自平衡小車實驗裝置的設計

A. 探究小車處於靜止狀態時的受力情況 怎麼設計設計實驗

（1）實驗裝置如圖1所示．實驗目的是探究小車在水平方向上所受兩個拉力F1、F2的關系．實驗中，小車應該處於______狀態．

（2）實驗中，通過調整______來改變F1和F2的大小．

（3）保持F1與F2相等，用手將小車扭轉到圖2中的位置，鬆手後，小車將無法在此位置平衡．實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足哪個條件？______．

（1）如圖1，左右兩個盤內砝碼質量相等，作用在小車上水平方向的兩個力大小相等，方向相反，兩個力在同一條直線上，小車處於靜止狀態．
（2）實驗中通過調整左右兩盤砝碼的質量來改變F1和F2的大小．
（3）保持F1與F2相等，用手將小車扭轉到圖2中的位置，鬆手後，小車發生轉動，到兩個力在同一直線上時，小車處於靜止狀態，所以二力平衡時，兩個力在同一直線上．
故答案為：（1）靜止；（2）砝碼質量；（3）作用在同一條直線上．

B. 兩輪自平衡小車實物。。。做個小車交上去嗎

模型小車很小，可以做。淘寶有售。

C. 跪求用51單片機做自平衡小車的過程

我也在研究這個自平衡小車，可以看看這篇文章，寫的提供詳細的http://www.wangerniu.com/?id=43

D. 如圖是小華設計的「探究二力平衡條件」的實驗裝置：（1）把小車放在桌面上，兩端小盤里加砝碼，先使兩盤

（1）若兩盤砝碼不相等，則兩邊對小車的拉力不等，小車受力不平衡，所以小車不做勻速運動，然後使小車受力平衡，觀察小車的運動情況．
故答案為：不做；相等．
（2）若將小車轉動一個角度，則小盤對小車的拉力不在同一直線上，小車將會轉動．
故答案為：同一直線．
（3）由（1）、（2）得二力平衡的概念是：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反、並且作用在同一直線上，這兩個力就彼此平衡．
故答案為：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反、並且作用在同一直線上，這兩個力就彼此平衡．

E. 如圖所示為研究二力平衡條件的實驗裝置．（1）為了使實驗效果明顯，應選用質量較小的小車，並且要使水平

（1）應該把小車放在光滑的水平桌面上，這樣可以保證小車受桌面的摩擦力很小，減小摩擦力對實驗結果的影響；
（2）在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小車上的兩個拉力方向相反，並通過調整砝碼的數量來改變拉力的大小；
（3）實驗中保持F₁和F₂相等，用手拉小車扭轉一個角度，鬆手後，小車將無法在此位置平衡．實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時是否必須作用在同一條直線上．
故答案為：（1）光滑；（2）大小；（3）不能．

F. 小明在探究「二力平衡條件」的實驗中，設計組裝的實驗裝置如圖所示（1）老師指出實驗桌面越光滑越好，其

（1）實驗桌面越來光滑越好源，小車在光滑的水平桌面上受到的摩擦力小，摩擦力對實驗影響小．
（2）實驗中通過調整鉤碼的個數來改變拉力的大小，當左右盤內放的砝碼數量不等時，則小車會運動，且沿拉力較大的一方加速運動；
只有當小車受到向左和向右的拉力相等時，小車才會保持靜止，說明的平衡的兩個力要滿足兩個力的大小相等且兩個力的方向相反．
（3）用手將小車扭轉一個角度，兩個力不在同一直線上，鬆手後小車不能平衡，小車會發生轉動，設計這個步驟的目的是為了探究一對平衡力是否在同一直線上．
故答案為：（1）減小摩擦力對實驗的影響；（2）鉤碼個數；沿拉力較大的一方加速運動；大小相等；方向相反；（3）不能；轉動；不在同一直線上的兩個力能否平衡．

G. 小明在「測小車的平均速度」的實驗中，設計了如圖所示的實驗裝置：小車從帶刻度的斜面頂端由靜止下滑，圖

（1）測小車平均速度的原理是平均速度公式，即：v=

s

t

．
（2）實驗中使用的斜面的坡度較小，其目的是便於測量時間．
（3）小車在斜面上受力不平衡，做變速直線運動．
（4）小車過了A點才開始計時，所測運動時間t偏小，路程s是准確的，
由v=

s

t

可知，所測平均速度偏大；小車在斜面上，受力不平衡，做變速直線運動．
（5）由圖示可知，s₁=120cm，s₂是全程的一半，則s₂=

s1

2

=

120cm

2

=60cm，
下半段路程s=s₁-s₂=120cm-60cm=60cm=0.6m，由圖示秒錶可知，
下半段的運動時間t=5s-3s=2s，平均速度v_BC=

s

t

=

0.6m

2s

=0.3m/s．
（6）在測量過程中，發現下落時間較難測出，可採用的措施是較小斜面的傾角．
故答案為：（1）v=

s

t

；（2）便於測量時間；（3）使小車做變速運動；
（4）大；變速；（5）0.3；（6）減小斜面傾角．

H. 步驟1 組裝如圖所示的「探究而立平衡條件」的實驗裝置圖.2 像小車兩端的盤子

（1）根據甲圖所示的現象可知，兩個力方向相反，在同一直線上，通過所掛鉤碼的個數可以確定兩個力的大小不等，因此這兩個力不平衡．
（2）乙圖所示的兩個力，大小相等，兩者的方向不相反，有一定的夾角．因此兩個力不平衡．
（3）將小車轉過一定角度後，兩個力的不在同一直線上，所以兩個力不再平衡．
（4）將上面的三個條件綜合起來，可以發現，要使作用在同一個物體上的兩個力平衡，必須同時滿足以下條件：大小相等；方向相反；並且在同一直線上．
故答案為：（1）二力的大小不相等；
（2）二力方向不相反，有一定夾角；
（3）二力不在同一條直線上；
（4）作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，作用在同一條直線上，這兩個力就平衡．

I. 在探究「二力平衡條件」的實驗中：（1）設計組裝的實驗裝置如圖所示．老師指出實驗桌面越光滑越好，其原

（1）實驗時，將小車放在光滑的水平桌面上可減小小車與水平面間的阻力；
（2）通過旋轉小車、鬆手後觀察小車是否平衡，探究兩個平衡力是否在同一條直線上；
（3）實驗中通過調整盤中砝碼的數量來改變拉力的大小，將小車換成小卡片能減小阻力對實驗結果的影響．
故答案為：（1）可以減小小車與桌面間的摩擦力；（2）兩個平衡力作用在同一直線上；（3）砝碼的數量；摩擦阻力．

J. 自平衡車的平衡原理

運作原理主要是建立在一種被稱為「動態穩定」（DynamicStabilization）的基本原理上，也就是車輛本身的自動平衡能力。以內置的精密固態陀螺儀（Solid-StateGyroscopes）來判斷車身所處的姿勢狀態，透過精密且高速的中央微處理器計算出適當的指令後，驅動馬達來做到平衡的效果。

列舉雙輪電動平衡車主體的主要組成結構：

1. 控制電路板（即我們常說的主板），控制電路板又包含了感測器模塊、運算模塊、電機控制驅動模塊；

2. 平衡感應組件（即陀螺儀，或者陀螺儀與加速度計的組合，至於為什麼會有陀螺儀與加速度計的組合，我們將會在雙輪電動平衡車工作原理一文中詳細解答）；

3. 電機，使用在雙輪電動平衡車或者獨輪電動平衡車上面的電機從功能上可以大致分為直流電機、步進電機、伺服電機；從結構上主要分為有刷電機與無刷電機（可以查閱自平衡電動車選有刷電機還是無刷電機好一文了解有刷電機與無刷電機的區別）；從平衡車電機方案上分為獨立電機加齒輪（即圖中減速箱）傳動方案與輪機一體的輪轂驅動方案。

4. 電池，目前用於平衡車中的電池以鉛酸蓄電池與鋰電池為主；

5. 其它部件，包含車廂，車輪等。

而它內置的模塊也同獨輪車相差不大，控制模塊，陀螺儀模塊及電機。兩輪自平衡控制系統是一種兩輪左右平行布置的，靠電機發動，兩個輪子代替了你的雙腳，操控桿控制方向。

通過感應身體重心的變化來調整方向，身體前傾前進，後傾後退，站立保持平穩，這就是所謂的「動態平衡」原理。

其實整個的感覺有些像我們玩過的踩滾木游戲，你往前傾的角度越大車速也就越快，正好可以保持平衡。

當然，平衡車內部有的不只是上文中提到的那些模塊，它有一整套的智能運行系統配合運行，讓你在行駛過程中更安全。原則上，只要打開電源且能保持足夠運作的電力，平衡車行駛過程還是很安全的，跌倒的可能性很低。

(10)自平衡小車實驗裝置的設計擴展閱讀：

駕駛方法

類似人體自身的平衡系統，當身體重心前傾時，為了保證平衡，需要往前走，重心後傾時同理。同時，電動平衡車的轉向由把手握及伸縮桿來實現，擺動把手握會連帶著伸縮桿使車輛左右兩個車輪產生轉速差（例如伸縮桿向左擺動時，右輪的轉速會比左輪快），達到轉向的效果。

車輛的能量來源是一個鋰電池組，單次充電可保證20-70km的續航里程和20km的最高時速。在騎行時，將方向操縱桿指向需要前進的方向，車體將會朝著指向的方向行駛。當方向操縱桿處於車體正中間位置時，系統將朝正前方行駛。

當轉方向操縱桿時，系統會相應地控制左右兩邊的速度差，實現轉向，讓身體跟隨方向操縱桿傾斜的方向傾斜，將會獲得更好的轉向體驗。

突破性的垂直轉向設計，顛覆傳統的駕馭方式，更符合人體的操作習慣。