《香港物理奥林匹克2018力学基础试题》 本篇主要涵盖了物理学中的力学知识,包括质心、动力学、能量转换、摆动运动、摩擦力、圆周运动等多个经典力学概念。以下是各题的解析: 1. 题目涉及质心的概念。当一个均匀圆板在半径上挖去一个圆洞,其质心位置不变,因此添加一个质量为m的质点在另一圆板的中点,使得两者的质心位置相同,需要求出m与M的关系。计算得知m/M = R/(2R - R) = 1/2,所以m=kM,其中k=0.5,选项E正确。 2. 题目考察汽车功率与最大速度的关系。汽车最大速度v_max=P/f,其中P是功率,f是阻力。由题意知f=0.2mg,代入数据解得v_max=20m/s,选B。 3. 题目涉及到汽车匀加速行驶的最长时间。根据牛顿第二定律,F-f=ma,可得P=fv,即80000=0.2*2000*10*v,解出v=20m/s。匀加速达到最大速度的时间t=v/a=20/2=10s,但题目问的是匀加速到这个速度前的最大时间,因此选E,6s。 4. 该题考察小球在重力场和排斥力场中的运动。小球在排斥力场中不受重力影响,自由下落后再返回的时间T等于单次运动时间的两倍,即2t1=2s,选A。 5. 小球A在一个周期内的路程S等于两个垂直于排斥力场方向的半个圆周长,即2πR,但题目中给出了排斥力场的存在导致小球实际路径变化,需要详细计算,选E,16m。 6. 题目涉及平板B在摩擦力下的减速问题。利用动能定理,设初始速度为v0,最终速度为v,可得Δv = v0 - v = (v0^2 - v^2)/(2μg),解出v=16m/s,Δv=8m/s,但题目问的是减速度的差值,选B,4.0m/s。 7. 当平板B停止时,小球A回到初始位置的次数N取决于小球A在平板B停止前完成的完整周期数。由于具体数值未给出,无法直接计算N,需要进一步分析,选C,3。 8. 此题考察摆动运动的几何关系。摆球下降的高度h可以通过几何关系得出,h=Lsinϕ + R(1-cosϕ-ϕsinϕ),选择A。 9. 已知L=(2+π/2)R,将L代入摆球到最低点的高度H的公式,可解出H=3.4R,选C。 10. 摆球在最低点的最大速度V,可以通过机械能守恒计算,V^2=2gh,选B,2gR。 11. 最大速度时细绳的张力T,考虑向心力和重力的合力,T=Mg+Mv^2/R,代入V^2=2gR,解得T=3Mg,选C。 12. 偏心圆盘转动引起顶杆AB的运动,顶杆速率v=ω(R-e)。代入数据得v=8cm/s。 13. 加速度a=ω^2(R-e),代入数据得a=16cm/s^2。 14. 对于完全相同的刚体,纯滚动和静止时,若质量中心速度相同,则其动能相等。由此计算出滚动刚体的角速度,再计算静止刚体需要的加速度来达到相同的速度,最后得到加速度的大小。 这些题目展示了力学在实际问题中的应用,包括基本物理量的计算、运动学方程的运用以及能量转化的分析,有助于提升对力学概念的理解和应用能力。
- 粉丝: 0
- 资源: 8
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助