物理竞赛专题训练(力学)

参考答案：T1= P，T2= P，T3= P。
五、如图4所示，均质重链的两端分别接连两个小球A与B，且A、B重量分别为P与Q，置于半径为R的光滑半圆柱面上。链的单位长度重为μ，链长由图所示的已知角α确定。试求系统平衡时的位置（由垂直于AB的直线OC与水平所成的φ角表示）。
参考答案：tanφ =
六、三个相同的均质小球放在光滑水平桌面上，用一根橡皮筋把三球束縳起来。三个小球的质量均为m，半径均为R。再如图5所示，将一个质量为3m，半径也为R的均质小球放在原三球中间正上方，因受橡皮筋约束，下面三小球并未分离。设系统处处无摩擦，试求放置第四个小球后，橡皮筋张力的增加量。
度h为________________。
8．如图是磅秤构造的示意图。AB是一根不等臂的杠杆，支点为O1，CD和EF都是可看作为杠杆的两块平板，分别以O2、O3为支点，CD板用竖直杆HC悬于H点，EF板用竖直杆EB悬于B点，EB穿过CD板的小孔。若HB、O1H、O1A，O2E，O2F的长度分别用L1、L2、L3、l1、l2表示，而且L1=10厘米，L2=1厘米，L3=60厘米，l1=40厘米，l2=4厘米。磅秤平衡时，秤码重力P=50牛。则秤台CD上的重物的重力G为_______________。(除重物G和秤码P，其他物件重力不计)。
2.如图所示是一均匀薄板，半径R＝30cm，现从圆形板上挖出一个半径r=15cm的内切圆板，则剩余的薄板的重心C与大圆圆心O的距离为______________cm。
3.如图所示,每个滑轮的质量为3千克,人的质量为60千克,吊篮质量为30千克,不计摩擦,g取10N/kg,若人匀速拉绳使吊篮上升1米,则人的拉力,手中绳子移动的距离是_________米；人做功是______________焦。
6.如图16－23所示，A为正方体物块，边长为4cm，砝码质量为280g，此时物体A刚好有2cm露出液面。若把砝码质量减去40g，则物体A刚好全部浸入液体中，则物体A的密度为____________克/厘米3（g取10N/kg）。
7.一个半球形漏斗紧贴桌面放置，现自位于漏斗最高处的孔向内注水，如图所示，当漏斗内的水面刚好达到孔的位置时，漏斗开始浮起，水开始从下面流出。若漏斗半径为R，而水的密度为ρ，试求漏斗的质量为____________。
3.弹簧秤下挂一金属块，把金属块全部浸在水中时，弹簧秤示数为3.4牛顿，当金属块的一半体积露出水面时，弹簧秤的示数变为4.4牛顿，则：金属块的重力为____________牛。金属块的密度为________千克/米3（g=10N/kg）
4.图甲是一个足够高的圆柱形容器，内有一边长为10cm、密度为0.8×103kg/m3的正方体物块，物块底部中央连有一根长为20cm的细线，细线的另一端系于容器底部中央(图甲中看不出，可参见图乙)。向容器内缓慢地倒入某种液体，在物块离开容器底后，物块的1/3浮出液面。则：当液面高度升至_________厘米时；细线中的拉力最大。细线的最大拉力是__________牛。(取gC棒的质量2kg，此外力的大小和方向若何？
参考答案：（1）在角ACB內向右上方；（2）F = 19.0N，sinθ= 。
四、一空心圆环形圆管沿一条直径截成两部分，一半竖立在铅垂平面内，如图2所示，两管口处在一水平线上。现向管内注入与管壁相切的小钢珠，左、右侧第一个钢珠都与圆管截面相切。已知每个钢珠重W，共2n个。求从左边起第k个和第（k + 1）个钢珠之间相互作用的正向力量值Nk。假设系统中处处无摩擦。
参考答案：Nk= W
五、如图3所示，一轻质木板EF长为L，E端用铰炼固定在铅直墙面上，另一端用水平轻绳FD拉住。木板上依次放着（2n + 1）个圆柱体，半径均为R，每个圆柱体重量均为W，木板与墙的夹角为α，一切摩擦都可略去，求FD绳上的张力T。
参考答案：T = W( + + 2ntanα)
六、如图4所示，代表某一铅直平面，在此面内有两根均匀细杆AB和BC，质量相同，长度分别为l1和l2，它们共同接触水平地面，端点记为B，各自的另一端A和C分别靠在相对的两堵垂直墙上。已知墙面间距离为l，且l＞l1，l1＞l2，且l1+ l2＞l，系统处处无摩擦。试求：两杆平衡时它们与水平地面倾斜角φ1、φ2各多大？
参考答案：L≥
四、如图4所示，三个半径、质量均相同的圆柱体如图的方式堆放在地面，互相接触。已知圆柱体之间的摩擦系数为μ1，圆柱体与地面之间的摩擦系数为μ2，试求使三圆柱体达到平衡所需之μ1、μ2的最小值。
参考答案：μ1min= ，μ2min=
五、长为a，高为h，重为W的均匀长方体放在水平桌面上，开始时长方体右侧面与桌面的边缘切齐，如图5所示。现从左侧面中心加水平力推长方体，使其沿桌面等速滑动，设长方体跟桌面间摩擦系数为μ，那么从开始至长方体欲下翻，此水平力F之量值为多少？长方体移动之距离s为多少？
4.如右图，长1 m的轻杆OA可绕O端转动，水平放置时，在A端挂一质量为m的物体，现将长1 m的轻绳系于杆上某点B，另一端系于墙上，要使绳子拉力最小，则拉力的大小是____________N;OB的长度是_____________m。
5.如图所示，木凳重力30N，F1=20N，F2 =20N，木凳高H=20cm，凳腿间距L=40cm．该木凳保持静止状态，则A凳腿对地面的压力大小为N；B凳腿对地面的压力大小为____N。
2.如图所示，是小明为防止家中停水而设计的贮水箱．当水箱中水深达到1．2m时，浮子A恰好堵住进水管向箱内放水，此时浮子A有1/3体积露出水面（浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动）。若进水管口水的压强为1．2×105Pa，管口横截面积为2．5㎝2，贮水箱底面积为0．8m2，浮子A重10N。则：贮水箱能装__________千克的水。浮子A的体积为______________m3.
静力学难题（一）
一、一很轻的水平金属丝在相距为l的两个支柱上，刚好张紧，但此时张力可以忽略不计。金属丝的弹力常数为k，一个质量m的质点系于金属丝中点，并令其下落。计算让质点开始回升前所下落之高度h。
参考答案：h =
二、如图1所示，AB、BC、CD和DE为质量可忽略的等长细线，长度均为5m，A、E端悬挂在水平天花板上，AE =14m，B、D是质量均为mo=7kg的相同小球，质量为M的重物挂于C点，平衡时C点离天花板的垂直距离为7m，则质量M应为多少？
初中物理竞赛专项训练试题—浮力
1.如图所示，圆柱形容器中盛有水。现将一质量为0.8千克的正方体物块放入容器中，液面上升了1厘米。此时正方体物块有一半露出水面。已知容器的横截面积与正方体横截面积之比为5∶1，g取10牛/千克，容器壁厚不计。此时物块对容器底的压强是__________帕。若再缓缓向容器中注入水，至少需要加水___________千克，才能使物块对容器底的压强为零。
6.一薄壁圆柱型烧杯，半径为r，质量为m，重心位于中心在线，离杯底的距离为H，今将水慢慢注入杯中，问烧杯连同杯内的水共同重心最低时水面离杯底的距离是___________。
7.在水平面上放有两个圆筒。一个圆筒的轴是水平的，而另一个是竖直的，两筒的下部用细管连通。“水平”圆筒的半径为r，一面是敞开的，简内装有活塞(如图)。“竖直”圆筒的上面是敞开的。两个筒里注入水，并且在“水平”圆筒内，水充满被活塞隔离的整个空间，而在“竖直”圆筒内，水位于某一高度。当活塞处于平衡情况下，“竖直”圆筒内水位的高
参考答案：
三、如图1所示，一根细棒，上端A处用绞炼与天花板相连，下端B用绞炼与另一细棒相连，两棒长度相等，两棒只限于图示的垂直面内运动，且不计绞炼处的摩擦。当在C端加一适当的外力（在纸面内）可使两棒平衡在图标位置处，即两棒间夹角为90°，且C端正处在A端的正下方。试问：
（1）不管两棒的质量如何，此外力只可能在哪个方向的范围内？
5.如图所示，弹簧上端固定于天花板，下端连接一圆柱形重物。先用一竖直细线拉住重物，使弹簧处于原长，此时水平桌面上烧杯中的水面正好与圆柱体底面接触。已知圆柱形重物的截面积为10cm2，长度为10cm；烧杯横截面积20cm2，弹簧每伸长1cm的拉力为0.3N，g=10N/kg，重物密度为水的两倍，水的密度为103kg/m3。细线撤走后，重物重新处于平衡时，弹簧的伸长量为___________厘米。
8.将体积为V的柱形匀质木柱放入水中,静止时有一部分露出水面,截去露出部分再放入水中,又有一部分露出水面,再截去露出部分……,如此下去,共截去了n次,此时截下来的木柱体积是_________________,已知木柱密度ρ和水的密度ρ水。
初中物理竞赛专项练习—简单机械
1.如下图所示，半径是0.1m，重为 的均匀小球，放在光滑的竖直墙和长为1m的光滑木板(不计重力)OA之间，木板可绕轴O转动，木板和竖直墙的夹角为θ＝60°，则墙对球的弹力__________和水平绳对木板的拉力___________。
参考答案： mg
七、如图6所示，均质杆AB的长度为a，一端靠在光滑铅直墙上，另一端靠在光滑固定的侧面上，侧面为柱面，柱轴垂直Oxy面。如果要使杆子在Oxy面内的任意位置均是平衡位置，则侧面应是什么形状的柱面？
参考答案：椭圆柱面，椭圆方程为x2+ (2y－a)2= a2。
八、有三个光滑的圆柱体，重量相等，且半径均为r，同置于一块曲率半径为R之光滑曲面上，如图7所示。试证明下面两个圆柱体不致被压而分开之条件为：R≤(1 + 2 )r。
参考答案： = 1.258
静力学难题（三）
一、如图1所示，物体A、B及滚轮C质量均为M。滚轮C由固定在一起的两个同心圆盘组成，半径分别为2r和r，各接触面静摩擦系数均为μ。试求：系统维持平衡时，μ的最小值为多少？
参考答案：
二、如图2所示，质量M1之物体P与质量为M2之物体Q以细绳连接跨过一光滑小滑轮，放置于与水平成45°角之两倾斜面上，呈静力平衡，设物体与斜面之摩擦系数为0.5。试问：
参考答案：φ1= φ2= cos-1
七、如图5所示，两完全相同的木板，长度均为l，质量均为m，彼此以光滑铰链B相接，并通过光滑铰链A与铅直墙相连，为使两木板均呈水平状态达到平衡，试问应在何处施力？最小的作用力是多少？