全国青少年机器人等级考试一二级教学内容及安排B
全国青少年机器人技术等级考试(一级)实操大纲
全国青少年机器人技术等级考试（一级）实际操作考试试卷一、模型样例秋千二、作品简答（30分）1、请在下面写出模型名称以及用途？（5分）2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）（1）找出模型中的稳定结构，并说出其特性。
（5分）（2）列举上述结构生活中的实例。
（5分）（3）分析此模型运动过程中的能量转化（15分）二、作品简答（30分）1、请在下面写出模型名称以及用途？（5分）2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）（1）杠杆的五要素。
（5分）（2）杠杆的平衡条件。
（5分）（3）简述杠杆使用什么原理分类，并列举生活中的实例（15分）二、作品简答（30分）1、请在下面写出模型名称以及用途？（5分）2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）（1）齿轮传动的组成？（5分）（2）齿轮啮合的两种方式，写出模型中利用的一种特殊的齿轮？（5分）（3）什么是轮轴结构？（5分）在哪里用到？（2分）（4）此机构是加速还是减速结构？（2分）分析力是怎么通过手柄传递的？（6分）一、模型样例奇怪的时钟二、作品简答（30分）1、请写出奇怪时钟的奇怪之处？（5分）2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）（1）齿轮传动的组成分析奇怪的时钟模型，时针分针为何转速不同？写出传动过程模型中由把手提供动力的传递过程？（15分）（2）模型中把手处运用的是哪种简单机械？（10分）一、模型样例烤肉架二、作品简答（30分）1、请在下面写出烤肉架的用途？（5分）3、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）（1）该模型型中多个齿轮传动的作用是什么？（5分）（2）分析各齿轮转动的快慢(10分）（3）模型中把手处运用的是哪种简单机械（10分）一、模型样例（70分）手动风扇二、作品简答（30分）1、请在下面写出风扇的用途（5分）2、请在下面写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）（1）列表写出加速传动与减速传动中，半径，齿数，转速和传动力的关系。
全国青少年机器人技术等级考试实操试卷(二级)b 说明及样例
2级实操样例
搭建说明
尺蠖是一种前后有脚的毛毛虫，特点是：只能朝一个方向行走，不能后退，下面请考生制作一个机械尺蠖。
搭建要求：
1电机运转带动尺蠖行走；
2采用棘轮装置限定机械尺蠖运动方向；
3装置具备尺蠖的形象。
案例样图
以下列举了相关器材模型样例，考生可任选其一作为参考。
【器材说明】样例器材选自经中国电子学会评审通过的全国青少年机器人技术等级考试一级、二级适用器材。
仅供参考，不作为考试评审的唯一依据。
样例2
样例4
样例6。
全国青少年机器人技术等级考试PPT第4节
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
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。
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
杆 支点
能绕一个固定点转动的杆，叫杠杆。
杠杆原理
物体1到支点的距离 物 手体 到2支到点支的点距的离距离
1
2
天平
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。
全国机器人考级一级知识点串讲讲课文档
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。
第二十一页，共52页。
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
第二十二页，共52页。
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省力。
答案：D 题型:单选题
第二十六页，共52页。
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。
第二十七页，共52页。
齿轮啮合方式常用两种：平行啮合，垂直啮合。
第二十八页，共52页。
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。
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
第十七页，共52页。
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
第三十五页，共52页。
全国青少年机器人技术等级考试一二级讲稿
完成后的烤肉架
烤肉架
齿轮的速度比
知识点
齿轮装置的特点
齿轮传动的方向
两齿轮平行啮合
多个齿轮平行啮合
多个齿轮传动的速度比
多个齿轮并排依次啮合
（直接比较主动轮和输出轮齿数）
（需要对每个齿轮速度进行计算，最后对倍数进行乘积）
有同轴齿轮的多重齿轮
齿轮装置的特点 优点：1、可以准确的传递动力。 2、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。
滑动摩擦力
滑动摩擦力的大小 等于动摩擦因数乘以压力， 而动摩擦因数与物体表面 的粗糙程度有关。 压力是垂直于接触 面的力，而不是地面。 f=μ N(μ 为动摩擦因数)
滚动摩擦力
通常情况下，物体 之间的滚动摩擦力远小 于滑动摩擦力，只有滑动 摩擦力的1/40~1/60，所 以在地面滚动物体比滑动 物体省力的多。
二、跷跷板
搭建跷跷板 第一步 第二步 第三步
跷跷板支架
跷板制作
完成后的跷跷板
跷跷板
杠杆原理
知识点
杠杆应用
杠杆结构
杆
支点
能绕一个固定点转动的杆，叫杠杆。
杠杆原理
物体1到支点的距离
物体2到支点的距离 手到支点的距离
1
天平
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。
2
杠杆原理
直升飞机
搭建机体
安装电机
安装传动系统
安装旋翼
安装尾桨
连接电池盒
二、后驱车 静摩擦力 知识点 滑动摩擦力 滚动摩擦力
后驱车
发动机驱动后轮来负责前进后退，前轮负责承重和转向的汽车。
摩擦力
滚动摩擦力
全国青少年机器人技术等级考试一二级讲稿PPT124页
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
全国青少年机器人技术等级考试一二 级讲稿
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
全国青少年机器人技术等级考试一二级讲稿
定滑轮、动滑轮原理
滑轮组
A
B
C
说出每个滑轮组中，都用了多大的力?
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 C、F用了三分之一重物的力 E用了二分之一重物的力
D
E
F
功的介绍
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 作用就显示出成效，我们就说这个 力做了功。
两齿轮同轴， 角速度和转速相 同，大齿轮的线 速度大。
五，起重机
搭建起重机 第一步 制作起重机的框架
第二步 安装定滑轮
第三步 组装动滑轮
第四步 连接绳索
起重机
定滑轮与动滑轮
知识点
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
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。
一、秋千
搭建秋千 第一步
第二步
第三步
秋千的框架
秋千的座椅
完成后的秋千
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。
全国青少年机器人技术等级考试标准
全国青少年机器人技术等级考试标准V2.5（2016年11月第三次修订）中国电子学会普及工作委员会中国电子学会标准认证与应用推广中心全国青少年电子信息科普创新联盟国家教育信息化产业技术创新战略联盟2016年11月说明本标准由中国电子学会标准认证与应用推广中心制定。
V1版本由中国电子学会培训认证科普部开发；V2版本由全国青少年电子信息科普创新联盟标准工作组开发，由中国电子学会普及工作委员会审核通过，适用于由中国电子学会举办的全国青少年机器人技术等级考试，由经授权的全国青少年电子信息科普创新教育基地、全国青少年机器人技术等级考试中心承担招生和考试服务工作。
本标准旨在激发和培养青少年学习现代机器人技术的热情和兴趣，充分适应我国青少年的认知心理和水平，从力学、机械原理、电子信息和软件技术的入门实践出发，引导青少年建立工程化、系统化的逻辑思维，使青少年机器人技术等级考试更具科普性、趣味性和实践性。
本标准不以评价教学为目的，考核内容不是按照学校要求设定，而是从制作机器人所需要的技能和知识，以及国内机器人教育的普及情况而确定，主要以实践应用能力为主。
本标准由低到高分为一级至六级。
六级及以上与中国电子学会全国电子信息专业技术资格认证（QCEIT）衔接，进入电子信息工程师序列。
所有相关本标准的解释权属于中国电子学会。
标准工作组成员组长：杨晋副组长：程晨、吴艳光工作专家（按拼音排序）：包明明、蔡志伟、曹盛宏、陈炜、陈愈容、范瑞峰、方明、李庚、李曦、李作林、鲁润泽、罗泰然、施宏伟、王建军、王俊、王海涛、王鹏军、王志军、尤单立、余翀、余文科外方专家（按字母排序）：HermanYu,JesseFlot,PaulCopioli 参与单位：北京大学（信息科学技术学院）北京交通大学（电子信息工程学院）北京航空航天大学（电子信息工程学院）清华大学（电子工程系）VEX创首国际Arduino龙湛（上海）信息科技有限公司ARM安谋电子科技（上海）有限公司Microsoft微软（中国）有限公司北京泺喜教育科技有限公司北京童喜同心教育科技有限公司西安乐博士机器人有限公司美科科技（北京）有限公司中科直线（北京）科技传播有限责任公司深圳盛思科教文化有限公司一级标准科目：机器人搭建、机器人常用知识形式：机器人搭建采用实际操作的形式，机器人常用知识采用上机考试形式器材：结构件：能够满足考试要求的结构件均可考核内容：(一)实践1.基本结构认知2.知道六种简单机械原理（杠杆，轮轴，滑轮，斜面，楔，螺旋）3.齿轮和齿轮比4.传动链5.机器人常用底盘(二)知识1.了解主流的机器人影视作品及机器人形象2.会分辨稳定结构和不稳定结构3.会计算齿轮组的变速比例4.能够区分省力杠杆和费力杠杆5.能够区分那种滑轮会省力二级标准科目：机器人搭建、机器人常用知识形式：机器人搭建采用实际操作的形式，机器人常用知识采用上机考试形式器材：结构件：能够满足考试要求的结构件均可电子部分：包含可控制电源通断的电池盒及电机既可考核内容：(一)实践1.使用电池盒类型的遥控器控制电机运转2.能够连接独立的电池盒、开关以及电机3.完成凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、连杆等特殊结构模型制作4.驱动电机完成一定任务(二)知识1.了解中国及世界机器人领域的重要历史事件2.知道机器人领域重要的科学家3.知道重要的机器人理论及相关人物4.知道凸轮、滑杆、棘轮、曲柄等特殊结构在生活中的应用三级标准科目：机器人搭建（任务式，编程语言和方式不限）、机器人常用知识、电子电路基础形式：机器人搭建和电子电路基础采用实际操作的形式，机器人常用知识采用上机考试形式器材及软件：结构件：能够满足考试要求的结构件均可核心控制板：开源硬件控制板，包含硬件的原理图、引导程序（如果含）、操作系统（如果含）、开源的开发环境及源码。
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全国青少年机器人等级考试一二级教学概述及教学安排B力的认知1.1力的介绍（符号：F 单位：牛顿 N ）常见的力有重力、摩擦力、弹力等力的效果：可以改变物体的运动状态或改变物体的形态。
力的三要素：大小、方向以及作用点二力平衡：重力（符号：G）定义：重力是我们生活中无时无刻都存在的一种力，是由于地球的吸引而受到的力重心：地球吸引物体的每一个部分，但是对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在物体的一个点上，这个点就是物体的重心。
质地均匀外形规则的物体的中心，很容易确定大小：G=mg 重力=质量*重力加速度 g=Kg摩擦力定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或者具有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。
产生的条件：第一是至少需要两个相互接触的物体，第二是物体之间要发生相对的运动或者是相对运动趋势。
影响因素：接触面所受的压力，接触面的粗糙程度。
方向：阻碍相对运动或者相对运动趋势。
分类：静摩擦力，滑动摩擦力，滚动摩擦力静摩擦力：当相互接触的物体之间没有相对的移动，只有相对运动趋势时，在接触面上产生的摩擦力称为静摩擦力。
当物体上的外力过大，超过接触面所能产生的最大静摩擦力时，两物体就会发生相对的滑动，此时摩擦力变为滑动摩擦力。
最大的静摩擦的大小要大于滑动摩擦力，不然就变成滑动摩擦力。
滑动摩擦力：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力称为滑动摩擦力。
滑动摩擦力的大小等于摩擦因数*压力，而摩擦因素与物体表现的粗糙程度有关。
注意：压力是垂直于接触面的力，而不是垂直地面的力。
流动摩擦力：当一个物体在另一物体表面做无滑动的滚动或有滚动的趋势时，在接触面上产生的阻碍滚动的摩擦力称为滚动摩擦力。
生活中的车轮胎上都是有花纹的，这些花纹主要是为了让轮胎增加与地面之间的摩擦，防止打滑。
一般情况下，物体之间的滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，只有滑动摩擦力的1?/40到1/60，所以在地面滚动物体比推着物体滑动要省力得多。
三种摩擦力的区别静摩擦力滑动摩擦力滚动摩擦力力产生的条件1.两物体进行直接接触、挤压2.接触面粗糙3.两物体相对静止4.有相对运动趋势（平行施力，但又没有让物体真正动起来）1.两物体进行直接接触、挤压2.产生相对运动1.物体在平面上进行滚动（每个点都与平面接触，本质是静摩擦，只因物体的几何属性是球体表面力的摩擦力总是相反于运动趋势，可用平衡法来判断。
可以是阻摩擦力相反于运动趋势摩擦力相反于运动趋势.惯性定义：物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。
惯性是物体的一种固有属性射出去的箭和打出去的子弹就是因为惯性的原因还能射出很远。
B作业（力的认知）一、单选题1.下面说法正确的是？（ A ）A.力是改变物体运动状态的原因B.力是维持物体平衡状态的原因C.力是改变物体位置的原因D.力是物体产生速度的原因。
2.关于力和运动的关系，下列说法正确的是？（ A ）A. 物体的速度不断增大，表示物体必定受力。
B. 物体的位移不断增大，表示物体必定受力作用。
C. 物体朝什么方向运动，则这个方向上物体必定受力。
D. 物体的速度大小不变，则物体必定不受力作用。
3.在两张纸之间吹气，如图所示，会有怎样的效果？（B ）A.无任何反应B. 两张纸往里合C. 两张纸往外张D. 一直纸往里合，一张纸往外张。
4.是什么原因让我们能够在地面上行走？（B ）A. 因为我们穿了鞋B. 因为我们与地面接触面存在摩擦力。
C. 因为陆地不会动D. 因为这是我们天生就有的能力。
5.工地上吊车正吊着一小车建筑材料匀速上升，某时刻小车边缘掉落一小块石子，则它掉落后？（B ）A. 立即向下运动B. 仍将向上运动一小段时间。
C. 它只受重力作用 D . 它除了受重力作用外，还受到向上的冲力。
6.火车在长直的轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回原地，这是因为？（C ）A. 人跳起后，车厢内空气推着他向前运动。
B. 人跳起到落地时间过短，偏后的距离看不出来。
C. 人跳起到落地，在水平方向上人与车有相同的速度。
D. 人跳起瞬间，地板给人一个向前的力，推着他一起向前运动。
7.（ D ）被称为“工业机器人之父”。
A. 弗里茨B. 牛顿C. 诺伯特D. 英格伯格8.首届机器人世界杯在哪举办？（ D ）A.中国B.法国C.俄罗斯D. 日本9.下面哪个不是机器人系统的基本结构？（B ）（基本结构有：机械本体、驱动伺服单元、计算机控制系统、传感器系统、输入输出系统接口）A.机械本体B. 气压C. 计算机控制系统D. 传感系统10.机器人三定律由谁提出？（B ）A.白居易B. 美国科幻家艾萨克?阿西莫夫。
（在《环舞》短篇小说中提出机器人三定律）C. 特朗普D. 捷克剧作家卡尔?恰佩克。
（在戏剧创造出“机器人”一词）11.机器人的英文单词是？（A ）B. RebotC. BoterD. Botre12.国际上最具影响力的两大世界杯机器人足球赛是什么？（D ）A.欧洲杯B. 奥运会C. FIFAD. RobotCup/FIRA13.首届机器人世界杯在哪年举办？（A名古屋）A. 1997B. 1996C. 2007D. 199914.我国最早的机器人是在什么时候？（B ）A. 唐朝B. 西周时期C. 解放后D. 清朝后期15.第一台工业机器人于1959年诞生在（C ）。
A. 俄罗斯B. 日本C. 美国D. 韩国16.谢克机器人1966年诞生，关于谢克机器人下面说法正确的是？（D ）A. 第一台潜水机器人B. 第一台飞行机器人C. 第一防水机器人D. 第一台移动机器人17.上图中（a）与（b）的描述：力的作用效果和力的（大小）有关。
A、方向B、作用点C、大小D、高度18.上图中（a）与（c）的描述：力的作用效果和力的（方向）有关。
A、方向B、作用点C、大小D、高度19.上图中（a）与（d）的描述：力的作用效果和力的（作用点）有关。
A、方向B、作用点C、大小D、高度20.重力的方向是（指向地心）A、垂直B、物体C、指向地心D、平行21.当最大的静摩擦力大于滑动摩擦力时，物体的状态是（B）A、滑动B、静止C、滚动D、变形22.（ C ）是垂直于接触面的力，（B ）是指向地心的力。
A、滚动摩擦力B、重力C、压力D、静摩擦力二、多选题1.下面哪些是力学三要素？（ABD ）A. 大小B. 方向C. 时间D. 作用点。
2.机器人驱动方式有？（ACD ）A. 电力驱动B. 人力驱动C. 液压驱动D. 气压驱动。
3.机器人语言是由（ A ）表示的“0”和“1”组成的字串机器码。
A. 二进制B. 八进制C. 十进制D. 十六进制。
4.机器人由哪些重要组成部分构成（）A、输入设备B、输出设备C、主控制器D、以上都是5.下面哪些是机器人三定律？（ABC ）A. 机器人不得伤害人类，或坐视人类受到伤害。
B. 除非违背第一法则，机器人必须服从人类的命令。
C. 在不违背第一及第二法则下，机器人必须保护自己。
D. 机器人可以偶尔伤害人类。
6.美国两架火星探测车于2004年初成功登陆，包括下面哪个？（AD ）A. 机遇号B. 神奇号C. 好奇号D. 勇气号7.机器人综合哪些学科的成果而诞生。
（ABCD ）A. 微电子技术B. 自动化控制技术C. 机械学D. 计算机。
8.智能机器人主要包括哪些方面的能力。
（ABC ）A. 感知能力B. 思维能力C. 行为能力D. 超能力。
9.力的效果有以下哪几种（AC ）A、改变物体的运动状态B、增加摩擦力C、改变物体的形状D、增加时间10.二力平衡的条件是（ABCD ）A、大小相同B、方向相反C、同一物体D、同一直线11.根据物体的运动状态，摩擦力分为（ABD ）A、静摩擦力B、滑动摩擦力C、重力D、滚动摩擦力12.杠杆五要素是（ABCDF ）A、动力B、动力臂C、支点D、阻力E、方向F、阻力臂三、判断题1.一个物体，不受到任何外力，那么该物体一定是静止的。
（错误）2.第十二届机器人世界杯在中国举办。
（正确）3.机械手不能称为机器人。
（错误）4.“机器人”就一定是人型的。
（错误）5.力的三要素是：大小和方向。
（错误）6.机器人能够代替人类完成全部工作。
（错误）7.机器人通过传感器接收外界信息，进行分析、判断，然后下达执行命令。
（正确）8、一个物体，不受任何外力作用，那么该物体一定是静止的。
（错误）9.花轿用到了杠杆原理。
（正确）10.世界第一台可编程的机器人叫“尤尼梅特”。
（正确)11.一般情况下，物体之间的滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，只有滑动摩擦力的1/40到1/6之间。
（正确）。