周培源力学竞赛辅导1
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竞赛范围
理论力学
一、基本部分
(一) 静力学(1) 掌握力、力矩和力系的基本概念及其性质。能熟练地计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩。
(2) 掌握力偶、力偶矩和力偶系的基本概念及其性质。能熟练地计算力偶矩及其投影。
(3) 掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性质。掌握汇交力系、平行力系与一般力系的简化方法、熟悉简化结果。能熟练地计算各类力系的主矢和主矩。掌握重心的概念及其位置计算的方法。
(4) 掌握约束的概念及各种常见理想约束力的性质。能熟练地画出单个刚体及刚体系受力图。
(5) 掌握各种力系的平衡条件和平衡方程。能熟练地求解单个刚体和简单刚体系的平衡问题。
(6) 掌握滑动摩擦力和摩擦角的概念。会求解考虑滑动摩擦时单个刚体和简单平面刚体系的平衡问题。
(二)运动学(1) 掌握描述点运动的矢量法、直角坐标法和自然坐标法,会求点的运动轨迹,并能熟练地求解点的速度和加速度。
(2) 掌握刚体平移和定轴转动的概念及其运动特征、定轴转动刚体上各点速度和加速度的矢量表示法。能熟练求解定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体上各点的速度和加速度。
(3) 掌握点的复合运动的基本概念,掌握并能应用点的速度合成定理和加速度合成定理。(4) 掌握刚体平面运动的概念及其描述,掌握平面运动刚体速度瞬心的概念。能熟练求解平面运动刚体的角速度与角加速度以及刚体上各点的速度和加速度。
(三)动力学
(1) 掌握建立质点的运动微分方程的方法。了解两类动力学基本问题的求解方法。
(2) 掌握刚体转动惯量的计算。了解刚体惯性积和惯性主轴的概念。
(3) 能熟练计算质点系与刚体的动量、动量矩和动能;并能熟练计算力的冲量(矩),力的功和势能。(4) 掌握动力学普遍定理(包括动量定理、质心运动定理、对固定点和质心的动量矩定理、动能定理)及相应的守恒定理,并会综合应用。(5) 掌握建立刚体平面运动动力学方程的方法。了解其两类动力学基本问题的求解方法。(6) 掌握达朗贝尔惯性力的概念,掌握平面运动刚体达朗贝尔惯性力系的简化。掌握质点系达朗贝尔原理(动静法) ,并会综合应用。了解定轴转动刚体静平衡与动平衡的概念。二、专题部分
第十二届全国周培源大学生力学竞赛“基础力学实验”团体赛
在上海大学举行
第十二届全国周培源大学生力学竞赛“基础力学实验”团体赛于2019年8月19-21日在上海大学隆重举行。本届“基础力学实验”团体赛由教育部高等学校力学基础课程教学指导分委员会、中国力学学会和周培源基金会共同主办,由中国力学学会教育工作委员会、武汉大学和上海大学共同承办,中国共青团上海大学委员会、上海大学力学与工程科学学院和上海市应用数学和力学研究所联合协办,来自全国28个省、直辖市的39所高校的37支代表队以及特邀列席的上海大学代表队参加了此项活动。
8月19日下午,第十二届全国周培源大学生力学竞赛“基础力学实验”团体赛开幕式在上海大学宝山校区J楼方润华讲堂举行。参赛的师生及竞赛工作组成员等近300人出席了开幕式。开幕式由力学与工程科学学院党委书记郭兴明主持。首先,上海大学副校长聂清致欢迎辞。她表示, 上海大学承办本次比赛,是竞赛组委会对学校的充分信任,学校将竭诚为力学竞赛做好相关支持和服务工作,为参赛选手提供一个增进友谊、实现梦想的舞台和良好的比赛环境。接着,中国力学学会教育工作委员会主任、河海大学党委书记唐洪武教授代表团体赛组织方,向入围团体赛的各支参赛队伍表示衷心的祝贺,向各位领导和专家的到来表示热烈的欢迎和感谢。他指出,本届赛事是力学界又一次相互学习、相互借鉴、共同提高的机会,中国力学学会教育工作委员会将尽最大努力为各位专家和参赛队伍搭建一个好的互动交流平台,更好地发挥学科竞赛在培养人才,服务教学,促进高等学校的素质教育上的引导作用,共同为力学教育事业发展贡献智慧和力量!最后,北京大学缪竟成同学代表参赛选手、东北大学刘均教授代表竞赛评委也分别发言。
“基础力学实验”团体赛由基础实验原理笔试和综合实验操作两部分组成。基础力学实验原理为闭卷考试,笔试时间1小时;综合实验部分为团队操作,现场领取实验任务书,综合实验时间为5小时。实验原理部分主要考察参赛选手们对实验基本知识与原理的掌握,综合实验操作部分则体现了选手们在实验基本技能和综合实验素质方面的水平,包括对综合实验任务书的理解、分析,实验方案的确定,应变片粘贴技术、焊接技术,实验设备仪器的操作,原始数据的取得,数据分析处理以及实验报告的完成。笔试成绩以3名选手的平均成绩计算,占总成绩的20%;综合实验成绩占总成绩的80%。
No.23,2010 现代商贸工业 Modern Business Trade Industry 2010年第23期 周培源大学生力学竞赛的思考 蒋学东 班书昊 (江苏工业学院机械与能源学院,江苏常州213016) 摘 要:从多次周培源大学生力学竞赛辅导的经验中,介绍了选拔和培训是竞赛前期两个至关重要的环节,指出了选 拔好参赛学生的注意点和重要性,同时也讲了在培训中要解决的一些问题,这些都是获得好成绩的基础。 关键词:力学竞赛;辅导;选拔;培训 中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1672—3198(2010)23—0296—02 周培源大学生力学竞赛始于上世纪八十年代,许多在 国内外享有声誉的力学界的大师们积极参与这项赛事。为 了鼓励青年学生学习老一辈科学家为科学的献身精神,这 项竞赛从1996年第三届起改名为“全国周培源大学生力学 竞赛”。每届全国都有逾万人报名参加。周培源大学生力 学竞赛旨在增强青年学生学习力学的兴趣,培养分析、解决 实际问题的能力,发现和选拔后继的力学创新人才,为青年 学子提供一个展示基础知识和思维能力的舞台。在全国力 学竞赛中获奖充分展现了学校教育教学水平,是对学校人 才培养质量的一次检验,更是学校办学水平与能力提升的 重要体现。为培养人才、服务教学,促进我校力学基础课程 的改革与建设,每次力学竞赛我们都会投入一定的时间和 精力,也争取能在竞赛中能获得好的成绩。 选拔和培训是竞赛前期两个至关重要的环节,它们直 接影响到竞赛成绩。如何对学生进行选拔,采取怎样的培 训方式,都是值得思考的问题。根据自身参赛和培训竞赛 选手的体会,对竞赛学生的选拔和培训做了以下探讨。 1选拔学生是基础 万事开头难,学生挑选作为整个培训前期准备工作的 第一步是一件非常棘手的事情。俗话说“强扭的瓜果不 甜”,挑选的时候可以挑选理论力学和材料力学成绩较好的 学生,通过前一年的学习,这些学生一定的基础,而且学习 成绩好必然对竞赛也有一定的兴趣,我们在挑选时首先需 要参照的应该是学生的力学课程成绩,同时也要观注一下 其它的课程的学习情况。另外重要的是应该体现一种自愿 原则,在自愿报名的前提下再对其进行筛选。千里马常有 而伯乐不常有,学生的挑选自然也是这个道理,需要老师慧 眼识珠。有些老师可能把听话、学习认真的同学当作首选, 这种做法似乎过于片面,在这我们更注重自愿、自觉和自励 的学生能加入到选拔的队伍中来,对于那些迫切希望接受 挑战的学生是特别欢迎的。很多学生参加竞赛又考研,这 涉及到参加竞赛和考研关系处理的问题,是否参加竞赛越 多越好呢?主要看学生的能力,不是越多越好,而且还有一 个消化的过程。能参加一届竞赛并拿上奖已经很难了。当 然得了奖后对就业、读研会有很大的帮助;但是更重要的是 参加了这个竞赛,有了这种拼搏的经历,包括学校里选拔 赛,这就体现了“重在参与”这四个字。相信学生一辈子也 不会忘记,因此对于想考研的学生我们是积极争取,希望他 们能参与到力学竞赛的辅导中来,通过多年来的实践,我们 也发现更多的考研同学是在力学竞赛的辅导得益非浅,不 但清一色地选择了力学相关类的专业课,提前复习好了专 业课,以致以后能更从容地投身到复习其它课程中去,而且 还有几位同学考上了力学专业的硕士生,由此看来,力学竞 赛的辅导不仅不会与其他课程的学习发生冲突,反而会促 进其他的发展。 我们学校通常选拔三年级的学生参加竞赛,四年级的 学生迫于就业压力和其它一些原因,会有一些心不在焉,不 一个基本特征。人的经济行为不仅要受到经济制度的影 响,而且要受到政治制度的影响;不仅要受到基本经济制度 的影响,而且要受到微观经济制度的影响。我国正处于经 济形态和社会结构转型时期,各种制度正处于形成与演进 过程中,加强制度研究对于把握改革的前进方向、提升经济 效率和促进和谐社会建设具有重要理论和现实意义。 第四,应加强“合作思想”的研究。“经济人”假设中把 人看作是自私、自利的人,因此在西方主流经济学中,“竞 争”被认为是经济行为中的常态及提高经济效率的唯一有 效手段。但在现代经济生活中,技术进步日新月异,生产力 水平极大提高,经济全球化、一体化的进程大大加快。在这 种条件下,很容易产生过度竞争、恶性竞争,其结果是不但 生产效率没有提高,反而会破坏生产力的发展。“合作”的 重要性已被许多国家、企业和个人认识到,“合作”已成为他 们在经济活动中的经常性选择。 第五,应加强个人利益与社会利益之间影响机制的研 究。“经济人假设”中所宣扬的个体追逐自身利益的结果自 然而然会促进社会整体利益的实现,显然和现实不相符。 资本主义的历史和现实都告诉我们,个人追逐自身利益的 结果,只能是社会中的一少部分人实现利益最大化,社会中 的绝大部分人和社会整体利益最大化根本无法实现。如何 使个人利益和社会利益相一致?如何通过个人利益的追求 促进社会利益的实现?这是应加强研究的重要课题。 参考文献 [1l邓春玲.经济人假说的理论回顾及其启示[J].深圳大学学报(人 文社会科学版),2007,24(3):49—54. [2]万顺福.论“经济人”假设的历史作用及其局I ̄,Pi[J-].四川师范大 学学报(社会科学版),2007,34(2):28—33. [3]龙静云.经济人思想:经济伦理学的理论基石[J].伦理学研究, 2008,(3):10—15. [4]周新城.评“经济人”假设[J].学习论坛,2005,21(1):42—26. E53隆刚.“经济人”假设的历史考量:源流、批判与拓展[J].求索, 2008,(8):35—37. [6]朱富强.主流经济学中的“经济人”:内涵演变及其缺陷审视[J]. 财经研究,2009,35(4):72—83. [7]徐则荣.试论“经济人”[J].当代经济研究, 07,(2):17—20. [8]张建刚.论西方经济学中“经济人”假设与现实的冲突[刀.经济纵 横,2008,(9):7-10.
能力拓展 力学史 力学名人 力学名词
第七届全国周培源大学生力学竞赛试题
出题学校:西北工业大学
满分:120分 时间:3 小时
一、小球在高脚玻璃杯中的运动(20 分)
一半球形高脚玻璃杯, 半径 r =5cm, 其质量 m1=0.3 kg, 杯底座半径 R =5 cm,厚度不计,杯脚高度 h =10 cm。如果有一个质量 1 . 0 2 = m
kg 的光滑小球自杯子的边缘由静止释放后沿杯的内侧滑下,小球的半径忽略不计。已知杯子底座与水平面之间的静摩擦因数 fs = 0.5。试分析小球在运动过程中: (1)高脚玻璃杯会不会滑动; (2)高脚玻璃杯会不会侧倾(即一侧翘起) 。
二、杂耍圆环(40 分)
1.杂技演员将一个刚性圆环沿水平地面滚出,起始圆环一跳一跳地向前滚动,随后不离开地面向前滚动,为什么?
2.杂技演员拿出一个匀质圆环,沿粗糙的水平地面向前抛出,不久圆环又自动返回到演员跟前。设圆环与地面接触瞬时圆环中心 O 点的速度大小为 v0 ,圆环的角速度为 ω0 ,圆环半径为 r,质量为 m,圆环与地面间的静摩擦因数为 s f ,不计滚动摩阻,试问:
(1)圆环能自己滚回来的条件是什么?
(2)圆环开始向回滚动直到无滑动地滚动,在此运动过程中,圆环所走过的距离是多少?
(3)当圆环在水平地面上无滑动地滚动时,其中心的速度大小为 v1,圆环平面保持在铅垂平面内。试分析圆环碰到高为 的无弹性台阶后, 能不脱离接触地爬上该台阶所应满足的条件。
3.演员又用细铁棍推动题 2中匀质圆环在水平地面上匀速纯滚动,假设圆环保持在铅垂平面内滚动,如图所示。又知铁棍与圆环之间的静摩擦因数为 ft ,圆环与地面间的滚动摩阻系数为 δ 。试求为使铁棍的推力(铁棍对圆环的作用力)最小,圆环上与铁棍的接触点的位置。
三、趣味单杠(30 分)
单杠运动是奥运会、世界体操锦标赛、世界杯体操比赛中男子体操比赛项目之一。单杠是体操比赛中最具观赏性的项目,也是观众最喜欢的运动,在学校和健身场所拥有众多的爱好者,小李和小张就是其中之一。一天,他们准备在单杠上进行大回环比赛。假设单杠的横杆和立柱均为直径 D=28mm的钢杆,弹性模量E=200GPa,许用应力[σ]=160MPa,横杆长 L=2.4m,立柱高