三。十六、声东击西的射击手。
射击的最高境界,不仅是指哪打哪,还要知道往哪儿指。欢迎来到这个与众不同的射击场。在这里,共有10 个小球(号码从0 到 9),你需要把某个小球放在圆弧的适当位置上,然后静止释放小球即可。
假设系统在同一竖直平面内(如图所示),不考虑摩擦。圆弧ab 的半径为r ,b点与地面的高度为h 。均质细杆cd的质量为m ,长为l = 0.
5h ,悬挂点c与b 处于同一水平位置,bc 距离为s 。小球质量均为m,不计半径,小球与cd杆或地面碰撞的恢复因数均为,且满足 (i = 0, 1, 2, …9)。另外还规定所有小球与地面碰撞次数最多为 1 次。
1)为使小球击中杆上d 点,试确定静止释放时的θ,距离s 有何限制?
2)假设某小球击中cd杆上的e 点,为使e 点尽可能远离d 点,试确定该小球的号码及静止释放时的θ,此时ce 的距离是多少?
3)假设某小球击中cd 杆上的e 点,为使悬挂点c 处的冲量尽可能小,试确定该小球的号码及静止释放时的θ,此时ce 的距离是多少?冲量有多大?
三。十七、技高一筹的魔术师。
魔术开始前,魔术师首先介绍道具:两个透明的水晶圆球和;一个透明的水晶平板ab,a 端水平固定在墙中,不考虑自重时ab板与水平面平行。假设水晶板是均质等截面板,长度为l,单位长度重量为q,弯曲刚度为ei 。
两均质水晶圆球的半径均为r,重量均为p = ql 。魔术正式开始,观众看到两个水晶球在板上任意位置静止释放,都会从板的b 端掉下去。但是细心的观众发现,即使两水晶球放在板的相同位置,掉下去所需时间却明显不同。
魔术师解释说,虽然两水晶球的尺寸和重量完全相同,但有一个水晶球的表面涂了透明的新型材料,很光滑。说完在后落下的水晶球表面贴上了小纸片以示区别(假设小纸片的尺寸和重量相对水晶球均是小量)。只见魔术师对两个水晶球吹了吹,声称已经把魔力注入其中,然后小心地把贴有纸片的球静止放在板上(接触点为b 点),同时让纸片远离接触位置,松手后水晶球竟然真的可以一直稳稳地停留在板上b 点。
在观众的掌声中,魔术师撤走了球,把在球拿了起来。“这个水晶球不太听话,我的魔力只能管1 分钟。”魔术师说完把球转了转,然后更加小心地把球也放在板上(接触点为b 点)。
观众发现,球在b 点停留了大约1 分钟,然后在没有外界干扰的情况下突然从板上b 端掉了下来……。
1)根据题目叙述,试判断哪个水晶球涂了新型材料?
2)水晶球竟可在b 点一直稳稳地停留,简要叙述其原理,分析其中所涉及。
的关键参数,以及各参数应满足的必要条件或关系。
3)水晶球在只能在b 点停留很短的时间,简要叙述其原理,分析其中所涉。
及的关键参数,以及各参数应满足的必要条件或关系。
三。十八、触地式欹器的原理分析及设计。
欹器,是中国古代的一种汲水罐器,欹器有一种奇妙。
的本领:“虚而欹,中而正,满而覆”。即:未装水时略向。
前倾,待灌入一半水后,罐身就竖起来,而一旦灌满水时,罐子就会一下子倾覆过来,把水倒净,尔后又自动复原,等。
待再次灌水。
右图是触地式欹器的模型,平衡于桌面上,其中是。
定系,是结体系, 其底部轮廓线在结体坐标上是。
顶部形状暂不考虑, 重心在轴上。定义结体系轴与定系轴的夹角为欹器的倾斜角。试分析触地式欹器的力学原理,并对其进行参数设计。
三。十九、悠悠球
悠悠球是风靡世界的大众化古老玩具之一,悠悠球的构造:木制或塑料制的两个厚圆盘中间以短轴相连,缠绕在短轴上的绳索一端与轴固定,另一端绕在手指上。松手后圆盘沿绳自由下落同时产生旋转,将操纵悠悠球的手上下微动,可使悠悠球不断上下运动。
设悠悠球质量为,短轴直径为,回转半径为,绳长为。请你解释悠悠球的力学原理;分析悠悠球在何处具有最大转速,并求出此时的角速度。
四。十、悠悠消旋。
在卫星发射过程中,当卫星与运载火箭分离以后,必须采取措施使卫星停止旋转,才能控制卫星维持相对地球的正确姿态。利用喷气技术可以做到消旋,但要消耗宝贵的能源。所谓悠悠消旋技术,是在卫星的a、b两处对称固定两根细索,端部系以质量块,令其与旋转方向相反地缠绕在圆柱形星体上。
质量块起先锁定在c、d处,星箭分离后打开锁定装置,随后实现消旋。这时航天技术中采用的可行方案。
设卫星为半径为的圆柱形刚体,绕旋转轴的转动惯量为,质量块的质量为,绳索的长度为。在绳索释放瞬间刚体的角速度为,释放结束时刚体的角速度为零,此时质量块的速度为。请你对悠悠消旋技术进行力学分析。
2019力学竞赛模拟题
四。十七 迷人的曲线。如图1所示,绘图装置由小齿轮和大齿圈构成,设半径分别为r和r,轮心分别为o1和o。e是小齿轮上任意位置处的一个小孔,距离o1为。将绘图装置放在白纸上,大齿圈不动,小齿轮和大齿圈始终啮合,e 孔中插入笔芯绘图。请分析 1 所绘曲线可能是圆吗?若是,则给出条件 不是,则说明理由?2...
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水力学模拟题
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