第一篇：力學競賽試題

第七屆全國周培源大學生力學競賽試題

出題學校：西北工業大學

滿分：120分 時間：3 小時

一、小球在高腳玻璃杯中的運動(20 分)

一半球形高腳玻璃杯，半徑 r =5cm，其質量 m1=0.3 kg，杯底座半徑 R =5 cm，厚度不計，杯腳高度 h =10 cm。如果有一個質量 1.0 2 = m kg 的光滑小球自杯子的邊緣由靜止釋放后沿杯的內側滑下，小球的半徑忽略不計。已知杯子底座與水平面之間的靜摩擦因數 fs = 0.5。試分析小球在運動過程中：（1）高腳玻璃杯會不會滑動；（2）高腳玻璃杯會不會側傾（即一側翹起）。

二、雜耍圓環(40 分)

1.雜技演員將一個剛性圓環沿水平地面滾出，起始圓環一跳一跳地向前滾動，隨后不離開地面向前滾動，為什么？

2.雜技演員拿出一個勻質圓環，沿粗糙的水平地面向前拋出，不久圓環又自動返回到演員跟前。設圓環與地面接觸瞬時圓環中心 O 點的速度大小為 v0，圓環的角速度為 ω0，圓環半徑為 r，質量為 m，圓環與地面間的靜摩擦因數為 s f，不計滾動摩阻，試問：

（1）圓環能自己滾回來的條件是什么？

（2）圓環開始向回滾動直到無滑動地滾動，在此運動過程中，圓環所走過的距離是多少？

（3）當圓環在水平地面上無滑動地滾動時，其中心的速度大小為 v1，圓環平面保持在鉛垂平面內。試分析圓環碰到高為 的無彈性臺階后，能不脫離接觸地爬上該臺階所應滿足的條件。

3.演員又用細鐵棍推動題 2中勻質圓環在水平地面上勻速純滾動，假設圓環保持在鉛垂平面內滾動，如圖所示。又知鐵棍與圓環之間的靜摩擦因數為 ft，圓環與地面間的滾動摩阻系數為 δ。試求為使鐵棍的推力（鐵棍對圓環的作用力）最小，圓環上與鐵棍的接觸點的位置。

三、趣味單杠(30 分)

單杠運動是奧運會、世界體操錦標賽、世界杯體操比賽中男子體操比賽項目之一。單杠是體操比賽中最具觀賞性的項目，也是觀眾最喜歡的運動，在學校和健身場所擁有眾多的愛好者，小李和小張就是其中之一。一天，他們準備在單杠上進行大回環比賽。假設單杠的橫桿和立柱均為直徑 D=28mm的鋼桿，彈性模量E=200GPa，許用應力[σ]=160MPa，橫桿長 L=2.4m，立柱高 H=2.6m。立柱與地面、橫桿與立柱之間均為固定聯結。假設兩人旋轉到單杠所在平面內時的慣性載荷均為 F=1000N，不計人的自重。

1.試分析兩人同步旋轉到單杠所在平面內時，結構中的最大應力。

2.若兩人相差 180°旋轉到單杠所在平面內，對結構中的最大應力有什么影響。

3.為提高結構承載能力，有人提出在單杠距地面 0.6m 處增加一個直徑 20mm的拉桿。試定性分析該桿對上述兩種情況的影響。

四、跳板跳水(30 分)

舉世矚目的第 29 屆北京奧林匹克運動會上，具有“夢之隊”之稱的中國跳水隊獲得了跳水比賽8枚金牌中的7枚，囊括了3m跳板跳水的4枚金牌。Duraflex 的 Maxiflex Model B 跳水板是奧林匹克跳水比賽和國際級跳水比賽唯一指定使用的產品，它的具體尺寸如圖所示，其中橫截面尺寸為 b=0.5m，h= 0.05m，跳板的彈性模量E=70GPa，比重γ= 25kN/m3，a=3.2m，l=m 1.6。運動員從跳板上上躍至距地面最高點后落至跳板端點C，再從跳板上

彈起至空中完成動作后落水。若運動員體重 G=700N，最大彈跳高度H= 0.6m，取 g =9.8m/s2。

1.根據所學知識，建立相應的力學分析模型。

2.為保證運動員落水安全，運動員從空中落入水中時，在跳板所在平面處，運動員質心距跳板 C端最小距離s應大于 0.5m。試求運動員從跳板上躍時所需最小水平速度（假設水平方向為勻速運動）？

3.不計跳板質量，將運動員視為剛體時，運動員沖擊跳板時，跳板中的最大動應力為多少？

4.如運動員為彈性體，定性說明在沖擊時跳板中的最大動應力增大還是減小？

5.如考慮跳板質量，試計算跳板中的最大動應力。

第七屆全國周培源大學生力學競賽試題參考答案

一、小球在高腳玻璃杯中的運動(20 分)

當小球自杯子的邊緣由靜止釋放后沿杯子的內側滑下到與鉛垂方向夾角 時，高腳玻璃杯側傾（一側翹起）。

二、雜耍圓環(40 分)

1.圓環不是勻質的，質心不在圓環的中心。開始滾動角速度大，圓環一跳一跳地向前滾動；隨后角速度減小，所以圓環不離開地面向前滾動。

2.（1）圓環自己滾回的條件為： 方向如圖所示。

（2）距離：

（3）圓環能不脫離接觸地爬上臺階所應滿足的條件為 ：

3．當接觸點 A與圓環中心 C 的連線與鉛垂線間的夾角 時，推力 F 取最小值。

三、趣味單杠(30 分)

（1）結構中的最大應力

（2）結構中的最大應力

（3）在結構中增加拉桿后，（2）中為反對稱結構，在對稱面上只有反對稱內力，故 AB 桿軸力為零，無影響；（1）中為對稱結構，在對稱面上只有對稱內力，故 AB桿軸力不為零，有影響。

四、跳板跳水(30 分)

（1）根據跳板的受力情況，可以將其簡化為下圖所示外伸梁。

（2）最小水平速度為

（3）跳板的最大動應力為

（4）如運動員為彈性體，沖擊時跳板中的最大動應力將減小。

（5）跳板的最大動應力為

第二篇：2011全國大學生力學競賽試題范圍

全國周培源大學生力學競賽考試范圍（參考）

理論力學

一、基本部分(一)靜力學

(1)掌握力、力矩和力系的基本概念及其性質。能熟練地計算力的投影、力對點的矩和力對軸的矩。

(2)掌握力偶、力偶矩和力偶系的基本概念及其性質。能熟練地計算力偶矩及其投影。

(3)掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性質。掌握匯交力系、平行力系與一般力系的簡化方法、熟悉簡化結果。能熟練地計算各類力系的主矢和主矩。掌握重心的概念及其位置計算的方法。

(4)掌握約束的概念及各種常見理想約束力的性質。能熟練地畫出單個剛體及剛體系受力圖。

(5)掌握各種力系的平衡條件和平衡方程。能熟練地求解單個剛體和簡單剛體系的平衡問題。

(6)掌握滑動摩擦力和摩擦角的概念。會求解考慮滑動摩擦時單個剛體和簡單平面剛體系的平衡問題。(二)運動學

(1)掌握描述點運動的矢量法、直角坐標法和自然坐標法，會求點的運動軌跡，并能熟練地求解點的速度和加速度。

(2)掌握剛體平移和定軸轉動的概念及其運動特征、定軸轉動剛體上各點速度和加速度的矢量表示法。能熟練求解定軸轉動剛體的角速度、角加速度以及剛體上各點的速度和加速度。

(3)掌握點的復合運動的基本概念，掌握并能應用點的速度合成定理和加速度合成定理。

(4)掌握剛體平面運動的概念及其描述，掌握平面運動剛體速度瞬心的概念。能熟練求解平面運動剛體的角速度與角加速度以及剛體上各點的速度和加速度。

(三)動力學

(1)掌握建立質點的運動微分方程的方法。了解兩類動力學基本問題的求解方法。

(2)掌握剛體轉動慣量的計算。了解剛體慣性積和慣性主軸的概念。

(3)能熟練計算質點系與剛體的動量、動量矩和動能；并能熟練計算力的沖量（矩），力的功和勢能。

(4)掌握動力學普遍定理(包括動量定理、質心運動定理、對固定點和質心的動量矩定理、動能定理)及相應的守恒定理，并會綜合應用。

(5)掌握建立剛體平面運動動力學方程的方法。了解其兩類動力學基本問題的求解方法。

(6)掌握達朗貝爾慣性力的概念，掌握平面運動剛體達朗貝爾慣性力系的簡化。掌握質點系達朗貝爾原理(動靜法)，并會綜合應用。了解定軸轉動剛體靜平衡與動平衡的概念。

二、專題部分

(一)虛位移原理

掌握虛位移、虛功的概念；掌握質點系的自由度、廣義坐標的概念；會應用質點系虛位移原理。(二)碰撞問題

(1)掌握碰撞問題的特征及其簡化條件。掌握恢復因數概念

(2)會求解兩物體對心碰撞以及定軸轉動剛體和平面運動剛體的碰撞問題。

材料力學

一、基礎部分

材料力學的任務、同相關學科的關系，變形固體的基本假設、截面法和內力、應力、變形、應變。

軸力與軸力圖，直桿橫截面及斜截面的應力，圣維南原理，應力集中的概念。

材料拉伸及壓縮時的力學性能，胡克定律，彈性模量，泊松比，應力-應變曲線。

拉壓桿強度條件，安全因數及許用應力的確定。

拉壓桿變形，簡單拉壓靜不定問題。

剪切及擠壓的概念和實用計算。

扭矩及扭矩圖，切應力互等定理，剪切胡克定律，圓軸扭轉的應力與變形，扭轉強度及剛度條件。

靜矩與形心，截面二次矩，平行移軸公式。

平面彎曲的內力，剪力、彎矩方程，剪力、彎矩圖，利用微分關系畫梁的剪力、彎矩圖。

彎曲正應力及其強度條件，提高彎曲強度的措施。

撓曲軸及其近似微分方程，積分法求梁的位移，梁的剛度校核，提高梁彎曲剛度的措施。

應力狀態的概念，平面應力狀態下應力分析的解析法及圖解法。

強度理論的概念，破壞形式的分析，四個經典強度理論。

組合變形下桿件的強度計算。

壓桿穩定的概念，臨界荷載的歐拉公式，臨界應力，提高壓桿穩定性的措施。

疲勞破壞的概念，影響構件疲勞極限的主要因素，提高構件疲勞強度的措施。

拉伸與壓縮實驗，彈性模量或泊松比的測定，彎曲正應力測定。

二、專題部分

桿件應變能計算，莫爾定理及其應用。

簡單動載荷問題。

材料力學若干專題實驗。

全國周培源大學生力學競賽組委會

第三篇：1992年第二屆全國青年力學競賽材料力學試題

1992年第二屆全國青年力學競賽材料力學試題

考區 學校 姓名

一、圖1表示一等截面直梁，其左端固支，而右端鉸支并在跨度中點承受集中載荷P，力P作用于梁的對稱面內，材料服從胡克定律，且彈性模量E，許用應力???、梁的跨長L、截面慣矩I與抗彎模量W均為已知。試

1．確定鉸支端反力RB。（2分）

2．確定梁危險截面的彎矩 M。（3分）

3．確定許用載荷?P?（3分）

4．移動鉸支座在鉛垂方向的位置，使許用載荷?P?為最大。試求此時鉸支座B 在鉛垂方向的位移?B（4分）與最大許用載荷?P?max。（4分）

二、圖2表示一副雙杠，它的每一根橫梁系由兩根立柱支撐，設兩柱之間的跨長為l；每一橫梁具有兩個外伸段，設每一外伸段長度均為a。假定運動員在雙杠上做動作時，在每一根橫梁上只有一個力的作用點，力的作用線垂直于橫梁，而且力的大小與作用點的位置無關。試決定在雙杠設計中，l與a的最佳比值，該比值使橫梁重量為最輕，橫梁與立柱的連接為鉸接。l/a的最佳比值為多少？（8分）

三、圖3表示一等截面直梁的橫截面，它是Z字形的。該梁受純彎曲，材料服從胡克定律，且截面的慣性矩Ix與

Iy以及慣性積

Ixy均為已知。假定中性軸垂直于截面的腹板，即與x軸相重合，試確定彎矩矢量與x軸之夾角?。（8分）

四、圖4表示一勻質、等厚矩形板，承受一對集中載荷P，材料服從胡克定律，彈性模量E與泊松系數v均為已知。設板具有單位厚度，試求板的面積A的改變量?A。（8分）

五、為了在圖5所示A與B兩個固定點之間產生張力，人們常在這兩點之間繃上兩根繩子，然后從中點C絞緊。現設繩子的橫截面為圓形，其半徑為r，繩子材料的彈性模量E。假定在絞緊過程中A與B兩點間的距離2l保持不變，繩子的橫截面形狀與大小保持不變，同時在絞緊前，繩子的初始張力為零。試求為了使A與B之間的張力達到P所必需的絞緊圍數n。設2?rn?l。（8分）

六、圖6表示一等直桿，承受單軸均勻拉伸。變形前桿長為L0橫截面面積為A0在拉力為P時，桿長為L，橫截面面積為A。材料進人塑性，可以略去彈性變形并假定桿件體積不變。這時軸向應變?與橫截面應力?的關系具有如下的冪函數形式：??k?。式中，k與n均為材料已知常數且n＞1。

1．試求當拉力P達到極大值時桿的長度L（8分）

2．試求該拉力 P的極大值Pmax。（4分）

七、圖7表示兩端固定的圓截面桿，其AB段為實心桿，BC段為空心桿，即圓管。兩段桿材料相同。在桿的截面 B處作用力偶矩M，在線彈性條件下，當許用力偶矩?M?達到最大值時，兩段長度比l1/l2?？（8分）。

*n

八、圖8表示一根懸臂矩形截面等直彈性梁，在自由端固定一集中質量M。在梁的上表面撒了一些細沙粒，靜平衡位置梁的撓度忽略不計。首先，給該梁自由端以初始向下的鉛垂位移?。然后，突然放松使梁產生振動。已知梁的截面慣性矩為I，長度為l，彈性模量 為E，不計梁和沙粒質量對振動的影響。集中質量M的轉動慣量亦略去不計。重力沿g軸的負方向，重力加速度為g，試求：

1．梁的固有頻率?。（3分）

2．在梁振動任意時間t時x截面的彎矩M(x,t)。（3分）

3．在梁振動時，如果有一個位置?（見圖8），當沙粒坐標???時，沙粒將跳離該梁，試寫出確定?的條件（如由方程確定，可不解方程，只作說明）（3分）4．梁上總有沙粒跳離該梁的條件是???，??？（3分）

九、圖9表示由鉛垂剛性桿和兩根鋼絲繩組成的結構，剛性桿上端受鉛垂壓力P、鋼絲繩的橫截面面積為A、彈性模量為E，鋼絲繩的初拉力為零。設結構不能在垂直于圖面方向運動。試求該結構的臨界載荷Pcr。（8分）

**

十、圖10表示由五根等直桿與剛性梁 AB組成的平面結構。各桿的彈性模量E、橫截面面積 A、長度l與間距 b均相同且已知。在剛性梁上距桿 1為a（?2b）處作用一鉛垂載荷P，今欲通過電測方法測定P和a的值。試

1．給出最佳貼片方案：

應變片的片數；（2分）應變片各貼在何處。（2分）

2．給出P和a與測得的應變值?i（i為桿的編號）的關系式。P??；（4分）a＝？。（4分）

第四篇：周培源力學競賽簡介

全國周培源大學生力學競賽的歷史沿革

上世紀八十年代的中國，百廢初興，科技的發展卻面臨科技隊伍的斷層和人才匱乏的瓶頸制約。振興教育，培養新一代高素質的創新人才是時代的呼喚。全國大學生力學競賽在這樣的背景下開始醞釀。

1986年8月在呼和浩特市召開的《力學與實踐》編委會上，北京大學武際可教授建議舉辦一次大學程度的力學競賽，獲得一致贊同。中國力學學會理事長鄭哲敏院士聽取了有關工作匯報并安排《力學與實踐》編委會（競賽組織委員會）籌辦。組委會成立了兩個命題小組，武際可教授任理論力學、流體力學課程組長，徐秉業教授任材料力學、彈性力學課程組長，同時向全國有關專家學者征題，共獲得58份回函，提供了140余道題。命題組精選整編了28道作為初賽題，在《力學與實踐》1988年第1期刊出，要求參賽者在約一個半月的時間內寄回答案。組委會從62份答案中評選了31人進京復賽（一人因故缺席）。通過嚴格的筆試和口試，評選出了一、二、三等獎共17名。頒獎會由武際可教授主持，著名力學家張涵信、張維、莊逢甘、鄭哲敏、王仁、黃克智等院士及高教社易鐘煜副主編頒獎。本次競賽還得到了有關高校、高教社和著名力學家錢令希院士贊助。在國內外享有聲譽的我國力學界的大師們參與這項賽事，極大地激勵了青年學生的學習熱情，也活躍了力學界學術氣氛，對我國力學教學具有重要的促進作用。“中國青年報”于1988年10月13日報導了此次競賽。

從1992年到2004年的第2至5屆競賽可以看作這項競賽活動發展的第二階段。為了鼓勵青年學生學習老一輩科學家為科學的獻身精神，這項競賽從1996年第三屆起改名為“全國周培源大學生力學競賽”。

根據首屆競賽的反饋意見，為了吸引更多的學生參賽，競賽內容精簡為只含理論力學和材料力學兩門工科學生普遍學習的課程；為了保證平等競爭，采用了閉卷方式，在全國各考點同一時間用統一試卷競賽。這一措施收到了很好的效果，從東海之濱到西部新疆，從東北地區到特別行政區香港，競賽得到了全國高校領導、老師和學生的熱烈響應。同學們珍視這個機會，將競賽看作21世紀科技大戰場角逐預演的擂臺，許多高校希望通過競賽使教學更上一層樓，同時也將競賽作為展示教學水平與教學改革成果的一個窗口。

競賽規模在第二階段得到了階躍式發展，第一屆全國62 人、12單位參賽，第二屆1389人報名參賽，第三屆1711人報名參賽，第四屆25個省市、81所高校、2752名學生報名參賽，第五屆30個省（市）、自治區，164所高校7617人報名參賽，表明“全國周培源大學生力學競賽”已經有廣泛的代表性，在高校有了重要的影響。在北京賽區歷屆競賽中，中國力學學會理事長，第一屆鄭哲敏院士，第二屆，第三屆莊逢甘院士，第四屆白以龍院士，第五屆崔爾杰院士都帶隊看望參賽選手，給青年學生以極大鼓舞。

在新的21世紀，黨中央提出了建設創新型國家的偉大號召，給教育注入了強大的推動力。“全國周培源大學生力學競賽”進入教育部高教司主辦的大學生科技競賽項目，標志著這項競賽活動發展到了它的第三階段。這個階段的三個重

要變化是：（1）將實驗創新能力的培養提高到與理論創新能力同樣的高度，將在第六屆競賽決賽中進行基礎力學（含理論力學和材料力學）的團體實驗競賽，以促進實驗動手創新能力和團隊合作創新精神的培養。（2）將賽制改為兩年一次，使所有本科生都有機會參賽。同時將競賽安排在在全國力學大會上頒獎，以促進學生從本科階段就開始了解和接觸高水平的力學前沿研究。（3）申請并已被批準進入教育部高教司主辦的大學生科技競賽，以更好配合我國的本科教學。

第五篇：初中物理知識競賽(力學部分)

孟老師物理知識競賽試題二(力學部分)

物理知識競賽試題(力學部分)

一、單一選擇題（每小題3分，共33分）

1．摩托車做飛躍障礙物的表演時為了減少向前翻車的危險，下列說法中正確的是：

A．應該前輪先著地B.應該后輪先著地

C.應該前后輪同時著地D.哪個車輪先著地與翻車的危險沒有關系

2.下列有關激光應用的說法中，錯誤的是：

A.利用激光進行室內照明B.利用激光進行通信

B．利用激光加工堅硬的材料D.利用激光進行長距離測距

3.從地面上看，通信用的地球同步衛星是靜止不動的。它運行一周所用的時間是：

A.24小時B.23小時56分C.24小時4分D.24小時56分

4.我們能夠分辨鋼琴和小提琴的聲音，這是因為它們發出聲音的：

A.音調不同B.音色不同C.響度不同D.頻率不同

5.一艘宇宙飛船關閉發動機后在大氣層外繞地球飛行，飛船內可能出現的現象是：

A.物體的質量消失B.物體自由下落的速度變快

C.蠟燭正常燃燒D.水滴呈球形漂浮在空氣中

6．山間公路往往環繞山坡，盤山而上，這樣可以使上山的汽車：

A．提高功率B．提高機械效率

C．減小所需的牽引力D．減小所需的功

7．在抗洪救災中，大堤上的許多人都身穿厚厚的“背心”，這種“背心”的主要作

用是：

A．能阻礙熱傳遞，從而可以抵御風寒

B．跌倒或碰撞時減小其他物體對人體的作用力，起保護作用

C．不同的背心反射不同顏色的光，便于識別

D．以上說法都不對

8．車站上，坐在火車里的乘客從窗口發現有兩列火車沿相反的方向運動，由此得出的下列判斷中錯誤的是：

A．乘客坐的火車和看到的兩列火車中一定有兩列在沿相反方向運動

B．乘客坐的火車可能在運動

C．三列火車可能沿同一方向運動

D．三列火車中可能有一列是靜止的9．航天飛機關閉發動機后正在太空中飛行。如果科學家要在其中進行實驗，下列哪

些操作不能正常進行：

A．用溫度計測溫度B．用彈簧秤測力

C．用天平測質量D．用電子表測時間

10．有兩個雞蛋，一生一熟，讓它們在光滑的水平桌面上以同樣的速度同時開始轉動：

A．生雞蛋很快停止轉動，熟雞蛋轉了一會兒才停止

B．熟雞蛋很快停止轉動，生雞蛋轉了一會兒才停止

C．兩個雞蛋都很快停止轉動

D．兩個雞蛋都轉了一會兒，然后同時停止

11．有一架飛機沿水平向左做勻速直線運動，每隔1秒鐘從

飛機上輕輕釋放一小球，當三只小球落下且均未落至地

１

面時，若不計空氣阻力，則這三只小球在空中的排列情況應是下圖中的哪一個：

二、填空（共28分，每空2分）

31．已知空氣的密度為1.29千克/米，人體的平均密度與水的密度相當。質量為60千克的人在空氣中受到的浮力大約是__________牛。

2．地面上有一條大木桿，抬起A端需用力300牛，抬起B端需用力200牛。這條木桿的_________端較粗，整個木桿的重量（所受的重力）為

_________牛。

3．如圖所示，四個相同的玻璃瓶里裝水，水面高度不同。

用嘴貼著瓶口吹氣，如果能分別吹出“dou（1）”“ruai

（2）”“mi（3）”“fa（4）”四個音階，則與這四

個音階相對應的瓶子的序號是__________、________、_________、________。

4． 小明同學放學回家，正碰上刮風下雨，他以18千米/時的速度由西向東快跑，此時他

發現了奇怪的現象，雨滴成豎直下落狀態，請你確定，這時刮的是______風，風速是_____米/秒。

5．后輪驅動的汽車在平直路面上向前加速行駛時，地面對后輪的摩擦力方向是_______，對前輪的摩擦力方向是________。

6．音樂廳正舉行音樂會，男中音在放聲高歌，女高音輕聲伴唱，又有多種樂器伴奏，這

時男中音的________比女高音的大，而女高音的________比男中音的高。音樂會的聲音我們聽起來有豐富的立體感，這主要是由于人的聽覺具有________效應。

三、簡答下列各題（共14分）

1、2．（4分）節日里氫氣球飄向高空，越來越小，逐漸看不見了。設想，氣球最后可能會怎樣。根據你所學的物理知識作出預言，并說明理由。

3.（6分）要學好物理就要多動手實驗。請你列舉出用大塑料可樂瓶制成的三種物理實驗器具，并簡述制作過程及用它所演示的物理現象。

２

四、（10分）小英設計了一個實驗，驗證水的內部壓強和水深的關系，所用的裝置如圖

所示，增加細管內的砂粒可以改變細管沉入水中的深度。

1.指出所需要的測量工具，并用字母表示需要測量的物理量。

2.逐條寫出實驗步驟。

3.根據測量的量導出在不同深度處計算壓強的公式。

4.說明怎樣通過實驗結果判斷水的內部壓強是否與水深成正比。

五、（10分）公路路邊每隔1千米有一個里程碑，標明公路起點到此碑的距離，單位是千

米。設計一種方法，利用里程碑和手表測量自行車以中等速度勻速行駛時的速度，并給出計算公式，計算結果以千米／小時為單位。為了減少測量中的誤差，請你至少提出兩點注意事項。

六、（6分）在趣味物理表演會上，小明展示了如圖所示的蓄水和放水裝置。如果原

來水箱是空的，注水時水箱中的水位高于哪點時排水口才有水

流出？如果原來水箱是滿的，放水時水箱中的水位降到哪點時

排水口才停止出水？如果進水口不停地向箱中注水，但進水流

量較小，使得當出水口有水流出時，進水流量小于出水流量，這種情況下排水口的水流有什么特點？

３

物理應用知識競賽試題(力學部分)之答案

一．

1、B

2、A

3、B

4、B

5、D

6、C

7、D

8、A

9、C

10、A

11、C

二．

1、0.76

2、A，500

3、丙，乙，甲，丁

4、西，5

5、水平向前，水平向后

6、響度（或音量，聲音），音調（或頻率），雙耳

三．

2、有兩種可能。一是因為高空中的氣體逐漸稀薄，壓強降低，氣球上升過程中，球內壓強大于球外壓強，氣球不斷膨脹，最后“爆炸”破裂。

另一是因高空的空氣較稀薄，氣球上升過程中所受浮力逐漸減小，當浮力等于重力時，氣球上升的速度最大．然后，浮力小于重力，氣球開始向上做減速運動．在氣球的速度為零之后，又加速下落，浮力逐漸變大，當氣球通過浮力等于重力的位置后，浮力大于重力，氣球開始作向下的減速運動．在氣球的速度減為零之后，又開始加速上升．如此反復，氣球將在浮力等于重力這一特殊位置附近上、下往復運動．

3．①制作量杯 用實驗室已有的量筒定量地向瓶中倒入水，并刻上刻度

②作液體側壓強實驗器 在瓶的測壁不同的高度處扎等大的小孔，倒入水后，從水流的情況可以直觀地反映液體內部的壓強隨深度的增大而增大．

③演示噴霧器 用細塑料管插入加蓋的盛水可樂瓶，用手使勁捏可樂瓶，水會成霧狀從細塑料管中噴出．

四．1．需要用的測量工具是直尺；需測量細管的直徑 D和細管沉入水中的深度 H1，H2．

2．實驗步驟：①測出細管的直徑D；②在細管中加入少量砂粒，將細管放入盛有水的容器中，平衡后用直尺測出細管沉入水中的深度H1；③增加細管中的砂粒，再將細管放入盛有水的容器中，平衡后用直尺測出細管沉入水中的深度H2．

3．導出計算壓強的公式。平衡時，細管（含砂粒）所受重力G管與所受浮力F浮相等，即

G管＝F浮，又G管＝p1S＝Dp1?()2 2 F浮＝V1?水g??(D2)H1?g故得p1=H1?2水g

4．同樣可證 p2=H2?水g所以 p2H2?p1H1 說明水的內部壓強與水深是成正比的．

五．答：在自行車行駛過程中，選定一段比較平整的公路，先記下經過某一里程碑的時刻t1和里程

碑的標數L1，勻速行駛幾千米之后，記下經過另一里程碑的時刻t2和里程碑的標數L2（t1和

t2均以秒計），則自行車行駛的速度為：v=3600(L2-L1)/(t2-t1)

為了減少誤差，要做到：(1)車行速度穩定后才能記錄t1和L1。

(2)使用有秒針的指針式手表或可以讀秒的數字式手表。

(3)行駛距離應為幾千米，不能太短或太長。

六．參考解答：注水時水位高于D點才有水流出，水位降到C點才停止出水。排水口會間歇式地放水。評

分標準：本題共5分。第一問2分，第二問2分，第三問1分。

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