齿轮是主动轮，那么这个装置是加速装置还是减速装置，中齿轮被加（或减）速了多少倍？小齿轮被加（或减）速了多少倍？齿轮1的齿数齿轮2的齿数=齿轮2的转速齿轮1的转速答案：加速装置。中齿轮被加速2倍，

小齿轮被加速4倍。角速度和线速度角速度：圆周运动中在单位时间内转过的弧度，既齿轮每秒转过的角度。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。两齿轮相互啮合，线速度相同，大齿轮角速度和转速小。两齿轮同轴，角速度和转速相同，大齿轮的线速度大。实操考试内容061、秋千2、跷跷板3、搅拌器4、时钟5、起重机6、烤肉架7、手动风扇8、履带车一级实操模型五，起重机搭建起重机第一步底座第二步底座+滑轮组第三步起重机成品起重机知识点定滑轮与动滑轮滑轮组定滑轮与动滑轮定滑轮：位置不变的滑轮。特点：1、改变力的方向。2、不省力也不费力。3、拉动绳子的距离与物体上升

的距离相同。动滑轮：位置随着被拉物体一起运动的滑

轮。特点：1、不改变力的方向。2、改变力的大小（省一半力）3、拉动绳子的距离是物体上升距

离的两倍。滑轮组滑轮组特点：1、既能改变力的方向，又能省

力。2、绕过动滑轮绳子的段数，就

是省力的倍数。3、绕过动滑轮绳子的段数，就

是拉动绳子距离的倍数。定滑轮、动滑轮原理滑轮组说出每个滑轮组中，都用了多大的力?ABCFED答案：A、D用了四分之一重物的力B用了五分之一重物的力