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高中物理竞赛吧:浮力简谐运动与复赛速度分解真题

2026-10-20 16:22:53综合与其它0

这题目是一道高中物理竞赛题。大家来分析分析一下, 木棒释放之后是在做的是简谐运动, 满足的那个特征是回复力等于负的劲度系数乘以位移, 也就是咱们常说的公式F回=-K*X, 我们先去证明一下这个结果是正确的。NIF物理好资源网(原物理ok网)

根据题意得知, 木棒的重力是G等于mg, 也就等于密度乘以体积L乘以截面积S再乘以重力加速度g, 这里边S代表的就是木棒的横截面积。由于一般来说木棒的密度是小于水的密度的, 所以木棒不振动的时候, 处在静止漂浮状态下的那个位置就是它自己的平衡位置。NIF物理好资源网(原物理ok网)

我们把这个时候浸入到水中的那部分长度设为X0, 那么针对这道具体的高中物理竞赛题。我们一起来看一下具体的相关情况吧。NIF物理好资源网(原物理ok网)

物理竞赛复赛实验真题NIF物理好资源网(原物理ok网)

这道题目主要的考点在于速度分解以及参考系的选取。如果以这三个人组成的三角形作为参照物, 那么这种情况就可以被看成是三个人都在向中心位置进行奔跑。此时需要考虑的速度是人相对于地面的速度在面向三角形几何中心方向上的那个分速度。具体来说这个分速度的大小等于V乘以30°的余弦值, 也就是V·cos30°。NIF物理好资源网(原物理ok网)

a/2/cos30° = V·cos30°·tNIF物理好资源网(原物理ok网)

通过这样的操作, 时间数据就得以呈现出来了。NIF物理好资源网(原物理ok网)

那么紧接着, 我们就可以通过公式, 也就是距离等于速度乘以时间那个算式的样子, 去把路程给算出来了。NIF物理好资源网(原物理ok网)

这道题目, 在高中物理竞赛辅导书籍上面曾经出现过, 谁改编谁的这个问题, 其实并不清楚, 但是, 培养物理思维能力, 作为做物理题目的核心目标, 这位同学表现得十分积极, 通过网络渠道去寻求答案, 这种做法是值得被表扬的, 希望今后能够持续地好好努力。NIF物理好资源网(原物理ok网)

高中物理竞赛吧NIF物理好资源网(原物理ok网)

高中生物理竞赛试题NIF物理好资源网(原物理ok网)

(1)NIF物理好资源网(原物理ok网)

对那个M这个东西进行受力情况的分析, 具体如下。NIF物理好资源网(原物理ok网)

因为物体的表面是光滑的, 因此M会受到来自m1的压力、来自m2的压力以及来自A点的压力, 还有自身所受的重力, 同时也受到了来自BC水平面的支持力, 既然M在垂直方向上保持静止状态, 所以只需要集中对水平方向进行受力分析就可以了。NIF物理好资源网(原物理ok网)

假设M受到了m1的表面压力, 这个力被定义为Fn1, 同时M也受到了m2的表面压力, 这个力被定义为Fn2, 其中Fn1等于m1乘以g再乘以sin30再乘以cos30, Fn2等于m2乘以g再乘以sin30再乘以cos30。NIF物理好资源网(原物理ok网)

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则水平方向∑Fx=Fn1*cos60-Fn2*cos30=(M+m1+m2)*aNIF物理好资源网(原物理ok网)

通过计算可以得出结果, 加速度a等于sin60度的值除以14, 算出来的数值是0.061m/s^2, 其方向指向右侧。NIF物理好资源网(原物理ok网)

对于m1-A-m2这个系统, 进行受力分析。NIF物理好资源网(原物理ok网)

系统受到位于m1处的支持力Fn1, 以及位于m2处的支持力Fn2。同时, 系统在A点也受到支持力Fn的作用。此外, m1自身还受到重力G1, 而m2自身也受到了重力G2。NIF物理好资源网(原物理ok网)

把那个用来表示系统加速度的东西, 它的绝对值定义成用a0这样的一种表示方式。NIF物理好资源网(原物理ok网)

在水平方向上, 合力等于第一个法向力乘以六十度的余弦值减去第二个法向力乘以三十度的余弦值, 这个式子还等于第一个物体的质量加上第二个物体的质量, 再乘以共同的加速度a0, 然后再分别乘以对应的角度的余弦值之和。NIF物理好资源网(原物理ok网)

通过计算能够解得到a0等于sin60处以56倍的sin60与7的和, 其方向是沿着斜面向左。NIF物理好资源网(原物理ok网)

所以啊一这个等于啊乘以六零度再加上下标零, 结果算出来是零点零七七五米每二次方秒。NIF物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据这个叫做距离等于二分之一乘以加速度再乘以时间平方的公式, 我们把这个相对加速度的符号给替换进去, 最后就得出来的结果是, 质量为m1的那个东西, 从完全不运动的状态开始, 沿着那个斜面往前走了二十厘米这么长的距离, 所花费掉的时间数值就是二点二七二秒。NIF物理好资源网(原物理ok网)

把那个M的加速度, 也就是a, 还有时间t, 直接放到公式里头去算, 最后得出的结果就是s等于0.16m, 这正好是16cm。NIF物理好资源网(原物理ok网)

高中奥林匹克物理竞赛试题NIF物理好资源网(原物理ok网)

我们要设想一个情形, 就是那个斜面它拥有一个朝向右边的加速度状态,那么这样一来, 位于上面的那三个物体, 它们每一个都会受到一个方向指向左边的惯性力。NIF物理好资源网(原物理ok网)

对m1:+-T=m1a'NIF物理好资源网(原物理ok网)

N1+=NIF物理好资源网(原物理ok网)

对m2:T+-=m2a'NIF物理好资源网(原物理ok网)

N2=+NIF物理好资源网(原物理ok网)

对M:-+-T(cos60-cos30)=MaNIF物理好资源网(原物理ok网)

最终结果a=(-+)(+)g/{(m1+m2)(m1+m2-M)-(+)^2}=0.6m/s^2NIF物理好资源网(原物理ok网)

这道题最容易出错的地方在于最后一个式子。大家容易漏掉T(cos60-cos30)这一项。这是因为左右两段绳子对滑轮的力并不是竖直向下的方向。而且滑轮是固定在斜面上的情况存在。NIF物理好资源网(原物理ok网)

当然也可以先把两段绳子的力进行合成计算。然后去取水平分量部分。得到的结果是一样的。这道题在《赛前集训》(张大同)的37页有一个类似的题目案例。NIF物理好资源网(原物理ok网)

关于2025年物理竞赛决赛试题的这一情况。NIF物理好资源网(原物理ok网)

在高中物理的范畴里面, 那个所谓的绳子的张力这个东西, 它指的就是绳子施加给我们的那种拉力, 鉴于绳子内部的这种张力在任何位置都是处于一种处处相等的状态, 所以你只需要去求出那个对应的绳子的拉力就可以了, 根据现有的信息来判定, 这个答案大概应该就是指M。NIF物理好资源网(原物理ok网)

高中物理竞赛试卷答案NIF物理好资源网(原物理ok网)

我现在先来进行一下分析工作, 我目前的初步想法是。NIF物理好资源网(原物理ok网)

因为不存在摩擦力的作用, 所以球体无法产生转动现象, 这里可以选取上面那个球和下面三个球中的某一个进行对比分析。NIF物理好资源网(原物理ok网)

当这两个球彼此分离之际, 其所接触位置相对运动的速度方向, 肯定是在由一个球的心连接到另一个球的中心的这条连线的、与之呈直角的那个方向上, 这个被大家所熟知的情况就是两个球相切的位置所在的直线方向。NIF物理好资源网(原物理ok网)

其实, 只要去把这个时候大球的位置, 还有小球的这两个情况下的位置找出来, 再去把大球的那个速度确定下来, 那么最终的答案, 自然就算是把它能够求得出了一种结果了。NIF物理好资源网(原物理ok网)

然后, 我还是先进行一下实际的计算操作, 等算好了再说其他的……NIF物理好资源网(原物理ok网)

以上就是高中物理竞赛题的全部内容, 解法是把N和f求出的合力设为F1, 则F1与N的夹角α的正切值满足tanα等于N除以f, 其结果等于μ, 这样问题就变成三个力的情况了, 分别是重力, 它的大小和方向均保持不变、F1, 它的方向保持不变、以及F, 它的大小和方向均在发生变化, 把这三个力画到一个矢量三角形内部进行观察, 可以得出结论, 当F与F1垂直的时候, F取得最小值, 此时的最小值Fmin为mgsinα, 由于tanα等于μ, 所以sinα等于μ除以根号下(1加减μ的平方), 该内容来源于互联网, 信息的真伪需要自行辨别。NIF物理好资源网(原物理ok网)

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