舉辦全國周培源大學生力學競賽是為了培養(yǎng)人才,、服務(wù)教學,、促進高等學校力學基礎(chǔ)課程的改革與建設(shè),,增進青年學生學習力學的興趣,培養(yǎng)分析,、解決實際問題的能力,,發(fā)現(xiàn)力學創(chuàng)新人才, 為青年學子提供一個展示基礎(chǔ)知識和思維能力的舞臺,下面是小編給大家分享的一些有關(guān)于全國周培源大學生力學競賽模擬試題的內(nèi)容,,希望能對大家有所幫助,。
全國周培源大學生力學競賽模擬試題
一、 單炮多發(fā)同時彈著問題
用同一門火炮依次發(fā)射數(shù)發(fā)炮彈,,同時落達同一個目標的射擊方法稱為單炮多發(fā)同時彈著法,。我軍炮兵英雄趙章成曾經(jīng)在實戰(zhàn)中創(chuàng)造過手持迫擊炮在運動中兩次射擊,同時命中同一目標的奇跡,。試問:
1,、 這里面涉及到那些力學問題,?
2、 不考慮空氣阻力與風力,、地球自轉(zhuǎn)影響,,假設(shè)用迫擊炮在運動中射擊,炮彈發(fā)射時出口速度v 0,,目標與兩次發(fā)射點均在同一水平面上,,距離為L ,人的運動速度v R ,,迫擊炮最小發(fā)射時間間隔 Δt ,。求兩次發(fā)射傾角間的關(guān)系。
3,、 當用大口徑線膛炮實現(xiàn)單炮多發(fā)同時彈著時,,發(fā)射點不變,可以靠調(diào)節(jié)射角,,也可以靠不同的裝藥來實現(xiàn)不同的炮彈初速,。設(shè)目標與發(fā)射點距離為L ,高差h ,,火炮有不變射角α,,第一次射擊炮彈初速v 1。不考慮空氣阻力與風力,、地球自轉(zhuǎn)影響,,求第二次射擊時的炮彈初速v 2和兩次發(fā)射的時間間隔Δt 。
二,、 細長鋼筋籠的搬運,、起吊問題
某大型工程項目設(shè)計要求使用的鋼筋籠規(guī)格為:長25m ,直徑為40cm ,,由16根直徑為18mm 的螺紋鋼筋焊接,,沿長度每2米設(shè)置一加強箍,在加工區(qū)制作完成后,,因場地限制,,只能靠工人用兩輛手推車運送,到達樁機附近擺放在地上,,再用樁機上自帶的起吊裝置將鋼筋籠送進樁孔中,。
在操作過程中,發(fā)現(xiàn)有這樣幾件事情:
1,、 有的人認為這16根鋼筋應(yīng)放置在加強箍內(nèi)部(圖2a ),,而有的人則認為應(yīng)放置在加強箍外部(圖2b ),請你試用力學原理分析,,哪種更符合設(shè)計者意圖,。
(a ) (b )
圖2 鋼筋籠斷面示意圖
2,、在把鋼筋籠往手推車上放時,有時會發(fā)生將鋼筋籠折斷的情況,,有時則不會,,請你幫助工人設(shè)計出一套合理的施工方案。(為了方便轉(zhuǎn)彎,,在手推車頂上焊接放置一個用手推L h α v 0
車車輪制作的轉(zhuǎn)盤)
3,、在用吊機起吊的時候,也經(jīng)常發(fā)生鋼筋籠折斷的現(xiàn)象,。起吊時用一個繩子單點起吊,。請你給出合適的施工方案。
三,、 圓環(huán)中的細桿
在光滑水平面上內(nèi)有一半徑為R 的圓環(huán)繞圓心O 轉(zhuǎn)動,,質(zhì)量為m ,長為l 的均質(zhì)桿AB 的A 端鉸接在圓周上,,B 端擱置在圓環(huán)內(nèi)壁上,,圖示瞬時圓環(huán)的角速度為ω,角加速度為α,。
1,、 試畫出此時AB 桿所受全部主動力及虛加慣性力。
2,、 當α與ω反向時,,有人說:“將動系固結(jié)在圓周上,于是AB 桿將以α相對于動系
運動,,從而可得B 點的相對加速度,。”這樣對嗎?僅用運動學方法能求出B 點的加速度嗎,?
3、 若此時當α與ω反向時,,求B 點的加速度,。
四、 李元霸的力量有多大,?
據(jù)《說唐》描寫,,天下第一條好漢李元霸曾將一對千斤鐵錘擲向天空,試圖打擊雷公,,結(jié)果鐵錘過了兩個時辰才落下來,,反將李元霸砸死。請計算并回答以下問題,。
1,、 一個時辰為兩個小時,,假設(shè)地球上空的重力加速度均為10米/秒2?(地球自轉(zhuǎn)與空
氣阻力不考慮),試問鐵錘上升的最大高度為多少千米,?鐵錘從李元霸手中飛出時的初速度為多少,?
2、 假設(shè)鐵錘從靜止到飛出的加速距離為2米,,試問李元霸在此過程中的平均投擲力為多
少,?李元霸當時是騎在馬背上擲鐵錘的,假設(shè)每個馬蹄的平均面積是100平方厘米,,戰(zhàn)馬站立在抗壓強度相當于C30混凝土(抗壓強度為10.3MPa )的巖石地面上,,地面能否支撐住馬蹄?如果地面更換為16錳鋼(抗壓強度為230 MPa ),,試問能否支撐,?
3、 考慮到地球自轉(zhuǎn)的影響,,鐵錘能砸死原地不動的李元霸嗎,?如果不能,假定事情發(fā)生
在北緯450附近,,鐵錘將落在他的身邊何處,?
一、單炮多發(fā)同時彈著問題
1,、 質(zhì)點動力學問題
2,、 1102cos cos cos α?α-?-=αt
v l t v l R
3、 由方程組:
???
????ααα-α=?α-α=1212022202
2cos cos cos cos cos 21tan v L t v L g L h 確定,。
二,、細長鋼筋籠的搬運、起吊問題
1,、 圖a 情況更科學,,既最大限度地使截面的抗彎系數(shù)大,充分發(fā)揮材料的力學的性能,,
也方便吊裝進樁孔,。
2、 實質(zhì)上是兩端外伸梁的問題,。設(shè)整個鋼筋籠長度為l ,,外伸端長度a ,則:
==l a 207.0 5.175m ,。
3,、 一點起吊,一方面要注意,,外伸段內(nèi)因自重33/108.7m kg ?=ρ引起的最大彎矩不
超過其允許最大彎矩(設(shè)為m N M ?=1000][),。另一方面,,注意最大正應(yīng)力強度條件,要用到慣性矩的平行移軸公式A a I I xC x 2+=,,在計算鋼筋籠的截面彎曲系數(shù)時,,中性軸通過兩根對稱的鋼筋,截面彎曲系數(shù)最小,。
三,、圓環(huán)中的細桿
1、 如圖(a )所示,,圖中α=C I J M ,,OC M F n I ?ω=2,OC M F t I ?α=,,C J 為
AB 桿對C 點的轉(zhuǎn)動慣量,。
2、 不對,,不能,。
3、 受力分析如圖(b ),,圖中r A Ir J M α=,,A J 是桿子對A 點的轉(zhuǎn)動慣量。應(yīng)用達朗
貝爾原理對A 點寫平衡方程:02
=--n I Ir I F l M M ,,求出相對角加速度r α后得B 點的相對加速度r r l α=α,,則B 點的絕對加速度為t e n e r a a a a a ++=。如果上
面求出的0≤r a ,,則t e n e a a a a
+=,。
四、李元霸的力量有多大
1,、最大距離為259200千米, 鐵錘飛出時的初速度為每秒36千米,。
2、投擲力為162吉牛,,巖石地面和錳鋼均無法支撐,。
3、砸不到,,落在西側(cè),。
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