全国青少年机器人等级考试1级(咔嗒爸爸搭建手册-01)-秋千

一、秋千：三角形的稳定性单摆原理高度：最低点→最高点→最低点速度：速度最大→速度为零→速度最大能量：动能最大→势能最大→动能最大能量守恒：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，而在转化和转移过程中，能量的总和保持不变。

金字塔、梯子、自行车撑；摆钟二、跷跷板杠杆原理（杠杆：能绕某支点转动的杆）动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×L1＝F2×L2）三、搅拌器（打蛋器）齿轮和轮轴 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。

分为：平齿轮、冠齿轮、涡轮平行啮合：转动方向相反，力的方向不变垂直啮合：改变转动方向，改变力的方向大轮带小轮是加速齿轮装置；小轮带大轮是减速齿轮装置。

最高点轮轴：能绕共同轴线旋转的机械，实质是能够连续旋转的杠杆。

摇把、四、奇怪的时钟轮轴、齿轮组角速度：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。

五、起重机滑轮：由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和过圆盘的柔索组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械。

定滑轮：中心轴的位置固定不变的滑轮，可以改变力的方向，不改变力的大小，施力端和物体移动的距离相同。

定滑轮实质是等臂杠杆。

动滑轮：中心轴的位置随着被拉物体一起移动的滑轮，既能改变力的方向也能改变了的大小，实质是一个省力杠杆。

起重机、国旗杆、辘轳、吊臂六、烧烤架轮轴、齿轮组两齿轮平行啮合：转动方向相反啮合齿轮的速度比是其半径比的反比。

优点：1、可以准确无误的传递动力，2、齿轮传动力大，3、结构紧凑，适用于近距离传动。

缺点：1、噪音大，2、易损坏七、手动风扇轮轴、齿轮组功率：单位时间内所做的功，用P表示，单位是瓦特（W）。

功：力乘以距离功力×距离力×速度×时间功率＝＝＝＝力×速度时间时间时间自行车、机械表八、履带车履带：围绕主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的韧性链环。

说明：青少年机器人等级考试的一级相对比较简单。

一般来说小学生经过半年至一年的乐高或者其他品牌机器人或者创客教育的培训，那么不用额外的等级考试培训，也是可以通过考级的。

当然，如果额外经过等级考试的培训，那么通过一级完全是稳稳的。

等级考试分为文化内容答题（电脑上答题）以及实际操作两部分。

下文即是对实操部分的案例和说明。

实际操作制作作品不局限于下文中提到的案例，但是道理和应用到的知识等同，总体说难度不高。

对于应用的器材器件，是考生自己带到考场上的。

请注意提前购买好。

至于什么品牌，用哪种？这完全取决于自己的选择。

一二级考生通常会选择乐高，因为是插拔式的，比较容易操作。

当然南方也有不少培训机构使用的式乐喜——简单的说就是上螺丝的方式来紧固的，而不是插拔的。

考级机构不强制考生应用哪种品牌的器材，你也会在下图中看到，同样的题目要求，举例了多种不同器材的搭建，当然实质都是一样的。

以下是一级的烤肉机
下图是一级的履带车
一级时钟
一级起重机
一级跷跷板
一级秋千
一级手动风扇
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【一】秋千一、认知目标1、了解秋千起源及发展；2、认识重力势能和动能，并理解能量之间的转化。

二、器材准备乐高45544、robot系列三、学习过程：秋千是一种运动器具或者游戏用具，我们的公园学校或者社区都能见到。

小朋友坐在座椅上，由他人推动或者自己的脚用力，人随椅子来回摆动。

1、秋千的起源说起秋千的起源，可追溯到几十万年前的上古时代。

那时，我们的祖先为了谋生，需要上树采摘野果或猎取野兽。

在攀缘和奔跑中，他们往往抓住粗壮的蔓生植物，依靠藤条的摇荡摆动，上树或跨越沟涧，这应该是秋千最原始的雏形。

春秋时期，我国北方有了将绳索悬挂于木架下，下面装土踏板的秋千。

《艺文类聚》中就有“北方山戎，寒食日用秋千为戏"的记载。

当时为了保证拴秋千绳索的结实，通常多以兽皮制成，故秋千两字繁写均以“革"字为偏旁。

如今在公园、社区处处可见秋千，认真观察秋千会发现，秋千的支架与地面接触的面积一般都会比较大，这样搭建出来的秋千才会更加的安全和稳定。

2、搭建秋千本节中秋千是由底座、支架和座椅组成。

1、首先用梁和框架进行组合来搭建秋千的底座；2、然后用rebote的角梁来连接支架；3、用梁和2*4的角梁来搭建秋千的座椅；4、用轴穿过座椅上的梁，最后固定在支架上，完成秋千。

3、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式分类，能量可以分为机械能、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。

秋千中涉及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，两者之间的转化不枞．当物体下落时，高度越小，那么它的重力势能就越来也小，但是物体的速度会越来越快，动能也越来越大；如果不考虑空气阻力的话，机械能是不变的，势能减小的部分都变成了动能。

机器人等级考试一、二级各章节考点整理一级：第一课：基本结构知识点：钉子：1、尖头状硬金属锤子：1、钉钉子的工具；2、把手和锤头组成；3、锤头有羊角、楔形等形状螺丝：1、有斜面螺旋纹路；2、螺丝钉头部为尖的，称木螺丝；3、螺丝杆头部为平，称机螺丝；4、螺丝杆和螺母配套使用楔和螺旋：1、楔是斜面，为一头尖一头粗的物品；2、螺旋由阿基米德发现螺丝刀和扳手：1、螺丝刀用于拧螺丝，分为一字和十字；2、扳手用来固定螺母。

第二课：秋千知识点：结构稳定：1、三角形较稳定，四边形易变形；2、拉伸门中是四边形3、三角形固定所以稳定稳定的原则：1、地面接触面积大；2、重心低；3、重心垂线经过接触面能量转化：1、能量守恒：能量总和不变；2、动能：速度越快，动能越大；3、重力势能：高度越高，重力势能越大；单摆：1、等时性：单摆幅度<100，周期不变；2、摆长L越长，摆动周期T越长；3、伽利略发现了单摆现象第三课：跷跷板知识点：杠杆原理：1、动力X动力臂=阻力X阻力臂；2、支点：杠杆绕着转动的固定点3、杠杆五要素:动力、动力臂、阻力、阻力臂、支点杠杆分类：1、等臂杠杆:动力臂=阻力臂，动力=阻力，如跷跷板、天平；2、省力杠杆:动力臂>阻力臂，省力，费距离，胡桃钳、门把手、扳手、指甲刀；3、费力杠杆:动力臂<阻力臂，费力，省距离，镊子、钓鱼竿、筷子；第四课：搅拌器知识点：齿轮：1、概念：轮缘上有齿且能连续啮合传递运动和动力的机械零件；2、相互啮合的齿轮，轮齿大小一样；3、齿轮啮合方式分为：平行啮合和垂直啮合。

轮轴：1、概念：中外环的轮，内环的轴，能够绕共同轴线旋转；2、动力点在轮上，轮轴为省力杠杆，动力点在轴上为费力杠杆；3、轮轴半径越大，省力杠杆约省力，费力杠杆约省距离齿轮的种类：1、可分为平齿轮、冠齿轮和蜗轮2、冠齿轮的轮齿在端面3、蜗轮和蜗杆一起使用，蜗杆带动蜗轮，蜗轮不能带动蜗杆第五课：奇怪的时钟知识点：齿轮加减速：1、小齿轮带动大齿轮属于减速装置，大齿轮带动小齿轮属于加速装置2、如果齿轮齿数比为1:3，那么转速比为3:1，齿数比和转速比相反齿轮传动：1、角速度：每秒转过的角度2、线速度：每秒转过的长度3、转速：每秒转过的圈数4、齿轮啮合，线速度相同，转速比为齿数比的反比5、同轴传动，角速度相同，转速比为1:1第六课：起重机知识点：定滑轮：1、中心轴固定；2、改变力的方向，不改变力的大小；3、实质为等臂杠杆；动滑轮：1、中心轴不固定；2、不改变力的方向；3、改变力的大小，增加施力的距离，省一半的力，增加一倍距离4、实质为省力杠杆；滑轮组：1、多个定滑轮和动滑轮组成2、既能改变力的大小，也能改变力的方向3、若滑轮组动滑轮上的绳子数量为n，力为物体重量的1/n，距离为原来的n倍起重机历史：1、古罗马维特鲁维斯描述起重机械；2、英国瓦特发明蒸汽机；3、英格兰伦尼建造蒸汽起重机4、英国阿姆斯特朗改造水力起重机第七课：烤肉架知识点：齿轮传动：1、相互啮合齿轮转动方向相反，和同一齿轮啮合的齿轮转动方向相同；2、齿轮并排依次啮合，直接比较主动轮和输出轮齿轮比，传动比是反比；齿轮传动优点：1、可以准确无误地传递动力；2、齿轮传动力大；3、结构紧凑，折佣与近距离传动；齿轮传动缺点：1、噪音大；2、易损坏；第八课：手动风扇知识点：风扇历史：1、詹姆斯拜伦发明机械风扇2、法国人约瑟夫发明用齿轮链条装置传动的机械风扇3、美国人舒乐发明电风扇传动力：加速装置，传动力变小，减速装置，传动力变大功率：1、概念：功率是单位时间内所做的功，用P表示，单位是瓦特。

全国青少年机器人技术等级考试工作办公室 全国青少年机器人技术等级考试试卷 （一级）（考试时间：30分钟） 一、单项选择题（在四个备选答案中只有一个是正确的，将正确的答案填入括号中，多选或不选均不得分。

30题×2分/题=60分） 1. 下列人物形象中，哪个是机器人？（ ） A. B. C. D. 2. 以下哪个是螺丝杆？（ ） A. B.C. D. 题号 一 二 三 总分 分数得分 评阅人3. 下图中哪个实物运用到四边形原理？（ ）A. B.C. D.4. 下图中哪个是等臂杠杆？（ ）A. B.C. D.5. 以下属于费力杠杆的一组是？（ ）A. ①②B. ②③C. ②④D. ③④6. 机器人驱动方式不包括？（ ）A.电力驱动B.水驱动C.气压驱动D.液压驱动7. 用斧头作砍木头的工作，是利用（ ）能省力的原理。

A.滑轮B.轮轴C.斜面D.杠杆8. 汽车轮胎上设置花纹的目的是？（ ）A. 美观，没有实质用途；B. 起到警示的作用；C. 让轮胎减少与地面之间的摩擦，防止打滑；D. 让轮胎增加与地面之间的摩擦，防止打滑；9.下列关于秋千说法正确的是？（ ）A.秋千荡到最低点时势能最大B.秋千荡到最低点时动能最大C.秋千荡到最高点时势能为零D.秋千荡到最高点时动能最大10.传动链和齿轮传动共有的特点是？（ ）A.同向传动B.噪音小C.准确无误的传递动力D.自由调节距离11.在杠杆结构中，杠杆绕着转动的固定点称为？（ ）A.圆点B.阻力点C.支点D.动力点12.下列图中那一组是齿轮传动装置？（ ）A. B.C. D.13.风扇通过什么原理为人们实现降温？（ ）A.产生凉气B.加速空气流通C.吸收热气D.冰冻14.如果想把玩具汽车的螺丝钉拧紧，首先选用那种工具最合适？（ ）A.扳手B.螺丝刀C.钳子D.锤子15.是什么原因让我们能够在地面上行走？（ ）A.因为我们站在地上B.因为我们穿了鞋C.因为我们的鞋与地面之间存在摩擦力D.因为陆地不会走16.动滑轮实质是？（ ）A.等臂杠杆B.费力杠杆C.省力杠杆D.以上都不是17.以下不是由于重力产生的现象是？（ ）A.小车从斜坡上向下滑动B.飞流直下三千尺C.苹果下落D.我们在光滑的地板上推箱子，送开手时，箱子会自己移动一段距离18.下列是齿轮传动的缺点的是？（ ）A.噪音小B.同向转动C.易损坏机械 D反向转动19.有关轮轴描述正确的是？（ ）A.轮轴是一种特殊的省力杆杠B.轮轴是能连续转动的杆杠C.轮轴在转动时轮与轴的速度不一样D.汽车的方向盘不是一种轮轴20.下列哪种形状稳定性较好？（ ）A. B. C. D.21.下面关于轮轴的说法错误的是？（ ）A.轮轴是一种特殊的杆杠B.动力作用在轮上的时候可以省力C.动力作用在轴上的时候可以省力D.轮轴的支点在轴线上22.以下生活中的物品，属于费力杠杆的是？（ ）A. B.C. D.23.关于定滑轮的描述错误的是？（ ）A.定滑轮可以省力B.定滑轮可以改变力的方向C.定滑轮的支点在轮的中心D.定滑轮是等臂杠杠24.下列哪个滑轮组最省力？（ ）A. B. C. D.25.下列正确的是？（ ）A.滑轮组可以省力B.定滑轮可以省力C.动滑轮用来改变力的方向 D旗杆顶端有一个动滑轮26.链传动的特点描述正确的是？（ ）A.兼有齿轮传动和带传动的优点B.容易发生“掉链子”的情况C.急速反向转动性能较好D.两个齿轮的旋转方向相同27.关于单摆正确的说法是？（ ）A.单摆运动周期与重力加速度有关B.单摆运动周期与单摆的摆长无关C.同一个单摆如果放在月球上，其运动周期与地球的一样D.单摆等时性是说所有的单摆运动周期相等28.如下图中，动滑轮有几个？（ ）A.1B.2C.3D.没有动滑轮29.关于轮轴的描述，下列说法不正确的是？（ ）A.轮轴的实质是杠杆B.方向盘是一个轮轴C.门把手是轮轴D.轮轴一定是圆盘和轴组成30.如图所示，于力F1、F2的大小关系描述正确的是？（ ）A.F1=F2B.F1<F2C.F1>F2D.不确定二、多项选择题（本题型5个小题，每小题4分，共20分。

精品文档一、秋千：三角形的稳定性单摆原理最高点最高点高度：最低点→最高点→最低点最低点速度：速度最大→速度为零→速度最大能量：动能最大→势能最大→动能最大能量守恒：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，而在转化和转移过程中，能量的总和保持不变。

金字塔、梯子、自行车撑；摆钟L1L2 二、跷跷板杠杆原理（杠杆：能绕某支点转动的杆） F1 F2 动力×动力臂＝阻力×阻力臂（ F1×L1＝F2×L2）分类条件力特点应用省力杠杆L1<L2 F1>F2 省力，费距离指甲刀、千斤顶、扳手、起子费力杠杆L1>L2 F1<F2 费力，省距离镊子、钓鱼竿、筷子等臂杠杆L1=L2 F1=F2 不省力，不费天平、跷跷板距离三、搅拌器（打蛋器）齿轮和轮轴齿轮：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。

分为：平齿轮、冠齿轮、涡轮平行啮合：转动方向相反，力的方向不变垂直啮合：改变转动方向，改变力的方向大轮带小轮是加速齿轮装置；小轮带大轮是减速齿轮装置。

轮轴：能绕共同轴线旋转的机械，实质是能够连续旋转的杠杆。

摇把、四、奇怪的时钟轮轴、齿轮组角速度：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。

五、起重机滑轮：由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和过圆盘的柔索组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械。

定滑轮：中心轴的位置固定不变的滑轮，可以改变力的方向，不改变力的大小，施力端和物体移动的距离相同。

定滑轮实质是等臂杠杆。

动滑轮：中心轴的位置随着被拉物体一起移动的滑轮，既能改变力的方向也能改变了的大小，实质是一个省力杠杆。

起重机、国旗杆、辘轳、吊臂六、烧烤架轮轴、齿轮组两齿轮平行啮合：转动方向相反啮合齿轮的速度比是其半径比的反比。

全国青少年机器人技术等级考试试卷（一级）一、实操模型样例（80分）评分标准：（1）模型框架（25分）a. 框架零件的位置（15分）b. 螺丝的固定程度（5分）c. 框架整体协调性（5分）（2）动力传递和表现形式（15分）a. 三角形的稳定（5分）b. 轴的正确安装（5分）c. 座椅的稳定（5分）（3）模型整体（30分）a. 模型整体零件完整（15分）b. 外形美观（5分）c. 模型整体动作顺利流畅（10分）（4）时间a. 在规定时间内完成，每超5分钟扣2分（10分）二、简答题（20分）1、请在下面写出模型名称以及用途（2分）答：秋千，一种运动器具，或者是游戏用具，我们在公园，学校或者社区都能见到。

2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，18分）（1）找出模型中的稳定结构，并说出其特性。

（3分）答：支架上的三角形。

三角形具有稳定性，有着稳固、坚定、耐压的特点（2）列举上述结构生活中的实例（3分）答：埃及金字塔、埃菲尔铁塔、斜拉索桥、钢轨、起重机、三角形吊臂、三角形框架、屋顶、篮球架、自行车、高压电线杆的支架、晾衣架（3）分析秋千运动过程中的能量转化（12分）答：秋千运动时，动能和重力势能在相互转化。

动能：物体由于运动而具有的能量。

重力势能：物体由于被举高而具有的能量。

从最低点到最高点的过程中，速度越来越小，而高度越来越大，动能转化为重力势能；到达最高点时，速度为零，高度最大，所以动能为零，重力势能最大，全部动能转化为重力势能。

从最高点下降到最低点的过程中，速度越来越大，而高度越来越小，这时重力势能转化为动能，到达最低点时，高度最小，速度最大，动能最大，重力势能最小。

机器人等级考试一、二级各章节考点整理一级：第一课：基本结构知识点：钉子：1、尖头状硬金属锤子：1、钉钉子的工具；2、把手和锤头组成；3、锤头有羊角、楔形等形状螺丝：1、有斜面螺旋纹路；2、螺丝钉头部为尖的，称木螺丝；3、螺丝杆头部为平，称机螺丝；4、螺丝杆和螺母配套使用楔和螺旋：1、楔是斜面，为一头尖一头粗的物品；2、螺旋由阿基米德发现螺丝刀和扳手：1、螺丝刀用于拧螺丝，分为一字和十字；2、扳手用来固定螺母。

第二课：秋千知识点：结构稳定：1、三角形较稳定，四边形易变形；2、拉伸门中是四边形3、三角形固定所以稳定稳定的原则：1、地面接触面积大；2、重心低；3、重心垂线经过接触面能量转化：1、能量守恒：能量总和不变；2、动能：速度越快，动能越大；3、重力势能：高度越高，重力势能越大；单摆：1、等时性：单摆幅度<100，周期不变；2、摆长L越长，摆动周期T越长；3、伽利略发现了单摆现象第三课：跷跷板知识点：杠杆原理：1、动力X动力臂=阻力X阻力臂；2、支点：杠杆绕着转动的固定点3、杠杆五要素:动力、动力臂、阻力、阻力臂、支点杠杆分类：1、等臂杠杆:动力臂=阻力臂，动力=阻力，如跷跷板、天平；2、省力杠杆:动力臂>阻力臂，省力，费距离，胡桃钳、门把手、扳手、指甲刀；3、费力杠杆:动力臂<阻力臂，费力，省距离，镊子、钓鱼竿、筷子；第四课：搅拌器知识点：齿轮：1、概念：轮缘上有齿且能连续啮合传递运动和动力的机械零件；2、相互啮合的齿轮，轮齿大小一样；3、齿轮啮合方式分为：平行啮合和垂直啮合。

轮轴：1、概念：中外环的轮，内环的轴，能够绕共同轴线旋转；2、动力点在轮上，轮轴为省力杠杆，动力点在轴上为费力杠杆；3、轮轴半径越大，省力杠杆约省力，费力杠杆约省距离齿轮的种类：1、可分为平齿轮、冠齿轮和蜗轮2、冠齿轮的轮齿在端面3、蜗轮和蜗杆一起使用，蜗杆带动蜗轮，蜗轮不能带动蜗杆第五课：奇怪的时钟知识点：齿轮加减速：1、小齿轮带动大齿轮属于减速装置，大齿轮带动小齿轮属于加速装置2、如果齿轮齿数比为1:3，那么转速比为3:1，齿数比和转速比相反齿轮传动：1、角速度：每秒转过的角度2、线速度：每秒转过的长度3、转速：每秒转过的圈数4、齿轮啮合，线速度相同，转速比为齿数比的反比5、同轴传动，角速度相同，转速比为1:1第六课：起重机知识点：定滑轮：1、中心轴固定；2、改变力的方向，不改变力的大小；3、实质为等臂杠杆；动滑轮：1、中心轴不固定；2、不改变力的方向；3、改变力的大小，增加施力的距离，省一半的力，增加一倍距离4、实质为省力杠杆；滑轮组：1、多个定滑轮和动滑轮组成2、既能改变力的大小，也能改变力的方向3、若滑轮组动滑轮上的绳子数量为n，力为物体重量的1/n，距离为原来的n倍起重机历史：1、古罗马维特鲁维斯描述起重机械；2、英国瓦特发明蒸汽机；3、英格兰伦尼建造蒸汽起重机4、英国阿姆斯特朗改造水力起重机第七课：烤肉架知识点：齿轮传动：1、相互啮合齿轮转动方向相反，和同一齿轮啮合的齿轮转动方向相同；2、齿轮并排依次啮合，直接比较主动轮和输出轮齿轮比，传动比是反比；齿轮传动优点：1、可以准确无误地传递动力；2、齿轮传动力大；3、结构紧凑，折佣与近距离传动；齿轮传动缺点：1、噪音大；。