物理竞赛辅导-力学(08简)ppt课件

宋敏，第25届非物理a组大学生物理竞赛将于2008年12月14日(星期日)下午2点至4点在清华大学举行。 一、命题原则提高学生的能力，考察学生在课堂上学到的基础知识的掌握，同时考察学生的自学能力、运用知识解决问题的能力。 因此，命题不拘泥于教育大纲，也不受教材的限制，不会出现偏重问题和麻烦问题。 宋敏，1、最近几年获诺贝尔物理学奖项名(1999年16次，1988年5次) 2、嫦娥一号奔月，神州七号发射成功，三大问题：满分120分，一、填空问题(112题):每天2分，48分，二、算数问题(1316题):13分，三、算数问题(17，18题，19 ) 标题类型：步骤点、宋敏、力学、质点力学、刚体力学、20-30分钟、闭卷、参考书：赵凯华力学、宋敏、一、描述质点(或刚体)运动的物理量、剂量(平面运动)角量(圆运动)、位向量、角位置、位移、角位移、速度、角速度、角加速度、宋敏、运动学两类问题：1 ) 已知的a(t )，2 )已知的a(v) (3)已知的a(x )，(1)已知的运动方程，求解质点的速度和加速度，(2)已知的速度(或加速度)，求解运动方程(或速度)，宋敏，质点(刚体)动力学，基础：牛顿三定律，演绎：力的时间累积，力的空间累积，动量和角动量定理， 动能定理，宋敏，二，质点或刚体的动力学方程，1，(质点)牛顿的第二定律，通常应用其成分形式，2，(刚体轴旋转)旋转定律：3 .刚体的平面平行运动，如转动：绕重心平移重心的旋转，宋敏，三，(两体)相对运动：非常习系？ 惯性系？ 质心系统，1，非常习性系统，考虑惯性力：3，质心系统：2，常习性系统：宋敏，4，3大守恒定律，(1)，动量定理和动量守恒定律：1，动量定理：2，动量守恒定律：常习性系统：外力零，质量变化问题：宋敏，(2)，功能关系，机械能守恒定律，1，动能定理，3， 机械能守恒定律，重力势，弹性势2 .系统的功能原理：变力功能，宋敏，(三)，角动量和角动量守恒定律，2，角动量定理，3，角动量守恒定律，合力矩为零，1，角动量，质点：刚体：宋敏，12，培养综合解题能力， “翻译”是一个有物理意义的数学公式，1 )正好做圆运动，仅靠重力提供向心力、绳子，维持接触的接触距离，杠杆正好从圆运动、宋敏、13、4 )两板中拔出板子，6)m2刚抬起，N=0，T=m2g，5 )两物体相对不滑，7 )弹簧3 )摩擦系数的讨论，宋敏，1a :作为直线运动的质点，在t0时，沿着x轴方向的速度为vx=ax，其中，a为零常数，在t=0时，质点位于x0的位置已知这里，质点运动中的加速度ax与位置x的函数关系为ax=，质点位置x与时间t的函数关系为x=，1.2.2， 根据15次-1、问题类型1 :宋敏、22次-2、1b:t=0时振子的位置x0和速度v0，能够确定临界衰减振动(式中为已知量)中的未定常数A1、A2，在_ t=0时，振子的加速度为a0=、宋敏、1c，从空气中垂直落下的物体受到的空气阻力f为空气的密度、物体的有效性这里，c是电阻系数，一般在0.20.5之间，=1.2kg/m3，物体落下经过一定时间后，这被称为终极速度。 质量为80公斤，有效横截面积为0.6m2的某人从高空跳下，他落下的终极速度v终于为=km/hr (公里/小时)，1.2.5，16次-1，宋敏，1d，半径r的球在空气中降低速度v时，受到的空气阻力为f(v)=3.110-4rv 0.87r2v2半径为2mm的雨滴在着陆过程中能够达到的最大速度(即精加工速度)为ms-1、1.2.6、14次-2、宋敏、2a、倾斜角的斜面，放置在光滑的桌子上，两者的摩擦系数为(111100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 斜角的固定斜面上有垂直于斜面的固定光滑的细棒，长度l、质线密度均匀的细绳平放在斜面上，细绳的长度方向垂直于斜面的底边，下端不接触斜面的底边。 绳子的上端绕过细棒连接质量m的小球，小球接近细棒，绳子、小球和斜面之间的摩擦系数相同，其数值等于tg/2，系统开始时静止。 (1)之后，如果球能够沿着斜面下降，则求出球质量m可取值，赋予其下限值m0、17次-15、1.3.8、宋敏，(2)球质量为(1)问题中的m0，将球因干扰而下降，与绳索是否甩开细棒无关地球下降的x0时刻环上最低点的加速度的大小为_ _，(R2t2 )最高点的加速度的大小为_ _ _ _的解：滚动可视为重心的平移和绕重心的旋转为、a、c、b、ac、对接地点a、瞬时速度和切线加速度为0、18次-8、2.2.10、对b点、宋敏、41、 11a :一个人用棒子(长度为l )撞击岩石的方法折断棒子，因此他想用手握住棒子的一端，使棒子的这一端无位移地旋转，希望在棒子撞击岩石的瞬间，手受到的冲击力最小，打棒子的哪个点，11b :质量m，长度为l的均匀的细棒子OP，以一端o为中心垂直现在，使该杆从水平状态自由下降，(1)将细杆摆动到角位置时旋转角速度和旋转角加速度(=90时，旋转轴对细杆施加的支承力N=()、9次-1、2.1.3、14次-1、2.2.8、宋敏、42、12a :质量m、半径r的均质的圆板静止在光滑的水平面上， 在极短时间内受到水平冲击量I时，圆板的中心o点以速度v0=_，圆板以o点的垂直轴为中心旋转角速度=_，o、r/2、22次-1，解：能够分解为图心的运动图心周围的旋转，图心的运动量定理，角动量定理，宋敏，43， 12BB :单一刚性质量m不旋转而是垂直自由落下，图中的水平虚线对应于穿过刚性体的唯一最下点P1的水平切断平面，图中的纵值虚线P1P2对应于穿过P1点的垂直线，c是刚性体的质心。 若设为c与P1P2的距离d、刚体对c的惯性矩Ic、Icmd2，则可知刚体与地面在弹性碰撞中没有水平摩擦力，求出刚体与地面碰撞后弹跳时的重心速度和角速度。19次-18、宋敏、44、13 :图像平滑的水平面上有半径为r的固定圆环，长度为2l的均匀细棒AB以中心的c点为中心旋转，c点靠近圆环，没有初始速度。 可知，假设细棒不相对滑动就可以在圆环的外侧旋转，细棒与圆环之间的摩擦系数在任何地方都相同，直到细棒的b端与圆环接触并相互分离为止，并求出的值的范围。 22回-18，a，b，c，宋敏，45， 14a、质量m的小圆环嵌入长度为l、质量m的光滑棒AB，棒能够以其a端的固定轴为中心在水平面上自由旋转，开始时棒的旋转角速度为0，小环位于a点，小环受到微小的干扰后，沿棒向外滑动，小环从棒脱离时的速度(方向以与棒的角度表示) 求出的2.3.4，5，5次(上海)2，问题模型3-3，质点刚体综合动力学问题，宋敏，46，14 b，有质量m的均质细棒，放置在光滑的水平面上，绕通过棒中心o点的光滑的固定垂直轴旋转，初期棒静止，与棒同质量的小球沿着与棒垂直的速度v飞来，棒的端部(1)定量分析系统碰撞后的运动状态(2)拆下固定轴后，杆的中点不固定，求出碰撞后的系统的运动状态。2.3.6，16次-11，o，宋敏，47，14c，在光滑的水平台上整齐排列着组长为l，质量为m的均匀细棒，棒之间的距离足够大，现在质量为m的小球以垂直于棒的速度v0与细棒的一端弹性碰撞，随着细棒的旋转， 该棒的另一端与小球弹性碰撞，然后小球陆续与第二棒、第三棒、碰撞，询问M/m值时，m、2.3.7、动能守恒、动量守恒、4次-3(1)、宋敏、48、15、长度l、质量m的均质重梯的上端a平滑质量也是m胖的男人从b端慢慢地爬上梯子，到达梯子的中点时，梯子还不滑，但是过了中点，梯子就滑了。 因此，梯子和地面之间的摩擦系数=_。 换成质量为2M/3的瘦男性的话，为了不让梯子滑下去，从b侧慢慢爬上梯子，最高位置离b侧有_距离。 23次-4，a :宋敏，题型4，行星运动，1，开普勒定律，2，行星轨道运动：v1，v2，r-，r :a，c，b，宋敏，e到行星轨道类型：宋敏，3，宇宙速度：1 )，第一宇宙速度：2 )，第二宇宙速度：宋敏，16a，质量m质点不动， 由于其万有引力，质量m的质点以m为中心进行半径r的圆周运动，以圆轨道上的p点为基准点，在图中的1处，m受到的万有引力相对于p点的矩为_ _ _，m相对于p点的角动量为_ _ _。 在图中的2处，m受到的万有引力对于p点的矩为_ _，m对于p点的角动量为_ _。 1.2.19，15次-4，例如：行星，人造卫星运动，p，2，1，m，宋敏，16b，人造卫星绕地球运动，由于受到空气摩擦阻力，人造卫星的速度和轨道半径如何变化？ (d)a )速度减小，半径增大的b )速度减小，半径减小的c )速度增大，半径增大的d )速度增大，半径减小。 1.1.16、宋敏、16c、哈雷彗星周期为76年，距太阳最近的距离为8.91010m，距太阳最远的距离是地球平均轨道的_倍。 已知地球的平均轨道半径为14.951010m。 1.2.20，13次-9，宋敏，17a，行星原本是围绕恒星s做圆周运动的。 如果s在短时间内爆炸，由于射流的作用，质量减少到原来的倍，那么行星立刻进入椭圆轨道，围绕s运行，该椭圆轨道的偏心率e .20次- 18，1.3.16，17 b，火箭在围绕地球运行的椭圆轨道上运动，为了进入逃逸轨道，需要增加能量只有当此次点火在轨道_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _方向上时，所需v才是最小的。 21次-1、宋敏、17c、m卫星绕m、r大星进行半径为2R的圆周运动。 远处飞来2米，速度小的流星，正好沿着卫星的运动方向跟上卫星，与卫星猛烈撞击，造就了新星。 (1)用计算表示新星的运动轨道类型，计算轨道的偏心率e (2)流星向卫星速度的相反方向冲撞时，计算偏心率，判断新星能否冲撞大星m。 21次-13，v1，v，m，2m，m，r，宋敏，57， 18a :理想流体的伯努利方程式是在水平放置的圆筒桶中加水的高度为h，上部开口，桶侧面的底部有小孔，在小孔中水的流速v=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，19次-4，问题型五，流体动力学，23次- 5，19次- 4，2， 伯努利方程式：1，连续性原理(质量守恒):宋敏，58，18 b :水平地面上桶装入高度为h1 h2的水，桶侧面有一个小孔，孔与水面为h1，水从小孔流出时速度为v1=_，对应的水平飞程为S1。 将小孔的位置改为水面下h2，将对应的水平飞程设为S2时，s2- s1=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _23次-5、宋敏、19A :由长度l细的导线OP和绝缘摆动球p构成圆锥摆动，设p为水平等速圆周运动时的导线与垂直线的角度为，如图(a )所示，o为悬挂点，摆动球放置在均匀的强磁场b上，在摆动球p的运动过程中，导线上的p点与o点之间的最小电位差为14次-9次，题型6，综合题，宋敏，19B :在圆环上取一点圆弧，其两端受其多馀部分的力或张力(T0)，或推压力(T0)。 将半径r、质量m、电荷q的均质带电刚性细的圆环静置在光滑的绝缘水平工作台上，在圆环内部和圆周上在垂直方向上有均匀的磁场。 当t=0时，磁感应强度B=0，