江西师大全国中学生物理竞赛培训:力学(二)习题(含答案)

江西师大全国中学生物理竞赛培训:力学(二)习题(含答案)
江西师大全国中学生物理竞赛培训:力学(二)习题(含答案)

力学(二)

1、长为L 的细绳一端固定于O 点,如图所示,另一端拴一质量为m 的小球,

把线拉至最高点A 以水平抛出,求当v 0为下列值时,小球运动到最低点C 时线中

的张力大小。(1)v 0=2gL (2)20gL

v =

解:(1) 由于v 0=2gL 大于作圆周运动最高点的最小速度gL ,故小球

做圆周运动。

由机械能守恒得:2202

1221mv mgL mv =+ 又 T-mg=m L

v 2

故 T=9mg (2)由于2

0gL v =小于作圆周运动最高点的最小速度gL ,故小球开始做平抛运动。设小球运动到B 点时绳张紧,此时悬线与水平方向夹角为θ,由平抛运动规律有:Lcos θ=v 0t L(1-sin θ)=21gt 2 得θ=0°说明B 与O 在同一水平线上。此时v Bx =2

0gL v =, v By =gL 2。接着,由于绳子瞬时张紧,产生瞬时冲量,使小球水平冲量变为零,机械能损失。然后小球以gL 2的速度从召开始作圆周运动到C 点,机械能守恒有:222

121C By mv mgL mv =+ ,在最低点有:T-mg=L

m v c 2, 故小球在最低点C 时绳的拉力T=5mg 2、如图所示,光滑水平面上物块A 质量m A =2千克,物块B 与物块C 质量相同m B =m C =1千克,用一轻质弹簧将物块A 与B 连接,现在用力使三个物块靠近,A 、B 间弹簧被压缩,此过程外力做功72焦,然后释放,试问:

(1)当物块B 与C 分离时,B 对C 做功多少?

(2)当弹簧被拉到最长时,物块A 和B 的速度各为多少?

(3)当弹簧被拉到最长后又恢复到原长时,物块A 和B 的速度各为多少?

(4)当弹簧再次被压缩到最短面后又伸长到原长时,物块A 和B 的速度各为多少?

解答: (1)18J

(2)v =2m/s 方向向右

(3)v A =2m/s 方向向左

v B =10m/s 方向向右 (4)v A }=2m/s 方向向左

v B }=10m/s 方向向右 v A }=6m/s 方向向右

v B }=6m/s 方向向左

广州市2019年高中物理力学竞赛辅导资料专题07动量和能量(含解析)

专题07 动量和能量 一、单项选择题(每道题只有一个选项正确) 1、质量为m 、速度为v 的A 球跟质量为3m 的静止B 球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B 球的速度允许有不同的值。则碰撞后B 球的速度可能是( ) A.0.6v B.0.5v C.0.4v D.0.3v 【答案】C 【解析】①若是弹性碰撞,由动量守恒定律和机械能守恒定律可得mv =mv 1+3mv 212mv 2=12mv 2 1+12×3mv 22 得v 1=m -3m m +3m v =-12v ,v 2=2m 4m v =12v 若是完全非弹性碰撞,则mv =4mv ′,v ′=14v 因此14v ≤v B ≤1 2v ,只有C 是可能的。 2、如图所示,在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M 的斜面,斜面表面光滑、高度为h 、倾角为θ。一质量为m (m <M )的小物块以一定的初速度沿水平面向左运动,不计冲上斜面时的机械能损失。如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面的顶端。如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为( ) A.h B.mh m +M C.mh M D.Mh m +M 【答案】D 【解析】斜面固定时,由动能定理得-mgh =0-1 2mv 20 所以v 0=2gh 斜面不固定时,由水平方向动量守恒得mv 0=(M +m )v 由机械能守恒得12mv 20=12(M +m )v 2 +mgh ′解得h ′=M M +m h ,选项D 正确。 3、如图所示,在光滑水平面上停放质量为m 装有弧形槽的小车。现有一质量也为m 的小球以v 0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦),到达某一高度后,小球又返回小车右端,则以下说法不正确的是( )

高中物理竞赛(力学)练习题解

1、(本题20分)如图6所示,宇宙飞船在距火星表面H高度处作匀速圆周运动,火星半径为R 。当飞船运行到P点时,在极短时间内向外侧点喷气,使飞船获得一径向速度,其大小为原来速度的α倍。因α很小,所以飞船新轨道不会与火星表面交会。飞船喷气质量可以不计。 (1)试求飞船新轨道的近火星点A的高度h近和远火星点B的高度h远; (2)设飞船原来的运动速度为v0 ,试计算新轨道的运行周期T 。 2,(20分)有一个摆长为l的摆(摆球可视为质点,摆线的质量不计), 在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O的距离为x处(x<l)的C点有一固 定的钉子,如图所示,当摆摆动时,摆线会受到钉子的阻挡.当l一定 而x取不同值时,阻挡后摆球的运动情况将不同.现将摆拉到位于竖直 线的左方(摆球的高度不超过O点),然后放 手,令其自由摆动,如果摆线被钉子阻挡后,摆球恰巧能够击中钉子,试 求x的最小值. 3,(20分)如图所示,一根长为L的细刚性轻杆的两端分别连结小球a和 b,它们的质量分别为m a 和m b. 杆可绕距 a球为L/4处的水平 定轴O在竖直平面内转动.初始时杆处于竖直位置.小球b几乎 接触桌面.在杆的右边水平桌面上,紧挨着细杆放着一个质量为 m的立方体匀质物块,图中ABCD为过立方体中心且与细杆共面 的截面.现用一水平恒力F作用于 a球上,使之绕O轴逆时针 转动,求当a转过 角时小球b速度的大小.设在此过程中立方 体物块没有发生转动,且小球b与立方体物块始终接触没有分 离.不计一切摩擦. 4、把上端A封闭、下端B开口的玻璃管插入水中,放掉部分空气后 放手,玻璃管可以竖直地浮在水中(如下图).设玻璃管的质量m=40克,横截面积S=2厘米2,水面以上部分的 长度b=1厘米,大气压强P0=105帕斯卡.玻璃管壁厚度不计,管内空气质量不计. (1)求玻璃管内外水面的高度差h. (2)用手拿住玻璃管并缓慢地把它压入水中,当管的A端在水面下超过某一深度时,放手后玻璃管 不浮起.求这个深度. (3)上一小问中,放手后玻璃管的位置是否变化?如何变化?(计算时可认为管内空气的温度不变) 5、一个光滑的圆锥体固定在水平的桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角θ=30°(如右 图).一条长度为l的绳(质量不计),一端的位置固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为 m的小物体(物体可看作质点,绳长小于圆锥体的母线).物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀 速圆周运动(物体和绳在上图中都没画出 ). a O b A B C D F

2012年衢州市高中物理力学竞赛试题(含答案)

2012年衢州市高中物理力学竞赛试题(含答案) 一、不定项选择题(共10小题,50分) 1. 伽利略为了研究自由落体的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,对于这 个研究过程,下列说法正确的是( ) A .斜面实验通过确定小球运动位移和时间关系来证明小球速度与时间成正比 B .斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于测量小球运动的时间 C .通过对斜面实验的观察与计算,直接得到落体运动的规律 D .根据斜面实验结论进行合理的外推,得到落体的运动规律 2. 如图所以,斜面体M 放在粗糙水平面上,物体m 在沿斜面向上力的作用下在光滑 斜面上做下列四种运动,斜面体均保持静止。沿斜面向上匀速运动;沿斜面向上匀加速运动;沿斜面向下匀加速运动;沿斜面向上变加速运动。地面对斜面体M 的摩擦力大小分别为1f F 、2f F 、3f F 、4f F 。则( ) A .1f F 、2f F 、3f F 一定相等,但与4f F 一定不相等 B .1f F 可能与2f F 或3f F 相等 C .2f F 、3f F 一定相等,但与4f F 可能相等 D .1f F 、2f F 、3f F 、4f F 四者一定相等 3.有一种大型游戏机叫“跳楼机”.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m 高处,然后由静止释放.为研究方便,可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2 s 后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4m 高处时速度刚好减小到零.然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.(取g=10m /s2)则( ) A .匀减速运动的时间为4.8s B .匀减速运动的加速度大小为5.0m/s2 C .游客对座椅的最大压力为游客重力的1.25倍 D .游客对座椅的最大压力为游客重力的0.75倍 4.一个质点在竖直平面内运动一周闪光照片如图所示,由图可知( ) A .质点作匀速圆周运动 B .质点作非匀速圆周运动 C .若闪光频率已知可以求出质点运动周期 D .即使闪光频率已知也不能求出质点运动周期 5.一质点只受一个恒力F 作用在xoy 平面内运动,F 大小为2N 。已 知质点运动到A 点的动能为12J ,运动到B 点的动能为7J ,A 、B 两 点的坐标如图所示。则恒力F 与+x 方向的夹角可能为( ) A .023 B .060 C .083 D .0 97 6.如图(俯视图)所示,水平地面上处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为m 的物块上,另一端拴在固定于B 点的本桩上.用弹簧称的光滑挂钩缓慢拉绳,弹簧称始终与地面平行.物块在水平拉力作用下缓慢滑动.当物块滑动至A 位置,∠AOB=120°时,弹簧称的示数为F .则( ) A ,物块与地面间的动摩擦因数为F/mg B .木桩受到绳的拉力始终大于F C .弹簧称的拉力保持不变 D .弹簧称的拉力一直增大 7.a 是放在地球赤道上的物体,b 是近地卫星,c 是地球同步卫星,a 、b 、c 在同一 平面内绕地心做逆时针方向的圆周运动,某时刻,它们运行通过地心的同一直线上,如图甲所示.一段时间后.它们的位置可能是图乙中的 ( ) 第2题图

高中物理竞赛预赛试题分类汇编—力学

全国中学生高中物理竞赛预赛试题分类汇编 力学 第16届预赛题. 1.(15分)一质量为M 的平顶小车,以速度0v 沿水平的光滑轨道作匀速直线运动。现将一质量为m 的小物块无初速地放置在车顶前缘。已知物块和车顶之间的动摩擦系数为μ。 1. 若要求物块不会从车顶后缘掉下,则该车顶最少要多长? 2. 若车顶长度符合1问中的要求,整个过程中摩擦力共做了多少功? 参考解答 1. 物块放到小车上以后,由于摩擦力的作用,当以地面为参考系时,物块将从静止开始加速运动,而小车将做减速运动,若物块到达小车顶后缘时的速度恰好等于小车此时的速度,则物块就刚好不脱落。令v 表示此时的速度,在这个过程中,若以物块和小车为系统,因为水平方向未受外力,所以此方向上动量守恒,即 0()Mv m M v =+ (1) 从能量来看,在上述过程中,物块动能的增量等于摩擦力对物块所做的功,即 2 112 mv mg s μ= (2) 其中1s 为物块移动的距离。小车动能的增量等于摩擦力对小车所做的功,即 22021122 Mv mv mgs μ-=- (3) 其中2s 为小车移动的距离。用l 表示车顶的最小长度,则 21l s s =- (4) 由以上四式,可解得 2 2()Mv l g m M μ=+ (5) 即车顶的长度至少应为20 2() Mv l g m M μ=+。 2.由功能关系可知,摩擦力所做的功等于系统动量的增量,即 22 11()22 W m M v Mv =+- (6) 由(1)、(6)式可得 2 2() mMv W m M =-+ (7) 2.(20分)一个大容器中装有互不相溶的两种液体,它们的密度分别为1ρ和2ρ(12ρρ<)。现让一长为L 、密度为 121 ()2 ρρ+的均匀木棍,竖直地放在上面的液体内,其下端离两液体分界面的距离为

2019年第32届北京市高中力学竞赛决赛试题(word版)含答案

第32届北京市高中力学竞赛竞赛试题 一、填空题(6小题,每小题8分,共48分) 1、按最近新闻报道,科学家观察到了水分子在月球正面的运动。月球表面有水,稀疏的水会与月球表面的土壤或风化层结合,随着每天时间变化,你是否联想到月球表面空间是否存在稀薄的大气? 答:_________________________________________________; 理由:________________________________________________________________。 2、两个基本相同的生鸡蛋A 和B ,左手持A 静止,右手持B 以一定速度碰向A ,碰撞的部位相同,用你学的物理规律判断哪一个蛋破碎的可能性大?___________________; 理由是:__________________________________________________________________________。 3、质点沿半径为R 的圆周运动,通过圆弧的长度s =bt - 2 c t 2,则质点的切向加速度与法向加速度相等的时间为_______________。 4、长为l 的轻杆,两端分别固定小球A 和B ,质量分别为m 和2m ,竖直立于光滑水平面上(如图1所示),由静止释放后,A 落到水平面瞬间速度的大小为_____________,方向为______________。

5、如图2所示,质量相同的两物块A和B,用细线连接起来,A位于光滑水平面上,开始时细线水平拉直,细线中点位于小滑轮上,释放B后,问A先碰到滑轮还是B先碰到竖直壁?答:___________________,理由是____________________________________________________。 6、一艘帆船静止于湖面上,此时无风,船尾安装一风扇,风扇向帆吹风,流行的说法认为船不会向前运动,你仔细想想这说法是否正确?答_______________________,理由是:________________________。 二、计算题(共102分) 7、(16分)如图3所示,长2l的线系住两个相同的小钢球,放在光滑的水平地板上,在线中央有水平恒力F作用于线, 问:(1)钢球第一次相碰时,在与F垂直的方向上钢球对地面的速度多大? (2)经若干次碰撞后,最后两球一直处于接触状态下运动,那么因碰撞而失去的总能量是多少?

(完整版)2017年度全国初中应用物理竞赛试题及答案

2017年度全国初中应用物理竞赛试题 一、单选题:(每题2分,共20分) 1. 录音棚的墙壁通常装有皮质材料的软包,如图所示,这样做的目的是() A. 减弱声音的反射 B. 增强声音的反射 C. 增大声音的响度 D. 提高装饰的效果 2. 如图所示的两个完全一样的陶瓷杯中分别装有半杯刚冲 好的热茶和半杯冷牛奶,如果将他们混合在一起,想尽快做一杯 温度可能低一些的奶茶,以下方法中效果最好的是() A. 将热茶冷却2min ,之后再把冷牛奶倒入热茶杯中 B.把冷牛奶倒入热茶杯中,再冷却2min C. 将热茶冷却2min ,之后再把热茶倒入冷牛奶杯中 D.把热茶倒入冷牛奶杯中,再冷却2min 3. 炎热的夏天,在玻璃杯中装有水和冰块,如图所示,左边杯子里的冰块压着杯底,右边杯子里的冰块漂浮在水面。若不考虑水的蒸发,当两 个杯中的冰块全部熔化时,杯中水面和初始时刻杯中水面 相比() A. 都高于初始时刻杯中的水面 B. 都和初始时刻杯中的水面相平 C. 左侧杯中水面和初始时刻的水面相平,右侧杯中水面高于初始时刻杯中水面 D. 左侧杯中水面高于初始时刻杯中水面,右侧杯中水面和初始时刻的水面相平 4. 小明用塑料吸管喝汽水时发现,松手后原来插入瓶底的吸管会自己上浮,但放在凉开水中却不会,如图所示。对此现象的分析,下列说话中正 确的是() A. 吸管密度小于汽水密度,因此会上浮 B.吸管很细, 由于内部液体表面张丽的作用导致上浮 C. 从汽水中析出的二氧化碳以气泡形式附着在吸管 上,使他们整体所受浮力大于所受重力而上浮 D. 由于吸管内外大气压强的作用,使吸管上浮 5. 小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一 天他把自己的手机拆开,看到一块如图所示的锂电 池。以下是他做出的判断,其中不正确的是() A. 这块电池能提供的电能大约为2.3×104J B.

高中物理竞赛热现象和基本热力学定律

高中物理竞赛——热现象和基本热力学定律 1、平衡态、状态参量 a 、凡是与温度有关的现象均称为热现象,热学是研究热现象的科学。热学研究的对象都是有大量分子组成的宏观物体,通称为热力学系统(简称系统)。当系统的宏观性质不再随时间变化时,这样的状态称为平衡态。 b 、系统处于平衡态时,所有宏观量都具有确定的值,这些确定的值称为状态参量(描述气体的状态参量就是P 、V 和T )。 c 、热力学第零定律(温度存在定律):若两个热力学系统中的任何一个系统都和第三个热力学系统处于热平衡状态,那么,这两个热力学系统也必定处于热平衡。这个定律反映出:处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数,这个状态函数被定义为温度。 2、温度 a 、温度即物体的冷热程度,温度的数值表示法称为温标。典型的温标有摄氏温标t 、华氏温标F (F = 5 9t + 32)和热力学温标T (T = t + 273.15)。 b 、(理想)气体温度的微观解释:K ε = 2 i kT (i 为分子的自由度 = 平动自由度t + 转动自由度r + 振动自由度s 。对单原子分子i = 3 ,“刚性”〈忽略振动,s = 0,但r = 2〉双原子分子i = 5 。对于三个或三个以上的多原子分子,i = 6 。能量按自由度是均分的),所以说温度是物质分子平均动能的标志。 c 、热力学第三定律:热力学零度不可能达到。(结合分子动理论的观点2和温度的微观解释很好理解。) 3、热力学过程 a 、热传递。热传递有三种方式:传导(对长L 、横截面积S 的柱体,Q = K L T T 21-S Δt )、对流和辐射(黑体表面辐射功率J = αT 4) b 、热膨胀。线膨胀Δl = αl 0Δt 【例题3】如图6-5所示,温度为0℃时,两根长度均为L 的、均匀的不同金属棒,密度分别为ρ1和ρ2 ,现膨胀系数分别为α1和α2 ,它们的一端粘合在一起并从A 点悬挂在天花板上,恰好能水平静止。若温度升高到t ℃,仍需它们水平静止平衡,则悬点应该如何调整? 【解说】设A 点距离粘合端x ,则 ρ1(2 L ? x )=ρ2(2 L + x ) ,得:x = ) (2)(L 2121ρ+ρρ-ρ 设膨胀后的长度分别为L 1和L 2 ,而且密度近似处理为不变,则同理有 ρ1(2 L 1 ? x ′)=ρ2 (2 L 2 + x ′) ,得:x ′= ) (2L L 212211ρ+ρρ-ρ 另有线膨胀公式,有 L 1 = L (1 + α1t ),L 2 = L (1 + α2t ) 最后,设调整后的悬点为B ,则AB = x ′? x

北京市高中物理(力学)竞赛第29届(2016)预赛试题与解答

第29届北京市高中力学竞赛预赛试题 一、选择题 1.如图1所示,一斜劈静止于粗糙水平地面上,斜劈倾角为θ,质量为m 的物块在水平力F 作用下沿斜面向上匀速运动。由此可以判断地面对斜劈的摩擦力 A .大小为F ,方向向左; B .大小为F ,方向向右; C .摩擦力大于F ,方向向左; D .摩擦力大于F ,方向向右. 2.质点运动的图如图2所示,由图可知 A .0-t 1段做加速运动; B .t 1-t 2段做加速运动;. C .t 3后做匀速运动; D .t 1时刻速度为0. 3.竖直上抛一个小球,设小球运动过程中所受空气阻力大小恒定,则小球的速度随时间变化的图线可能是图3中的 4.轻质弹簧上端固定在天花板上,用手托住一个挂在弹簧下端的物体,此时弹簧既不伸长也不缩短。如果托住物体的手缓慢下移,直到移去手后物体保持静止。在此过程中 A .物体的重力势能的减小量大于弹簧的弹性势能的增加量; B .物体的重力势能的减小量等于弹簧的弹性势能的增加量; C .物体的重力势能的减小量小于弹簧的弹性势能的增加量; D .物体和弹簧组成的系统机械能守恒 5.质点做匀速圆周运动,所受向心力F 与半径R 的关系图线如图4所示,关于 a 、 b 、 c 、 d 四条图线可能正确的是 A .a 表示速度一定时,F 与R 的关系; B .b 表示角速度一定时,F 与R 的关系; C .c 表示角速度一定时,F 与R 的关系; D .d 表示速度一定时,F 与R 的关系. 6.登月舱在接近月球时减速下降,当距离月球表面5.0m 时,关闭发动机,此时下降的速度为0.2m/s ,则登月舱落到月球表面时的速度大小约为(月球表面处的引力加速度为1.6m/s 2) A .2.0m/s B .3.0m/s C .4.0m/s D .5.0m/s 7.从高处水平抛出一个小球,初速度为v 0,小球落地时速度为v ,不计空气阻力,则小球在空中飞行的时间为 A .v -v 0g B .v 2-v 022g C .v 2-v 02 g D .v 2-v 022g

全国初中物理竞赛试题和答案解析

2014年第二十四届初中应用物理竞赛(巨人杯)试题 一、本题共10小题,每小题2分,共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置,一般 为凸面镜。正常情况下,坐在驾驶员位置的人通过左侧 观后镜应该看见如图1甲所示的效果。在某次准备驾车 外出前,坐在驾驶员位置的王师傅发现,从左侧观后镜 中看到的是如图1乙所示的情景。为确保行驶安全,左 侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作() 2.“元旦文艺会演”时,物理老师和电工师傅合作给同学们表 演了一个“不怕电”的节目(注意:因该节目有危险,同学们 切勿模仿)。首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到 一标有“PZ220 100”的灯泡(如图3甲所示)的接线柱C、 D上,闭合开关,灯泡正常发光。随后,电工师傅断开开关取 下灯泡,物理老师站到干燥的木凳上,左、手两手分别抓住两 导线接头A、B(如图3乙所示),此时电工师傅闭合开关,用 测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤,发现测电 笔的氖管均发光,而在这一过程中,物理老师依然谈笑自如。 对以上现象的解释,你认为下列说法中正确的是() A.物理老师有“特异功能”,确实不怕电 B.物理老师的双手戴着绝缘手套 C.在人、灯替换的过程中,电源的零线被断开了 D.在人、灯替换的过程中,电源的火线被断开了 3.图4甲为一把手工的锯条,图4乙为正对着锯齿看的效 果,发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧,而不在一 个平面上。其原因是() A.将锯齿做成这样的形状后,容易将锯齿打磨得更锋利 B.将锯齿做成这样的形状后,锯条承受撞击能力更强 C.锯条用得太久,锯齿被撞歪了 D.将锯齿做成这样的形状后,可以使锯口加宽,减小被锯物体对锯条的摩擦力 4.“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时,没有使用降落伞,是因为() A.月球表面非常松软,不需要使用降落伞减速 B.距离月球表面太近,用降落伞来不及减速 C.月球表面附近没有大气,降落伞无法起到减速的作用 D.“嫦娥三号”质量太大,不易制作足够大的降落伞

北京市高中物理(力学)竞赛第30届(2017)决赛试题与解答

第30届北京市高中力学竞赛决赛试题 一、填空题 1.观察火箭的发射,火箭单位时间内喷出质量为ρ的燃料,喷出燃料相对于火箭的速度为u ,ρ、u 不变。随着火箭上升的速度不断变大,火箭所受推力的大小变化情况是, 理由是。 2.男子花样滑冰中的一个高难动作是:跳起,空中旋转4周落下。解说员说,这需要滑行速度足够大,使运动员惯性大才能完成转4周。你对这说法的评论是 。 3.以初速度v 0竖直上抛一物体,物体所受空气阻力与速度成正比。试画出物体从抛出到落回原地过程中的速度——时间图线。(要求体现上升下降两段运动特点即可) 4.细线绕在半径为R 的定滑轮上,线的一端吊一物体,物体释放后下降的距离满足的规律是h =12 at 2, a 为加速度,t 时刻滑轮边缘一点加速度的大小是。 5.小球A 沿光滑水平面自西向东运动,与一同样质量的静止小球B 发生完全弹性碰撞,后A 球运动方向为东偏北θ1角,B 球运动方向为东偏南θ2角,θ1与θ2的关系为。解题方程为。 6.倾角为θ,高为h 的斜面顶端放置一小细钢环,钢环释放后沿斜面无滑滚下,钢环与水平地面的碰撞是完全弹性的,钢环弹起的高度为,解题方程为。 二、计算题 7.如图1所示,滑轮上绕一不可伸长的绳,绳上悬一轻质弹簧,弹性系数为k , 弹簧另一端挂一质量为m 的物体.当滑轮以匀角速度转动时,物体以匀速v 0下降.若将 滑轮突然停住,试求弹簧的最大伸长及最大拉力是多少? 8.质量为m 0的卡车上载一质量为m 的木箱,以速度v 沿平直路面行驶,因故 突然刹车,车轮立即停止转动,卡车滑行一定距离后静止,木箱在卡车上相对于卡 车滑行了 l 距离,卡车滑行的距离为L 。己知木箱与卡车间的滑动摩擦系数为μ1,卡 车轮和地面的每 动摩擦系数为μ2。 (1)如果L 和l 已知,试分别以木箱、卡车和地面为参考系讨 论木箱和卡车间 的摩擦力f 、f ′,所做的功及其做功之和,试说明摩擦力做功的特点。 (2)求L 和l 。 9.物理科学是实验科学,通过观察、归纳,然后猜想演绎最后实验验证。开普勒观察归纳总结出开普勒三 定律,请你由此出发将地球绕太阳运动简化为圆周运动,用牛顿定律猜测推理出万有引力大小正比于1R 2 。(R 是太阳中心到地球中心的距离)

2014年全国初中物理竞赛试题及答案

2014年全国初中物理竞赛试题及答案

2014年第二十四届初中应用物理竞赛试题 试卷总分:120分时间:120分钟 启用前----绝密 一、本题共10小题,每小题2分,共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.汽车的观后镜是用来观察车后 路面情况的装置,一般为凸面 镜。正常情况下,坐在驾驶 员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图1甲 所示的效果。在某次准备驾车外出前,坐在驾驶员位置的王师傅发现,从左侧观后镜中看到的是如图1乙所示的情景。为确保行驶安全,左侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作 0 0 &鬥 比佝外卑转m 向内庭转 c.向拆庭转m 向F庭转 阻2 2.“元旦文艺会演”时,物理老师和电工师傅合 作给同学们表演了一个“不怕电” 的节目(注意:因该节目有危险,同学们切勿模

仿)。首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“ PZ220 100”的灯泡(如图3 甲所示)的接线柱C、D上,闭合开关,灯泡正常发光。随后,电工师傅断开开关取下灯泡,物理老师站到干燥的木凳上,左、手两手分别抓住两导线接头A、B (如图3乙所示),此时电工师傅闭合开关,用测电笔分别测试导线接头A、B 及物理老师的皮肤,发现测电笔的氖管均发光,而在这一过程中,物理老师依然谈笑自如。对以上现象的解释,你认为下列说法中正确的是() A ?物理老师有“特异功能”,确实不怕电 B.物理老师的双手戴着绝缘手套 C .在人、灯替换的过程中,电源的零线被断开了 D .在人、灯替换的过程中,电源的火线被断开了单空 3?图4甲为一把手工的锯条,图4乙紬 为正对着锯齿看的效果,发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧,而不在一个平面上。其原因是()

20高中物理竞赛力学题集锦

全国中学生物理竞赛集锦(力学) 第21届预赛(2004.9.5) 二、(15分)质量分别为m 1和m 2的两个小物块用轻绳连结,绳跨过位于倾角α =30?的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴之间的磨擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示。第一次,m 1悬空,m 2放在斜面上,用t 表示m 2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间。第二次,将m 1和m 2位置互换,使m 2悬空,m 1放在斜面上,发现m 1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为t/3。求m l 与m 2之比。 七、(15分)如图所示,B 是质量为m B 、半径为R 的光滑半球形碗,放在光滑的水平桌面上。A 是质为m A 的细长直杆,被固定的光滑套管C 约束在竖直方向,A 可自由上下运动。碗和杆的质量关系为:m B =2m A 。初始时,A 杆 被握住,使其下端正好与碗的半球面 的上边缘接触(如图)。然后从静止 开始释放A ,A 、B 便开始运动。设A 杆的位置用θ 表示,θ 为碗面的球心 O 至A 杆下端与球面接触点的连线方 向和竖直方向之间的夹角。求A 与B 速度的大小(表示成θ 的函数)。 九、(18分)如图所示,定滑轮B 、C 与动滑轮D 组成一滑轮组,各滑轮与转轴间的摩擦、滑轮的质量均不计。在动滑轮D 上,悬挂有砝码托盘A ,跨过滑轮组的不可伸长的轻线的两端各挂有砝码2和3。一根用轻线(图中穿过弹簧的那条坚直线)拴住的压缩轻弹簧竖直放置在托盘底上,弹簧的下端与托盘底固连,上端放有砝码1(两者未粘连)。已加三个砝码和砝码托盘的质量都是m ,弹簧的劲度系数为k ,压缩量为l 0,整个系统处在静止状态。现突然烧断栓住弹簧的轻线,弹簧便伸长,并推动砝码1向上运动,直到砝码1与弹簧分离。假设砝码1在以后的运动过程中不会与托盘的顶部相碰。求砝码1从与弹簧分离至再次接触经历的时间。 第21届复赛 二、(20分) 两颗人造卫星绕地球沿同一椭圆轨道同向运动,它们通过轨道上同一点的时间相差半个周期.已知轨道近地点离地心的距离是地球半径R 的2倍,卫星通过近地点时的速度R GM 43=v ,式中M 为地球质量,G 为引力常量.卫 星上装有同样的角度测量仪,可测出卫星与任意两点的两条连线之间的夹角.试设计一种测量方案,利用这两个测量仪测定太空中某星体与地心在某时刻的距离.(最后结果要求用测得量和地球半径R 表示) 六、(20分)如图所示,三个质量都是m 的刚性小球A 、B 、C 位于光滑的水平桌面上 (图中纸面),A 、B 之间,B 、C 之间分别用刚性轻杆相连,杆与A 、B 、C 的各连接处皆为“铰链式”的(不能对小球产生垂直于杆方向的作用力).已知杆AB 与BC 的 夹角为π-α ,α < π/2.DE 为固定在桌面上一块挡板,它与AB 连线方向垂直.现令 A 、 B 、 C 一起以共同的速度v 沿平行于AB 连线方向向DE 运动,已知在C 与挡板碰撞过程中C 与挡板之间无摩擦力作用,求碰撞时当C 沿垂直于DE 方向的速度由v 变为0这一极短时间内挡板对C 的冲量的大小. 第二十届预赛(2003年9月5日) 五、(20分)有一个摆长为l 的摆(摆球可视为质点,摆线的质量不计),在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O 的距离为x 处(x <l )的C 点有一固定的钉子,如图所示,当摆摆动时,摆线会受到钉子的阻挡.当l 一定而x 取不同值时,阻挡后摆球的运动情况将不同.现将摆拉到位于竖直线的左方(摆球的高度不超过O 点),然后放手,令其自由摆动,如果摆线被钉子阻挡后,摆球恰巧能够击中钉子,试求x 的最小值. 六、(20分)质量为M 的运动员手持一质量为 m 的物块,以速率v 0沿与水平面成a 角的方向向前跳跃(如图) .为了能跳得更远一点,运动员可在跳远全过程中的某一位置处, A B C π-α D E

全国高中物理力学竞赛试题卷(部分)

20XX 年全国高中物理力学竞赛试题卷(部分) 考生须知:时间150分钟,g取10m/s2(题号带25的题今年不要求, 题号带△的题普通中学做) 单选题(每题5分) △1.如图所示,一物体以一定的初速度沿水平面由A 点滑到B 点,摩 擦力做功为W1;若该物体从M 点沿两斜面滑到N ,摩擦力做的总功 为W2。已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同,则:A .W1=W2 B .W1<W2 C .W1>W2 D .无法确定 △2.下面是一位科学家的墓志铭:爵士安葬在这里。他以超乎常人的智力第一个证明了行星的运动与形状、彗星的轨道和海洋的潮汐。他孜孜不倦地研究光线的各种不同的折射角,颜色所产生的种种性质。对于自然、历史和圣经,他是一个勤勉、敏锐的诠释者。让人类欢呼,曾经存在过这样一位伟大的人类之光。这位科学家是:A .开普勒 B .牛顿 C .伽利略 D .卡文迪许 3.20XX 年3月25日,北京时间22时15分,我国在酒泉卫星发射中心成功发射了一艘正样无人飞船,除航天员没有上之外,飞船技术状态与载人状态完全一致。它标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展,为不久的将来把中国航天员送上太空打下了坚实的基础。这飞船是A .北斗导航卫星 B .海洋一号 C .风云一号D 星 D .神舟三号 4.如图所示,有一箱装得很满的土豆,以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动,不计其它外力及空气阻力,则中间一质量为m的土豆A 受到其它土豆对它的总作用 力大小应是:A .μmg B .mg 21μ+ C .mg 21μ- D .mg 12-μ 5.如图所示,B 、C 、D 、E 、F 五个球并排放置在光滑的水平面上,B 、C 、D 、E 四 个球质量相同,均为m=2kg ,A 球质量等于F 球质量,均为m=1kg , 现在A 球以速度v0向B 球运动,所发生的碰撞均为弹性碰撞,则 碰撞之后:A .五个球静止,一个球运动 B. 四个球静止,二个球运动 C .三个球静止,三个球运动 D .六个球都运动 6.一物体原来静置于光滑的水平面上。现对物体同时施加两个方向水平、互成120°角的等大的力,作用时间为t ,物体的瞬时速度大小为v ;之后,撤去其中一个力,并保持另一力大小方向不变,再经时间t ,物体的瞬时速度大小为:A .2v B .3v C .22v D .33v 7.科学家们使两个被加速后的带正电的重离子沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞,试图用此模拟宇宙大爆炸初期的情境。为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有:A .相同的速率 B .相同大小的动量 C .相同的动能 D .相同的质量 填空题(每空10分) △8.上海外滩气象信息台需要整体移位,施工人员将信息台与地面脱离后,在信息台与地面之间铺上石英砂,用四个液压机水平顶推。已知信息台质量为4×105kg ,假设信息台与地面之间的动摩擦因数为0.2,

高中物理竞赛辅导讲义 静力学

高中物理竞赛辅导讲义 第1篇 静力学 【知识梳理】 一、力和力矩 1.力与力系 (1)力:物体间的的相互作用 (2)力系:作用在物体上的一群力 ①共点力系 ②平行力系 ③力偶 2.重力和重心 (1)重力:地球对物体的引力(物体各部分所受引力的合力) (2)重心:重力的等效作用点(在地面附近重心与质心重合) 3.力矩 (1)力的作用线:力的方向所在的直线 (2)力臂:转动轴到力的作用线的距离 (3)力矩 ①大小:力矩=力×力臂,M =FL ②方向:右手螺旋法则确定。 右手握住转动轴,四指指向转动方向,母指指向就是力矩的方向。 ③矢量表达形式:M r F =? (矢量的叉乘),||||||sin M r F θ=? 。 4.力偶矩 (1)力偶:一对大小相等、方向相反但不共线的力。 (2)力偶臂:两力作用线间的距离。 (3)力偶矩:力和力偶臂的乘积。 二、物体平衡条件 1.共点力系作用下物体平衡条件: 合外力为零。 (1)直角坐标下的分量表示 ΣF ix = 0,ΣF iy = 0,ΣF iz = 0 (2)矢量表示 各个力矢量首尾相接必形成封闭折线。 (3)三力平衡特性 ①三力必共面、共点;②三个力矢量构成封闭三角形。 2.有固定转动轴物体的平衡条件:

3.一般物体的平衡条件: (1)合外力为零。 (2)合力矩为零。 4.摩擦角及其应用 (1)摩擦力 ①滑动摩擦力:f k = μk N(μk-动摩擦因数) ②静摩擦力:f s ≤μs N(μs-静摩擦因数) ③滑动摩擦力方向:与相对运动方向相反 (2)摩擦角:正压力与正压力和摩擦力的合力之间夹角。 ①滑动摩擦角:tanθk=μ ②最大静摩擦角:tanθsm=μ ③静摩擦角:θs≤θsm (3)自锁现象 三、平衡的种类 1.稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使之回到平衡位置,这样的平衡叫稳定平衡。2.不稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使它的偏离继续增大,这样的平衡叫不稳定平衡。 3.随遇平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,它所受的力或力矩不发生变化,它能在新的位置上再次平衡,这样的平衡叫随遇平衡。 【例题选讲】 1.如图所示,两相同的光滑球分别用等长绳子悬于同一点,此两球同时又支撑着一个等重、等大的光滑球而处于平衡状态,求图中α(悬线与竖直线的夹角)与β(球心连线与竖直线的夹角)的关系。 面圆柱体不致分开,则圆弧曲面的半径R最大是多少?(所有摩擦均不计) R

高中物理竞赛训练题 - 《静力学》奥赛试题

2003年高一物理奥赛培训系列练习 第一讲 共点力的处理 班次 姓名 得分 1、(本题20分)如图1所示,一根重8牛顿的均质直棒 AB ,其A 端用悬线悬挂在O 点,现用F = 6牛顿的水平 恒力作用于B 端,当达到静止平衡后,试求:(1)悬绳 与竖直方向的夹角α;(2)直棒与水平方向的夹角β。 2、(本题10分)均质铁链如图2悬挂在天花板上,已知悬挂处的铁链的切线与天花板的夹角为θ,而铁链总重为G, 试求铁链最底处的张力。 3、(本题20分)如图3所示,两不计大小的定滑轮被等高地固定在天花板上,跨过滑轮的轻绳悬挂三部分重物。A 、B 部分的重量是固定的,分别是A G = 3牛顿和B G = 5牛顿,C G 则可以调节大小。设绳足够长,试求能维持系统静止平衡的C G 取值范围。 图 2 θ 图1 F O A B αβA B C 图 3

4、(本题10分)如图4所示,被固定在竖直平面的大环半径为R , 另有一质量为m 的光滑小环套在大环上,并通过劲度系数为K、自由长度为L ( L < 2R )的轻质弹簧系在大环的顶点A 。试求小环静止平衡时弹簧与竖直方向的夹角θ。 5、(本题20分)如图5所示,均质杆AB置于互相垂直的两斜面上,杆两端与斜面摩擦系数均为μ,右边斜面的倾角为α。试求:平衡时,杆与斜面AC的夹角θ的可取值范围。 6、(本题20分)图6的系统中,所有接触面均粗糙,B静止 在C上,而A沿C匀速下滑,且α<β,试判断地面对C的 摩擦力大小情况、地面对C的支持力与ABC三者重力之和的 关系。 θ A m 图 4 A B α  90-α θ 图 5 A B C αβ 图 6

全国中学生高中物理竞赛集锦(力学)答案

全国中学生物理竞赛集锦(力学)答案 第21届预赛(2020.9.5) 二、第一次,小物块受力情况如图所示,设T 1为绳中张力,a 1为两物块加速度的大小,l 为斜面长,则有 1111 m g T m a -= (1) 1221 sin T m g m a α-= (2) 2 11 2 l a t = (3) 第二次,m 1与m 2交换位置.设绳中张力为T 2,两物块加速度的大小为a 2,则有 2222m g T m a -= (4) 2112sin T m g m a α-= (5) 2 2123t l a ?? = ??? (6) 由(1)、(2)式注意到α =30?得 12 11222() m m a g m m -= + (7) 由(4)、(5)式注意到α =30?得 21 21222() m m a g m m -= + (8) 由(3)、(6)式得 2 19 a a = (9) 由(7)、(8)、(9)式可解得

1211 19 m m = (10) 评分标准:本题15分,(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)式各2分,求得(10)式再给3分。 七、由题设条件知,若从地面参考系观测,则任何时刻,A 沿竖直方向运动,设其速度为v A ,B 沿水平方向运动,设其速度为v B ,若以B 为参考系,从B 观测,则A 杆保持在竖直方向,它与碗的接触点在碗面内作半径为R 的圆周运动,速度的方向与圆周相切,设其速度为V A 。杆相对地 面的速度是杆相对碗的速度与碗相对地面的速度的合速度,速度合成的矢量图如图中的平行四边形所示。由图得 A A sin V v θ= (1) B A cos V v θ= (2) 因而 B A cot v v θ= (3) 由能量守恒 A 22 B B A A 12 1cos 2m gR m v m v θ=+ (4) 由(3)、(4)两式及m B =2m A 得 A 22cos sin 1cos gR v θ θ θ =+ (5) B 2 2cos cos 1cos gR v θ θ θ =+ (6) 评分标准: 本题(15)分.(1)、(2)式各3分,(4)式5分,(5)、(6)两式各2分。 九、设从烧断线到砝码1与弹簧分离经历的时间为△t ,在这段时间内,各砝码和砝码 图1

高中物理竞赛力学练习题解

1、(本题20分)如图6所示,宇宙飞船在距火星表面H 高度处作匀速圆周运动,火星半径为R 。当飞船运行到P 点时,在极短时间内向外侧点喷气,使飞船获得一径向速度,其大小为原来速度的α倍。因α很小,所以飞船新轨道不会与火星表面交会。飞船喷气质量 可 以 不 计 。 (1)试求飞船新轨道的近火星点A 的高度h 近和远火星点B 的高度h 远 ; (2)设飞船原来的运动速度为v 0 ,试计算新轨道的运行周期T 。 2,(20分)有一个摆长为l 的摆(摆球可视为质点,摆线的质量不计),在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O 的距离为x 处(x <l )的C 点有一固定的钉子,如图所示,当摆摆动时,摆线会受到钉子的阻挡.当l 一定而x 取不同值时,阻挡后摆球的运动情况将不同.现将摆拉到位于竖直线的左方(摆球的高度不超过O 点),然后放 手,令其自由摆动,如果摆线被钉子阻挡后,摆球恰巧能够击中钉子,试求x 的最小值. 3,(20分)如图所示,一根长为L 的细刚性轻杆的两端分别连结小球a 和b ,它们的质量分别为m a 和 m b . 杆可绕距a 球为L/4处的水平定轴O 在竖直平面内转动.初始时杆处于竖直位置.小球b 几乎接触桌面.在杆的右边水平桌面上,紧挨着细杆放着一个质量为m 的立方体匀质物块,图中ABCD 为过立方体中心且与细杆共面的截面.现用一水平恒力F 作用于a 球上,使之绕O 轴逆时针转动, 求当a 转过 角时小球b 速度的大小.设在此过程中立方体物块没有发生转动,且小球b 与立方体物块始终接触没有分离.不计一切摩擦. 4、把上端A 封闭、下端B 开口的玻璃管插入水中,放掉部分空气后放手,玻璃管可以竖直地 浮在水中(如下图).设玻璃管的质量m=40克,横截面积S=2厘米2,水面以上部分的长度b=1 厘米,大气压强P 0=105帕斯卡.玻璃管壁厚度不计,管内空气质量不计. (1)求玻璃管内外水面的高度差h. (2)用手拿住玻璃管并缓慢地把它压入水中,当管的A 端在水面下超过某一深度时,放手后玻璃管不浮起.求这个深度. a O b A B C D F

2012年全国高中物理力学竞赛试题卷(部分)百度文库

2012年全国高中物理力学竞赛试题卷(部分) 考生须知:时间150分钟,g取10m/s2(, 题号带△的题普通中学做) 一. 单选题(每题5分) △1.如图所示,一物体以一定的初速度沿水平面由A 点滑到 B 点,摩擦力做功为W 1;若该物体从M 点沿两斜面滑到N ,摩 擦力做的总功为W 2。已知物体与各接触面的动摩擦因数均相 同,则: A .W 1=W 2 B .W 1<W 2 C .W 1>W 2 D .无法确定 △2.下面是一位科学家的墓志铭: 爵士安葬在这里。他以超乎常人的智力第一个证明了行星的运动与形状、彗星的轨道和海洋的潮汐。他孜孜不倦地研究光线的各种不同的折射角,颜色所产生的种种性质。对于自然、历史和圣经,他是一个勤勉、敏锐的诠释者。让人类欢呼,曾经存在过这样一位伟大的人类之光。这位科学家是: A .开普勒 B .牛顿 C .伽利略 D .卡文迪许 3.2002年3月25日,北京时间22时15分,我国在酒泉卫星发射中心成功发射了一艘正样无人飞船,除航天员没有上之外,飞船技术状态与载人状态完全一致。它标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展,为不久的将来把中国航天员送上太空打下了坚实的基础。这飞船是 A .北斗导航卫星 B .海洋一号 C .风云一号 D 星 D .神舟三号 4.如图所示,有一箱装得很满的土豆,以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动,不计其它外力及空气阻力,则中间一质量为m的土豆A 受到 其它土豆对它的总作用力大小应是: A .μmg B .mg 21μ+ C .mg 21μ- D .mg 12-μ B 、 C 、 D 、 E 、 F 五个球并排放置在光滑的水平 面上,B 、C 、D 、E 四个球质量相同,均为m=2kg ,A 球质量 等于F 球质量,均为m=1kg ,现在A 球以速度v 0向B 球运动, 所发生的碰撞均为弹性碰撞,则碰撞之后: A .五个球静止,一个球运动 B. 四个球静止,二个球运动 C .三个球静止,三个球运动 D .六个球都运动 6.一物体原来静置于光滑的水平面上。现对物体同时施加两个方向水平、互成120°角的等大的力,作用时间为t ,物体的瞬时速度大小为v ;之后,撤去其中一个力,并保持另一力大小方向不变,再经时间t ,物体的瞬时速度大小为: A .2v B .3v C .22v D .33v 试图用此模拟宇宙大爆炸初期的情境。为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有:

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