2002 - 2003 学年第一学期《理论力学》课程答题纸（A 卷）
一、填空题（共20分，每空2分）
沿固定面纯滚动，轮心C 的速度为υC ，杆AB 的两端分别与轮缘及滑块B 铰接，滑块可沿光滑斜面滑动，在图中画出杆AB 的速度瞬心。
⑵、如图2示系统置于铅直面内，重为P 的均质杆AB 受F A 、F B 作用，图示为静平衡位置，以转角φ为系统的广义坐标，则对应广义坐标φ的广义力Q ?=____________________。
⑶、如图3示，重为P =40kN 的物块放在倾角为30°的斜面上，物块与斜面间的静滑动摩擦系数f =0.5，动滑动摩擦系数0.4f '=，水平力S =50kN ，则物块所受摩擦力的大小为____________。
⑷、如图4示，边长为b 的正方体，顶点A 作用一力P ，顶点C 作用一力Q ，在ABCD 面内作用一个矩为M 的力偶，则：
()F x m =∑___________________________
()F y
m =∑___________________________ ()F z
m =∑____________________________ ()F O
m =∑___________________________
⑸、如图5示，重为P 的滑块A 沿水平面运其速度为υA ；重为Q 的均质杆AB 在A 点与ω，则系统的动T= ____________________________。
⑹、如图6示，质量为M 、长为3l 的均质杆AB ，B 端刚性连接一质量为m 的小球，弹簧的刚性系数为k ，O 处为固定铰链支座，图示为静平衡位置，则系统的拉格朗日函数L =____________________，固有频率ωn =_________________。
学院 学号 卡号 姓名 -----------------------〇------------ 装 --------------〇----------------- 订 --------------〇------------------ 线 --------------〇-----------------------------------
图1 图2
图5
图6
图3 图4
二、计算题（18分）
图示结构，杆AB 铅直，三角形板BCD 上作用一个力偶M ，其BC 边水平，系统处于平衡状态，不计自重及摩擦， P =200N 、M =600N ·m ，l =2m ，求A 处的约束力和杆AB 在B 处的受力。
三、 计算题（13分）
直角杆OAB 以匀角速度ω绕轴O 转动，杆CD 为固定铅直杆，小环M 将两杆套住，求图示瞬时（OA 铅直），小环M 的速度和加速度。
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四、计算题（12分）
平面机构中杆OA 以匀角速速ω绕轴O 逆时针转动，滑块B 在与水平线成45°角的滑道内运动，OA=AB=l ，求图示瞬时（OA 铅直、AB 水平），滑块B 的速度、加速度。
五、计算题（15分）
重为Q 的绕线轮C ，其半径分别为R 和r ，对中心C 的回转半径为ρ，可沿固定水平直线纯滚动，绳绕在轮轴上，并跨过无重定滑轮O 后挂一重为P 的重物，系统初始静止，求重物下降距离为h 时轮心C 的速度、加速度和绳BD 段的拉力。
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六、计算题（12分）
图示机构中，均质杆
AB 重为4P 、长为l ；均质轮B 重为2P 、半径为R ，其上作用有矩为M =5P R 的常力偶；物块C 重为P ，用达朗贝尔原理求物块C 上升的加速度和固定端A 处的约束力。
七、计算题（10分）
图示结构由三根无重杆AB 、AC 、BC 组成，在主动力P 的作用下处于平衡，用虚位移原理求杆AB 的受力。
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理论力学期末考试试题 1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。试求固定端A的约束力。 解：取T型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA上的气动力按梯形分布： q=60kN/m，2q=40kN/m，机翼重1p=45kN，发动机重2p=20kN，发动机螺旋桨的反作用力1 偶矩M=。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O所受的力。 解：
1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, F F F, 求：A，D处约束力. 12 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC为等边三角形，且AD=DB。求杆CD的内力。
1-6、如图所示的平面桁架，A端采用铰链约束，B端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m。在节点E和G上分别作用载荷 F=10kN，G F=7 kN。试计算杆1、2和3的内力。 E 解：
2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，。若F=10kN，求各杆的内力。 又EC=CK=FD=DM
2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。在节点D沿对角线LD方向作用力D F。在节点C沿CH边铅直向下作用力F。如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，求各杆的内力。
工程力学（Ⅱ）期终考试卷（A ） 专业 姓名 学号 题号 一 二 三 四 五 六 总分 题分 25 15 15 20 10 15 100 得分 一、填空题（每题5分，共25分） 1. 杆AB 绕A 轴以=5t （ 以rad 计，t 以s 计） 的规律转动，其上一小环M 将杆AB 和半径为 R （以m 计）的固定大圆环连在一起，若以O 1 为原点，逆时针为正向，则用自然法 表示的点M 的运动方程为_Rt R s 102 π+= 。 2. 平面机构如图所示。已知AB //O 1O 2，且 AB =O 1O 2=L ，AO 1=BO 2=r ，ABCD 是矩形板， AD =BC =b ，AO 1杆以匀角速度绕O 1轴转动， 则矩形板重心C '点的速度和加速度的大小分别 为v ＝_ r _，a ＝_ r 。 并在图上标出它们的方向。
3. 两全同的三棱柱，倾角为，静止地置于 光滑的水平地面上，将质量相等的圆盘与滑块分 别置于两三棱柱斜面上的A 处，皆从静止释放， 且圆盘为纯滚动，都由三棱柱的A 处运动到B 处， 则此两种情况下两个三棱柱的水平位移 ___相等；_____（填写相等或不相等）， 因为_两个系统在水平方向质心位置守恒 。 4. 已知偏心轮为均质圆盘，质心在C 点，质量 为m ，半径为R ，偏心距2 R OC =。转动的角速度为， 角加速度为 ，若将惯性力系向O 点简化，则惯性 力系的主矢为_____ me ，me 2 ；____； 惯性力系的主矩为__2 )2(22α e R m +__。各矢量应在图中标出。 5.质量为m 的物块，用二根刚性系数分别为k 1和k 2 的弹簧连接，不计阻尼，则系统的固有频率 为_______________，若物体受到干扰力F =H sin （ωt ） 的作用，则系统受迫振动的频率为______________ 在____________条件下，系统将发生共振。 二、计算题（本题15分）
2005年 一、画出图示梁的剪力图和弯矩图。（15分） 二、结构受力如图所示，已知平面钢架ABCD的抗弯刚度为EI，EF杆的抗拉刚度为EA，设3EI=EAL2。试求EF两点的相对位移。（20分） 三、直径为d的钢制圆轴受力如图所示，材料的许用应力为[σ],已知L、P、m=4PL，试用第三强度理论设计该轴的直径d。（15分） 四、已知某钢结构危险点处的应力状态如图所示，E=200GPa，μ=0.25。试求：（1）图示单元体的主应力；（2）最大剪应力；（3）最大线应变；（4）画出相应的三向应力圆草图。（15分）
五、结构受力如图所示，横梁AB为T字形截面铸铁梁，已知其许用拉应力为[σt]=40MPa，许用压应力为[σc]=90MPa，I z=800cm4,y1=40mm,y2=80mm;CD杆用A3钢制成，截面为圆形，d=20mm，L=1m，E=200GPa，σp=200MPa，σs=240MPa，稳定安全系数n st=3，经验公式为：σcr=（304-1.12λ）MPa。试求该结构的许用荷载。（20分） 六、结构受力如图所示，已知：E=200GPa，μ=0.3，d=80mm，L=1m，现测得圆周上表面A点与水平线成45°方向的线应变为ε-45°=4×10-4，试求外荷载P。（15分）
七、试求图示结构A截面的挠度f A，设ABCD梁的抗弯刚度为EI。（15分） 八、图示为平面直角钢架ABC，受一重物G自高度为h处自由降落在A点处，设EI为钢架的抗弯刚度，试求直角钢架ABC内最大动弯矩M max，d。（15分） 九、已知结构某点的交变应力随时间的变化曲线如图所示，试求：（1）循环特性r；（2）平均应力σm；（3）应力幅度σa；（4）在σm—σa 坐标系中，标出该应力循环对应点，并求出自原点出发且通过该点的射线与水平轴σm的夹角α。（10分）
A 卷 第 1页 蚌埠学院2013—2014学年第一学期 《理论力学Ⅱ》期末考试试题（A ） 注意事项：1、适用班级：2012级土木工程班、2012级水利水电班、2012级车辆工 程班 2、本试卷共2页。满分100分。 3、考试时间120分钟。 4、考试方式：“闭卷” 一、判断题（每小题2分，共20分） （ ）1．作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线 相同，大小相等，方向相反。 （ ）2．已知质点的质量和作用于质点的力，质点的运动规律就完全确定。 （ ）3．质点系中各质点都处于静止时，质点系的动量为零。于是可知如果质点系的动 量为零，则质点系中各质点必都静止。 （ ）4．刚体在3个力的作用下平衡，这3个力不一定在同一个平面内。 （ ）5．用解析法求平面汇交力系的平衡问题时，所建立的坐标系x ，y 轴一定要相互 垂直。 （ ）6．一空间任意力系，若各力的作用线均平行于某一固定平面，则其独立的平衡方 程最多只有3个。 （ ）7．刚体的平移运动一定不是刚体的平面运动。 （ ）8．说到角速度，角加速度，可以对点而言。 （ ）9．两自由运动质点，其微分方程完全相同，但其运动规律不一定相同。 （ ）10．质点系总动量的方向就是质点系所受外力主矢的方向。 二、选择题（每小题2分，共10分） 1．若平面力系对一点A 的主矩等于零，则此力系 。 A.不可能合成为一个力 B.不可能合成为一个力偶 C.一定平衡 D.可能合成为一个力偶，也可能平衡 2．刚体在四个力的作用下处于平衡，若其中三个力的作用线汇交于一点，则第四个力的作用线 。 A.一定通过汇交点 B.不一定通过汇交点 C.一定不通过汇交点 D.可能通过汇交点，也可能不通过汇交点 3．加减平衡力系公理适用于 。 A.变形体 B.刚体 C.刚体系统 D.任何物体或物体系统 4．在点的复合运动中，牵连速度是指 。 A.动系原点的速度 B.动系上观察者的速度 C.动系上与动点瞬时相重合的那一点的速度 D.动系质心的速度 5．设有质量相等的两物体A 和B ，在同一段时间内，A 作水平移动，B 作铅直移动，则 两物体的重力在这段时间里的冲量 。 A.不同 B.相同 C.A 物体重力的冲量大 D.B 物体重力的冲量大 三、计算题（每小题14分，共70分） 1．质量为 100kg 的球，用绳悬挂在墙壁上如图所示。平衡时绳与墙壁间夹角为 30°，求墙壁反力和绳的张力 2．某三角拱，左右两个半拱在C 由铰链连接，约束和载荷如图所示，如果忽略拱的重量，求支座A 和B 的约束反力。 装 订 线 内 不 要 答 题
2002 - 2003 学年第一学期《理论力学》课程答题纸（A 卷） 一、填空题（共20分，每空2分） 沿固定面纯滚动，轮心C 的速度为υC ，杆AB 的两端分别与轮缘及滑块B 铰接，滑块可沿光滑斜面滑动，在图中画出杆AB 的速度瞬心。 ⑵、如图2示系统置于铅直面内，重为P 的均质杆AB 受F A 、F B 作用，图示为静平衡位置，以转角φ为系统的广义坐标，则对应广义坐标φ的广义力Q ?=____________________。 ⑶、如图3示，重为P =40kN 的物块放在倾角为30°的斜面上，物块与斜面间的静滑动摩擦系数f =0.5，动滑动摩擦系数0.4f '=，水平力S =50kN ，则物块所受摩擦力的大小为____________。 ⑷、如图4示，边长为b 的正方体，顶点A 作用一力P ，顶点C 作用一力Q ，在ABCD 面内作用一个矩为M 的力偶，则： ()F x m =∑___________________________ ()F y m =∑___________________________ ()F z m =∑____________________________ ()F O m =∑___________________________ ⑸、如图5示，重为P 的滑块A 沿水平面运其速度为υA ；重为Q 的均质杆AB 在A 点与ω，则系统的动T= ____________________________。 ⑹、如图6示，质量为M 、长为3l 的均质杆AB ，B 端刚性连接一质量为m 的小球，弹簧的刚性系数为k ，O 处为固定铰链支座，图示为静平衡位置，则系统的拉格朗日函数L =____________________，固有频率ωn =_________________。 学院 学号 卡号 姓名 -----------------------〇------------ 装 --------------〇----------------- 订 --------------〇------------------ 线 --------------〇----------------------------------- 图1 图2 图5 图6 图3 图4
理论力学 期末考试试题 A 卷 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解：取T 型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布： 1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作 用力偶矩M=18kN.m 。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。 解：
1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力. 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形，且AD=DB 。求杆CD 的内力。
1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 解：
2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各杆的内力。
D 《理论力学》期末考试试题A 卷 一、选择题（本题共12分，每小题3分，请将答案的序号填入括号内） 1. 物块重P ，与水面的摩擦角o 20m ?=，其上作用一力Q ，且已知P =Q ，方向如图，则物块的状态为（ C ）。 A 滑动状态 B 临界平衡状态 C 静止(非临界平衡)状态 D 不能确定 2. 一个平面任意力系加一个平行于此平面力系所在平面的平行力系组成的空间力系的独立平衡方程数目为（ B ）。 A 3个 B 4个 C 5个 D 6个 3. 图示偏心轮顶杆机构中，轮心为C ，ω=常量。选杆端A 为动点，在C 点固连平移系（动系）， 则牵连速度和牵连加速度的方向分别为（ B ）。 A 垂直于AO ，沿AO 方向 B 垂直于CO ，沿CO 方向 C 沿AO 方向，垂直于AO D A 点切线方向，沿AC 方向 4、正方形薄板由铰链支座A 支承，并由挡板B 限制，使AB 边呈铅垂位置，如图所示。若将挡板B 突然撤去，则在该瞬时支座A 的反力的铅垂分量的大小将（ C ）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 无法确定
二、填空题（本题共26分，请将答案填入括号内） 1（本小题4分）. 如图所示，沿长方体不相交且不平行的棱上作用三个大小等于F 的力。问棱长a ，b ，c 满足（ 0c b a --= ）关系时，该力系能简化为一个力。 2（本小题4分）. 正方形板ABCD 以匀角速度ω绕固定轴z 转动，点1M 和点2M 分别沿对角线BD 和边线CD 运动，在图示位置时相对板的速度分别为1v 和1v ，则点1M 和点2M 科氏加速度大小分别为（ 1v ）和（ 0 ）。 3（本小题5分）. 图示均质圆盘A 、B 均重G ，半径均为R ；物块C 重P ，A 、B 与绳之间无 相对滑动，某瞬时速度为v ，该瞬时系统的动能等于（ 2 8716P G v g + ） 。 4（本小题5分）.图示T 字形杆由两根长度均为l 的相同的匀质细杆OA ，BC 刚接而成，质量均为m 。质量为m 的质点沿杆BC 以)π2 1 sin(21t l r = 的规律运动。 当T 字形杆绕轴O 以匀角速度ω转动时，在1=t s 时系统对轴O 的动量矩为（ 2 83 ml ω ） 。
吉林大学材料力学考研真题 一、作图示结构的内力图，其中P=2qa,m=qa2/2。(10分) 二、已知某构件的应力状态如图，材料的弹性模量E=200GPa,泊松比μ=0.25。试求主应力，最大剪应力，最大线应变，并画出该点的应力圆草图。（10分） 三、重为G的重物自高为h处自由落下，冲击到AB梁的中点C，材料的弹性模量为E，试求梁内最大动挠度。（8分） 四、钢制平面直角曲拐ABC，受力如图。q=2.5πKN/m，AB段为圆截面，[σ]=160MPa，设L=10d，P x=qL,试设计AB段的直径d。（15分）
五、图示钢架，EI为常数，试求铰链C左右两截面的相对转角（不计轴力及剪力对变形的影响）。（12分） 六、图示梁由三块等厚木板胶合而成，载荷P可以在ABC梁上移动。已知板的许用弯曲正应力为[σ]=10Mpa，许用剪应力[τ]=1Mpa，胶合面上的许用剪应力[τ]胶=0.34Mpa，a=1m，b=10cm，h=5cm，试求许可荷载[P]。（10分） 七、图示一转臂起重机架ABC，其中AB为空心圆截面杆D=76mm，
d=68mm ，BC 为实心圆截面杆D 1=20mm ，两杆材料相同，σp =200Mpa ，σs =235Mpa ，E=206Gpa 。取强度安全系数n=1.5，稳定安全系数n st =4。最大起重量G=20KN ，临界应力经验公式为σcr = 304-1.12λ（Mpa ）。试校核 此结构。（15分） 八、水平曲拐ABC 为圆截面杆，在C 段上方有一铅垂杆DK ，制造时DK 杆短了△。曲拐AB 和BC 段的抗扭刚度和抗弯刚度皆为GI P 和EI 。且GI P =4 5 EI 。 杆DK 抗拉刚度为EA ，且EA=225EI a 。试求： （1）在AB 段杆的B 端加多大扭矩，才可使C 点刚好与D 点相接触？ （2）若C 、D 两点相接触后，用铰链将C 、D 两点连在一起，在逐渐撤除所加扭矩，求DK 杆内的轴力和固定端处A 截面上的内力。（15分） 九、火车车轴受力如图，已知a 、L 、d 、P 。求轴中段截面边缘上任意一点的循环特征r ，平均应力σm 和应力幅σa 。（5分） 2001年 一、作梁的内力图。（10分）
理论力学基础期末复习题 一、填空题 1. 在介质中上抛一质量为m 的小球，已知小球所受阻力v k R -=，若选择坐标轴x 铅直向上，则小球的运动微分方程为_____________________。 2. 质点在运动过程中，在下列条件下，各作何种运动？①0=t a ，0=n a （答）： ；②0≠t a ，0=n a （答）： ；③0=t a ，0≠n a （答）： ；④0≠t a ，0≠n a （答）： 。 3. 质量为kg 10的质点，受水平力F 的作用，在光滑水平面上运动，设t F 43+=（t 以s 计，F 以N 计），初瞬间（0=t ）质点位于坐标原点，且其初速度为零。则s t 3=时，质点的位移等于_______________，速度等于_______________。 4. 在平面极坐标系中，质点的径向加速度为__________；横向加速度为_______。 5. 哈密顿正则方程用泊松括号表示为 ， 。 6. 质量kg m 2=的重物M ，挂在长m l 5.0=的细绳下端，重物受到水平冲击后获得了速度105-?=s m v ，则此时绳子的拉力等于 。 7. 平面自然坐标系中的切向加速度为 ，法向加速度为 。 8. 如果V F -?= ，则力所作的功与 无关，只与 的位置有关。 9. 在南半球地面附近自南向北的气流有朝 的偏向；而北半球的河流 岸冲刷较为严重。 10. 已知力的表达式为axy F x =，2az F y -=，2ax F z -=。则该力做功与路径_ （填“有关”或“无关”），该力_ 保守力（填“是”或“不是”）。 11. 一质量组由质量分别为0m 、20m 、30m 的三个质点组成，某时刻它们的位矢和速 度分别为j i r +=1、i v 21=、k j r +=2、i v =2、k r =3、 k j i v ++=3。则该时刻质点组相对于坐标原点的动量等 于 ，相对于坐标原点的动量矩等于_ 。 12. 一光滑水平直管中有一质量为m 的小球，直管以恒定角速度ω绕通过管子一端的竖直轴转动，若某一时刻，小球到达距O 点的距离为a 的P 点，取x 轴沿管，y 轴竖直向上， 并垂直于管，z 轴水平向前，并于管面垂直，如图所示，此时小球相对于管子的速度为 v
一．平面桁架问题 (1) 求平面桁架结构各杆的内力，将零力杆标在图中。已知P ， l ，l 2。（卷2-4） （2）已知F 1=20kN ，F 2=10kN 。 ①、计算图示平面桁架结构的约束力；②、计算8杆、9杆、10杆的内力（卷4-3）。 （3）求平面桁架结构1、2、3杆的内力，将零力杆标在图中。已知P ＝20kN ，水平和竖杆长度均为m l 1 ，斜杆长度l 2。（卷5-4） （4） 三桁架受力如图所示，已知F 1＝10 kN ，F 2＝F 3＝20 kN ，。试求桁架8，9，10杆的内力。 （卷6-3） （5）计算桁架结构各杆内力（卷7-3）
（6）图示结构，已知AB=EC，BC=CD=ED＝a=0.2m，P=20kN，作用在AB中点，求支座A和E的约束力以及BD、BC杆的内力。（卷5-2） 二．物系平衡问题 （1）图示梁，已知m＝20 kN.m，q＝10 kN／m , l＝1m，求固定端支座A的约束力。（卷1-2） （2）如图所示三铰刚架，已知P=20kN，m=10kN.m，q=10kN/m不计自重，计算A、B、C 的束力。（卷2-2） （3）图示梁，已知P＝20 kN , q＝10kN／m , l＝2m ,求固定端支座A的约束力。（卷3-2） （4）三角刚架几何尺寸如图所示，力偶矩为M ，求支座A和B 的约束力。（卷3-3）
（5）图示简支梁，梁长为4a ，梁重P ，作用在梁的中点C ，在梁的AC 段上受均布载荷q 作用，在梁的BC 段上受力偶M 作用, 力偶矩M =Pa ，试求A 和B 处的支座约束力。（卷4-1） （6）如图所示刚架结构，已知P =20kN ，q =10kN /m ，不计自重，计算A 、B 、C 的约束力。（卷4-2） （7）已知m L 10=,m KN M ?=50,?=45θ,求支座A,B 处的约束反力（卷9-2） （8）已知条件如图，求图示悬臂梁A 端的约束反力。（卷9-3）
大 连 理 工 大 学 课程名称： 理论力学 试卷： A 考试形式：闭卷 授课院系： 力学系 考试日期：2013年1月17日 试卷共６页 一、简答题，写出求解过程 (共25分，每题5分). 1.（5分）图示定滑轮A 质量为 2m ，半径为2r ，动滑轮B 质量为m ，半径为r ，物块C 质量为m 。细绳不可伸长，当物块C 的速度为v 时，试求系统对A 轴的动量矩。 2.（5分）图示两杆完全相同，长度均为l ，B 处铰接，在A 端施加水平力F ，杆OB 可绕O 轴转动，在杆OB 上施加矩为M 的力偶使系统在图示位置处于平衡。不计杆重和摩擦，设力F 为已知，试利用虚位移原理求力偶矩M 的大小。 题一.2图 题一.1图
3.（5分）求图示平面对称桁架CE 杆的内力。 4.（5分）图示均质杆AB ，BC 质量均为m ，长度均为l ，由铰链B 连接，AB 杆绕轴A 转动，初始瞬时两杆处于水平位置，速度为零，角加速度分别为1α和 2α，试将此瞬时惯性力向各杆质心简化。（求出大小，并画在图上） 5.（5分）图示机构由连杆BC 、滑块A 和曲柄OA 组成。已知OB =OA =0.1m ，杆BC 绕轴B 按t 1.0=?的规律转动。求滑块A 的速度及加速度。 题一.4图 α 题一.3图 题一.5图
二、（15分）组合结构如图所示，由AB ，CB ，BD 三根杆组成，B 处用销钉连接，其上受有线性分布载荷、集中力、集中力偶作用，kN 10=F ，kN/m 6=q ， m kN 20?=M ，若不计各杆件的自重，求固定端A 处的约束反力。 三、（15分）图示曲轴各段相互垂直，处于水平面内，在曲柄E 处作用一铅垂方向力F =30kN ，在B 端作用一力偶M 与之平衡。已知AC = CG =GB =400mm ，CD =GH=DE =EH =200mm ，不计自重，试求力偶矩M 和轴承A ，B 处的约束力。 题二图
吉林大学招收2011年硕士学位研究生 入学考试试题（解析与答案） 一．作内力图，并画出梁挠曲线的大致形状（15分） 【考查重点】：本题是对前四章的考查，属于基础题，先求各杆支座反力，进而画出内力图。 【答案解析】 二．钢架由5根圆截面杆组成，已知，个杆直径均为d=30mm ，个杆中间某截面上均钻有直径为8的孔，l =1m ，个杆材料均为Q235，E=200GPa ，p σ=200MPa ，s σ=240MPa ，[σ]=120MPa ，经验公式：cr σ=304-1.12（MPa ），稳定安全因素n st =3，试确定结构的许可载荷。（10分） 【考查重点】：本题考查第九章压杆稳定,首先这道题有点迷惑性，但从分值来看不会很难， 所以考生不要考虑多了，这也是做题的技巧。 【答案解析】
2/4321F F F F F ====(压) F F =5(拉) 拉杆5：][σσ≤= A F KN A F 56].[=≤σ 压杆100133=== p i u λλφ KN A F cr cr 8.78==σ st cr n F F n ≤= 1 KN F F F cr 3721 =≤ 所以：结构的[F]=37KN 。 三．槽形截面铸铁梁，受移动载荷F 作用，已知：材料的抗拉极限为120MPa ，抗压强度极限为60MPa ，安全因素n=4，I Z =800cm4，y 1=6cm ，y 2=9cm ，试问： 1.当x 为何值时，梁的承载能力最大？ 2.确定许可载荷[F]， 3.若将槽型梁倒置放是否合理？为什么？（15分） 【考查重点】：本题考查第五章弯曲应力，一定要明确铸铁梁拉压强度不同，要同时满足要 求，本题有一定的难度，考生要多理解，多思考。 【答案解析】 1.铸铁抗压不抗拉， 5 1 ][][96y y 21=≥=c t σσ压拉 （1）当F 移动到C 点时
宁夏大学2014-2015第一学期《理论力学》期末考试 （考试时间：120分钟） 考试时间2015.1.15 命题人503宿舍 题 序 一 二 三 四 五 六 总分 得 分 一．选择题（每题3分，共15分。请将答案的序号填入划线内。） 1．若平面力系由三个力组成（设这三个力互不平行），下述说法正确的是（ D ） (A) 若力系向某点简化，主矩为零，则此三个力必然汇交于一点 (B) 若主矢为零，则此三个力必然汇交于一点 (C) 此力系绝不能简化为一个合力偶 (D) 若三个力不汇交于一点，则此力系一定不平衡 2．物块重kN 5，放置于水平面上，与水平面间的摩擦角o m 35=?，今用与铅垂线成o 60角的 力F 推动物块，若kN F 5=，则物块将（ A ）。 (A) 不动 (B) 滑动 (C) 处于临界状态 (D) 滑动与否无法确定 3．点作曲线运动时,下述说法正确的是（ B ）。 (A) 若切向加速度为正时，则点作加速运动 (B) 若切向加速度与速度符号相同，则点作加速运动 (C) 若切向加速度与速度符号相反，则点作加速运动 (D)若切向加速度为零，则速度为常矢量 4．均质直杆AB 直立在光滑的水平面上，当杆由铅直位置无初速倒下时，杆质心点的轨迹是下述的哪一种（ A ）。 (A) 是一条直线段 (B) 是一个四分之一的圆弧 (C) 是一个四分之一的椭圆弧 (D) 是上述三种之外的一条曲线段 5．若质点的动能保持不变，则（ D ）。 (A) 该质点的动量必守恒 (B) 该质点必作直线运动 (C) 该质点必作变速运动 (D) 该质点必作匀速运动 二．填空题（每空2分，共30分。请将答案填入划线内。） 1．作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而不改变力对刚体的 作用效果 ，所以， 在静力学中，力是 滑移 矢量。 2．作用在刚体上的力平行移动时，必须附加一个力偶，附加力偶的矩等于 原力对新的作用点之矩 。 3．右图所示正方体的边长为a ,力F 沿AB 作用于A 点,则该力对y 轴之矩 为)(F y M =22Fa 。 4．动点的相对速度是指 动点相对于动系的运动速度 ，绝对速 度是指 动点对于定系的运动速度 ，牵连速度是指 动系上与动点相重合的点相对于定系的速度 。 5．刚体的平面运动可以简化为平面图形在自身平面内的运动。可分解为随基点的 平动 和绕基点的 转动 。 6．质点系的 内 力不影响质心的运动。只有 外 力才能改变质心的运动。 7．一等腰直角三角形板OAB 在其自身平面内以等角速度ω绕顶点O 转动，某一动点M 相对此三角形板以匀速沿AB 边运动，当三角形板转一圈时，M 点走过了AB 。如已知 b OB AB ==，则当M 点在A 时的相对速度的大小r v =2b ω π；科氏加速度的大小c a =2b ωπ。 8．均质滑轮绕通过O 点并垂直于平面Oxy 的水平轴Oz 作定轴转动，滑轮质量为1m ，半径为r ，一根绳子跨过滑轮，绳子的两端悬挂质量均为2m 的重物A 和B ，（绳质量不计，绳与滑轮间没有相对滑动），图示瞬时滑轮的角速度为ω，角加速度为ε，则此系统在该瞬时的动 量有大小 P =0 ；对Oz 轴的动量矩 z L =21 2( 2)2m m r ω + 。 三、简支梁AB 的支承和受力情况如下图所示。已知分布载荷的集度m kN q /20=，力偶矩的大小m kN M ?=20，梁的跨度m l 4=。不计梁的自重，求支座A 、B 的约束反 . 系 班 姓名 座号 成绩 . ...................................................... 密 .................................... 封 ................................ 线 ...................................................... o 60 F O F x y z A B
对于欧拉角的认识 [摘要]基于欧拉角的学习，加深认识关于欧拉角的相关知识点。定点运动的刚休可由欧拉角来描写出发，通过计算刚体上任意一点的速度来引入刚体的角速度。从欧拉角的理解中做到熟练掌握欧拉角、欧拉角的矩阵形式的表示、明确欧勒角的含义和它为什么完整的描述了定点转动刚体的运动状态，以及欧拉角在刚体力学中的具体应用，从而更好的理解欧拉角。 [关键词]欧拉角的定义；角速度；角加速度；刚体定点转动的应用 1：欧拉角的定义 虽然当刚体作定点转动时，我们可选这个定点作为坐标系的原点，而用三个独立的角度来确定转动轴在空间的取向和刚体绕该轴线所转过的角度。刚体转动可以表示为空间坐标系到本体坐标系的一个正交变换，变换矩阵由9个方向余弦决定，但它们中只有3个是独立的，使用起来不方便。最好能用有明确几何意义的3个变量来描述刚体的位置，前面已证明，可以给出刚体上的一个轴的方向，和刚体绕这个轴的转角来描述刚体定点运动的位置，因此我们可以用类似球坐标中的极角θ和方位角φ来给出轴的取向，再加上绕这个轴旋转的角度φ，三个角度来描述刚体的定点转动，它们合称为欧拉角 我们要把本体坐标系和空间坐标系间的正交变换用欧拉角表示出来。如上图所示，向由θ和φ决定，而φ是刚体绕该轴的转角。从坐标变换的角度看，本体坐标转到图(c)的状态，可以分解为从图(a)经过(b)，通过相继三次2D 旋转得到的(假定开始时本体坐标系x x y z '''-与空间坐标系o xyz -重合)：
⑴o xyz o εηζ-→-本体坐标系绕z 轴在xy 平面上旋φ角： cos sin 0sin cos 0001x y z εφφ ηφφζ?????? ? ??? =- ? ??? ? ?????? ??? ⑵o εηζ εηζ'''-→，本体坐标系绕ε 轴在ηζ平面转过θ角： 1 000cos sin 0sin cos εεηθθηζθθζ'?????? ? ???'= ? ??? ? ???'-?????? ⑶x y z εηζ' '''''→本体坐标绕ζ'轴在ηε''平面(阴影)转过ψ角： cos sin 0sin cos 000 1x y z ψψψψ'???? ? ?'=- ? ? ? ?'??? ? 变换矩阵就是三个2D 变换矩阵之积： cos sin 01 00cos sin 0sin cos 00cos sin sin cos 00010sin cos 001x x ψψφφψψθθφφθθ?????? ?????'=-- ????? ?????-?????? 它们由3个欧拉角决定。 2：欧拉角的角速度 在图4.3.7(c)的状态，考虑刚体有一无穷小转动，3个欧拉角相应有无穷小变化，刚体绕瞬时轴转动的角速度是刚体绕z 轴的角速度?，绕zo 轴的角速度 ψ，和绕ON 轴的角速度θ的矢量和，即: N ωφψθ=++ 其中N 是ON 轴的单位矢量，注意z 轴在阴影面的投影是OM ，从图(c)容易看到： sin sin sin cos cos ,cos sin z x y z x z e e e e N e e θψθψθψψ'''''=++=- 因此ω在本体坐标系的分量在空间坐标中 sin sin sin cos cos ,cos sin z x y z x z e e e e N e e θφθφθψφ'''''=-+=+ 注意若0? =则zo 轴在xoy 平面的投影就在y -方向，0?=时该投影转
理论力学 期末考试试题 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解：取T 型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布： 1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用 力偶矩M=18kN.m 。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。 解：
1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力. 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形，且AD=DB 。求杆CD 的内力。
1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 解：
2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各杆的内力。
D 《理论力学》期末考试试题A 卷 一、选择题（本题共12分，每小题3分，请将答案的序号填入括号） 1. 物块重P ，与水面的摩擦角o 20m ?=，其上作用一力Q ，且已知P =Q ，方向如图，则物块的状态为（ C ）。 A 滑动状态 B 临界平衡状态 C 静止(非临界平衡)状态 D 不能确定 2. 一个平面任意力系加一个平行于此平面力系所在平面的平行力系组成的空间力系的独立平衡方程数目为（ B ）。 A 3个 B 4个 C 5个 D 6个 3. 图示偏心轮顶杆机构中，轮心为C ，ω=常量。选杆端A 为动点，在C 点固连平移系（动系）， 则牵连速度和牵连加速度的方向分别为（ B ）。 A 垂直于AO ，沿AO 方向 B 垂直于CO ，沿CO 方向 C 沿AO 方向，垂直于AO D A 点切线方向，沿AC 方向 4、正方形薄板由铰链支座A 支承，并由挡板B 限制，使AB 边呈铅垂位置，如图所示。若将挡板B 突然撤去，则在该瞬时支座A 的反力的铅垂分量的大小将（ C ）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 无法确定
二、填空题（本题共26分，请将答案填入括号） 1（本小题4分）. 如图所示，沿长方体不相交且不平行的棱上作用三个大小等于F 的力。问棱长a ，b ，c 满足（ 0c b a --= ）关系时，该力系能简化为一个力。 2（本小题4分）. 正方形板ABCD 以匀角速度ω绕固定轴z 转动，点1M 和点2M 分别沿对角线BD 和边线CD 运动，在图示位置时相对板的速度分别为1v 和1v ，则点1M 和点2M 科氏加速度大小分别为（ 12v ω ）和（ 0 ）。 y x z O c b a 3 F 2 F 1 F
吉林大学材料力学考研真题 2000年 一、作图示结构的内力图，其中P=2qa,m=qa2/2。(10分) 二、已知某构件的应力状态如图，材料的弹性模量E=200GPa,泊松比μ=0.25。试求主应力，最大剪应力，最大线应变，并画出该点的应力圆草图。（10分） 三、重为G的重物自高为h处自由落下，冲击到AB梁的中点C，材料的弹性模量为E，试求梁内最大动挠度。（8分） 四、钢制平面直角曲拐ABC，受力如图。q=2.5πKN/m，AB段为圆截面，[σ]=160MPa，设L=10d，P x=qL,试设计AB段的直径d。（15分） 五、图示钢架，EI为常数，试求铰链C左右两截面的相对转角（不计轴力及剪力对变形的影响）。（12分） 六、图示梁由三块等厚木板胶合而成，载荷P可以在ABC梁上移动。已知板的许用弯曲正应力为[σ]=10Mpa，许用剪应力 [τ]=1Mpa，胶合面上的许用剪应力[τ]胶=0.34Mpa，a=1m， b=10cm，h=5cm，试求许可荷载[P]。（10分） 七、图示一转臂起重机架ABC，其中AB为空心圆截面杆 D=76mm，d=68mm，BC为实心圆截面杆D1=20mm，两杆材
σp=200Mpa，σs=235Mpa，E=206Gpa。取强度安全系数 n=1.5，稳定安全系数nst=4。最大起重量G=20KN，临界应力经验公式为σcr=304-1.12λ（Mpa）。试校核此结构。（15分） 八、水平曲拐ABC为圆截面杆，在C段上方有一铅垂杆DK，制造时DK杆短了△。曲拐AB和BC段的抗扭刚度和抗弯刚度皆为GIP和EI。且GI P= EI。杆DK抗拉刚度为EA，且EA= 。试求：（1）在AB段杆的B端加多大扭矩，才可使C点刚好与D点相接触？ （2）若C、D两点相接触后，用铰链将C、D两点连在一起，在逐渐撤除所加扭矩，求DK杆内的轴力和固定端处A截面上的内力。（15分） 九、火车车轴受力如图，已知a、L、d、P。求轴中段截面边缘上任意一点的循环特征r，平均应力σm和应力幅σa。（5分） 2001年 一、作梁的内力图。（10分） 二、直径d=100mm的圆轴，受轴向拉力P和力偶矩m的作用，材料的弹性模量E=200Gpa，泊松比μ=0.3，现测得圆轴表面轴向
吉林大学车辆工程全套教材包括出版社 理论力学：《理论力学》哈尔滨工业大学，高等教育出版社； 《理论力学》刘巧伶，科学出版社； 材料力学：《材料力学》刘洪文，高等教育出版社 《材料力学》聂毓琴，孟广伟机械工业出版社。 汽车理论：《汽车理论》（第四版）余志生，机械工业出版社，2006年5月 汽车设计：《汽车设计》（第四版）王望予，机械工业出版社，2006年5月 内燃机构造《汽车构造》上册（第二版）陈家瑞，机械工业出版社。 内燃机原理与设计：《内燃机学》周龙保，机械工业出版社；《内燃机设计原理连生，农业机械出版社 热工测试技术、热力测试技术A：《热能与动力工程测试技术》严兆大主编，机械工业出版社，2005年，第二版。 工程热力学：《工程热力学》华自强、张忠进主编，高等教育出版社，2000年，第三版。 传热学：《传热学》杨世铭、陶文铨编著，高等教育出版社，2006年，第四版。 汽车车身结构与设计:《汽车车身结构与设计》，黄天泽、黄金陵，机 械工业出版社 汽车车身制造工艺学:《汽车车身制造工艺学》，宋晓琳，北京理工大学出版社产品造型设计:《工业产品造型设计》，陈震邦主编，机械工业出版社，2005年9月第1版 《产品设计开发计划》，杨霖编著，清华大学出版社，2005年4月第1版 《工业设计教程》，肖世华主编，中国建筑工业出版社，2007年1月第1版 设计艺术基础:《产品设计艺术》李砚祖，中国人民大学出版社 《当代美学原理》，陈望衡，人民出版社 《设计美学规律研究》，付黎明，中国美术出版社 工业设计概论:《工业设计概论》（第2版）湖南大学程能林主编，机械工业出版社2007年1月 汽车造型：《现代汽车造型》，吉林大学李卓森主编，人民交通出版社，2005年4月第1版
846 材料力学 1、考试要求 ①了解：结构强度、刚度及稳定性的分析方法，材料力学性质的实验方法，构件在交变应力作用下疲劳失效的特点及分析方法。 ②理解：圆截面扭转与非圆截面扭转的差异，平面弯曲与非平面弯曲的差异，材料一点处的应力状态和应变状态及应力应变间的本构关系，强度理论，压杆失稳的原因，结构的约束情况对结构静定或静不定的影响。 ③掌握：结构内力的分析方法(截面法)，绘制内力图；根据结构的受力特点，确定危险截面的内力及其应力分布和危险点，根据应力状态或应变状态、应力应变关系和强度理论，解决结构的强度问题；根据结构的基本变形及单位载荷法计算结构的变形或位移，解决结构的刚度问题；根据结构的约束情况，确定结构的静不定次数，用力法解静不定结构问题；根据功能原理和动荷系数的方法，解决水平冲击或铅垂冲击问题；根据压杆的柔度，解决压杆的稳定性问题。 2、考试内容 ①杆件基本变形(轴向拉、压、扭转、平面弯曲)的内力和内力图及平面弯曲时载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系，杆件基本变形时横截面上的应力，材料轴向拉、压时的机械性能。②一点处的应力状态，二向应力状态的解析法和图解法，主应力、最大剪应力，简单三向应力状态(一个主应力及其方向已知)，与平面应力状态相应的应变状态，常用的四种强度理论，广义虎克定律，组合变形的强度。 ③杆件的应变能，功能原理，功的互等定理，单位载荷法及结构变形和位移的计算。④结构静不定问题及用力法解静不定结构。⑤结构在冲击载荷作用下的应力和变形。⑥交变应力的概念，材料的持久极限，构件的持久极限，构件的疲劳强度。⑦细长压杆的临界压力，欧拉公式，压杆的柔度，中柔度杆的直线经验公式。 ⑧平面图形的几何性质，其中包括：平面图形的静矩和形心，惯性矩，惯性积，平行称轴公式，转轴公式及主惯性轴。 3、题型及分值 计算题，满分为150分。 参考书目 1.《工程力学》上、下册(只考第9章-第18章和第22章)，高等教育出版社，梅凤翔、周际平、水小平，2003年 2.《工程力学学习指导》上、下册(只考第9章-第18章和第22章)，北京理工大学出版社，
A 处的约束反力为: 在形式 二、选择题（共20分，共5题，每题4分） A. L O = mr 2w B. L O = 2mr C. 1 2 L O = mr w 2 D. L O = 0 2. 质点系动量守恒的条件是: A. 作用于质点系上外力冲量和恒为零 B. 作用于质点系的内力矢量和为零 C. 作用于质点系上外力的矢量和为零 D. 作用于质点系内力冲量和为零 1. 如图所示的悬臂梁结构，在图中受力情况下，固定端 M A = ___________________ ； F AX = __________________ ； F Ay = _________________ 2. 已知正方形板 ABCD 作定轴转动，转轴垂直于板面， A 点的速度V A = 10cm/s ，加速度 a A =1^2 cm/s 2,方向如图所示。则正方形板的角加速度的大小为 ________________________ 。 题1图 题2图 3. 图示滚压机构中，曲柄 OA = r ，以匀角速度绕垂直于图面的 O 轴转动，半径为 R 的轮子沿水平面 作纯滚动，轮子中心 B 与 O 轴位于同一水平线上。 则有 3AB = __________________ , w B = _________________ 。 4. 如图所示，已知圆环的半径为 R,弹簧的刚度系数为 k,弹簧的原长为 R 。弹簧的一端与圆环上的 O 点铰接，当弹簧从 A 端移动到B 端时弹簧所做的功为 _______________________ ;当弹簧从A 端移动到C 端 时弹簧所做的功为 ___________________ 。 题3图 题4图 5. 质点的达朗贝尔原理是指：作用在质点上的 上组成平衡力系。 1. 图示机构中，已知均质杆 AB 的质量为 m,且O 1A=O 2B=r, O 1O 2=AB=l , 010=002=1/2， 若曲柄转 动的角速度为 w,则杆对0轴的动量矩L O 的大小为（ 、填空题（共15分，共5题，每题3 分）