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其中涉及了什么力学内容?
(2)根据上述介绍,你能否求出AB板与圆球之间的摩擦系数要满足什么关系?(3)AB板只在A处受支撑却仍能在水平位置保持平衡。魔术师让观众来检查,证明这时平板有且只有A点与地面接触,排除了看不见的支撑或悬挂等情况。你认为这可能吗?
请指出其中可能涉及的奥秘,并分析其中可能涉及的参数。
图3魔术师的箱子
四、出人意料的交线(35分)设Oxy是固定坐标系。系统由三根不计半径的细杆构成,初始时刻CD杆沿轴;OB杆长为,沿x轴正方向;
AB杆长为l,开始时先与轴平行,绕x轴负方向转动β角后,把这三根杆件焊成一个整体,如图4所示。假设在平面内有一张纸存在,为了能让系统持续地绕轴以匀角速度yzzω转动,需要在纸上挖出某种形状
的空隙让AB杆通过(这里只考虑AB杆)。(1)如果a0,求空隙的函数表达式Γ0,并画出示意图。(2)如果a0,求空隙的函数表达式Γa,并画出示意图。Γ0与Γa有何关系?(3)当a0时,设P点是AB杆与yz平面的交点,当P点位于AB杆中点且时,如果要求点的速度和加
速度,你如何考虑?取
速度和加速度是多少?
图4初始时刻的系统位置
f第六届周培源全国大学生力学竞赛初赛(样题)解答
一、奇怪的独木桥(1)本问题与力学中的什么内容有关系?关键词:梁的弯曲、弯矩。(2)如果一个人想过桥,最多能走多远?该问题简化为下图,设人从B向A走去,载荷P与B点距离为x,AB间的距离为L。
易求出支座B点的约束力为RBPLxL则AB间最大弯矩为MxPLxL根据允许最大弯矩为M600Nm,有PLxxL≤M代入数据,解出x≤1,x≥3即一个人最远可以向前走1米(另一解略去)。(3)当地居民过桥时两人需要进行配合,你认为两人应如何配合才能安全过桥?
若两人同时上桥,一人在右侧外伸段距右端支座为x1处,另一个人在桥上,行至离左端支座x2处,其弯矩如图所示。这时支座的反力为:RAPLx1x2LRBPLx1x2L弯矩极大值为M1Px1M2PLx1x1x1L
欲要安全通过,要求,M1≤MM2≤M,代如数据得
欲使上式恒成立,则需
,解得0536≤x1≤746
考虑到M1≤M,得x1≤75m
所以当一个人立于右侧外伸段离右支座的距离为0536075m之间时,另一人可安全通过独木桥。通过独木桥的
人再立于左外伸段离左支座距离为0536075m之间,另一个人亦可安全通过。
(本题改写自:周道祥,《力学与实践》小问题第120题,1986,No3)
二、模特儿与新型舞台
(1)本问题与力学中的什么内容有关系?r
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