理論力學(xué)試卷

1、課程考試試題學(xué)期學(xué)年 2009-2010 1 理論力學(xué)（A） 擬題人:校對人:擬題學(xué)院（系）: 適 用 專 業(yè): 機電學(xué)院 力學(xué)組 機械08級本科專業(yè) 靳曉豹 （答案寫在答題紙上，寫在試題紙上無效）一、填空題（共40分，每空2分）1. 圖示三鉸剛架受力F作用，則支座A反力的大小為 ，支座B反力的大小為 。 2. 圖示桁架結(jié)構(gòu)中，桿的內(nèi)力為 ，AC桿的內(nèi)力為 。3. 空間平行力系獨立平衡方程的數(shù)目是 個。4. 質(zhì)點系動量守恒的條件是 。5. 定軸轉(zhuǎn)動剛體上的任一點做 運動。6. 重物A和B 的重量分別為。不計滑輪和繩的重量，繩和滑輪無相對滑動。若用達(dá)朗貝爾原理求解，則應(yīng)在物體A上虛加慣性力，大小

2、和方向為 ，滑輪上的慣性力大小和方向為 。AB7. .一重為W的物體置于傾角為的斜面上，若摩擦因數(shù)為f，且，則物體 。若增加物體重量，則物體 ；若減輕物體重量，則物體 。靜止不動； 向下滑動； 運動與否取決于平衡條件。 題7 圖 題8 圖8. 曲柄OA以勻角速度轉(zhuǎn)動，當(dāng)系統(tǒng)運動到圖示位置（OA/O1 B，AB OA）時，有 ， ， 0， 0。等于； 不等于。9. 如圖示系統(tǒng)，已知系統(tǒng)中圓盤與桿OA鉸接，OA的質(zhì)量為m，長為l=2R的圓盤的質(zhì)量也為m，半徑為R。則系統(tǒng)質(zhì)心的坐標(biāo)是 。OARxylOARl 題9 圖 題10 圖10. 如圖示系統(tǒng)，已知系統(tǒng)中圓盤與桿OA鉸接，OA的角速度為，長為l=

3、2R，質(zhì)量不計，圓盤的半徑為R，質(zhì)量為m，勻角速度為。則系統(tǒng)的動量大小為 ，對點O的動量矩為 ，動能為 。二、作圖題（5分）作出構(gòu)件的受力圖（其中AB桿重量不計） 三、計算題（共55分）1. (7分) 如圖所示機構(gòu)，構(gòu)件的重量和摩擦力忽略不計，試確定主動力F（垂直于AB）和主動力矩M的關(guān)系。題1圖 題2圖2. (8分) 如圖所示四連桿機構(gòu)，曲柄OA以勻角速度繞O軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)曲柄OA處于水平位置時，曲柄O1B恰好在鉛垂位置。設(shè)OA=O1B=l，試求曲柄O1B的角速度。 3. (15分) 已知曲柄OA長r=20cm，A端與一套筒鉸接，套筒套在搖桿BC上，曲柄以勻角速度=4rad/s繞O軸轉(zhuǎn)動。圖示瞬

4、時，OA水平，搖桿BC與水平線夾角=45°。試求：（1）此時搖桿BC的角速度（指出方向）；（2）搖桿BC的角加速度（指出方向）。題3圖OACB20cm 4. (15分) 已知均質(zhì)滾子A與滑輪B的質(zhì)量均為，半徑相等，物體C的質(zhì)量為。系統(tǒng)從靜止無初速釋放，滾子A向下作純滾動。試求滾子A質(zhì)心的加速度和系在滾子A上的繩子的張力。題4圖ABCO5. (10分) 已知均質(zhì)桿，長為，質(zhì)量為，水平放置，一端用繩子懸掛，一端與滑塊鉸接，滑塊在滑槽內(nèi)運動，滑槽與水平面夾角為，初始靜止?，F(xiàn)將繩子剪斷，求剪斷瞬時滑槽對滑塊的約束反力以及桿的角加速度。（滑塊重量不計，與滑槽接觸面光滑）題5圖 2009-201

5、0 學(xué)年 1 學(xué)期 理論力學(xué) （A） 試題標(biāo)準(zhǔn)答案擬 題 人: 力學(xué)組書寫標(biāo)準(zhǔn)答案人:靳曉豹擬題學(xué)院（系）: 適 用 專 業(yè): 機電工程學(xué)院機械08級本科專業(yè)（答案要注明各個要點的評分標(biāo)準(zhǔn)）一、填空題（共30分，每空3分）1.，2.0,3. 34.5.6.圓周7. 向上；0二、作圖題（6分）三、計算題（共64分）1. (7分)解：解：2. (7分)解：研究B塊，若使B塊不下滑再研究A塊3. (10分)根據(jù)題給條件，可以判斷構(gòu)件做平面運動，可作出其速度瞬心如圖，恰好與重合，（方向為逆時針）4. (10分)解：（1）以套筒為動點，動系固連于搖桿BC上，靜系固連于機架。由點的合成運動知識，可做出其速

6、度矢量合成圖：（方向為順時針）（2）科氏加速度（方向垂直于向下）5. (15分)ABCOABCO解：選取系統(tǒng)為研究對象，做受力分析和運動分析如圖：系統(tǒng)對通過的轉(zhuǎn)軸的動量矩為：補充運動學(xué)關(guān)系 應(yīng)用動量矩定理所以滾子質(zhì)心的加速度: BCO選取系統(tǒng)的一部分來求繩子的張力6. (10分) mgN課程考試試題學(xué)期學(xué)年 2009-2010 1 理論力學(xué) 擬題人:校對人:擬題學(xué)院（系）: 適 用 專 業(yè): 機電工程學(xué)院 力學(xué)組 機械08級本科（答案寫在答題紙上，寫在試題紙上無效）一、填空題（27分，每空3分）1. 平面匯交力系幾何法平衡的充要條件是 。2. 一空間力系，若各力作用線平行某一固定平面，則其獨立

7、的平衡方程只有 個。3. 法向加速度是速度 改變的度量，切向加速度是速度 改變的度量。4. 質(zhì)點系動量矩守恒的條件是 。OAB如 5. 如圖所示，均質(zhì)直角彎桿AOB的AO和OB質(zhì)量各為m，長為L，以角速度繞固定軸O轉(zhuǎn)動，圖示位置系統(tǒng)動量的大小為 ；系統(tǒng)對O軸轉(zhuǎn)動慣量的大小為 ；系統(tǒng)對O軸的動量矩大小為 ；系統(tǒng)的動能大小為 。二、選擇題（8分，每題2分）1、平面力系向點1簡化時，主矢FR0，主矩M10，如將該力系向另一點2簡化，則（ ）。 A、FR0，M20； B、FR0，M2M1； C、FR0，M2M1； D、FR0，M2M1。2、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動時，（ ）。A、當(dāng)轉(zhuǎn)角0時，角速度為正； B、當(dāng)

8、角速度0時，角加速度為正；C、當(dāng)與同號時為加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)與異號時為減速轉(zhuǎn)動；D、當(dāng)0時為加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)0時為減速轉(zhuǎn)動。3、平面運動剛體相對其上任意兩點的（ ）。 A、角速度相等，角加速度相等； B、角速度相等，角加速度不相等； C、角速度不相等，角加速度相等； D、角速度不相等，角加速度不相等；4、質(zhì)點系動量守恒的條件是（ ） A、作用于質(zhì)點系的內(nèi)力主矢恒等于零； B、作用于質(zhì)點系的外力主矢恒等于零； C、作用于質(zhì)點系的約束反力主矢恒等于零； D、作用于質(zhì)點系的主動力主矢恒等于零；三計算（65分）1. (15分)一組合梁由AC和CE兩段構(gòu)成，其支承和載荷如圖所示。設(shè)，求支座A、B、D上的約束反力。

9、2. (10分) 如圖所示曲柄滑桿機構(gòu)中，已知OAr，圖示瞬時60º，角速度為，角加速度為，求滑桿BCD的速度和加速度。BACDO題4圖題3圖3. (10分)某機構(gòu)如圖所示，,，A、C、E共線，已知AB桿角速度為，該瞬時構(gòu)件間夾角如圖示，求DE的角速度。4. (15分)均質(zhì)桿長l,質(zhì)量, 與水平面鉸接, 桿由與平面成角位置靜止落下。求開始落下時桿AB的角加速度及A點支座反力。5. (15分)一均質(zhì)桿AB重為400N，長為l，其兩端懸掛在兩條平行等長的繩上處于水平位置，如圖所示。今其中一根繩子突然被剪斷，求另一根繩AE此時的張力。題6圖題5圖理論力學(xué)試卷（長學(xué)時）學(xué)校 專業(yè)班級 姓名一

10、、 概念題：（分）1、（分）如圖所示，三個半徑相同的均質(zhì)圓盤，質(zhì)量均為，其運動狀態(tài)各不相同，（）、（）為定軸轉(zhuǎn)動，（C）為純滾動。求：（1）角速度皆為時的各自的動量？（2）角速度皆為時，各自對點的動量矩？（3）動能相同時，其角速度之比：。（4）角加速度皆為時，各自的慣性力系向點簡化的主矢與主矩。（角速度皆為時，轉(zhuǎn)向均為順時針） (A) (B) (C)（5）當(dāng)勻速轉(zhuǎn)動時（=0，=常數(shù)），計算（）、（）兩個定軸轉(zhuǎn)動圓盤的軸承反力？（其中（）盤計算位于鉛垂位置瞬時的軸承反力）。2、（分）已知輪以A的速度在水平面上純滾動，并帶動桿2在套筒內(nèi)運動。試找出此機構(gòu)中平面運動物體的瞬心，及各平面圖形角速度的轉(zhuǎn)

11、向及1、2、3各點的速度方向。（注： 3點為在套筒中心桿2上的點）3、（10分）已知物塊重為，物塊和斜面之間的滑動摩擦系數(shù) 。求：（1）使物塊能沿斜面向上滑動的最小力值？（2）如果把力去掉，試說明物塊將向下滑嗎？（注：滑輪的摩擦不計） 二、（分）兩根長度均為的梁和彼此用鉸鏈聯(lián)接，梁以端插入水平面內(nèi)，而梁的端擱在水平活動支座上，兩根梁與水平面的傾角均為º，而重量均為，設(shè)在梁的中點作用一個與它垂直的力，在梁中點水平拉一繩索并跨過定滑輪，在繩的另一端系有重為的物體，若不計滑輪重量與摩擦，試求支座和以及鉸鏈的反力？ 三、（分）桿繞固定軸以勻角速度0=5（rad/s）轉(zhuǎn)動，帶動餃接在點的小齒輪

12、滾動，并通過連桿帶動大齒輪沿固定齒條作純滾動，若，兩齒輪的節(jié)圓半徑及分別為和，試求當(dāng)º時，兩齒輪和連桿轉(zhuǎn)動的角速度和角加速度。（此瞬時平行于，為水平）。四、（分）提升機構(gòu)主動輪重1，半徑為1繞固定軸1的轉(zhuǎn)動慣量為1，組合輪重2，半徑為2和，繞固定軸2的轉(zhuǎn)動慣量為2，現(xiàn)在主動輪上作用一常力矩1，由靜止起提升重量為的重物。試求重物上升的加速度及段繩的拉力。 理論力學(xué)試卷（長學(xué)時）學(xué)校 專業(yè)班級 姓名二、 概念題：（分）1、（分）如圖所示，三個半徑相同的均質(zhì)圓盤，質(zhì)量均為，其運動狀態(tài)各不相同，（）、（）為定軸轉(zhuǎn)動，（C）為純滾動。求：（1）角速度皆為時的各自的動量？（2）角速度皆為時，各自

13、對點的動量矩？（3）動能相同時，其角速度之比：。（4）角速度皆為時，各自的慣性力系向點簡化的主矢與主矩。（角速度皆為時，轉(zhuǎn)向均為順時針） （5）當(dāng)勻速轉(zhuǎn)動時（=0，=常數(shù)），計算（）、（）兩個定軸轉(zhuǎn)動圓盤的軸承反力？（其中（）盤計算位于鉛垂位置瞬時的軸承反力）。解： ；（方向與相同）；（方向與相同）； ； 由 則： ； ； （） （） 當(dāng)點在上面時 當(dāng)點在下面時 2、（分）已知輪以A的速度在水平面上純滾動，并帶動桿2在套筒內(nèi)運動。試找出此機構(gòu)中平面運動物體的瞬心，及各平面圖形角速度的轉(zhuǎn)向及1、2、3各點的速度方向。（注： 3點為在套筒中心桿2上的點）3、（10分）已知物塊重為，物塊和斜面之間的

14、滑動摩擦系數(shù) 。求：（1）使物塊能沿斜面向上滑動的最小力值？（2）如果把力去掉，試說明物塊將向下滑嗎？（注：滑輪的摩擦不計）解:由 由于下滑力為: 所以物塊不會下滑二、（分）兩根長度均為的梁和彼此用鉸鏈聯(lián)接，梁以端插入水平面內(nèi)，而梁的端擱在水平活動支座上，兩根梁與水平面的傾角均為º，而重量均為，設(shè)在梁的中點作用一個與它垂直的力，在梁中點水平拉一繩索并跨過定滑輪，在繩的另一端系有重為的物體，若不計滑輪重量與摩擦，試求支座和以及鉸鏈的反力？解：研究 由 研究由 三、（分）桿繞固定軸以勻角速度0=（rad/s）轉(zhuǎn)動，帶動餃接在點的小齒輪滾動，并通過連桿帶動大齒輪沿固定齒條作純滾動,若，兩齒

15、輪的節(jié)圓半徑及分別為和，試求當(dāng)º時，兩齒輪和連桿轉(zhuǎn)動的角速度和角加速度。（此瞬時平行于，為水平）。解：為輪的瞬心分析，由速度投影定理 （輪純滾，為瞬心）以為基點求點的速度時，可求出 加速度分析：常數(shù) 以為基點求點的加速度：由 向軸投影：在軸投影： ， 逆時針轉(zhuǎn)向四、（分）提升機構(gòu)主動輪重1，半徑為1繞固定軸1的轉(zhuǎn)動慣量為1，組合輪重2，半徑為2和，繞固定軸2的轉(zhuǎn)動慣量為2，現(xiàn)在主動輪上作用一常力矩1，由靜止起提升重量為的重物。試求重物上升的加速度及段繩的拉力。解：研究整個系統(tǒng)由于 其中：，又，由動能定理： 兩邊對時間求導(dǎo)，得：再研究物塊由 理論力學(xué)試卷（中長學(xué)時）學(xué)校 專業(yè)班級 姓名

16、一、 概念題：（分）（分）指出在下列幾種情況下，點M作何種運動？n；常數(shù) () (分)找出下列平面運動物體的瞬心，及點M的速度方向？（設(shè)滾子均做純滾動）（分）已知、且ABBC=。試寫出圖示瞬時C點的速度，切向加速度的大小、法向加速度的大小，并在圖中標(biāo)出方向。（分）已知=°, ， 靜動 ,試求此時摩擦力的大??？分已知空間力系及正方體邊長,求力在、軸上的投影和對三個軸的力矩。 （分）均質(zhì)圓盤質(zhì)量為,半徑為,繞軸作定軸轉(zhuǎn)動,圖示瞬時、已知,求該瞬時兩圓盤的動量、動能及對軸的動量矩? 二、（分）已知： , M=, ,L,不計自重,求：支座及鉸鏈的約束反力。 三、（分）平面機構(gòu)、為一正三角形板

17、，三個角點分別與、和套筒鉸接，已知，繞軸以等角速度作勻速轉(zhuǎn)動，求到圖示位置時（時），套筒的速度及桿繞軸轉(zhuǎn)動的角速度。 四、（分）重物連在不可伸長的繩上，繩的另一端繞過均質(zhì)定滑輪并系在均質(zhì)圓輪的質(zhì)心上，已知：輪重，半徑為，輪重，滑輪上作用一不變的轉(zhuǎn)矩M，使系統(tǒng)由靜止而運動，求重物下降距離時的速度和加速度。（設(shè)輪為純滾動） 五、（分）求一題中第小題，（）、（）兩定軸轉(zhuǎn)動的軸承的反力？（）盤計算位于鉛垂位置瞬時軸承的反力）理論力學(xué)試卷（中長學(xué)時）學(xué)校 專業(yè)班級 姓名二、 概念題：（分）（分）指出在下列幾種情況下，點M作何種運動？n；常數(shù) () 勻變速直線運動 勻速圓周運動 減速曲線運動 (分)找出下

18、列平面運動物體的瞬心，及點M的速度方向？（設(shè)滾子均做純滾動） （分）已知、且。試寫出圖示瞬時C點的速度，切向加速度的大小、法向加速度的大小，并在圖中標(biāo)出方向。解：桿作定軸轉(zhuǎn)動 （分）已知=°, ， 靜動 ,試求此時摩擦力的大??？解： 物體有下滑趨勢，受力如圖 由 ，（），（）又（），物體靜止，有下滑趨勢，（）（分）已知空間力系及正方體邊長,求力在、軸上的投影和對三個軸的力矩。解： （分）均質(zhì)圓盤質(zhì)量為,半徑為,繞軸作定軸轉(zhuǎn)動,圖示瞬時、已知,求該瞬時兩圓盤的動量、動能及對軸的動量矩? 解： ； （方向與相同） ；二、（分）已知： /,M=, ,L,不計自重,求：支座及鉸鏈的約束反力。