全國中學生物理競賽——復賽模擬卷(編輯修改稿)
2025-05-01 02:06 本頁面
【文章內容簡介】 支持力N9的作用。這樣，這部分就等效為受T、T25和N9三個力的作用而平衡。則表示此三力的矢量構成一個封閉三角形，由前述此三力的方向關系可以確定，這一三角形只能是如圖11506所示的三角形，由此三角形可見，圖11507 桿25對點5的作用力方向水平向左，可見桿25中的內力為張力。又假設取絞接點8為研究對象，它受到支持力N8和桿82對它的作用力T82和桿81對它的作用力T81，由于此三力平衡，則N8與T82的合力必沿桿81的方向，可見應有圖11508 且T82的方向應水平向右，即桿82的內力為張力。再假設取絞接點2為研究對象，由以上分析知，其左、右兩水平桿對它的作用力均為拉力，其大小分別為P和P/2。而另外只有桿24能對點2提供水平方向的分力，則為使點2在水平方向受力平衡，桿24作用于點2的力必沿由2指向點4的方向，進而為使點2在豎直方向上受力平衡，則桿12對點2的作用力必沿豎直向下的方向。綜合上述可得點2的受力如圖11507所示。由圖知 故得 即桿24中的內力為張力，其大小為最后以點4為研究對象，它受到與之相連的三根桿的三個力的作用。此三力應互相平衡?，F(xiàn)以T4T4T43表示這三個力，由于T42的方向是確定的（桿42的內力為張力，則T42必沿由點4指向點2的方向），而T4T43又只能沿對應桿的方向，則此三力只可能取如圖11508所示的方向。由點4在水平方向的受力平衡，應有 所以 由點4在豎直方向的平衡，應有 =P即桿43中的內力為張力，大小為P。7. 一平直的傳送帶以速度v=2m/s勻速運行，傳送帶把A點處的零件運送到B點處，A、B兩點之間相距L=10m，從A點把零件輕輕地放到傳送帶上，經(jīng)過時間t=6s，能送到B點，如果提高傳送帶的運動速率，零件能較快地傳送到B點，要讓零件用最短的時間從A點傳送到B點處，說明并計算傳送帶的運動速率至少應多大？如要把求得的速率再提高一倍，則零件傳送時間為多少（）？分析：零件在傳遞帶上加速運動，當零件與傳送帶的速度相等時，就與傳送帶一起作勻速運動，這就說明了傳送帶的速度大，它加速的時間長，由于傳送帶的長度一定，只要零件在這有限的長度內一直是加速的，在此加速過程中得到的最大速度也就是傳送帶要使零件一直加速具有的最小速度，若傳送帶的速度再加大，也不能使零件運送的時間變短。反過來看，若是零件以一定的初速度滑上傳送帶，它在傳送帶上運動的時間有一個最大值和最小值，顯然，最小值就是它在傳送帶一直是加速的，而最大值就是零件在傳送帶上一直是減速的，同樣地，減速過程中對于傳送帶的速度也有一個臨界值，當傳送帶小于這個臨界值時，零件到達傳送帶另一端的時間不會變。這兩個臨界值是值得注意的。解：零件的初速度為零，放在傳送帶上，受到傳送帶對它的滑動摩擦力，提供它作加速運動所需要的外力，即。若零件一直是加速，到達B點的速度為，由題意可知， 。顯然這是不可能的，當零件與傳送帶的速度相等時，它們之間的滑動摩擦力消失，零件與傳送帶一起作勻速運動，由題意可知，代入數(shù)據(jù)后解得。要使零件能較快地從A點到達B點，則零件在A、B之間應該一直加速，也就是零件到達B點時的速度，而 。故最短的時間若傳送帶的速率提高一倍，則零件傳送的時間不變，這是因為零件一直是加速的，由于加速度和加速的距離一定，故運行的時間也就一定了，還是s。8. 一物體以某一初速度v0開始做勻減速直線運動直至停止，其總位移為s，當其位移為2/3s時，所用時間為t1；當其速度為1/3v0時，所用時間為t2，則tt2有什么樣的關系？解法一：設物體的加速度為a（大?。?，由速度公式得 有 （1）根據(jù)位移公式得 且 此兩式聯(lián)立得 解之得 因為該物體運動的總時間，因此有，由此知只能取 （2）比較（1）、（2）式可知 解法二：物體在時間內的位移為 （3）物體在時間內的位移為 （9）比較（3）、（4）式可知，因而其對應的時間應滿足。解法三：根據(jù)題意作出物體的t圖像如圖1231所示，顯然，當經(jīng)過時間時，發(fā)生的位移早已超過。原因是，根據(jù)圖中，由此可知，表示的位移為，即在時間內發(fā)生的位移為，所以。9．一根長為1m具有小內截面的玻璃管，兩端開口，一半埋在水中。在上端被覆蓋后，把玻璃管提升起來并取出水面。問玻璃管內留下的水柱高度為多少。解：埋入水中后。取出水面時，有一小部分水流出。如留下的水柱高度為h，水管內的空氣壓強可用玻意耳馬略特定律算出： （1）式中L=1m，A為玻璃管的截面。玻璃管外的壓強等于玻璃管內水柱和空氣的壓強之和。
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