上海市第19届初中物理竞赛初赛第26题试题详解7块完全相同的砖块按照图示叠放起来,每块砖长度均为L,为保证砖块不倒下来,六号和七号砖块之间的距离S将不超过( )A.31/15L B.2L C.5/

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/10 03:46:23
上海市第19届初中物理竞赛初赛第26题试题详解7块完全相同的砖块按照图示叠放起来,每块砖长度均为L,为保证砖块不倒下来,六号和七号砖块之间的距离S将不超过(      )A.31/15L   B.2L    C.5/

上海市第19届初中物理竞赛初赛第26题试题详解7块完全相同的砖块按照图示叠放起来,每块砖长度均为L,为保证砖块不倒下来,六号和七号砖块之间的距离S将不超过( )A.31/15L B.2L C.5/
上海市第19届初中物理竞赛初赛第26题试题详解

7块完全相同的砖块按照图示叠放起来,每块砖长度均为L,为保证砖块不倒下来,六号和七号砖块之间的距离S将不超过(      )

A.31/15L   B.2L    C.5/2L   D.7/4L

要有答题步骤

上海市第19届初中物理竞赛初赛第26题试题详解7块完全相同的砖块按照图示叠放起来,每块砖长度均为L,为保证砖块不倒下来,六号和七号砖块之间的距离S将不超过( )A.31/15L B.2L C.5/
设每一块砖的重量为G,则第1块砖对第2块砖的压力为G/2.,设第2块砖伸出第4块砖的长度为x,S最大时,1在2的最右端.则根据杠杆平衡的条件可得:
(L/2-x)G=x×G/2
解之可得:x=L/3
同理,第2块砖第4块砖右端加力1.5G,设第4块砖伸出第6块砖y,则
(L/2-y)G=y×1.5G
y=L/5
由图可见:
S=2(x+y)+L=2×(L/3+L/5)+L=31L/15
故答案选择A.
我在物理问答网上有回答.现复制到这里.供你参考.

最上面的1号砖受2号和3号砖的支持力而处于平衡状态,则1号砖对2号和3号砖的压力都是G/2,再由对称性知,只要1号砖放在2号砖和3号砖的边缘上时,2号和3号砖间的距离最大。

再研究2号砖,如图所示,支点为O,重心在砖的几何中心,

由杠杆原理:G(L/2 -x)=Gx/2   其中x为2号砖露出的长度。则x=L/3

设4号砖露出的长度为y,同理有:

G(L/ 2 -y)=(G+G /2 )y   则y=L/5

再结合左右两边对称,6号砖和7号砖间的最小距离应为:Xmin=L+2(x+y)= 31L/15 

B
由上往下看
第1号放在2,3号末端就可以了。

再看第2(或3)号,假设第2号与第4号的相对位移与砖长的比为x,4号砖的右端为支点,要想2不倒,则需
mg(1-x)*(1/2)(1-x)=xmg*(1/2)x+(1/2)mg*x
其中mg(1-x)为支点左侧2号砖的重力,(1/2)(1-x)为其力矩;xmg为支点右侧2号砖的重力,(1/2)x为...

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B
由上往下看
第1号放在2,3号末端就可以了。

再看第2(或3)号,假设第2号与第4号的相对位移与砖长的比为x,4号砖的右端为支点,要想2不倒,则需
mg(1-x)*(1/2)(1-x)=xmg*(1/2)x+(1/2)mg*x
其中mg(1-x)为支点左侧2号砖的重力,(1/2)(1-x)为其力矩;xmg为支点右侧2号砖的重力,(1/2)x为其力矩。(1/2)mg和x分别表示1号砖的力和力矩。
计算得到 x=1/4

同理可以假设第4,6号砖的相对位移与砖长比为y,6号砖的右端为支点
mg(1-y)*(1/2)(1-y)+mg(1-x-y)*(1/2)(1-x-y)=ymg*(1/2)y+(x+y)mg*(1/2)(x+y)+(1/2)mg*(x+y)
y=1/4
这样,S=L+2(x+y)L=2L

不知道对不对?

收起

分析:

1、从1号砖开始考虑。1号砖跨在2、3号砖之间,因此2、3号砖之间的距离可认为是一块砖长,即L。

2、  2、3号砖的情况完全相同,只分析2号砖即可知3号砖的情况。2号砖保持平衡,也就是满足杠杆平衡条件。以4号砖的右边缘为支点,右边受1号砖一半重力的压力竖直向下,力臂设为X;左边受自身重力G竖直向下,力臂为(L/2-X)。根据杠杆平衡条件:G*(L/2-X)=G/2*X,得X=L/3。即4、5号砖之间的距离应为(L/3+ L/3+L)=5L/3。(见下图)

 

3、  分析4号砖,同2号砖情况,只是4号砖右边所受向下的压力为(G+G/2)=3G/2,同样可得G*(L/2-X)=3G/2*X,得X=L/5,那么6、7号砖之间的距离应为:(L/5+ L/5+5L/3)=31L/15。即答案A是正确的。