自平衡小车实验装置的设计

A. 探究小车处于静止状态时的受力情况 怎么设计设计实验

（1）实验装置如图1所示．实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系．实验中，小车应该处于______状态．

（2）实验中，通过调整______来改变F1和F2的大小．

（3）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图2中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡．实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？______．

（1）如图1，左右两个盘内砝码质量相等，作用在小车上水平方向的两个力大小相等，方向相反，两个力在同一条直线上，小车处于静止状态．
（2）实验中通过调整左右两盘砝码的质量来改变F1和F2的大小．
（3）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图2中的位置，松手后，小车发生转动，到两个力在同一直线上时，小车处于静止状态，所以二力平衡时，两个力在同一直线上．
故答案为：（1）静止；（2）砝码质量；（3）作用在同一条直线上．

B. 两轮自平衡小车实物。。。做个小车交上去吗

模型小车很小，可以做。淘宝有售。

C. 跪求用51单片机做自平衡小车的过程

我也在研究这个自平衡小车，可以看看这篇文章，写的提供详细的http://www.wangerniu.com/?id=43

D. 如图是小华设计的“探究二力平衡条件”的实验装置：（1）把小车放在桌面上，两端小盘里加砝码，先使两盘

（1）若两盘砝码不相等，则两边对小车的拉力不等，小车受力不平衡，所以小车不做匀速运动，然后使小车受力平衡，观察小车的运动情况．
故答案为：不做；相等．
（2）若将小车转动一个角度，则小盘对小车的拉力不在同一直线上，小车将会转动．
故答案为：同一直线．
（3）由（1）、（2）得二力平衡的概念是：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡．
故答案为：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡．

E. 如图所示为研究二力平衡条件的实验装置．（1）为了使实验效果明显，应选用质量较小的小车，并且要使水平

（1）应该把小车放在光滑的水平桌面上，这样可以保证小车受桌面的摩擦力很小，减小摩擦力对实验结果的影响；
（2）在线的两端挂上钩码，使作用在小车上的两个拉力方向相反，并通过调整砝码的数量来改变拉力的大小；
（3）实验中保持F₁和F₂相等，用手拉小车扭转一个角度，松手后，小车将无法在此位置平衡．实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时是否必须作用在同一条直线上．
故答案为：（1）光滑；（2）大小；（3）不能．

F. 小明在探究“二力平衡条件”的实验中，设计组装的实验装置如图所示（1）老师指出实验桌面越光滑越好，其

（1）实验桌面越来光滑越好源，小车在光滑的水平桌面上受到的摩擦力小，摩擦力对实验影响小．
（2）实验中通过调整钩码的个数来改变拉力的大小，当左右盘内放的砝码数量不等时，则小车会运动，且沿拉力较大的一方加速运动；
只有当小车受到向左和向右的拉力相等时，小车才会保持静止，说明的平衡的两个力要满足两个力的大小相等且两个力的方向相反．
（3）用手将小车扭转一个角度，两个力不在同一直线上，松手后小车不能平衡，小车会发生转动，设计这个步骤的目的是为了探究一对平衡力是否在同一直线上．
故答案为：（1）减小摩擦力对实验的影响；（2）钩码个数；沿拉力较大的一方加速运动；大小相等；方向相反；（3）不能；转动；不在同一直线上的两个力能否平衡．

G. 小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑，图

（1）测小车平均速度的原理是平均速度公式，即：v=

s

t

．
（2）实验中使用的斜面的坡度较小，其目的是便于测量时间．
（3）小车在斜面上受力不平衡，做变速直线运动．
（4）小车过了A点才开始计时，所测运动时间t偏小，路程s是准确的，
由v=

s

t

可知，所测平均速度偏大；小车在斜面上，受力不平衡，做变速直线运动．
（5）由图示可知，s₁=120cm，s₂是全程的一半，则s₂=

s1

2

=

120cm

2

=60cm，
下半段路程s=s₁-s₂=120cm-60cm=60cm=0.6m，由图示秒表可知，
下半段的运动时间t=5s-3s=2s，平均速度v_BC=

s

t

=

0.6m

2s

=0.3m/s．
（6）在测量过程中，发现下落时间较难测出，可采用的措施是较小斜面的倾角．
故答案为：（1）v=

s

t

；（2）便于测量时间；（3）使小车做变速运动；
（4）大；变速；（5）0.3；（6）减小斜面倾角．

H. 步骤1 组装如图所示的“探究而立平衡条件”的实验装置图.2 像小车两端的盘子

（1）根据甲图所示的现象可知，两个力方向相反，在同一直线上，通过所挂钩码的个数可以确定两个力的大小不等，因此这两个力不平衡．
（2）乙图所示的两个力，大小相等，两者的方向不相反，有一定的夹角．因此两个力不平衡．
（3）将小车转过一定角度后，两个力的不在同一直线上，所以两个力不再平衡．
（4）将上面的三个条件综合起来，可以发现，要使作用在同一个物体上的两个力平衡，必须同时满足以下条件：大小相等；方向相反；并且在同一直线上．
故答案为：（1）二力的大小不相等；
（2）二力方向不相反，有一定夹角；
（3）二力不在同一条直线上；
（4）作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，这两个力就平衡．

I. 在探究“二力平衡条件”的实验中：（1）设计组装的实验装置如图所示．老师指出实验桌面越光滑越好，其原

（1）实验时，将小车放在光滑的水平桌面上可减小小车与水平面间的阻力；
（2）通过旋转小车、松手后观察小车是否平衡，探究两个平衡力是否在同一条直线上；
（3）实验中通过调整盘中砝码的数量来改变拉力的大小，将小车换成小卡片能减小阻力对实验结果的影响．
故答案为：（1）可以减小小车与桌面间的摩擦力；（2）两个平衡力作用在同一直线上；（3）砝码的数量；摩擦阻力．

J. 自平衡车的平衡原理

运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（DynamicStabilization）的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力。以内置的精密固态陀螺仪（Solid-StateGyroscopes）来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。

列举双轮电动平衡车主体的主要组成结构：

1. 控制电路板（即我们常说的主板），控制电路板又包含了传感器模块、运算模块、电机控制驱动模块；

2. 平衡感应组件（即陀螺仪，或者陀螺仪与加速度计的组合，至于为什么会有陀螺仪与加速度计的组合，我们将会在双轮电动平衡车工作原理一文中详细解答）；

3. 电机，使用在双轮电动平衡车或者独轮电动平衡车上面的电机从功能上可以大致分为直流电机、步进电机、伺服电机；从结构上主要分为有刷电机与无刷电机（可以查阅自平衡电动车选有刷电机还是无刷电机好一文了解有刷电机与无刷电机的区别）；从平衡车电机方案上分为独立电机加齿轮（即图中减速箱）传动方案与轮机一体的轮毂驱动方案。

4. 电池，目前用于平衡车中的电池以铅酸蓄电池与锂电池为主；

5. 其它部件，包含车厢，车轮等。

而它内置的模块也同独轮车相差不大，控制模块，陀螺仪模块及电机。两轮自平衡控制系统是一种两轮左右平行布置的，靠电机发动，两个轮子代替了你的双脚，操控杆控制方向。

通过感应身体重心的变化来调整方向，身体前倾前进，后倾后退，站立保持平稳，这就是所谓的“动态平衡”原理。

其实整个的感觉有些像我们玩过的踩滚木游戏，你往前倾的角度越大车速也就越快，正好可以保持平衡。

当然，平衡车内部有的不只是上文中提到的那些模块，它有一整套的智能运行系统配合运行，让你在行驶过程中更安全。原则上，只要打开电源且能保持足够运作的电力，平衡车行驶过程还是很安全的，跌倒的可能性很低。

(10)自平衡小车实验装置的设计扩展阅读：

驾驶方法

类似人体自身的平衡系统，当身体重心前倾时，为了保证平衡，需要往前走，重心后倾时同理。同时，电动平衡车的转向由把手握及伸缩杆来实现，摆动把手握会连带着伸缩杆使车辆左右两个车轮产生转速差（例如伸缩杆向左摆动时，右轮的转速会比左轮快），达到转向的效果。

车辆的能量来源是一个锂电池组，单次充电可保证20-70km的续航里程和20km的最高时速。在骑行时，将方向操纵杆指向需要前进的方向，车体将会朝着指向的方向行驶。当方向操纵杆处于车体正中间位置时，系统将朝正前方行驶。

当转方向操纵杆时，系统会相应地控制左右两边的速度差，实现转向，让身体跟随方向操纵杆倾斜的方向倾斜，将会获得更好的转向体验。

突破性的垂直转向设计，颠覆传统的驾驭方式，更符合人体的操作习惯。