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机器人等级考试一级—大纲

能量（秋千）

1-1. 三角形稳定性

三角形：

基本定义：三角形是由同一平面内不在同一直线上的三条线段“首尾”顺次连接所组成的封闭图形。

特点：稳固、坚定、耐压。

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。

1-2．四边形不稳定

四边形：

基本定义：平面上由不在同一直线上四条线段依次首尾相接围成的封闭图形。

特点：不稳定性，易变形特点。

应用：如拉伸门等拉伸、折叠结构。

挠性结构：物体受力变形，作用力失去之后不能恢复原状的性质称为挠性。

1-3. 结构的稳定性与重心位置有关

结构的稳定性与重心位置有关。 结构的稳定性与重心位置有关 物体重心越低，越稳定。 物体重心越低，越稳定。

重心：

定义：在重力场中，物体处于任何方位时所有各组成支点的重力的合力都通过的那一点。

重心的位置：规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。

应用：利用降低重心的方法来保证物体结构的稳定性。例如塔形建筑物，总是底面大上面尖；装运货物时，总是把重的东西放在下面，轻的东西放在上面；（金字塔，房子屋顶，吊车）

1-4. 摆动秋千的能量守恒

能量守恒定律定义：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式分类，能量可分为机械能、化学能、生物能、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。

能量转化和守恒定律：能量既不会凭空消失，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， 而且在转化或转移过程中，能量的总和保持不变。

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

A点：速度为零，所以动能为零。

但是高度最大，所以势能最大。

O点：速度最大，动能最大。

但是高度最小，所以势能最小。

B点：速度为零，所以动能为零。

但是高度最大，所以势能最大。

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。

荡秋千时的能量变化如下所示：

能量：动能最大 势能最大 动能最大

高度：最低点 高点 最低点

速度：速度最大 速度为零 速度最大

杠杆（跷跷板）

2-1. 杠杠的定义

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。

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杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆（Lever）。（1）注意：杠杆定义涵盖的内容有三点：① 在力的作用下；② 能绕固定点转动；③ 硬棒；（2）“硬棒”不一定是棒，泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体；（3）杠杆可直可曲，形状任意；（4）有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹；

2-2. 杠杠的原理与五要素

杠杆原理的公式： F 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 8-2. 斜面

斜面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。

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从底面爬到最高某某，延直线1,路程短，但费力;延直线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

8-3. 楔

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- -头稍粗的物品。如下图所示。

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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。

8-4. 考试

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