2018泛珠三角物理奥赛力学试题与解析

"香港物理奧林匹克委員會主办的第14屆泛珠三角物理奧林匹克暨中華名校邀請賽力學基礎試題，包含了选择题和简答题，测试学生的力学知识，涉及质心计算、动力学、能量转换、牛顿定律和周期运动等多个力学核心概念。" 在这些试题中，我们可以提取出以下几个关键的力学知识点： 1. **质心和质量分布**：问题1探讨了质量分布对质心位置的影响。当在圆板上挖洞或添加质点时，要保持质心不变，可以通过质量比例关系m=kM来确定附加质量m与原有质量M的关系。答案是形心位置不变，因此m与M的关系是线性的，选项中给出了0.1到0.6的比值，我们需要通过计算确定正确选项。 2. **功率与速度的关系**：问题2和3涉及到汽车动力学。汽车的最大速度由其功率和阻力决定，其中阻力与车重的0.2倍成正比。最大速度可通过公式P = Fv = (0.2 * W) * v求解，其中P是功率，F是阻力，v是速度，W是车重。这可以用来计算运动的最大速度，以及在给定加速度下的匀加速运动持续时间。 3. **牛顿第二定律和动力学问题**：问题4描述了一个小球在重力场中的运动，以及一个排斥力场的作用。根据牛顿第二定律F=ma，我们可以分析小球在排斥力场中的运动状态，并结合牛顿第三定律理解排斥力如何影响小球的运动轨迹。小球的运动周期和路程可以通过解析运动学方程来计算。 4. **周期运动和能量守恒**：问题5继续讨论小球A的运动，尤其是其在一个周期内的路程。周期运动通常涉及圆周运动或简谐振动，路程S等于周期乘以速度的平均值，或者在特定条件下（如简谐振动）可以通过振幅和周期来计算。 5. **滑动摩擦和动能定理**：问题6引入了平板B的运动，涉及到滑动摩擦力和动能定理。平板的运动受到摩擦力的影响，其动能会逐渐转化为热能。分析平板的运动，需要考虑摩擦力对其速度的影响，同时考虑到小球A落下时对平板的动态影响。 这些试题全面地检验了学生对力学基础知识的理解和应用，包括质心计算、动力学、能量守恒、牛顿定律以及摩擦力等方面的知识。解答这些问题需要深入理解这些力学概念，并能够灵活运用到具体情境中。