2007全国决赛样题及说明.doc

第6届周培源全国大学生力学竞赛 样题的出题思路及说明 周培源全国大学生力学竞赛已经举办过5届。今年将进行第6届竞赛。与往届相比，本此竞赛的内容和风格将有较大的变化。根本的变化是：竞赛内容不再是单纯考试型的题目，而是融趣味性、综合性与动手实践为一体。 本次竞赛计划分为两部分：首先进行选拔赛，然后进行决赛。选拔赛面对全国各高校和研究所，可能将有上万人参加。选拔赛采用笔试的形式，根据选拔赛的成绩，以学校或研究所为单位，在全国范围内邀请20只队伍参加决赛。而决赛以动手试验为主。 具体出题的思路是： 在决赛中，需要各队在给定时间、工具和材料的限制条件下，设计、制造出两种装置，以达到攻和防的目的。其中的发射装置主要需要利用理论力学的知识，考虑抛射的轨道、摩擦、能量转换、碰撞等因素，而保护装置主要需要利用材料力学的知识，考虑结构的重量、强度、稳定性等因素。在比赛中，攻和防都要强才能立于不败之地，各队需要进行综合考虑。我们认为，学生在决赛中可能要经历理论分析、初步设计、试验，反馈、修改设计等环节，需要理论联系实际，还要有很好的分工协作、动手制作能力，相信将会给学生很好的全面锻炼的机会，而这也正是以前的力学竞赛所缺乏的。 总之，我们将贯彻素质教育的思想，希望通过全国性的大赛，引导学生能够理论联系实际，用所学的知识去解决实际问题。同时，也希望能让部分教师改变一些教学风格，把枯燥的习题改造成有趣的问题，激发学生的学习热情，引导学生进行更深入的探索。 第6届周培源全国大学生力学竞赛决赛（样题） 准备时间：2－3天；在半天内集中进行决赛 题目：攻防兼备的力学设计大赛 在某些描写古代战争的电影中，常可见到一方用抛石机抛掷石头抛石机抛石机抛石机抛石机，大圆半径为。A队的鸡蛋及保护装置放在小圆内，B队的发射装置放在大圆外。发射装置的最大尺寸不超过，保护装置的最大尺寸不超过（要能方便查看鸡蛋是否破碎），如图6所示。 图6 发射装置与保护装置示意图 （4）两个队的比赛中，可能出现三种情况： ● 某一队的鸡蛋破碎，另一队的鸡蛋未破碎，则鸡蛋破碎的队被淘汰； ● 两队的鸡蛋都破碎，则保护装置重者被淘汰。 ● 两队的鸡蛋都未破碎，则再进行一次。如果这样超过5次，改由组委会把两队的鸡蛋放在保护装置中，从同一高度向下扔，破碎者淘汰。如果都未破碎，高度增加后再扔。如果两队在同一高度破碎，装置重者被淘汰。 比赛过程 （1）准备阶段 公布题目后，各队有若干时间（比如2天）进行准备，自行确定方案，自行设计、制作相关的工具或装置。发射装置做一套即可，但是保护装置可做多套以备用。 各队可以对竞赛场地进行实地考查，并可用鸡蛋做一些尝试性的试验。 （2）比赛阶段 各队集中在一起进行比赛。在每一轮比赛前各队的保护装置都要称重。比赛采用淘汰制。 第1轮20个队抽签分为10组，每组淘汰1个队。剩下10个队进入下一轮。 第2轮10个队抽签分为5组，每组淘汰1个队。剩下5个队进入下一轮。 第3轮5个队抽签，其中4个队分为2个组（设A对B，C对D），还会有某个队（E）会抽到“轮空”。假设A、C获胜，则B与D的胜者与E进行比赛。这样有3个队进入最后一轮。本轮虽然对不同的队可能有些不公平，但是采用抽签形式，每个队抽到“轮空”的机会一样多，从这点说还是公平的。 最后一轮决定前3名的名次。改由组委会把各队的鸡蛋放在保护装置中从同一高度向下扔。鸡蛋首先破碎的队为第3名，如果都没有破碎，高度增加5厘米后再扔。第2个破碎的队为第2名，最后破碎的队为第1名。如果有两队在同一高度破碎，以装置轻者获胜。 （4）附注 如果保护装置被破坏而鸡蛋未破碎，允许更换保护装置。 鸡蛋和铅球都由组委会提供； 如有问题由组委会裁定； 第六届周培源全国大学生力学竞赛样题 1