当前位置:首页 >> 学科竞赛 >> 2011第28届全国中学生物理竞赛复赛第(二)解答

2011第28届全国中学生物理竞赛复赛第(二)解答


参考解答: 二、参考解答: 参考解答 1.建立如图所示坐标系 Oxy.两杆的受力情况如图:

f1 为地面作用于杆 AB 的摩擦力, N1 为地面对杆 AB 的支
持力,

y

f2



N2

为杆 AB 作用于杆 CD 的摩擦力和支持力, D

N4

N3



N4

分别为墙对杆 AB 和 CD 的作用力, mg 为重力.

α
取杆 AB 和 CD 构成的系统为研究对象,系统平衡时, 由平 衡条件有 B N3 (1) (2) E F N2 mg f2 mg C f1 N1 A x

N 4 + N 3 ? f1 = 0 N1 ? 2mg = 0
以及对 A 点的力矩

θ
O

1 1 ? ? mgl sin θ + mg ? l sin θ ? l sin α ? ? N 3l cos θ ? N 4 ( l cos θ + l cos α ? CF ) = 0 2 2 ? ?
即:

3 1 mgl sin θ ? mgl sin α ? N 3l cos θ ? N 4 ( l cos θ + l cos α ? CF ) = 0 2 2

(3)

式中 CF 待求. F 是过 C 的竖直线与过 B 的水平线的交点, E 为 BF 与 CD 的交点.由几何 关系有

CF = l sin α cot θ
取杆 CD 为研究对象,由平衡条件有

(4)

N 4 + N 2 cos θ ? f 2 sin θ = 0

(5)

N 2 sin θ + f 2 cos θ ? mg = 0
以及对 C 点的力矩

(6)

1 N 4l cos α ? mgl sin α = 0 2
解以上各式可得

(7)

N4 =

1 mg tan α 2

(8)

1 sin α 1 tan α sin α ? ?3 N 3 = ? tan θ ? tan α ? + ? mg 2 cos θ 2 sin θ ? ?2 ? 3 tan θ sin α 1 tan α sin α f1 = ? ? + cos θ 2 sin θ ? 2 N1 = 2mg 1 ? ? N 2 = ? sin θ ? tan α cos θ ? mg 2 ? ? 1 ? ? f 2 = ? cos θ + tan α sin θ ? mg 2 ? ?
CD 杆平衡的必要条件为

(9)

? ? mg ?

(10) (11)

(12)

(13)

f 2 ≤ ?c N 2
由(12)(13)(14)式得 、 、

(14)

tan α ≤
AB 杆平衡的必要条件为

2 ( ?C sin θ ? cos θ )

?C cos θ + sin θ

(15)

f1 ≤ ? A N1
由(10)(11)(16)式得 、 、

(16)

tan α sin α 2 sin α ? ≤ 4 ? A ? 3 tan θ sin θ cos θ
因此,使系统平衡, α 应满足的条件为(15)式和(17)式. 2.将题给的数据代入(15)式可得

(17)

α ≤ arctan 0.385 = 21.1°

(18)

将题给的数据代入(17)式,经数值计算可得

α ≥ 19.5°
因此, α 的取值范围为

(19)

19.5o ≤ α ≤ 21.1o

(20)

评分标准: 评分标准: 本题 20 分 第 1 问 15 分 (1)(2)(3)式共 3 分, 、 、 (4)式 1 分, 、 、 (5)(6)(7)式共 3 分,(9) 、(10) 式各 1 分,(12) 到(17)式各 1 分. 第 2 问 5 分, (18)式 1 分, (19)式 3 分, (20)式 1 分.


更多相关文档:

2011年第28届物理竞赛复赛试卷及答案

1AU=1.50×1011m, 引力常量 G=6.67×10 11Nm2/kg2, 太阳质量 mS=1.99 ...第5页 第 28 届全国中学生物理竞赛复赛试卷 参考答案及评分标准一、参考解答: ...

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案_初三理化生_理化生_初中教育_教育专区。高中物理竞赛复赛 第28 届全国中学生物理竞赛复赛试题(2011) 一、(20 分)如图所示...

2011第28届全国中学生物理竞赛复赛第(二)解答

2011第28届全国中学生物理竞赛复赛第(二)解答 原创。新春奉献青春!原创。新春奉献青春!隐藏>> 参考解答: 二、参考解答: 参考解答 1.建立如图所示坐标系 Oxy.两杆...

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案_学科竞赛_初中教育_教育专区。第 28 届全国中学生物理竞赛复赛试题(2011) 一、(20 分)如图所示,哈雷彗星绕太阳 S 沿椭圆...

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案 2

第28 届全国中学生物理竞赛复赛试题(2011) 一、(20 分)如图所示,哈雷彗星绕太阳 S 沿椭圆轨道逆时针方向运动,其周期 T 为 76.1 年,1986 年它过近日点 P0 ...

(2011)第28届全国中学生物理竞赛复赛试题(清晰扫描版)及参考解答

(2011)第28届全国中学生物理竞赛复赛试题(清晰扫描版)及参考解答_学科竞赛_高中教育_教育专区。1 页共 19 页 2 页共 19 页 3 页共 19 页 4 页共 19 页...

2011第28届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案(完全WORD版)

2011第28届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案(完全WORD版)_学科竞赛_高中教育_教育...式 2 分, (12) 、(13) 、(14) 、(15)式各 1 分. 12.参考解答: ...

2011年第28届物理竞赛_复赛_试卷+答案+评分标准

2011第 28 届全国中学生物理竞赛复赛 第 28 届全国中学生物理竞赛复赛试卷一、(20 分)如图所示,哈雷彗星绕太阳 S 沿椭圆轨道逆时针方向运动,其周期 T 为 ...

2011年及答案第28届全国中学生物理竞赛复赛试卷

2​0​1​1​年​,​第​2​8​届​全​国​中​学...第28 届全国中学生物理竞赛复赛试卷 一、(20 分)如图所示,哈雷彗星绕太阳 S ...
更多相关标签:
中学生物理竞赛复赛 | 33届物理竞赛复赛名单 | 33届物理竞赛复赛 | 2016物理竞赛复赛 | 33届物理竞赛复赛成绩 | 32届物理竞赛复赛 | 33届物理竞赛复赛答案 | 物理竞赛复赛 |
网站地图

文档资料共享网 nexoncn.com copyright ©right 2010-2020。
文档资料共享网内容来自网络,如有侵犯请联系客服。email:zhit325@126.com