• 由此可以得到小车初始速度V1=4.27（m/s), 碰撞之后的速度为v2=4.3(m/s) • 小车能行驶的 距离为12.8（m)，即绕过障 碍物12个。
可以这么说，只要给定的参数一 定，小车一切在我们的控制之中
徽标：新时代
• 图示为两只手，一只为人的手，一只为机械手，， 一起怀抱地球。意思是通过人类自觉的努力，和利 用高科技的机械设备，会使地球变得更加绿色，更 加节能，人们的生活也会变得更加幸福快乐，从而 一个新时代即
所以 w 总 w1 w 2 0.05 0.05 sin 0.005 cos 0.5 cot 令 f ( ) 0.05 0.05 sin 0.005 cos 0.5 cot 对 f ( )求导取极限 得 62 时损耗的能量最少 w 0.298 ( J ) 所以取 62 根据式子 1， 2， 3，得到 r 0 15 mm
1 2 1 2 1 2 1 2 w m 0 ( v 0 v 1 )m 1 v 1 m 2 v 2 v 0 2 2 2 4 0 . 05 0 . 05 sin 0 . 005 cos
根据能量守恒有，碰撞损耗的能量w1
w 2 umg cos s 0.5 cot
得出 v00 .2 (m s)
F0=8.16（N）
小车的速度
r1 v1 v0 r0
重物碰撞之前的下落时 间是 t 3 .1 (s)
• 2.转向原理 • 根据要求，使小车走s形曲线，即要求小车转弯到 最远点要绕过障碍物7cm,并且小车要走过水平50cm 的距离。以200cm为周期，即

简易无碳小车
指导老师：伍利群 隆文革 设计者 ：李峰 黄沅根 卢志理 2010年11月12日
一、构件部分
一、驱动原理
• 1.计算小车起动需要的最小拉力F0,由此 设计出做匀速运动斜面所需要的θ 和轴 的半径r0 a. 即小车的滚动摩擦力偶矩要等于拉 力F0对轴的转动力矩，设重物的质量 mo=1kg,小车部分的质量m1=1kg,总质量 m2=2kg,重物下落高度H=0.5m.滚动摩擦 系数δ =6mm。
m0 g F 0 a m0 v 0 2 h1 a
因为绳子的牵引速度是v0,所以轴(r0)与绳接 触的点的速度也是v0,车轮（r1)，轴的角速 度为w0 v0 w0 r0 r1 v1 w 0 r 1 v 0 r0
碰撞时，根据动量守恒有
得
m 0 ( v 0 v 1 ) m 1 v 1 ( m 0 m 1 ) v 2 v 0 2 v 1 v 2 2
2 得r1 0.32(m)
r1 502 72
7 所转过的角度 ，tan , 得 8 50 1 根据这个 8，由图示知，连杆 L 10cm 转 圈，向前推进的 4 距离即为偏心距 r3 得r3 L 8 1.4(cm)
根据上述计算，为了达到要求，小车要在起始点偏8度
m 2 gF 0 r0
6 10 2 10 0 .12 （N） F 0 r0 r0
-3
b.重物m0在θ 角的斜面上做匀速运动 由图示受力分析有：
F 1 um 0gcos F0 m 0gsin um 0gcos 得 F 0 10 sin cos
c.从能量守恒的角度去设计合适的斜面倾斜角θ 以使重物与斜面的摩擦，重物和挡板的碰撞损失 的总能量最小 重物mo在斜面上自由滑落h1=1cm,以使重物 获得一定的初速度vo，小车m1获得起动速度v1, 控制斜面的θ角，重物沿斜面匀速下滑，到水平 面时与挡板碰撞，重物和小车(mo+m1)以共同 的速度v2沿着水平面做匀减速运动，到静止。