3、在图示系统中，A、B两物块的质量皆为
1
m，均质轮的质量为
2
m，半径为R。若已知A物的速度大小为v，则系统动量大小=
P
1
2cos
2
m v
θ
，对O轴的
动量矩=
O
L
12
1
(2)
2
m m Rv
+。
四、图示平台车沿水平直线行驶，均质细杆AB用水平绳维持在铅直位置。已
知：杆长m
l2
=，杆质量kg
m20
=，平台车的加速度大小2
/
16s
m
a=，重力加
速度大小2
/
8.9s
m
g=。试用动静法求：（1）绳CD的张力；（2）支座A的约束力。（本题15分）
第 4 页解：选AB为研究对象，受力分析如图所示。应有动静法列平衡方程，有
x
F=
∑0
Ax T Ig
F F F
+-=
y
F=
∑0
Ay
F mg
-=
()0
A
M=
∑F310
42
T Ig
F l F l
-?+?=
其中：2016320()
Ig
F ma N
==?=，联立求解，可得
图三--2 图三--3
l
3 / 3
水平线上。在图示位置时，OA 垂直于OB ，试求该瞬时连杆AB 的角速度、角加速度和滚轮的角速度、角加速度。（本题15分）
解：（1）先进行速度分析。在图示位置时，AB 杆作瞬时平动。杆连杆AB 的角速度为
0AB ω=
滚轮的角速度为
0B A B r v v
R R R
ωω=== （6分）
（2）再进行加速度分析。以A 为基点分析B 点的加速度。由n
B A BA τ=+a a a 作
B 点的加速度合成图如图所示。由图可知 （3分）
o 2
0tan 30n
B A a a ω==
o
2
0/cos30n BA A a a τω==
（4分） 故连杆AB 的角加速度为
2
02BA AB a r τε== 滚轮的角加速度为
2
3B B r a R R
ωε==
（2分）
第6页
七、在图示机构中，滚子C 沿楔块D 的斜面向下滚动而不滑动，斜面与水平面成θ角，滚子借一跨过滑轮B 的绳提升重物A ，同时滑轮B 绕O 轴转动。滚子
C 与滑轮B 的质量均为1m 。半径为r ，且同为均质圆盘。物A 的质量为2m ，
放在光滑基础上的楔块D 的质量为3m ，求滚子质心的加速度和楔块D 作用于
基础凸出部分的水平压力。（本题18分）
解：（1）求滚子质心的加速度。分别选滚子C 、滑轮B 和物块A 为研究对象，受力分析和运动分析如图所示。列动力学方程（5分）
滚子C ：111sin CB sC C m g F F m a m r θε--==?
211
2
sC m r F r ε?=? 滑轮B ：211
2
BC BA F r F r m r ε?-?=?
物块A ：222AB A F m g m a m r ε-==? （6分）
其中BC CB F F =,AB BA F F =，联立求解，可得 1212sin (2)m g m g
m m r
θε-=
+
滚子质心的加速度为
1212
sin 2C m g m g
a r m m θε-==
+ （1分）
（2）求楔块D 作用于基础凸出部分的水平压力。选整体为研究对象，受分及
运动分析如图所示。应用质点系的动量定理有
1(cos )C Dx d
m v F dt
θ= （5分）
解得
21121112
(sin )cos (cos )cos 2Dx C C m g m m g d
F m v m a dt m m θθθθ-===
+ （1分）
第二章 平面汇交力系与平面力偶系 1．如图所示，将大小为100N 的力F 沿x 、y 方向分解，若 F 在x 轴上的投影为86.6N ，而沿x 方向的分力的大小为 115.47N ，则F 沿y 轴上的投影为（ ）。 ① 0 ② 50N ③ 70.7N ④ 86.6N 正确答案：① 2．如图所示，OA 构件上作用一矩为M 1的力偶，BC 上作 用一矩为M 2的力偶，若不计各处摩擦，则当系统平衡 时，两力偶矩应满足的关系为（ ）。 ① M 1=4M 2 ② M 1=2M 2 ③ M 1=M 2 ④ M 1=M 2/2 正确答案：③ 3．如图所示的机构中，在构件OA 和BD 上分别作用着矩 为M 1和M 2的力偶使机构在图示位置处于平衡状态， 当把M 1搬到AB 构件上时使系统仍能在图示位置保持 平衡，则应该有（ ）。 ① 增大M 1 ② 减小M 1 ③ M 1保持不变 ④ 不可能在图示位置上平衡 正确答案：④ 4．已知F 1、F 2、F 3、F 4为作用于刚体上的平面汇交力系， 其力矢关系如图所示，由此可知（ ）。 ① 该力系的合力F R = 0 ② 该力系的合力F R = F 4 ③ 该力系的合力F R = 2F 4 ④ 该力系平衡 正确答案：③ 5．图示机构受力F 作用，各杆重量不计，则A 支座约束 反力的大小为（ ）。 ① 2F ② F 23 ③ F ④ F 33 正确答案：④
6．图示杆系结构由相同的细直杆铰接而成，各杆重量不计。若F A =F C =F ，且垂直BD ，则杆BD 的 内力为（ ）。 ① F ? ② F 3? ③ F 33? ④ F 23? 正确答案：③ 7．分析图中画出的5个共面力偶，与图（a ）所示的力偶等效的力偶是（ ）。 ① 图（b ） ② 图（c ） ③ 图（d ） ④ 图（e ） 正确答案：② 8．平面汇交力系平衡的几何条件是（ ）；平衡的解析条件是 （ ）。 正确答案：力多边形自形封闭 各力在两个坐标轴上投影的代数和分别等于零 9．平面内两个力偶等效的条件是（ ）；平面力偶系平衡的充分必要 条件是（ ）。 正确答案：力偶矩相等（大小、转向） 力偶系中各力偶矩的代数和等于零 10．作用在刚体上的三个力使刚体处于平衡状态，则三力必然（ ）。 正确答案：在同一平面内
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。
C (a-2) D R (a-3) (b-1) D R 第1篇 工程静力学基础 第1章 受力分析概述 1－1 图a 、b 所示，Ox 1y 1与Ox 2y 2分别为正交与斜交坐标系。试将同一力F 分别对两坐标系进行分解和投影，并比较分力与力的投影。 习题1－1图 解：（a ）图（c ）：11 s i n c o s j i F ααF F += 分力：11 cos i F αF x = ， 11 s i n j F αF y = 投影：αcos 1F F x = ， αs i n 1F F y = 讨论：?= 90°时，投影与分力的模相等；分力是矢量，投影是代数量。 （b ）图（d ）： 分力：22)cot sin cos (i F ?ααF F x -= ，22sin sin j F ? α F y = 投影：αcos 2F F x = ， )cos(2α?-=F F y 讨论：?≠90°时，投影与分量的模不等。 1－2 试画出图a 和b 习题1－2图 比较：图（a-1）与图（b-1）不同，因两者之F R D 值大小也不同。 （c ） 2 2 x （d ）
1－3 试画出图示各物体的受力图。 习题1－3图 B 或(a-2) B (a-1) (b-1) F (c-1) 或(b-2) (e-1)
F (a) 1－ 4 图a 所示为三角架结构。荷载F 1作用在铰B 上。杆AB 不计自重，杆BC 自重为W 。试画出b 、c 、d 所示的隔离体的受力图，并加以讨论。 习题1－4 图 1－ 5 图示刚性构件ABC 由销钉A 和拉杆D 支撑，在构件C 点作用有一水平力F 。试问如果将力F 沿其作用线移至D 或E （如图示），是否会改为销钉A 的受力状况。 解：由受力图1－5a ，1－ 5b 和1－5c 分析可知，F 从C 移至E ，A 端受力不变，这是因为力F 在自身刚体ABC 上滑移；而F 从C 移至D ，则A 端受力改变，因为HG 与ABC 为不同的刚体。 1 (f-1) 'A (f-2) 1 O (f-3) F F'F 1 (d-2) F y B 21 (c-1) F A B 1 B F Dx y (b-2) 1 (b-3) F y B 2 A A B 1 B F 习题1－5图
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
2-3 圆盘绕杆AB 以角速度rad/s 转动，AB 杆及框架则绕铅垂轴以角速度 100=?10=ωrad/s 转动。已知mm ，当140=R °=90θ，rad/s ，时，试求圆盘上两相互垂直半径端点C 点及D 点的速度和加速度。 5.2=θ 0=θ 解：圆盘的运动是由三个定轴转动组成的复合运动，且三个轴交于O 点。取O 点为基点，建立动坐标系Oxyz ，Oxyz 绕铅垂轴以角速度ω转动，则牵连角速度e ω=?ωk 。圆盘相对于动坐标系的运动是由框架绕Ox 轴的转动和圆盘绕Oy 轴的转动组成，则圆盘的相对角速度为： r θ =?+?ωi j 所以圆盘的绝对角速度为： r θω′=?+??e ω=ω+ωi j k C 点及 D 点的矢径分别为： 0.140.5()C m =?+r i j 0.50.14()D m =+r j k 由公式可得C 点及D 点的速度： =×v ωr 5 1.412.75(/)C C m s ′=×=++v ωr i j k 190.35 1.25(/)D D m s ′=×=+?v ωr i j k 下面来求加速度。首先求圆盘相对于动系的相对角加速度ε，在动系中，我们可以步将 框架绕Ox 轴的转动看作牵连运动，牵连加速度为r 1e θ=?ωi 1r ，牵连角加速度为ε；将圆盘绕Oy 轴的转动看作相对运动，相对角速度为1e = θ =?j 0ωθ ，相对角加速度为。则根据角加速度合成公式并由此时1r 0==ε? e e r r =+×+εεωωε= 可得： 211250(/)r e r rad s θ =×=?×?=?εωωi j k 接下来求圆盘的绝对角加速度，再次利用角加速度合成公式，并由0e =ε可得： 2100025250(/)e r r rad s ′=×+=+?εωωεi j k 利用公式a 可得C 点及D 点的加速度 ： (=×+××εr ωωr )
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）
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。
一、概念题（每题4分，共40分） 1、刚体在四个力作用下平衡，若其中三个力的作用线汇交于一点，则第四个力的作用线___________。 ① 一定通过汇交点； ② 不一定通过汇交点； ③ 一定不通过汇交点。 2、图示结构受矩为m .kN 10=M 的力偶 作用。若m 1=a ，各杆自重不计。则固定铰 支座D 的反力的大小为_________________， 方向___________。 3、如图所示，作用在左右两木板的压力大小 均为F 时，物体A 静止不动。如压力均改为2F ， 则物体所受到的摩擦力___________。 ① 和原来相等； ② 是原来的两倍； ③ 是原来的四倍。 4、空间力系的各力作用线与一直线相交，则其独立的平衡方程数为_________；若各力作用线平行与一固定平面，则其独立的平衡方程数为_________。 5、一对外啮合的定轴传动齿轮,若啮合处不打滑，则任一瞬时两轮啮合点处的速度和加速度所满足的关系为____________。 ① 速度矢量相等,加速度矢量也相等 ； ② 速度大小和加速度大小均相等； ③速度矢量和加速度矢量均不相等； ④ 速度矢量和切向加速度矢量均相等。 6、正方形平板在自身平面内运动，若其顶 点A 、B 、C 、D 的加速度大小相等，方向如 图（ａ）、（ｂ）表示，则______________。 ① （ａ）、（ｂ）两种运动都可能； ② （ａ）、（ｂ）两种运动都不可能； ③ （ａ）运动可能，（ｂ）运动不可能； ④ （ａ）运动不可能，（ｂ）运动可能。
7、在图示圆锥摆中，球M 的质量为m ，绳长l ，若α 角保持不变，则小球的法向加速度为______________。 ① αsin g ； ② a g cos ； ③ αtg g ； ④ αctg g 。 8、半径为r ,质量为m 的均质圆盘A 由OA 杆带动在半径 为R 的大圆弧上做纯滚动。图示瞬时OA 杆的角速度、角加速 度分别为ω0、0ε,则该瞬时圆盘的(1)动量p = ； (2)对O 点的动量矩O L = 。 9、直角形刚性弯杆OAB ，由OA 与 AB 固结而成；其中AB =2R ，OA =R ，AB 杆的质量为m ，OA 杆的质量不计，图示 瞬时杆绕O 轴转动的角速度与角加速度分别为ω与ε，则均质杆AB 的惯性力系 向O 点简化的主矢是 ，主矩 是 。 10、图示系统，当α改变时系统的固 有频率为 。 ①随α的增加而增加； ②随α的增加而减小； ③随α的减小而增加； ④随α的减小而减小； ④与α无关。 0ε ω0 ω ε α
第6章 刚体的平面运动分析 6－1 图示半径为r 的齿轮由曲柄OA 带动，沿半径为R 的固定齿轮滚动。曲柄OA 以等角加速度α绕轴O 转动，当运动开始时，角速度0ω= 0，转角0?= 0。试求动齿轮以圆心A 为基点的平面运动方程。 解：?cos )(r R x A += （1） ?sin )(r R y A += （2） α为常数，当t = 0时，0ω=0?= 0 22 1t α?= （3） 起始位置，P 与P 0重合，即起始位置AP 水平，记θ=∠OAP ，则AP 从起始水平位置至图示AP 位置转过 θ??+=A 因动齿轮纯滚，故有? ? =CP CP 0，即 θ?r R = ?θr R = ， ??r r R A += （4） 将（3）代入（1）、（2）、（4）得动齿轮以A 为基点的平面运动方程为： ??? ? ?? ??? +=+=+=22 2212sin )(2cos )(t r r R t r R y t r R x A A A α?αα 6－2 杆AB 斜靠于高为h 的台阶角C 处，一端A 以匀速v 0沿水平向右运动，如图所示。试以杆与铅垂 线的夹角 表示杆的角速度。 解：杆AB 作平面运动，点C 的速度v C 沿杆AB 如图所示。作速度v C 和v 0的垂线交于点P ，点P 即为杆AB 的速度瞬心。则角速度杆AB 为 6－3 图示拖车的车轮A 与垫滚B 的半径均为r 。试问当拖车以速度v 前进时， 轮A 与垫滚B 的角速度A ω与B ω有什么关系？设轮A 和垫滚B 与地面之间以及垫滚B 与拖车之间无滑动。 解：R v R v A A ==ω R v R v B B 22==ω B A ωω2= 6－4 直径为360mm 的滚子在水平面上作纯滚动，杆BC 一端与滚子铰接，另一端与滑块C 铰接。设杆BC 在水平位置时，滚子的角速度＝12 rad/s ，＝30，＝60，BC ＝270mm 。试求该瞬时杆BC 的角速度和点C 的速度。 习题6-1图 A B C v 0 h 习题6－2图 P AB v C A B C v o h 习题6－2解图 习题6-3解图 习题6-3图 v A = v v B = v
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
理论力学期终试题 (一) 单项选择题（每题2分，共4分） 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( )。 A 静止(非临界平衡)状态 B 临界平衡状态 C 滑动状态 第1题图 第2题图 2. 图(a)、(b)为两种结构，则( )。 A 图(a)为静不定的，图(b)为为静定的 B 图(a)、(b)均为静不定的 C 图(a)、(b)均为静定的 D 图(a)为静不定的，图(b)为为静定的 (二) 填空题(每题3分，共12分) 1. 沿边长为m a 2=的正方形各边分别作用有1F ，2F ，3F ，4F ，且1F =2F =3F =4F =4kN ，该力系向B 点简化的结果为： 主矢大小为R F '=____________，主矩大小为B M =____________ 向D 点简化的结果是什么？ ____________。 第1题图 第2题图 2. 图示滚轮，已知2m R =，1m r =， 30=θ，作用于B 点的力4kN F =，求力F 对A 点之矩A M =____________。 3. 平面力系向O 点简化，主矢R F '与主矩 M 如图。若已知10kN F '=，20kN m O M =，求合力大小及作用线位置，并画在图上。 D C A B F 1 F 2 F 3 F 4
第3题图 第4题图 4. 机构如图，A O 1与B O 2均位于铅直位置，已知13m O A =，25m O B =，2 3rad O B ω=，则 杆A O 1的角速度A O 1ω=____________，C 点的速度C υ=____________。 (三) 简单计算题(每小题8分，共24分) 1. 梁的尺寸及荷载如图，求A 、B 2. 丁字杆ABC 的A 端固定，尺寸及荷载如图。求A 端支座反力。 3. 在图示机构中，已知m r B O A O 4.021===，AB O O =21，A O 1杆的角速度4rad s ω=，角加速度22rad α=，求三角板C 点的加速度，并画出其方向。 O R F ' O M
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：2012年1月5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）求图示平面桁架各杆内力。 2.（5分）均质圆轮A 与均质杆AB 质量均为m ，在A 点铰接，杆AB 长为4R ，轮A 的半径为 R ，在斜面上作纯滚动。系统由静止开始运动，初始瞬时轮心A 的加速度为a ，杆的角加速度为 ，试利用达朗贝尔原理求系统的惯性力并画在图上。 装 订 线 题一.1图 题一.2图
3.（5分）如图所示构件中，均质圆环圆心为O ，半径为r ，质量为2m ，其上 焊接钢杆OA ，杆长为r ，质量为m 。构件质心C 点距圆心O 的距离为4 r ，求 此构件对过质心C 与圆环面垂直轴的转动惯量C J 。 4.（5分）曲柄滑道机构如图所示，已知圆轮半径为r ，绕O 轴匀速转动，角速度为ω，圆轮边缘有一固定销子C ，可在滑槽中滑动，带动滑槽DAB 沿水平滑道运动，初始瞬时OC 在水平线上，求滑槽DAB 的运动方程、速度方程和加速度方程。 5.（5分）杆CD 与轮C 在轮心处铰接，在D 端施加水平力F ，杆AB 可绕A 轴转动，杆AB 与C 轮接触处有足够大的摩擦使之不打滑，轮C 的半径为r ， 在杆AB 上施加矩为M 的力偶使系统在图示位置处于平衡。设力F 为已知，利用虚位移原理求力偶矩M 的大小。 A A 题一.3图 题一.4图 题一.5图
二.（15分）图示正圆锥体底面半径为r ，高为h ，可绕其中心铅垂轴z 自由转动，转动惯量为J z 。当它处于静止状态时，一质量为m 的小球自圆锥顶A 无初速度地沿此圆锥表面的光滑螺旋槽滑下。滑至锥底B 点时，小球沿水平切线方向脱离锥体。一切摩擦均可忽略。求刚脱离瞬时，小球的速度v 和锥体的角速度ω。 三.（15分）长度均为2l 的两直杆AB 和CD ，在中点E 以铰链连接，使两杆互成直角。两杆的A 、C 端各用球铰链固结在铅垂墙上，并用绳子BF 吊住B 端，使两杆维持在水平位置，如图所示。F 和C 点的连线沿铅垂方向，绳子的倾角 45=∠FBC 。在D 端挂一物体重N 250=P ，杆重不计，求绳的张力及支座A 、C 的约束反力。 装 订 线 y
一）概念题（每题4分，计40分）： 1） 图示系统只受F 作用而平衡。 欲使A 支座约束力的作用线与AB 成30?角，则斜面的倾角应为_____。 ① 0?； ② 30?； ③ 45?； ④ 60?。 2） 重P 的均质圆柱放在Ⅴ型 槽里，考虑摩擦。当圆柱上作用 一力偶，其矩为M 时（如图），圆 柱处于极限平衡状态。此时接触点 的法向反力A N 与B N 的关系为___。 ① B A N N =； ② B A N N >； ③ B A N N <。 3） 图示空间平行力系，设力 线平行于OZ 轴，则相互独立的 平衡方程为________。 ①0)(∑=F x m ，0)(∑=F y m ，0)(∑=F z m ； ②∑=0X ，∑=0Y ，和0)(∑=F x m ； ③∑=0Z ，0)(∑=F x m ，和0)(∑=F y m 。 4） 三个质量相同的质点，在相 同的力F 作用下。若初始位置都在 坐标原点O （如图示），但初始速度 不同，则三个质点的运动微 分方程______________，三个质点 的运动方程_____________。 ① 相同； ② 不同； ③ b 、c 相同； ④ a 、b 相同； ⑤ a 、c 相同； ⑥ 无法确定。
5） 绳子的一端绕在滑轮上，另 一端与置于水平面上的物块B 相连， 若物B 的运动方程为2kt x =，其中 k 为常数，轮子半径为R 。则轮缘 上A 点的加速度大小为________ 。 ① k 2； ② R t k 2 24； ③ 24 422164R t k R k +； ④ R t k k 2242+。 6）矩形板以匀角速度ω绕AB 轴 转动，而动点M 沿板边缘以匀速度 r v 运动。若矩形板为动系，则动点 M 在图示位置时科氏加速度c a 的 大小和方向为______。 ① r c v a ω2=，方向垂直于矩形 板并指向转动方向； ② r c v a ω2=，方向垂直于矩形 板，指向与转动方向相反； ③ r c v a ω2=，方向与r v 相同； ④0=c a 。 7）两个几何尺寸相同、线绕 方向不同的绕线轮，在绳的拉动下 沿平直固定轨道作纯滚动，设绳端 的速度都是v ，在图（a ）图（b ） 两种情况下，轮的角速度及轮心的 速度分别用11,C v ω与22,C v ω表示， 则_________。 ① 21 ωω=转向相同，21C C v v =； ② 21 ωω<转向相同，21C C v v <； ③ 21 ωω>转向相反，21C C v v >； ④ 21 ωω<转向相反，21C C v v <。
同济大学课程考核试卷（A 卷） 2006— 2007学年第一学期 命题教师签名： 审核教师签名： 课号： 课名：工程力学 考试考查： 此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、重考( )试卷 年级专业学号姓名得分 题号 一 二 三 四 五 六 总分 题分 30 10 15 15 15 15 100 得分 一、 填空题（每题5分，共30分） 1刚体绕O Z 轴转动，在垂直于转动轴的某平面上有A ，B 两点，已知O Z A =2O Z B ，某瞬时a A =10m/s 2，方向如图所示。则此时B 点加速度的大小为__5m/s 2；（方向要在图上表示出来）。与O z B 成60度角。 2刻有直槽OB 的正方形板OABC 在图示平面内绕O 轴转动，点M 以r =OM ＝50t 2（r 以mm 计）的规律在槽内运动，若t 2=ω（ω以rad/s 计），则当t =1s 时，点M 的相对加速度的大小为_0.1m/s 2_；牵连加速度的大小为__1.6248m/s 2__。科氏加速度为_22.0m/s 2_，方向应在图中画出。方向垂直OB ，指向左上方。 3质量分别为m 1=m ，m 2=2m 的两个小球M 1，M 2用长为L 而重量不计的刚杆相连。现将M 1置于光滑水平面上，且M 1M 2与水平面成?60角。则当无初速释放，M 2球落地时，M 1球移动的水平距离为___（1）___。 （1）3 L ； （2）4 L ； （3）6 L ； （4）0。 4已知OA =AB =L ，ω=常数，均质连杆AB 的质量为m ，曲柄OA ，滑块B 的质量不计。则图示瞬时，相对于杆AB 的质心C 的动量矩的大小为
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：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=。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, 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。 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。 2-3 重为1P ＝980 N ，半径为r =100mm 的滚子A 与重为2P ＝490 N 的板B 由通过定滑轮C 的柔绳相连。已知板与斜面的静滑动摩擦因数s f =。滚子A 与板B 间的滚阻系数为δ=，斜面倾角α=30o ，柔绳与斜面平行，柔绳与滑轮自重不计，铰链C 为光滑的。求拉动板B 且平行于斜面的力F 的大小。 2-4 两个均质杆AB 和BC 分别重1P 和2P ，其端点Ａ和Ｃ用球铰固定在水平面，另一端Ｂ由球铰链相连接，靠在光滑的铅直墙上，墙面与AC 平行，如图所示。如AB 与水平线的交角为45o ，∠BAC=90o ，求A 和C 的支座约束力以及墙上点Ｂ所受的压力。
6章 刚体的平面运动分析 6－1 图示半径为r 的齿轮由曲柄OA 带动，沿半径为R 的固定齿轮滚动。曲柄OA 以等角加速度α绕轴O 转动，当运动开始时，角速度0ω= 0，转角0?= 0。试求动齿轮以圆心A 为基点的平面运动方程。 解：?c o s )(r R x A += （1） ?sin )(r R y A += （2） α为常数，当t = 0时，0ω=0?= 0 22 1t α?= （3） 起始位置，P 与P 0重合，即起始位置AP 水平，记θ=∠OAP ，则AP 从起始水平位置至图示AP 位置转过 θ??+=A 因动齿轮纯滚，故有? ? =CP CP 0，即 θ?r R = ?θr R = ， ??r r R A += （4） 将（3）代入（1）、（2）、（4）得动齿轮以A 为基点的平面运动方程为： ??? ? ?? ??? +=+=+=22 2212sin )(2cos )(t r r R t r R y t r R x A A A α?αα 6－2 杆AB 斜靠于高为h 的台阶角C 处，一端A 以匀速v 0沿水平向右运动，如图所示。试以杆与铅垂线的夹角θ 表示杆的角速度。 解：杆AB 作平面运动，点C 的速度v C 沿杆AB 如图所示。作速度v C 和v 0的垂线交于点P ，点P 即为杆AB 的速度瞬心。则角速度杆AB 为 h v AC v AP v AB θθω2 000cos cos === 6－3 图示拖车的车轮A 与垫滚B 的半径均为r 。试问当拖车以速度v 前进时，轮A 与垫滚B 的角速度A ω与B ω有什么关系？设轮A 和垫滚B 与地面之间以及垫滚B 与拖车之间无滑动。 解：R v R v A A == ω R v R v B B 22==ω B A ωω2= 6－4 直径为360mm 的滚子在水平面上作纯滚动，杆BC 一端与滚子铰接，另一端与滑块C 铰接。设杆BC 在水平位置时，滚子的角速度ω＝12 rad/s ，θ＝30?，?＝60?，BC ＝270mm 。试求该瞬时杆BC 的角速度和点C 的速度。 习题6-1图 习题6－2图 习题6－2解图 习题6-3解图 习题6-3图 v A = v v B = v ωA ωB
第十七章 机械振动基础 1．质量为m 的物体M ，置于光滑水平面上，在图示的连接情况下，系统的固有频率为（ ）。 ① ) (2121k k m k k + ② 2121)(k k k k m + ③ m k k 21+ ④ 21k k m + 正确答案：① 2．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，置一刚度系数为k 的弹簧，一质量为m 的物块沿斜面下滑s 距离与弹簧相碰，碰后弹簧与物块不分离并发生振动，则自由振动的固有频率为（ ）。 ① m k ② ms k ③ αsin m k ④ m k αsin 正确答案：① 3．如图所示，单摆由无重刚杆OA 和质量为m 的小球A 构成。小球上连接有两个刚度系数为k 的水平弹簧，则单摆微振动的固有频率为（ ）。 ① m k ② m k 2 ③ m k L g 2+ ④ m k L g + 正确答案：③ 4．图示的两个振动系统中，如果物块的质量和弹簧的刚度系数 均相等，则此两种情况下系统的固有频率（ ）。 ① 相同 ② 不同 ③ 由质量和刚度系数尚不能确定 正确答案：①
5．图示质量弹簧系统，已知物块的质量为m ，弹簧的刚度系数为k ，静伸长为δs ，原长是l 0 。若以 弹簧未伸长的下端点为坐标原点O ，则物块的运动微分方程为（ ）。 ① 0=+x m k x ② 0)(=?+s x m k x δ ③ g x m k x s =?+)(δ ④ 0)(=++s x m k x δ 正确答案：② 6．在图示中，当把弹簧原长的中点O 固定后，系统的固有 频率与原来固有频率的比值为（ ）。 ① 2 1 ② 2 ③ 2 ④ 4 正确答案：③ 7．图示弹簧秤，秤盘重未知，当盘上放一重P 的物体时，测得振动 周期为T 1；换一重Q 的物体时，其振动周期为T 2，则弹簧的刚度 系数应为k =（ ）。 正确答案：) ()(421222T T g P Q ??π 8．图示为四根弹簧连接而成的振动装置，弹簧的刚度系数分别为 k 1和k 2。假设质量为m 的物块A 沿倾角为α的斜面作平动，则 该振动装置的固有频率ω =（ ）。 正确答案：m k k 2421+ 9．单自由度振动系统中有两个振刚度系数分别为k 1和k 2的弹簧，两弹簧并联时的特征是（ ） 相等，其等效刚度系数k =（ ）；两弹簧串联时的特征是（ ）相等，其等效刚度系数k =（ ）。 正确答案：静变形 21k k + 受力 2 121k k k k + 10．用能量法计算固有频率的前提是（ ），其理论依据是（ ）。 正确答案：振动系统为保守系统 机械能守恒定律 k k 1 k 1 k 2 k 2 k
1、圆柱O 重G=1000N 放在斜面上用撑架支承如图；不计架重，求铰链 A 、 B 、 C 处反力？ 解：(1) 研究圆柱，受力分析，画受力图： 由力三角形得： (2) 研究AB 杆，受力分析（注意BC 为二力杆），画受力图： (3) 列平衡方程 (4) 解方程组： 2、求下图所示桁架中杆HI 、EG 、AC 的力？ F H C A E
答：F F F F HI AC EG -===00 3、重物悬挂如图，已知G=1.8kN ，其他重量不计；求铰链A 的约束反力和杆BC 所受的力？ 解： (1) 研究整体，受力分析（BC 是二力杆），画受力图： （2）列平衡方程： （3）解方程组：X A =2.4KN; Y A =1.2KN; S=0,848KN 4、三铰门式刚架受集中荷载F P 作用，不计架重，求支座A 、B 的约束力。 答：F A ＝F B ＝0。707F P 5、求梁的支座约束力，长度单位为m 。 解： ∑M A （F ）=0 F B ×4-2×Sin450 ×6-1.5=O
∑M B（F）=0 -F AY×4-2×Sin450×2-1.5=O ∑F X=0 F AX+2×coS450=O 解得: F AX=-1.41KN，F AY=-1.1KN，F B=2.50KN 6、求刚架的支座约束力。 解得：F AX＝0 F AY＝17KN F B＝33KN。M 7、四连杆机构OABO1在图示位置平衡，已知OA=40㎝，O1B=60㎝，作用在曲柄OA上的力偶矩大小为M1=1N.m,求力偶矩M 2的大小及连杆AB所受的力(各杆的重量不计)？ 解： （1）先取0A杆为研究对象， ∑M=0 F AB×OAsin300-M1=0 解得：F AB=5N （2）取O1B杆研究。 F′AB= F AB=5N ∑M=0 M2- F′AB×O1B=0 解得：M2= F′AB×O1B=3N.m 飞轮加速转动时，其轮缘上一点M的运动规律为s=0.02 t3（单位为m、s），飞轮的半径R=0.4m。求该点8、 的速度达到v=6m/s时，它的切向及法向加速度。 解:M点做圆周运动,则 V=ds/dt=3×0.02 t2=0.06 t2 将v=6m/s代入上式，解得 t=10s a t=dv/dt=2×0.06t=1.2m/s2 a n= v2/R=90 m/s2 9、已知点的运动方程：x=50t，y=500-5t2，（x、y单位为m、t单位为s）。求当t=0时，点的切向加速度、法向加速度及轨迹的曲率半径。 解：a n=v2/ρ=（1/ρ）×[（X′）2+（X′）2] a t=dv/dt =X′X″+ Y′Y″/[（X′）2+（X′）2]1/2 a2=（ X″）2+（ Y″）2 X′=50，X″=O Y′=-10t，Y″=-10 将t=0代入，得a t=0 a n=10m/s2
精品文档 . 蚌埠学院2013—2014学年第一学期 《理论力学Ⅱ》期末考试试题（B ） 注意事项：1、适用班级：2012级土木工程班、2012水利水电专业班、2012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1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．将平面力系向平面内任意两点简化，所得主矢相等，主矩也相等，且主矩不为零，则该力系简化的最后结果为 。 A ．一个力 B ．一个力偶 C ．平衡 D ．一个力和一个力偶 2．一点做曲线运动，开始时的速度s m v /100=，恒定切向加速度2 /4s m a =τ，则2s 末该点的速度大小为 。 A ．2m/s B ．18m/s C ．12m/s D ．无法确定 3．力F 在某一坐标轴上的投影的绝对值等于这个力的大小，则这个力在任意共面轴上的投影 。 A ．等于该力的大小 B ．一定等于零 C ．一定不等于零 D ．不一定等于零 4．点作曲线运动，若其法向加速度越来越大，则该点的速度 。 A ．越来越大 B ．越来越小 C ．大小变化不能确定 D ．等于零 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15分，共45分） 1. 如图所示质量为 m 长为l 2的均质杆OA 绕水平固定轴O 在铅垂面内转动。已知在图示位置杆的角速度为ω，角加速度为α。试求此时杆在O 轴的约束反力。 2.起重架可借绕过滑轮B 的绳索将重P ＝20kN 的重物匀速吊起，绞车的绳子绕过光滑的定滑轮，如图所示，滑轮B 用AB 和BC 两杆支撑，设两杆的自重及滑轮B 的大小、自重均不计。试求杆AB 、BC 所受的力。 3.小物块A 重G 放在车的30o斜面上，物块A 与斜面的摩擦因数f=0.2。若车向左加速 装 订 线 内 不 要 答 题