实验力学竞赛辅导(机测部分)

物理竞赛辅导——力学练习题（一）班别________ 姓名__________1、从高为h的屋沿掉下一个小球，同时在A的正下方地面，以初速v0把另一小球B竖直上抛，均不计空气阻力。

求A、B在空中相遇时v0应满足的条件。

2、如图所示，方桌重100N，前后腿与地面的动摩擦因数为0.20，桌的宽与高相等。

求：（1）拉力F、地面对前、后腿的支持力和摩擦力。

（2）设前、后腿与地面间的静摩擦因数为0.60。

在方桌的前端用多大水平力拉桌可使桌子以前腿为轴向前翻倒？3、系统如图所示，滑轮与绳的质量忽略，绳不可伸长。

设系统所有部位都没有摩擦，物体B借助导轨（图中未画出来）被限定沿物体C的右侧面运动，试求物体C的运动加速度。

4、如图所在纸平面为一铅垂面，O、A、B三点在一水平线上。

O点有一固定的垂直于纸平面的细直长钉，A点为固定点。

O、A相距l，A、B相距2l，B处有一小球，球与A间用长2l的细轻绳连接。

若使B处球具有垂直向下的初速度v0，而后恰能击中A点，试求v0的最小值。

5、如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个质量为m的重物，重物与一轻质弹簧连接，弹簧另一端固定在斜面上，弹簧的劲度系数为k，将重物从其平衡位置O向下拉长距离l，然后从静止释放。

试求重物的振动周期并写出重物振动的表示式。

6、如图所示，原长L0为100厘米地轻质弹簧放置再一光滑地直槽内，弹簧地一端固定在槽地O端，另一端连接一小球，这一装置可从水平位置开始绕O点缓慢地转到竖直位置。

设弹簧的形变总是在其弹性限度内。

试在下述a、b两种情况下，分别求出这装置从原来的水平位置开始缓慢地绕O点转到竖直位置时小球离开原水平面地高度 h0。

a）在转动过程中，发现小球距原水平面地高度变化出现极大值，且极大值为40厘米。

b）在转动过程中，发现小球离原水平面地高度不断增大。

物理竞赛辅导——力学练习题（二）班别______ 姓名___________1、如图所示，一速度v0匀速行驶的列车上，在高于车厢地板h处的光滑平台边缘放一个小球，运动中它与车厢相对静止。

专题08 力学实验1、甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验．图1(1)图1中A 、B 、C 、D 、E 表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材________；乙同学需在图中选用的器材________．(用字母表示)图2(2)某同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②.纸带________的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小为 ________．【解析】(1)“验证机械能守恒定律”一般采用重锤自由落体运动,使用纸带法测速度,所以要用到重锤和电火花打点计时器,即A 、B ；“探究加速度与力、质量的关系”实验一般以小车为研究对象,需改变小车质量,要用到纸带法测加速度,所以需要电火花计时器、小车、钩码,即B 、D 、E. (2)纸带①相邻相等时间位移之差Δx 1＝0.1 cm,而②纸带的Δx 2＝0.05 cm,由a ＝ΔxT2可知①纸带加速度大,且可算得a ＝Δx T 2＝0.1×10－20.022m/s 2＝2.5 m/s 2. 【答案】(1)AB BDE (2)① (2.5±0.2) m/s 22、某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。

一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A 点,光电门固定在A 的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d 的遮光条。

将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t 可由计时器测出,取v ＝d t作为钢球经过A 点时的速度。

记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t ,计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小ΔE p 与动能变化大小ΔE k ,就能验证机械能是否守恒。

(1)ΔE p ＝mgh 计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离。

A ．钢球在A 点时的顶端B ．钢球在A 点时的球心C ．钢球在A 点时的底端(2)用ΔE k ＝12mv 2计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图所示,其读数为 cm 。

1.题目内容：小范围移动测绘装置本产品通过固定接收装置、移动发生装置实现数据的采集，再通过相关软件建立数学模型，使信息反映在显示屏上。

所需材料：信号发生器、接收器、相关程序软件、显示器2.测定薄壁圆筒弯扭组合变形状态下，其内力弯矩，扭矩的实验值1）、竞赛内容：学生利用力学实验中心设备，完成应变片粘贴、焊线、仪器组配，用弯扭组合实验装置进行加载并进行实验数据的采集，分析并整理计算，误差分析等。

以实验操作、报告质量、理论与误差分析良好者为优。

2）、目标参数：薄壁圆筒的弹性模量E、泊松比3）、提交结果：A、实验方案B、实验报告C、理论计算与分析总结所需材料：摩矩组合实验装置一套。

应变片。

焊锡。

导线若干3.1）、竞赛内容：给定等面积白卡纸，实验辅助工具及实验耗材等，学生独立完成应变片粘贴、焊线、仪器组配，自选试件固定方式，利用力学实验中心实验设备进行加载与实验数据采集，整理分析实验数据，并进行理论计算分析与实验良好验证为优2）、目标参数：测定不同层数白卡纸弹性模量，极限拉应力，极限压应力3）、竞赛提交成果：A、实验方案B、实验报告C、理论计算与分析总结所需材料：巴西白卡纸（230克），白乳胶，蜡线，透明纸，应变片，焊锡备注：各层白卡纸在实验时要用所给材料连接，在求受压极限应时需考虑细长对稳定的影响。

4.测定素浆的粘接能力内容：用同等比例的沙子和水泥做三个大小相同的立方体粒，将此立方体粒至于不同的环境条件：其中一个放置实验室，用水养护28天，另外两个至于外界环境，一个用水养28天，一个用水养18天，然后用同强度的素浆向三个立方体粘东西，比如瓷砖等。

目标参数：测定三个立方体上粘结物与柱之间的粘结力。

使用目的：测定粘浆的粘结力与环境条件之间的关系。

所需材料：沙子、水泥、瓷砖、水、模板等。

5.可视化金属探测仪在普通金属探测仪上加装一个小型脉冲雷达，通过金属探测仪搜索目标，发现目标后使用雷达达到可视化，知道物体的大小和形状，大概猜测物体的属性。

物理竞赛辅导力学力学1直线运动题型讲解：基准1：例如图1右图，地面上加一紧固的球面，球面的斜上方p处为一质点.现要确认一条从p至球面扁平斜面轨道，并使质点从恒定已经开始沿轨道转弯至球面上所经时间最长.解析：此题求解关键是：根据点从竖直圆的顶点开始，沿圆内任一弦下滑，经历的时间都相等这一结论，找到一个顶点是p且与固定球面切线的球面m，这样质点从p点与两球切点连线的弦上大幅下滑所经历的时间就最长.(质点沿其他弦大幅下滑时，经历的时间除沿弦大幅下滑的时间外，还要再加之从球面m至紧固球面的一段时间).先证明这样一个问题：设地面附近有一空心球，顶点p上有众多的光滑斜直轨道与球面上其他点相连，试证明质点从p点自静止出发经任一轨道再到达球面所需时间相同.证明：如图2所示，取任一与水平线夹角为φ的轨道pq，其长为l=2rsinφ此处r为球半径.质点沿pq轨道大幅下滑的加速度为gsinφ，因此从p至q所需时间为t==2.图2该t与轨道参量φ无关，故任一轨道对应时间相同.根据上述结论，本题只要以p点为顶点并作一球面，并使其与题中紧固球面切线，从p点至切点q的扁平横的直轨道为所求.下面得出的就是过p且与紧固球面切线的球面的作法：图3：所示，原球面球心记为o，半径记为r.设o、p所在竖直平面即为图示的纸平面，在该竖直面上过p点作一条竖直线ab，且使pa长等于r.连结o、a两点，作直线段oa的中垂线，此中垂线与ab的交点o′即为待作新球面的球心，o′到p点的距离取为新球面的半径r′.这样作出的新球面o′与原球面o相切于q点，p到q的光滑斜直线轨道即为所求.基准2：老鼠返回洞穴沿直线行进，它的速度与至洞穴的距离成反比，当它前进至距洞穴距离为d1的甲处时速度就是v1则它前进至距洞穴距离为d2的乙处时的速度就是.从甲至乙用回去的时间就是.图3解析：由于老鼠的运动速度与至洞穴的距离成反比，故可以通过画-d图象，把反比例图象转化成线性图象，进而求出时间.本题也可以直接应用数学积分知识进行求解.设立老鼠返回洞穴的距离为d，运动的速度为v，则v=，k为反比例常数.根据题意d=d1时，v=v1，则k=d1v1.故d=d2时，v=v2满足用户v2==v1.为求老鼠从甲到乙用用时间，根据分析提出的求解思路如下：(1)图象法.创建图4，右图的-d图象，则图象上任一大的面积(图中阴图4影部分)其物理意义就是老鼠在经历任一长的距离△d时用回去的时间，因为这任意短的距离中，老鼠的速成度可视为不变，则△t==△d，这正是图象阴影面积中的短和阔的乘积.这样图象与d轴围困象与d轴围困的面积可以视作由无数个图中阴影面积所共同组成，也就是说，图在从d1至d2图象与d轴围困的梯形面积就是所求的老鼠Weinreb的时间。

初中应用物理知识竞赛辅导讲座力和机械（教师版）【重点知识解读】1.在地面附近的物体，由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫做重力。

重力大小G=mg。

重力的方向竖直向下。

用弹簧测力计测量重力。

2.重心是物体各个部分受到的重力作用的等效作用点。

质量分别均匀、有规则几何形状的均匀物体，其重心在其几何中心。

物体重心位置可以在物体上，也可以不在物体上。

重心位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。

利用悬挂法可以确定均匀薄板的重心位置，利用支撑法确定棒形物体重心位置。

3. 物体由于发生弹性形变而要恢复原状时产生的力叫做弹力。

任何物体只要发生形变就一定会产生弹力。

形变越大，产生的弹力越大。

弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体使它发生形变的其它物体。

产生弹力的条件时：相互接触，接触处相互挤压或拉伸。

弹力方向垂直于接触面。

4.两个相互接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，称为摩擦力。

摩擦力的方向总是与物体之间相对运动或相对运动趋势的方向相反。

5.杠杆平衡条件：F1L1= F2L2。

6.定滑轮不省力，但能够改变力的方向；动滑轮能够省一半力，不能改变力的方向。

7.在不计动滑轮重力和绳重、不计一切摩擦的情况下，滑轮组用几段绳子吊着重物，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

8.斜面：当不计一切摩擦的情况下，当斜面长L是斜面高h的几倍时，所用推力F就是物重G 的几分之一，即F=hG/L。

【竞赛知识拓展】1、拉力沿绳或弹簧收缩的方向。

压力方向垂直于接触面指向被压物体。

支持力垂直于接触面指向被支持物体。

2、弹簧测力计原理：根据在弹性限度内弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的越长的道理制成的。

胡克定律，弹簧弹力F=kx，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量。

3、摩擦力可分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。

静摩擦力发生在相对静止的有相对运动趋势的两个物体之间。

静摩擦力是被动力，静止物体所受静摩擦力与沿接触面方向的外力平衡。

力学实验部分第一部分：基础性实验实验一长度测量【实验目的】1.掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微器和移测显微镜等几种常用测量长度仪器的使用方法。

2.进一步理解误差和有效数字的概念，并能正确地表示测量结果。

3.学习数据记录表格的设计方法。

【实验仪器】米尺、游标卡尺、螺旋测微器、移测显微镜、被测物【实验原理】一、米尺米尺的最小刻度值为1mm，用米尺测量物体的长度时，可以估测到十分之一毫米，但是最后一位是估计的。

如用米尺测量一张书桌的长度和宽度的数值分别为55.25cm和48.43cm，其中55.2和48.4是准确的，而最后一位数字5和3是估计值，也就是含有误差的测量值，根据有效数字的书写方法可知，用米尺做长度测量时，当用厘米做单位时，数值应读到小数点后第二位为止。

二、游标卡尺游标卡尺简称卡尺，是一种比较精确的常用测量长度的量具，其准确度可达0.1~0.01mm，它的外形和结构如图1-1所示。

游标卡尺主要由主尺和可以沿主尺滑动的游标尺（副尺）组成。

钳口A、B用来'、可用来测量管的内径或槽宽；尾尺C可用来测量物体的外部尺寸，刀口BA'测量槽或小孔的深度。

主尺的最小分度为1mm，游标尺上刻有游标E，利用游标可以把主尺上的估读数值准确地测量出来，从而提高了测量的精确度。

以10分度游标为例，图1-2为测量精确到110分格的游标(称作10分游标)的原理图。

游标尺上只有10个分格，是将主尺上的9个分格10等分而成，由此有标尺上的一个分格的间隔等于主尺一个分格的110。

图1-3是使用10分游标测量的示意图。

测量时将物体ab 的a 端和主尺的零线对齐，另一端b 在主尺的第7和第8格分格之间，即物体的长度稍大于7个主尺格。

设物体的长度比7个主尺格长l ∆，使用10分游标可将l ∆测准到主尺一分格的110。

如图1-3示，将有标的零线和物体的b 端相接，查出与主尺刻线对齐的是由标尺上的第6条线，则99(66)6(1)0.61010l ∆=-⨯=-=主尺格主尺格主尺格 即物体的长度等于7.6主尺格。

力学竞赛实验复习一、填空1、拉伸试验进入强化阶段时，如果在某点处卸载，可得到一条卸载曲线，它与曲线起始的弹性段直线部分基本平行，卸载后若重新加载，加载曲线会沿卸载曲线上升到卸载起始点，然后曲线基本与3、铸铁压缩时，由于剪应力的作用，试件沿斜截面断裂，但是发现断口倾角略大于45°而不是最大剪应力所在截面，这是因为试样两端存在摩擦力造成的。

4、电阻应变测量技术可用于测定构件的表面应变，根据应力与应变之间的关系，确定构件应力的大小和方向。

5、电阻应变片是一种电阻式敏感元件，一般由基底、敏感栅、覆盖层、和引线四部分组成。

6、低碳钢Q235的抗拉强度是350MPa ，某铸铁的抗拉强度是300MPa ，可见低碳钢Q235的抗拉性能低于（高于、低于、等于）某铸铁的抗拉性能。

7、低碳钢Q235拉伸试件直径为10mm ，它的屈服承载力大约是18.5KN ；10mm 直径的低碳钢压缩试件它的屈服承载力大约是18.5KN ，它的极限实验荷载不能确定。

8、在做低碳钢拉伸试验时，如果断口离标距端点的距离小于或等于l0/3时，由于试件夹持的影响，使延伸率的值偏 偏小 ，因此必须使用 断口移中法 法来确定l1。

9、低碳钢扭转时，断口沿 横截面 破坏；铸铁扭转时，断口沿 与轴线成45°螺旋面 破坏。

10、 0.2是产生0.2%的塑性应变所对应的应力。

11、.塑性材料的 ≥5% ，脆性材料的 ＜5% 。

12、低碳钢的极限应力为 s ，铸铁的极限应力为 b 。

13、测量弹性模量和泊松比时，在试件两侧粘贴电阻应变片是为了 消除上下夹具不在垂直线上，试件不直等的影响。

14、采用等量加载的目的是验证力和形变之间的关系，从而验证胡克定律。

15、电阻应变片横向效应系数H 是指 横向 灵敏系数与 纵向 灵敏系数之比值，用 百分数表示。

16、电阻应变片的灵敏系数是指安装在被测构件上的电阻应变片，在其 轴向 受到单向应力时引起的 电阻 相对变化与由此单向应力引起的试件表面 轴向应变 之比。

高中物理力学实验辅导专题一、三尺的原理及读数方法1．刻度尺：最小分度值为1 mm，量程不等，测量时要估读到毫米的下一位．使用时注意两点：(1)读数时眼睛应正对刻度线，以避免视差．(2)测量的长度等于被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差．例1．如图所示，甲、乙分别表示两位同学测同一物体长度时的情景，其中用尺不太合理的是________(填“甲”或“乙”)，这一物体的长度应为_______cm.（乙、1.90）例2、（2019年全国1卷22）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。

物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。

已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。

在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出C点时物块的速度大小为m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为m/s2（保留2位有效数字）。

(A 0.233 0.75)2、游标卡尺：（1）构造及使用方法刻度格数刻度总长/mm每小格与 1mm差/mm 精度/mm测量结果(游标卡尺上第n个格与主尺上的刻度线对正时)/mm1090.10.1主尺上读的毫米数＋0.1n20190.50.5主尺上读的毫米数＋0.05n50490.020.002主尺上读的毫米数＋0.02n读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘该尺的精度。

要注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读。

3、螺旋测微器：（1）构造及使用方法:见下图3.原理及读数方法:（1）原理：螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。

因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。