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1、机械及模型（一级）,目录,第一章：一级标准 第二章：机器人 第三章：基本结构 第四章：能量转化 第五章：杠杆 第六章：齿轮 第七章：滑轮 第八章：功 第九章：传动链,第一章：一级标准,1. 了解主流的机器人影视作品及机器人形象 2. 基本结构认知，了解重心和重力的概念 3. 掌握六种简单机械原理（杠杆，轮轴，滑 轮，斜面，楔，螺旋） 4. 了解齿轮和齿轮比的 5. 了解链传动和带传动的概念 6. 了解机器人常用底盘（轮式及履带）,第二章：机器人,机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。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。,第一定律：
2、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,第三章：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。,斜面：指与水平方向
3、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。,楔形：楔是斜面的应用，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。 生活中常见的应用为斧子，钉子等。,螺旋：螺旋是一种简单机械，是斜面的变形。 生活中常见的应用为螺丝钉、螺旋桨、压榨机等。,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
4、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。,稳定性分析：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。,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
5、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。,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,第四章：能量转化,一切物质都具有能量，能量以多种不同的形式存在；按照物质的不同运动形
6、式分类，能量可分为机械能、化学能、热能、电能、辐射能、核能、光能、潮汐能等。这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。 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，势能又分为重力势能和弹性势能。 重力势能是物体由于被举高而具有的能量。 弹性势能是物体由于弹性形变而具有的能量 机械能是动能和势能的总和。,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。,第五章：杠杆,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
7、杠杆原理。,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。,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,省力杠杆：胡桃钳，门把手，扳手，铁钳，指甲刀。省力杠杆的应用为了
8、省力。,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,等臂杠杆：天平，主要用于测量两侧物体质量。,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.,第六章：齿轮,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。,齿轮啮合方式常用两种：平行啮合，垂直啮合。,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，
9、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。,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。,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。,在日常生活中，常用的轮轴有： A.水龙头 B.水杯 C.门把手 D
10、.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,齿轮的种类，按外形分类，分为：平齿轮、冠齿轮、蜗轮,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。,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
11、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.120 B.240 C.480 D.960 答案：B 题型：单选题,第七章：滑轮,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。,定滑轮是中心轴的位置固定不变的滑轮，定滑轮
12、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。,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。,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
13、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。,一级真题如下图中，定滑轮有（ ）个。 A.1 B.2 C.3 D.0 答案:B 题型:单选题,滑轮组是由多
14、个动滑轮和定滑轮组成的机构。如图几个滑轮就是组合在一起的。,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。 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。,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
15、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,第八章：功,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
16、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.1 B.2 C.5 D.10 答案:A,第九章：传动链,传动链通常用于低速度大负荷
