第六屆全國(guó)周培源大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽團(tuán)體賽比賽內(nèi)容和規(guī)則

1、NO.*第六屆全國(guó)周培源大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽團(tuán)體賽比賽內(nèi)容和規(guī)則第一輪比賽：攻防對(duì)抗賽一、內(nèi)容在一些描寫古代戰(zhàn)爭(zhēng)的電影中，?？梢姷揭环接脪伿瘷C(jī)拋擲石頭攻擊對(duì)方城堡的場(chǎng)面。進(jìn)攻者當(dāng)然希望拋石機(jī)威力巨大；而防守者自然希望城堡固若金湯。，。本次競(jìng)賽各隊(duì)既要做出“拋石機(jī)”又要造出“城堡”然后各隊(duì)之間相互比較誰(shuí)的“拋石機(jī)”威力大，誰(shuí)的“城堡”更結(jié)實(shí)？二、要求發(fā)射裝置由各隊(duì)事先準(zhǔn)備好，應(yīng)能由一名隊(duì)員不借助工具搬動(dòng)，且最大尺寸不超過2m。發(fā)射裝置的動(dòng)力方式不限，不限制初始釋放的速度，但不能由人直接投擲，可以手扶發(fā)射裝置以保持穩(wěn)定。先確定一點(diǎn)為靶心，畫一系列同心圓，每個(gè)半徑增加20cm。最里面的圓標(biāo)100分，向外依

2、次為80、60、40、20、0分。發(fā)射裝置的出口距地面不超過1m（誤差不超過10cm）。在距離靶心2.5m（誤差不超過10cm）處有一橫線，發(fā)射裝置出口的投影不能超過該橫線，最多可后退0.5m（限制最大發(fā)射距離不超過3m以保證安全）。利用組委會(huì)統(tǒng)一發(fā)放的工具和材料（牙簽、棉簽、木筷、膠水、紙張），設(shè)計(jì)制造保護(hù)裝置，防止雞蛋被對(duì)方擊碎。每個(gè)保護(hù)裝置內(nèi)部要能放置1枚生雞蛋。保護(hù)裝置加雞蛋的質(zhì)量不超過250g。每隊(duì)設(shè)計(jì)制作3個(gè)保護(hù)裝置用于比賽，并標(biāo)明隊(duì)名和號(hào)碼。所發(fā)射重物由啞鈴的圓盤組成，每次發(fā)射的重量限制在2kg至4kg之間，允許誤差為0.1kg。1N0.*NO.*發(fā)射時(shí)圓盤的具體的數(shù)目可自行決定

3、。多個(gè)圓盤可以綁在一起發(fā)生，如果發(fā)射時(shí)脫落導(dǎo)致多個(gè)落點(diǎn)，精度取成績(jī)最差的一個(gè)，但是任意一片打碎雞蛋均有效。直接擊碎雞蛋與落地后滾動(dòng)擊碎雞蛋同樣計(jì)分。障礙物基本處于保護(hù)裝置與橫線的中間位置，高約0.8米。某隊(duì)發(fā)射時(shí)，操作者13人均可，其余人員應(yīng)在發(fā)射口的后面。圖1攻防示意圖三、比賽規(guī)則與流程（約60min）17日中午抽簽獲得比賽用的雞蛋。準(zhǔn)備設(shè)計(jì)制作保護(hù)裝置。并可在適當(dāng)?shù)胤竭M(jìn)行發(fā)射調(diào)試。比賽開始后，在10分鐘時(shí)間內(nèi)抽簽分組，并測(cè)量保護(hù)裝置加雞蛋的重量，如果明顯超重（超50以上），將不能參加比賽。20個(gè)隊(duì)分為10組。抽到A與B的隊(duì)為同一組（i1，2，10）。兩隊(duì)并列ii排列，正式比賽前每隊(duì)有5分鐘

4、進(jìn)行調(diào)試。每隊(duì)有3次機(jī)會(huì)攻擊對(duì)方的雞蛋，A先發(fā)射1次，B再發(fā)射1次，然后交替進(jìn)行。一隊(duì)發(fā)射時(shí)，另一隊(duì)把自己的保護(hù)裝置放在靶心。每次發(fā)射前，裁判提醒并開始計(jì)時(shí)。各隊(duì)每次發(fā)射的時(shí)間不超過3分鐘。裁判在最后30秒時(shí)有義務(wù)提醒。若超時(shí)而未發(fā)射，該次發(fā)射算0分。一隊(duì)發(fā)射后，裁判應(yīng)讓另一隊(duì)隊(duì)員在30秒內(nèi)把自己的保護(hù)裝置拿開放在指定位置。等本輪比賽結(jié)束后統(tǒng)一查看雞蛋破損情況。比賽中，如果出現(xiàn)分歧，由裁判長(zhǎng)進(jìn)行最終判決。四、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)本輪比賽根據(jù)雞蛋的完好率和射擊精度給分。事先制定好表格，標(biāo)明各項(xiàng)內(nèi)容和評(píng)分值，由各組裁判負(fù)責(zé)紀(jì)錄，比賽結(jié)束后裁判和隊(duì)長(zhǎng)要簽字。（如果裝置的質(zhì)量或尺寸不符合要求，（在每次發(fā)射中）每一

5、項(xiàng)不合格扣10分。如果保護(hù)裝置的質(zhì)量或尺寸不符合要求，在本次發(fā)射中）每一項(xiàng)不合格扣102N0.*NO.*分。在某次射擊中，滿分為200分。計(jì)分包括落點(diǎn)成績(jī)和雞蛋破碎成績(jī)：如果未直接擊中對(duì)方的保護(hù)裝置，以落點(diǎn)的位置值為射擊準(zhǔn)確得分，壓線時(shí)取兩區(qū)域的平均分。如果直接擊中對(duì)方的保護(hù)裝置，射擊準(zhǔn)確得分為100分。如果多片圓盤分散落下，成績(jī)以最差的計(jì)算。對(duì)雞蛋，不論是直接擊中還是落地后滾動(dòng)擊中，計(jì)分情況如下：雞蛋未出現(xiàn)肉眼可見的裂紋，得0分。雞蛋出現(xiàn)肉眼可見的裂紋，但無(wú)液體流出，得50分。雞蛋有液體流出，得100分。如果本隊(duì)隊(duì)員人為損壞了已方的雞蛋，對(duì)方按上述標(biāo)準(zhǔn)加分。每隊(duì)取3次成績(jī)中較好的2次進(jìn)行排名

6、，前12名將直接進(jìn)入第三輪比賽，后8名則進(jìn)入第二輪比賽爭(zhēng)奪繼續(xù)比賽的權(quán)力。對(duì)于第12名附近成績(jī)相同的隊(duì)，將根據(jù)全部的成績(jī)進(jìn)行排名。如果根據(jù)成績(jī)?nèi)圆荒軈^(qū)分，考慮三個(gè)保護(hù)裝置及雞蛋的質(zhì)量總和，輕者排名在前。如有爭(zhēng)議，由裁判長(zhǎng)負(fù)責(zé)解決。第二輪比賽：紙條拉力賽一、內(nèi)容生活中我們經(jīng)?？梢钥吹剑芏嗨芰习b袋上有個(gè)小切口，它可以方便撕開包裝袋；但是如果手提袋上已經(jīng)有了小切口，有什么辦法盡量避免手提袋破壞呢？下面就讓參加比賽的隊(duì)來(lái)回答吧。用紙作為試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，但是試件上有缺陷。二、要求試件只能由A4紙、2根筷子和膠水制作而成。如圖a所示，各隊(duì)用一張A4紙，沿長(zhǎng)邊裁剪出3cm寬的紙條（允許誤差為1mm），

7、然后在兩頭用膠水與竹筷（非木筷）相連。兩筷子之間紙條長(zhǎng)度至少為15cm，且不能涂膠水。將兩筷子之間的紙張分為三等份，在中間一份的任意位置用裁紙刀劃出垂直于紙條的一個(gè)切口（切口可以完全在紙中間，也可以一端與邊接觸），切口長(zhǎng)度3N0.*NO.*不小于1cm。試件做好后給裁判檢查是否符合要求，符合要求的試件才能進(jìn)行比賽。參加本輪比賽的各隊(duì)可多做幾個(gè)試件備用，但比賽時(shí)只需要2個(gè)合格的試件。對(duì)于允許參加比賽的試件，各隊(duì)不能再在試件上增加物質(zhì)，但可以減少物質(zhì)。例如不能用膠水把切口再粘起來(lái)，但是可以挖去試件上適當(dāng)?shù)牟糠忠越档蛻?yīng)力集中。2個(gè)試件處理方式可以不同。拉力試驗(yàn)如圖b所示：某隊(duì)把試件的一端筷子放在固定

8、物（如桌子）上，用膠帶粘好。把彈簧秤懸掛在試件的另一端筷子上，彈簧秤下端掛容器，逐漸向容器中注水或沙子。在紙片斷裂前彈簧秤的最大讀數(shù)為該隊(duì)的成績(jī)。如彈簧接近最大值而試件未破壞，可在彈簧秤與筷子之間增加重物（如啞鈴）。切口15cm3cmA4紙的一部分兩頭與筷子相連裁出切口圖2a試件制作示意圖圖2b拉力試驗(yàn)示意圖三、比賽規(guī)則與流程（約40min）在比賽開始前的休息時(shí)間內(nèi)抽簽分組分為4組，每組2個(gè)隊(duì)。彈簧秤也抽簽選取。各隊(duì)自行檢查彈簧秤，如有問題可找裁判員。4N0.*NO.*比賽開始后，各隊(duì)有5分鐘時(shí)間同時(shí)進(jìn)行調(diào)試準(zhǔn)備。裁判示意后，各隊(duì)同時(shí)開始操作。各隊(duì)要在30分鐘內(nèi)完成操作并得到兩試件的最大承重量

9、。由裁判員負(fù)責(zé)記時(shí)和紀(jì)錄成績(jī)。裁判員示意后，隊(duì)員可以向容器內(nèi)加水（或沙）。每個(gè)試件加注的次數(shù)最多為10次（在彈簧秤與筷子之間增加重物算1次），但每次的加注量由各隊(duì)自行決定。加注時(shí)手不能接觸試件。某次加注結(jié)束后，隊(duì)員可讓裁判記下彈簧秤的讀數(shù)（精確到最小刻度）。本隊(duì)隊(duì)員可以在旁監(jiān)測(cè)。裁判員應(yīng)在30秒內(nèi)讀出讀數(shù)。如有可能，隊(duì)員可以利用數(shù)碼相機(jī)拍下讀數(shù)以節(jié)省時(shí)間，但是要注意讀數(shù)應(yīng)能清楚分辨。裁判可在獲得讀數(shù)后允許隊(duì)員繼續(xù)加注。加注過程中試件如斷裂，或者筷子與紙張脫落，成績(jī)按加注前的成績(jī)記。如果規(guī)定時(shí)間已到，或加注次數(shù)已滿，而試件仍未破壞，以試件的當(dāng)前加載量為該試件的成績(jī)。在規(guī)定時(shí)間還差一分鐘時(shí)，裁判員

10、有義務(wù)提醒參賽隊(duì)員。比賽結(jié)束后，讀出相機(jī)中的成績(jī)。裁判和隊(duì)長(zhǎng)要簽字。比賽中如有爭(zhēng)議可找裁判長(zhǎng)，裁判長(zhǎng)的裁決為最終裁決。四、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)事先制定好表格，標(biāo)明各項(xiàng)內(nèi)容和評(píng)分值，由裁判負(fù)責(zé)紀(jì)錄。本輪比賽根據(jù)各隊(duì)2個(gè)試件的承載量中較大者進(jìn)行比較。前4名進(jìn)入第三輪比賽，后4名被淘汰退出比賽，獲紀(jì)念獎(jiǎng)。對(duì)于成績(jī)相同的隊(duì)，將根據(jù)另一根試件的成績(jī)進(jìn)行排名。如果還不能區(qū)別，考慮試件的質(zhì)量，輕者優(yōu)先。如有爭(zhēng)議，由裁判長(zhǎng)負(fù)責(zé)解決。第三輪比賽：不倒翁一、內(nèi)容設(shè)計(jì)制作一個(gè)不倒翁，要求其搖擺的頻率盡量給定值。二、要求利用組委會(huì)提供的工具和材料，或者自行購(gòu)買部分材料，設(shè)計(jì)制作一個(gè)裝置，類似不倒翁可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)。5N0.*NO.*

11、最大尺寸要超過10cm為好，質(zhì)量不限。外部可以有裝飾。能在10次擺動(dòng)后仍能明顯看出較大的擺幅。盡量讓擺動(dòng)周期接近3s（比賽中將測(cè)10次擺動(dòng)周期）。不倒翁上允許有移動(dòng)裝置用于調(diào)節(jié)擺動(dòng)周期。三、比賽規(guī)則與流程（約40min）在比賽前的休息時(shí)間進(jìn)行抽簽，16個(gè)隊(duì)分為4組。抽到A、B、C、D的隊(duì)為同一組。比賽開始后，每隊(duì)有5分鐘進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)裁判可以試著計(jì)時(shí)。每隊(duì)有2次機(jī)會(huì)，順序?yàn)锳BCDABCD。每次擺動(dòng)要在3分鐘內(nèi)完成。每次有8位裁判同時(shí)記時(shí)，隊(duì)員示意開始，裁判負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)。各隊(duì)讓不倒翁運(yùn)動(dòng)起來(lái)，裁判測(cè)量10個(gè)周期并記錄。由于釋放時(shí)間不易確定，記錄從第2到第11個(gè)周期的時(shí)間。1個(gè)周期定義為：擺動(dòng)時(shí)同一

12、側(cè)角速度兩次為零的時(shí)間間隔。根據(jù)8位裁判的計(jì)時(shí)，去掉最大和最小的2個(gè)計(jì)時(shí)，把其余的計(jì)時(shí)進(jìn)行平均，為某隊(duì)的比賽成績(jī)。比賽中如有爭(zhēng)議可找裁判長(zhǎng)，裁判長(zhǎng)的裁決為最終裁決。四、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)本輪比賽根據(jù)不倒翁的周期精度給分。事先制定好表格，標(biāo)明各項(xiàng)內(nèi)容和評(píng)分值，由裁判負(fù)責(zé)紀(jì)錄，比賽結(jié)束后裁判和隊(duì)長(zhǎng)要簽字。在測(cè)周期時(shí)，幅度自行確定，以能明顯看出并測(cè)量為準(zhǔn)。每隊(duì)取2次成績(jī)中誤差最小的1次進(jìn)行排名。如有爭(zhēng)議，由裁判長(zhǎng)負(fù)責(zé)解決。根據(jù)第三輪比賽的成績(jī)排名，前4名進(jìn)入第四輪比賽爭(zhēng)奪一等獎(jiǎng)；第510名獲第三等獎(jiǎng)，后6名的隊(duì)獲紀(jì)念獎(jiǎng)。第三輪比賽II：混合加載（由于時(shí)間關(guān)系未進(jìn)行）一、內(nèi)容用A4紙?jiān)O(shè)計(jì)制作一個(gè)裝置，使其在承受

13、壓、彎、扭的載荷下不易破壞。6N0.*NO.*二、要求利用4張A4紙和膠水，設(shè)計(jì)制作一個(gè)裝置，可以承受盡可能大的載荷。裝置由OA、AB、BC三段組成，各段兩兩相互垂直，OA段可以粘在底板上且垂直于底板（底板統(tǒng)一由組委會(huì)提供，允許在其上挖孔）。三段縱向尺寸均要大于等于20cm，徑向尺寸均要小于等于3cm。在接頭處（O、A、B點(diǎn)）直徑要小于等于4cm。各段形式、重量不一定要相同。懸空的容器G通過2根細(xì)繩與裝置相聯(lián)，其中一根細(xì)繩要系在C端附近1cm的范圍內(nèi)，另一根細(xì)繩可系在AB、BC的任何位置上。繩子系好后不能再移動(dòng)。兩繩子長(zhǎng)度均小于10cm。在加容器之前，裝置的質(zhì)量不超過4張A4紙總質(zhì)量的20。容

14、器G內(nèi)可以逐漸加沙子。圖3混合加載示意圖三、比賽規(guī)則與流程（40min）裝置的尺寸和質(zhì)量可以在比賽前一天稱量，不合格者要重做，合格者可以與底部相連。按前一輪分組比賽。參賽開始，各隊(duì)同時(shí)進(jìn)行比賽，時(shí)間限制是30分鐘。各隊(duì)需要把容器掛上，然后在容器內(nèi)加沙子（為方便測(cè)量，把沙子包在紙內(nèi)成。為沙包，可準(zhǔn)備多個(gè)沙包，可以事先準(zhǔn)備，也可以臨時(shí)準(zhǔn)備）每次加載要經(jīng)過裁判同意。但是最多允許加載10次，每次增加沙包的數(shù)碼不超過2個(gè)。如果裝置被破壞，稱量容器及重物的質(zhì)量W。裝置破壞定義為：C點(diǎn)的垂直位移變化超過2cm。如果繩子斷而裝置未壞，允許換繩子重新開始。如果時(shí)間已到，或者加注次數(shù)已到，而裝置未壞，以當(dāng)時(shí)的重量

15、計(jì)算。7N0.*NO.*如果裝置C點(diǎn)的垂直位移未達(dá)2cm時(shí)已失穩(wěn)破壞，以破壞前的質(zhì)量計(jì)算。由各隊(duì)自行稱量沙包質(zhì)量，并由裁判記錄。如有泄漏，自行負(fù)責(zé)。四、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)本輪比賽根據(jù)容器及重物的質(zhì)量W給分。事先制定好表格，標(biāo)明各項(xiàng)內(nèi)容和評(píng)分值，由裁判負(fù)責(zé)紀(jì)錄，比賽結(jié)束后裁判和隊(duì)長(zhǎng)要簽字。如果載荷相同，改由高精度天平測(cè)量。若再相同，可根據(jù)裝置重量，輕者優(yōu)先。如有爭(zhēng)議，由裁判長(zhǎng)負(fù)責(zé)解決。第四輪比賽，姜太公釣魚一、內(nèi)容姜太公釣魚的故事人人皆知。我們今天就來(lái)學(xué)學(xué)姜太公，看看誰(shuí)能釣到最多的魚。今天的魚就是空啤酒瓶，而“姜太公”有四位，誰(shuí)是真正的姜太公呢？二、要求利用組委會(huì)提供的工具和材料，制作一個(gè)釣魚臺(tái)，同時(shí)制作

16、鉤釣裝置。釣魚臺(tái)的形狀不限制，但臺(tái)面應(yīng)高于1米。釣魚臺(tái)與地面接觸處應(yīng)在半徑為1米的圓周內(nèi)（該圓稱為本隊(duì)的得分區(qū)），其它部分的投影不限制是否一定要在圓周之內(nèi)。釣魚臺(tái)的臺(tái)面上至少能容納1名隊(duì)員，各隊(duì)自行決定上釣魚臺(tái)的人數(shù)。魚桿及具體的垂釣裝置的尺寸和質(zhì)量不限制。5個(gè)空啤酒瓶在另一半徑為0.3m的圓周內(nèi)（該圓稱為本隊(duì)的釣魚區(qū)）。如圖放置。在各隊(duì)釣魚區(qū)的中間為公共釣魚區(qū)，放10個(gè)瓶子。圖4各隊(duì)位置及瓶子分布示意圖三、比賽規(guī)則與流程（2小時(shí)）8N0.*NO.*各隊(duì)抽簽決定位置。首先把各隊(duì)的酒瓶放置好，然后各隊(duì)同時(shí)開始進(jìn)行設(shè)計(jì)制作。某隊(duì)可以開始垂釣的必要條件是：釣魚臺(tái)能承受至少一位隊(duì)員的重量。且要經(jīng)過裁判

17、同意。裁判如認(rèn)為尺寸不合要求，有義務(wù)指出。隊(duì)員應(yīng)在釣魚臺(tái)面上進(jìn)行垂釣，本隊(duì)其他隊(duì)員可以提供一些幫助，如保護(hù)、遮陽(yáng)、平衡等。某隊(duì)首先在本隊(duì)的釣魚區(qū)內(nèi)釣魚，并放在自己的得分區(qū)。如果本釣魚區(qū)已無(wú)魚可釣，可到公共釣魚區(qū)中釣。如果本釣魚區(qū)和公共釣魚區(qū)已無(wú)魚，可到他隊(duì)的釣魚區(qū)中去釣（但不能去他隊(duì)的得分區(qū)中釣）。如果在釣的過程中瓶子倒地且在得分區(qū)內(nèi)，裁判可以把瓶子立起來(lái)。如果在釣的過程中瓶子倒地且在得分區(qū)外，裁判將把瓶子撤走。如果某隊(duì)在比賽過程中釣魚臺(tái)倒塌，該隊(duì)將停止垂釣，至到修好釣魚臺(tái)為止。垂釣過程中允許隊(duì)員替換，也允許重新放置釣魚臺(tái)的位置。但是裁判要重新測(cè)量臺(tái)面的高度。當(dāng)所有的魚都被釣完后，或者比賽已經(jīng)超過了2小時(shí)，結(jié)束比賽。在釣魚時(shí)，如果某隊(duì)已經(jīng)在釣?zāi)硞€(gè)瓶子，其他隊(duì)不能進(jìn)行干擾