理論力學(xué)練習(xí)題參考答案

1、一、概念題1正方體僅受兩個力偶作用，該兩力偶矩矢等值、反向，即，但不共線，則正方體 。平衡；不平衡；因條件不足，難以判斷是否平衡。2將大小為100N的力F沿x、y方向分解，若F在x軸上的投影為86.6N，而沿x方向的分力的大小為115.47N，則F在y軸上的投影為 。0；50N；70.7N；86.6N；100N。3平面平行力系的五個力分別為F1=10 N，F(xiàn)2=4 N，F(xiàn)3=8 N，F(xiàn)4=8 N和F5=10 N，則該力系簡化的最后結(jié)果為大小為40kNm，轉(zhuǎn)向為順時針的力偶。4平面力系如圖，已知F1=F2=F3=F4=F，則：（1）力系合力的大小為；（2）力系合力作用線距O點的距離為；（合力的方

2、向和作用位置應(yīng)在圖中畫出）。5置于鉛垂面內(nèi)的均質(zhì)正方形簿板重P=100kN，與地面間的摩擦系數(shù)f=0.5，欲使簿板靜止不動，則作用在點A的力F的最大值應(yīng)為 35.4kN 。6剛體作平面運動，某瞬時平面圖形的角速度為w，A、B是平面圖形上任意兩點，設(shè)AB=l，今取CD垂直AB，則A、B兩點的絕對速度在CD軸上的投影的差值為 l 。7直角三角形板ABC，一邊長b，以勻角速度w 繞軸C轉(zhuǎn)動，點M以s=v t自A沿AB邊向B運動，其中v為常數(shù)。當(dāng)點M通過AB邊的中點時，點M的相對加速度ar= 0 ；牽連加速度ae= b2 ，科氏加速度aC= 2v （方向均須由圖表示）。8圖示三棱柱ABD的A點置于光滑

3、水平面上，初始位置AB邊鉛垂，無初速釋放后，質(zhì)心C的軌跡為 B 。A水平直線B鉛垂直線C曲線1D曲線29均質(zhì)等邊直角彎桿OAB的質(zhì)量共為2m，以角速度繞O軸轉(zhuǎn)動，則彎桿對O軸的動量矩的大小為 C 。ALO=ml2BLO=ml2CLO=ml2DLO=ml210如圖所示，質(zhì)量分別為m、2m的小球M1、M2，用長為l而重量不計的剛桿相連?，F(xiàn)將M1置于光滑水平面上，且M1M2與水平面成60角。如無初速釋放、則當(dāng)小球M2落地時，M1球移動的水平距離為向左移動l/3。11如圖所示系統(tǒng)由勻質(zhì)圓盤與勻質(zhì)細桿鉸連而成。已知：圓盤半徑為r、質(zhì)量為M，桿長為l，質(zhì)量為m。在圖示位置，桿的角速度為w 、角加速度為a

4、，圓盤的角速度、角加速度均為零。則系統(tǒng)慣性力系向定軸O簡化后，其主矩為 。(大小為，轉(zhuǎn)向逆時針)二、計算題圖示平面結(jié)構(gòu)，各桿件自重不計。已知：q=6kN/m，M=5kNm，l =4m，C、D為鉸，求固定端A的約束力。解：顯然桿BD為二力桿，先取構(gòu)件CD為研究對象，受力圖如圖（a）所示。由 解得 再取整體為研究對象，受力圖如圖（b）所示，。由 解得 由 解得 由 解得 2、折梯放在水平地面上，其兩腳與地面的摩擦系數(shù)分別為fA=0.2，fB=0.6，折梯一邊AC的中點D上有一重為P=500N的重物，折梯重量不計，問折梯能否平衡？如果折梯平衡。試求出兩腳與地面間的摩擦力。解：假定折梯處于平衡，經(jīng)受力

5、分析可知桿BC為二力桿， B處全約束力的方向應(yīng)沿桿軸線BC方向，如圖所示，其與接觸面公法線的夾角為，而對應(yīng)的摩擦角為，故B處不會產(chǎn)生滑動。設(shè)桿長為l，則由 解得 由 解得 由 解得 最大靜滑動摩擦力為故A處也不會產(chǎn)生滑動，平衡假設(shè)成立。兩腳與地面的摩擦力大小均為3、在圖示機構(gòu)中，已知：桿O1A以勻角速度w=5rad/s轉(zhuǎn)動，并帶動搖桿OB擺動，若設(shè)OO1=40cm，O1A=30cm。試求：當(dāng)OO1O1A時，搖桿OB的角速度及角加速度。解：以滑塊A為動點，動系與搖桿OB固結(jié)，則絕對軌跡為圓，相對軌跡為直線，速度圖如圖(a)所示。由幾何關(guān)系不難得根據(jù)點的合成運動的速度合成定理得 搖桿OB的角速度為

6、 下面求角加速度。加速度圖如圖(b)所示，由點的合成運動的加速度合成定理其中將式（1）向方向投影得搖桿OB的角加速度為 4、已知圓輪以勻角速度w 在水平面上作純滾動，輪軸半徑為r；圓輪半徑R=r，AB=l=2r，BC=r。在圖示位置時，w=2rad/s，OA水平，桿BC鉛垂。試求該瞬時：（1）桿AB和桿BC的角速度；（2）桿AB的角加速度。解：（1）桿AB和桿BC的角速度。如圖（a）所示，D和P分別為輪O和桿AB的速度瞬心，由幾何關(guān)系不難得根據(jù)計算速度（或角速度）的速度瞬心法，有 轉(zhuǎn)向如圖（a）所示。（2）桿AB的角加速度以點A為基點，點B為動點，加速度圖見圖（b）。由計算加速度（或角加速度）

7、的基點法，有將上式向鉛垂方向投影，得，將 代入上式解得 順時針轉(zhuǎn)向5、在圖示起重設(shè)備中，已知物塊A重為P，滑輪O半徑為R，絞車B的半徑為r，繩索與水平線的夾角為。若不計軸承處的摩擦及滑輪、絞車、繩索的質(zhì)量，試求：（1）重物A勻速上升時，繩索拉力及力偶矩M；（2）重物A以勻加速度a上升時，繩索拉力及力偶矩M。（3）若考慮絞車B重為P，可視為勻質(zhì)圓盤，力偶矩M =常數(shù)，初始時重物靜止，當(dāng)重物上升距離為h時的速度和加速度，以及支座O處的約束力。解：由于不考慮滑輪的質(zhì)量，兩段繩子的拉力大小應(yīng)相同，且力偶矩（1）重物A勻速上升時，由平衡條件可得繩索拉力大小就等于物塊A的重力P，力偶矩M = rP。（2）重物A以勻加速度a上升時，取物塊A為研究對象，如圖(b)所示。(b)(a)由質(zhì)心運動定理 (1)力偶矩 （