武漢科技職業(yè)學(xué)院《計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、一個(gè)質(zhì)量為M的物體放在光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以速度v與M發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后的共同速度是多少？（）A.mv/(M+m)B.Mv/(M+m)C.(M+m)v/MD.(M+m)v/m2、一個(gè)物體從地面以初速度v0豎直向上拋出，忽略空氣阻力，經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)最高點(diǎn)。已知重力加速度為g，則物體能上升的最大高度為多少？（）A.v0t-1/2gt^2B.v0^2/2gC.v0t+1/2gt^2D.v0t3、在圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度、角速度和周期等概念是重要的物理量。關(guān)于它們之間的關(guān)系，以下哪一個(gè)表述是不正確的？（）A.v=ωr，其中v是線速度，ω是角速度，r是半徑B.ω=2π/T，其中T是周期C.線速度的大小與角速度成正比，與半徑成反比D.周期越小，角速度越大4、在一個(gè)固定的斜面上，有一個(gè)物塊在平行于斜面的力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，已知斜面傾角為θ，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，以下關(guān)于物塊加速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.（F-mgsinθ-μmgcosθ）/mB.（F-mgsinθ+μmgcosθ）/mC.（F+mgsinθ-μmgcosθ）/mD.（F+mgsinθ+μmgcosθ）/m5、一物體在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，加速度大小為a。經(jīng)過時(shí)間t后速度減為零，則物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移大小為多少？（）A.v0t-0.5at^2B.v0t+0.5at^2C.0.5v0tD.0.5v0t-0.5at^26、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在傾角為θ的斜面上靜止，斜面對(duì)物體的支持力和摩擦力分別是多少？（）A.N=mgcosθ，f=mgsinθB.N=mgsinθ，f=mgcosθC.N=mg，f=0D.N=0，f=mg7、在研究萬有引力定律時(shí)，以下關(guān)于引力常量G的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.G是一個(gè)常量，其數(shù)值由實(shí)驗(yàn)測定B.G的數(shù)值在國際單位制中是6.67×10^-11N·m^2/kg^2C.引力常量G的大小與物體的質(zhì)量和距離無關(guān)D.不同的天體系統(tǒng)中，引力常量G的數(shù)值可能不同8、在流體力學(xué)中，納維-斯托克斯方程描述了流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)于不可壓縮流體的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，該方程可以簡化為？（）A.歐拉方程B.伯努利方程C.連續(xù)性方程D.以上都不是9、一個(gè)質(zhì)量為m的汽車在半徑為R的彎道上以速度v行駛，若路面與輪胎之間的最大靜摩擦力為fmax，為了保證汽車不發(fā)生側(cè)滑，v應(yīng)滿足什么條件？（）A.v≤√fmaxR/mB.v≥√fmaxR/mC.v≤√fmaxm/RD.v≥√fmaxm/R10、在一個(gè)勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)帶電粒子以速度v垂直于磁場方向入射，電荷量為q，質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，以下關(guān)于粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑的表達(dá)式，正確的是？（）A.mv/qBB.mqB/vC.mvB/qD.mq/vB11、一物體在光滑水平面上受到兩個(gè)互相垂直的力F1和F2的作用，F(xiàn)1=3N，F(xiàn)2=4N，物體的加速度大小為多少？（）A.5m/s^2B.7m/s^2C.1m/s^2D.25m/s^212、一個(gè)質(zhì)量為m的物體，在一個(gè)與水平方向成α角的斜面上勻速下滑。已知斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則物體受到的摩擦力大小為多少？（）A.μmgcosαB.mgsinαC.μmgD.mg(sinα-μcosα)13、在一個(gè)固定的光滑圓環(huán)軌道上，有一個(gè)小球從最高點(diǎn)由靜止開始下滑。若圓環(huán)半徑為R，小球滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為多少？（）A.√gRB.√2gRC.2√gRD.4√gR14、一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0豎直上拋，上升的最大高度是多少？（）A.v02/2gB.v02/gC.2v02/gD.g/v0215、一個(gè)物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A、B兩點(diǎn)的速度分別為v1、v2，A、B兩點(diǎn)的距離為h，以下關(guān)于物體經(jīng)過A、B兩點(diǎn)所用時(shí)間的表達(dá)式，正確的是？（）A.（v2-v1）/gB.（v2^2-v1^2）/（2gh）C.2h/（v2+v1）D.（v2-v1）/（2g）二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述在一個(gè)帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)并同時(shí)受到電場力線性變化的問題中，如何分析粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度變化？2、（本題5分）在彈性力學(xué)的研究范圍內(nèi)，詳細(xì)闡述如何通過數(shù)學(xué)模型來描述物體在受到外力作用時(shí)的應(yīng)力和應(yīng)變分布情況？3、（本題5分）材料力學(xué)中，解釋如何分析具有殘余應(yīng)力的結(jié)構(gòu)在后續(xù)載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)？4、（本題5分）簡述在流體力學(xué)中，流線和跡線的概念，并說明它們?cè)诜治隽黧w流動(dòng)中的作用和區(qū)別。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入論述非牛頓流體的特性和流動(dòng)規(guī)律，包括賓漢流體、假塑性流體和脹塑性流體的特點(diǎn)和流變方程。分析非牛頓流體在食品工業(yè)、石油開采等領(lǐng)域的應(yīng)用和相關(guān)問題，探討如何測量和描述非牛頓流體的力學(xué)行為。2、（本題5分）深入探討力學(xué)中的粘彈性材料，包括粘彈性材料的力學(xué)模型（如麥克斯韋模型、開爾文模型），分析粘彈性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和松弛特性，研究粘彈性材料在工程中的應(yīng)用（如橡膠、聚合物），以及粘彈性材料的實(shí)驗(yàn)研究方法。3、（本題5分）深入探討彈性力學(xué)中的熱應(yīng)力問題，包括溫度變化引起的應(yīng)力和變形分析，研究熱膨脹系數(shù)對(duì)熱應(yīng)力的影響，分析熱應(yīng)力在復(fù)合材料、電子器件中的重要性，以及熱應(yīng)力問題的求解方法和控制策略。4、（本題5分）深入探討動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律在碰撞、爆炸等物理過程中的應(yīng)用。分析在不同類型的碰撞（如完全彈性碰撞、非完全彈性碰撞、完全非彈性碰撞）中，動(dòng)量和能量的轉(zhuǎn)化與守恒關(guān)系，并通過具體實(shí)例計(jì)算相關(guān)物理量。5、（本題5分）全面分析材料在多軸應(yīng)力狀態(tài)下的屈服和破壞準(zhǔn)則，解釋常用的屈服準(zhǔn)則（如Tresca準(zhǔn)則、VonMises準(zhǔn)則）的數(shù)學(xué)表達(dá)式和物理意義。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際工程案例，說明屈服和破壞準(zhǔn)則在材料強(qiáng)度評(píng)估和結(jié)構(gòu)失效分析中的應(yīng)用。探討在復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境下，如何準(zhǔn)確預(yù)測材料的屈服和破壞行為，以及新的屈服和破壞理論的發(fā)展趨勢。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）在水平地面上，有一個(gè)質(zhì)量為10kg的木箱，現(xiàn)用一個(gè)與水平方向成30°角、大小為50N的力拉木箱，使木箱在水平地面上移動(dòng)了10m，求拉力做的功和摩擦力做的功。2、（本題10分）一長為10m的輕繩，一端固定在天花板上，另一端系一質(zhì)量為2kg的小球，將小球拉至與水平方向成30°角的位置由靜止釋放，求小球擺至最低點(diǎn)時(shí)的速度大小。3