理论力学全面实用.ppt

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1、1,一、选择填空题(每题2分)(将正确的答案的字母写在空格上),刚体在一组力螺旋的作用下保持平衡，若力螺旋的中心轴线都是相互平行的，则该力系最多有_个独立的平衡方程。,A：5B：4C：3D：2,2,2.正方体上的六个面各作用有一个平面汇交力系，则该力系独立的平衡方程最多有：,A：4个；B：6个；C：8个；D：12个。,3,3.若某力系由两个空间汇交力系构成，则该力系独立的平衡方程最多有：,A：3个；B：4个；C：5个；D：6个。,4,4.图示的平面桁架中有_根零力杆。,A：6B：5C：4D：3E：2,5,5.图示的平面桁架中有_根零力杆。,A：2B：3C：4D：5E：6,6,6.结构如图所示，

2、力 F 与杆1和杆2平行，不计构件自重，则图示结构中的非零力杆为：,A：1杆；B：2杆；C：3杆。,7,5.刚体上的A、B两点各作用有一空间汇交力系，该力系简化的最简结果可能是：_,A：平衡力系；B：力偶；C：合力；D：力螺旋。,5.空间平行力系简化的最简结果可能是：_,A,B,C,D,A,B,C,5.空间汇交(共点)力系简化的最简结果可能是：_,A,C,8,4.平面运动刚体上三个点A、B、C构成等边三角形，某瞬时各点加速度或速度的矢量如图所示，则图中_所示的运动是不可能的。,A：图(a)；B：图(b)；C：图(a)和(b)。,图(a),图(b),9,5.若作用于刚体上的力系的主矢为非零常矢量

3、,则该刚体可能作：_,A：平移运动B：定轴转动C：平面一般运动D：非平面运动,A,C,D,10,5.若刚体上仅作用一常力偶，则该刚体可能作：_。,A：平移运动；B：定轴转动；C：平面一般运动；D：非平面运动。,11,5.质心在转轴上的匀角速度定轴转动刚体，其惯性力系向转轴上的某一点简化结果可能是：,A：零力系；B：一个力偶；C：一个力；D：一个力螺旋。,12,3.如图所示，杆AB的两端分别沿框架的水平边及铅垂边滑动，该框架可绕铅垂边转动，则该系统有_个自由度。,A:4B:3C:2D:1,13,3.图示结构在平面内运动，杆AB和BC用圆柱铰链连接，则该系统有_个自由度。,A:2B:3C:4D:5

4、,14,思考题：OA杆绕O轴匀角速度转动，均质圆盘在水平地面上纯滚动，确定图示瞬时(OA铅垂)，地面作用在圆盘上的摩擦力.,A:摩擦力向左B：摩擦力向右C:摩擦力大小为零,15,4.在惯性系中，若质点所受的合力始终指向某一固定点，则该点可能作_。,A：空间曲线运动B：平面曲线运动C：圆周运动D：直线运动,4.若质点的加速度始终垂直于速度(均不为零)，则该点可能作_。,4.若质点所受的合力始终垂直于速度(均不为零)，则该点可能作_。,B,C,D,A,B,C,A,B,C,16,5.如图所示,正方形均质板用两根等长的绳索铅垂吊起,AB杆(质量不计)的两端分别与墙壁和板铰接.则绳索1被剪断后的瞬时,A

5、B杆_.,A:受压B:受拉C:内力为零,17,若增加质点系的动量，则该质点系的动能_。,A：一定增加B：一定不增加C：一定守恒D：多种可能,不能确定,18,若刚体绕其中心惯性主轴以匀角速度作定轴转动，则下列答案正确的有_。,A：该刚体的动量为零B：该刚体对转轴的动量矩为零；C：该刚体的惯性力系等价于零力系；D：该刚体是动平衡的。,19,2.质量为m的均质圆盘在质量为m的均质板AB上纯滚动，板放在水平面上。若在板上作用一水平常力 F(如图所示)，系统由静止开始运动。当系统具有动能时，则_。,A：圆盘中心C点相对地面加速度的方向向右；B：圆盘的角加速度转向为顺时针；C：圆盘与板的接触点具有相同的加

6、速度的；D：A、B、C均不正确。,20,2.半径为R,质量为m的均圆盘在质量为m的板上纯滚动，板上作用一水平常力 F 使板向右沿直线平移，在圆盘上作用有一力偶M,方向如图所示.不计滚阻力偶.则板作用在圆盘上的摩擦力的方向:_。,A：不能确定(已知条件不足)；B：水平向右；C：水平向左.,21,3.如图所示，非均质细杆AB静止地放在光滑水平面上(oxy平面内，AB平行于y轴)，杆的质心位于C点，且ACBC。若垂直于AB杆作用于一水平冲量 I(平行于x轴)，则该冲量作用于杆上的_时，当冲击结束后，杆对O点的动量矩矢量的模最大。,A:A点；B:B点C:C点D:杆上任意一点。,22,4.两个相同的均质

7、杆AC、BC(各质量为m，长为L)由铰链C连接在图示平面内运动。已知图示瞬时铰链C速度的大小为u，杆的角速度大小为，方向如图A-D所示，则该瞬时图_所示情况，系统动能最大。,图A,图B,图D,图C,D,23,二、填空题(每空5分,共50分)(将正确答案的最简结果写在空格内),平面桁架如图所示，该桁架是_(选择：静定桁架或静不定桁架)。杆件3的内力 _(拉力为正)。,24,2.结构及其受力如图所示，已知均布载荷集度q=20N/m，力偶矩的大小M=5Nm，a=1m。则CD杆上C端所受的约束力的大小为F=_ N。,25,4.四根杆件用铰链连接如图所示，在水平杆AB上作用有一力偶矩为M的力偶，则系统平

8、衡时，铅垂杆AC的内力F=_(拉力为正)。,26,2.三杆等长 L,求平衡时绳索的张力 F=_.,27,结构在图示位置平衡，则 之间的关系：_。,28,5.质量为m的质点M在OA管内运动，OA管绕水平轴O在铅垂面内运动，管子与质点M间的动滑动摩擦因数为f。已知在图示瞬时，OA管与水平面的夹角=45，OA管的角速度为，角加速度为零，质点M到O轴的距离为L，质点M相对管子的相对速度为。则图示瞬时，质点M受到管子底部的滑动摩擦力的大小F=_；质点M相对于管子的相对加速度=_。,29,二、填空题(每空5分)(将最简结果写在空格上),如图所示，杆AD和杆BC水平，各杆之间均用光滑圆柱铰链连接，杆AD上作

9、用有一力偶，力偶矩的大小为2M，各构件自重不计。求铰A处的约束力。答：=_(方向标在图中),30,2.如图所示,均质杆BC的C端靠在粗糙墙面上,B端用等长的绳索AB拉住.绳AB与杆BC的夹角为2,若系统在铅垂面内保持平衡,求C处摩擦因数的最小值.,答:=_,31,3.系统如图所示。O1A杆重为W，半径为R的均质圆盘重为W，杆与水平线的夹角为=60，OC铅垂，不计铰链处的摩擦。无论水平弹簧的拉力有多大，系统都能在图示位置实现自锁。则杆与圆盘间的最小静滑动摩擦因数 f min=_。,32,2.若平衡,求杆与水平之间摩擦因数的最小值=_.,33,2.求=_;=_;=_.,34,2.已知,求=_;=_

10、.,35,2.不计构件自重，求杆6的内力 T=_(设拉力为正).,36,如图所示，半径为r的圆环在水平面内，绕通过圆环中心的铅垂轴C转动，该瞬时其角速度为，角加速度为。质量为m，长为 的均质杆AB，A端铰接于圆环边缘，B端靠在圆环上。求此时杆AB的惯性力系向B点简化主矢的大小 和主矩的大小。,37,如图所示，半径为R质量为m的均质圆盘，绕O轴作定轴转动，边缘上固连一质量为m的质点A。已知图示瞬时，圆盘的角加速度为零，角速度为(方向如图示，两条虚线互相垂直，C为圆盘中心)。将系统的惯性力系向圆盘中心C点简化，其主矢和主矩的大小分别为：主矢的大小为=_，主矩的大小为=_。,38,答:运动微分方程为

11、:_ 初始条件为:_,39,一、填空题(每空5分,共55分)(将最简结果写在空格上),如图所示，半径为R的均质圆盘，在铅垂面内可绕O轴转动，不计摩擦。根据题目给出的坐标，建立圆盘的运动微分方程。运动微分方程为_。,40,如图所示，三根相同的均质细杆，质量为m，长度为L，OD=AB，建立系统的运动微分方程。运动微分方程为_。,41,边长为L的正方形板ABCD在图示平面内作平面运动,某瞬时顶点A的加速度为(方向如图所示),板的角速度为,角加速度为.求此时顶点D的加速度 的大小.,42,6.质量为m,半径为r 的均质圆盘沿半径为R=4r 的固定圆弧纯滚动,已知质心C的速度为v(方向如图所示),求圆盘

12、对圆心O的动量矩(用v 和 r 表示,逆时针为正).,答:=_,43,5.如图所示，半径为 r、质量为m的均质圆盘沿半径 R=3r 的固定圆柱面外侧纯滚动，圆盘的角速度为(方向如图示)，则圆盘对圆柱中心轴O的动量矩的大小=_。,44,7.以下两图所示系统均在铅垂面内,均质杆AB、BC和均质圆盘C用光滑圆柱铰链连接.杆的质量均为m.圆盘质量为2m,半径为R,与地面接触点对地面始终无相对滑动,不计滚阻力偶;杆AB铅垂,长为3R;杆BC与水平线的夹角为.,(1)如左图所示,杆AB上作用有一力偶,力偶矩大小为2M,若系统在图示位置保持平衡,求作用在圆心C上水平力F 的大小.答:F=_,(2)如左图所示

13、,若此时杆AB的角速度为,求整个系统的动量 p 的大小.答:p=_,45,8.半径为R的半圆盘沿水平面匀速平移，速度大小为2u，方向如图所示；杆OA在半圆盘的推动下绕O轴定轴转动。取圆心B为动点，杆OA为动系，求=30时，动点B的相对速度，科氏加速度，杆OA的角速度 和角加速度。,答:=_(方向标在图中)=_(方向标在图中)=_(方向标在图中)=_(方向标在图中),46,A:与圆盘质心的加速度方向相同；B:与圆盘质心的加速度方向相反；C:不能确定(条件不足)。,5.如图所示,均质圆盘B在与水平面倾角为 的固定斜面A上纯滚动，其上作用有一常力偶 M，则斜面作用在圆盘B上的摩擦力的方向 _.,47

14、,2.如图所示，若斜块在地面上移动，半径为R的圆盘B在倾角为 的斜块A上纯滚动。已知在图示瞬时斜块A的速度大小为u(方向向右)，加速度大小为a(方向向右)，圆盘B的角速度为(顺时针)，角加速度为(顺时针)，求该瞬时：,圆盘中心C速度的大小=_；圆盘中心C加速度的大小=_；圆盘上与斜面接触点P的加速度的大小=_.。,48,6.质量为m的小球(视为质点)可沿半径为R 的均质圆环运动，该圆环绕铅垂轴作定轴转动，对转轴的转动惯量为，不计转轴的质量，忽略所有摩擦。如图所示，若当=0时，圆环的角速度为，小球相对圆环的速度为。求(1)小球运动到图示位置时，圆环的角速度；(2)若小球有足够大的初始速度，则小球

15、运动到什么位置时(=？)，圆环的角速度为零？,答：(1)=_；(2)小球运动到=_时，圆环的角速度为零。,49,7.不计质量的刚性轴CD上固连两个质量均为m的质点A和B绕铅垂轴转动，两个轴承间的距离CD=5r，几何尺寸如图所示。图示瞬时，该刚体的角速度为，角加速度为。则轴承D的附加动反力的大小：FD=_。,50,7.OD、DB的质量分别为m和4m，求：(1)静止时，轴承A处约束力的大小：。(2）匀速转动时，使得轴承A处约束力为零的角速度。,51,计算题(20分),如图所示,均质实心圆柱体A质量为m,薄铁环B质量为2m,半径均为r,二者用不计质量的细杆AB连接,沿倾角为的斜面纯滚动.初始时系统静

16、止,求杆AB沿斜面下滑距离S时杆的速度大小v,圆柱A的角加速度,以及斜面作用在A上的摩擦力 和法向约束力.(要求:指明研究对象,画出必要的的受力图、速度和加速度矢量图，给出必要的理论依据和解题步骤.),52,三、计算题(20分),注：将解题的基本公式和依据及其简洁的解题过程写在试卷上，画出必要的的受力图、速度和加速度矢量图。,如图所示。若轮子在地面上纯滚，不计绳子质量，初始时轮心速度为零。求轮心在主动力F的作用下移动S距离后，(1)力F所做的功W；(2)轮子的角速度的大小和方向；(3)轮子的角加速度的大小和方向；(4)地面作用在轮子上的摩擦力Fs的大小和方向。,1.质量为m半径为r=2ro，质

17、心位于中心轴C的轮子放在水平面 上，绕在半径为ro的鼓轮上的绳子受到常力F的作用，该力与水平面的夹角=30，轮子对中心轴C的转动惯量，,53,6.长为2R绕A轴转动的杆AB的右端固连套筒B，长为6R的杆CD可沿套筒滑动，其C端放在水平地面上，如图所示。已知在图示瞬时，AB杆的角速度为零，角加速度为。则在图示瞬时，ADAB，CD杆上C点相对AB杆的相对加速度的大小=_，C点的绝对加速度的大小=_。,54,四、计算题(15分),如图所示,质量为m半径为r的均质圆盘由质量为m的均质杆OA(A为圆盘中心)铰接在半径为 R=4r 的圆柱中心轴O上，圆盘A在固定的圆柱上纯滚动。初始时，圆盘在最高点(=0)，受到微小扰动后，系统由静止开始运动。求当=90(OA水平)时，圆盘的角速度、角加速度和圆柱作用在圆盘上的摩擦力。,(要求：指明研究对象，画出必要的的受力图、速度和加速度矢量图，给出必要的理论依据和解题步骤。),55,