1已知：球重W，各处光滑。求：球的受力图。
2已知：结构如图，圆盘重为W ，杆重不计。
3已知：P=10 kN，AC = CB，角度如图，各杆自重不计。求：A处反力和CD杆受力。
6已知: 结构受力如图所示,图中M, r均为已知,且 l = 2r.求: 画出AB和BDC杆的受力图;并求A, C处的约束力.
8已知：F, 力偶M，均布载荷q，长度 a 。求：支座A、B处反力。
9已知：自重 P1=700kN,最大起重量P2=200kN。求：能安全工作时，平衡重P3=?
10已知：F=5kN,q=2.5kN/m, M=5kN·m,尺寸如图。求：支座A、B、D处反力。
12已知： F=180 kN, 尺寸如图，单位为m。求：A，H及D处反力。
13已知：F=200 N, M=2400Nm, 尺寸如图，单位为m。求：A，E处反力。
15已知： P1=10kN，P2=7kN。各杆的长度均为1m。求：杆1,2,3的内力。
24已知：a =30o， G =100N， f =0.2求：①物体静止时，水平力Q的平衡范围。②当水平力Q = 60N时，物体能否平衡？
25梯子长AB=l，重为P，若梯子与墙和地面的静摩擦系数f =0.5, 求a 多大时，梯子能处于平衡？
26已知： P=120 N，砖夹与砖之间fs = 0.5, 尺寸如图。求：b 为多大才能把砖夹起？
28半径为r的轮子沿直线轨道无滑动地滚动（称为纯滚动），设轮子转角?=ωt （ω为常值），如图所示。求用直角坐标和弧坐标表示的轮缘上任一点M的运动方程，并求该点的速度、切向加速度及法向加速度。
30已知：圆轮O 由静止开始作等加速转动，OM ＝0.4m ，在 某瞬时测得
, m/s 402=M a °=30α，求：(1) 转动方程; (2) t ＝5s 时，Ｍ点的速度和法向加速度的
大小。
32已知：小车水平运动，速度为v1，物块A相对小车垂直上升的速度为v2。求物块A的运动速度。
35已知: 凸轮半径r , 图示时
,
30 ,°
=
θ
v杆OA靠在凸轮上。求：杆OA的角速度。
37曲柄摆杆机构,已知：O1A＝r , θ , ? , ω1; 取O1A杆上A点为动点，动系固结在O2B上，试计算动点A的科氏加速度。
38已知：凸轮半径o o a v R ,,求：j =60o 时, 顶杆AB 的加速度。
39已知：OA＝l ，? = 45o时w、求：小车的速度与加速度。
41已知：凸轮机构以匀角速度ω绕O轴转动，图示瞬时OA= r ，A点曲率半径ρ , θ已知。求：该瞬时顶杆AB的速度和加速度。
42已知：O1A＝r , θ , ? , ω1;取O1A杆上A点为动点，动系固结O2B上试计算动点A的科氏加速度。
48已知：曲柄连杆机构OA=AB=l，曲柄OA以匀ω转动。求：当? =45o时, 滑块B的速度及AB杆的角速度．
50已知O1A=O2B, 图示瞬时 O1A//O2B试问(a),(b)两种情况下ω1和ω2，α1和α2是否相等？
52图示机构，已知：OA=0.15m , OA的转速n=300 rpm , AB=0.76m, BC=BD=0.53m. 图示位置时, AB水平求该位置时的及。
53行星齿轮机构，已知: R, r , ωo 轮A作纯滚动，求.
54平面机构中, 楔块M：α =30o, v=12cm/s ；盘：r = 4cm , 与楔块间无滑动。求圆盘的ω及轴O的速度和B点速度。
《工程力学Ⅰ》复习题 1. 在图所示连续梁中，已知M、a、ο θ，不计梁的自重，求各连续梁在A、B、C三处的约束力。 = 45 2. 图示的水平横梁AB，A端为固定铰链支座，B端为一滚动支座。横梁的长度为2l，梁重P，作用在梁的中点C。在梁的AC段上受均布裁荷q作用，在梁的BC段上受力偶作用，力偶矩M。试求A和B处的支座约束力。 3. 无重水平粱的支承和载荷如题图所示。已知力F、力偶矩为M的力偶和强度为q的均布载荷。求支座A 和B处的约束力。 4. 图示组合梁（不计自重）由AC和CD铰接而成。已知：F = 20 kN，均布裁荷q＝10 kN/m，M＝20 kN·m，l＝1 m。试求插入端A及滚动支座B的约束反力。 5. 在图示两连续梁中，已知q、Ｍ、ａ及θ，不计梁的自重，求各连续梁在A、B、C三处的约束力。 6. 已知各杆均铰接，B端插入地内，P=1 kN，AE=0.6 m，CE=DE=0.8 m，BE=1m，杆重不计。求B点的约束反力和AC杆内力。
7. 图示的机架上挂一重Q=5 kN的物体，各构件的尺寸如图示，不计杆重与摩擦，求支座C的约束力和杆DE、杆FG的内力。 8. 一支架如图示，AC=CD=1 m，滑轮半径r=0.3 m，重物P重 100 kN，A、B处为固定铰链支座，C处为铰链连接，不计绳、杆、滑轮质量和摩擦，求A、B支座的约束力。 9. 起重机放于连续梁ABCD上，已知起重机重Q=70kN ，重心在铅垂线EC上，起重载荷P=20kN。如不计梁重，求支座A、,B和D三处的约束力。 10. 图示结构，已知P=100N，AC=1.6m、BC=0.9m、CD=EC=1.2m、AD =2m且AB水平，ED铅垂，BD 垂直于斜面，求BD杆内力和支座A处的约束力。 11. 如图所示三铰拱，已知每半拱重P，长为l，高为h。求支座A、B的约束力。 l/8l/8 l/2l/2 A C B P P h
第一章汽车的动力性 1概念 1 汽车的动力性系指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的,所能达到的平均行 驶速度。 2 汽车的上坡能力就是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度。 3 自由半径静力半径滚动半径 4 轮胎的迟滞损失。 5 汽车旋转质量换算系数:1)、越低档,系数越大。 2)、汽车总质量越大,系数越小。 2 填空题 1 汽车动力性的评价指标就是最高车速,加速时间与最大爬坡度。 2 汽车的加速时间表示汽车的加速能力,常用起步加速时间,超车加速时间来表示加速能力。 3 传动系功率损失可分为机械损失与液力损失两大类。 4 汽车的驱动力就是驱动汽车的外力,即地面对驱动轮的纵向反作用力。 5汽车的动力性能不只受驱动力的制约,它还受到地面附着条件的限制。 3 作业题 1试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理与作用形式。 【答】定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到道路在行驶方向上的分力为轮胎的滚动阻力 产生机理:轮胎在加载变形时所所消耗的能量在卸载恢复时不完全回收,一部分能量消耗在轮胎的内部损失上,产生热量,这种损失叫迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当轮胎不滚动时,地面对车轮的法向反作用力的分布就是前后对称的;当轮胎滚动时,由于弹性迟滞现象,处于压缩过程的前部点地面法相反作用力大于后部点的地面法相反作用力,使它们的合力F a相对于法向前移一个距离a,它随弹性迟滞损失的增大而增大。即滚动时产生阻力偶矩,阻碍车轮滚动。 作用形式: 2解释汽车加速行驶时质量换算系数的意义。汽车旋转质量换算系数由哪几部分组成？与哪些因素有关？ 【答】A.汽车的质量分为平移质量与旋转质量两部分;为了便于加速阻力计算,一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力,对于固定传动比的汽车,常以系数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数。 B.该转换系数主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动系的传动比有关。 3汽车轮胎半径增大,其她参数不变时,对汽车的加速性能与爬坡性能有何影响？说明理由。 【答】根据汽车驱动力计算公式,汽车轮胎半径增大,驱动力减小。又根据汽车行驶方程 ,讨论加速性能时,坡度阻力为0,滚动阻力与空气阻力不变,所以加速阻力下降,所以加速性能下降。同理,爬坡性能下降。 4 已知某路面车辆的满载质量为1700 kg,发动机最大输出转矩180N·m,对应的发动机转速为 2800r/min;驱动轮滚动半径为365mm;空气阻力系数为0、48;迎风面积为2、8m2;第1 挡与最高挡工作时传动系统的总传动比分别为20、5 与4、63,相应的传动系统机械效率分别为0、85 与0、92。若滚动阻力系数为0、015,重力加速度取为9、8m/s2,试求: (1)该车第1 挡的最大动力因数; (2)该车最高挡的最大爬坡度。 【答】
理论力学试题及答案 (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 =，ο30=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 10kN F '=，20kN m O M =g ，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 s 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 ω=，角加速度22rad α=，求三角板C 点的加速度，并画出其方向。 F O R ' O M
1.图示结构中的各构件自重不计。已知P =5 kN ，M=5 kN. m，q = 2.5kN/m 。 试求固定端A及滚动支座B处的约束反力。 2、一重W的物体置于倾角为α的斜面上，若摩擦系数为f， 且tgα 燕山大学-理论力学考试大纲 一、静力学： 1、静力学公理和物体的受力分析：静力学公理、约束和约束反力、物体的受力分析和受力图。 2、平面汇交力系与平面力偶系：平面汇交力系合成与平衡的几何法和解析法、力的分解和力在轴上的投影、力对点之矩、合力矩定理、平面力偶理论、平面力偶系的合成和平衡方程。 3、平面任意力系：力的平移定理、平面任意力系向一点的简化、平面任意力系的平衡方程、静定与静不定的概念、物体系统的平衡、平面简单桁架的内力计算。 4、空间力系：空间汇交力系、力对轴之矩与力对点之矩、空间力偶理论、空间任意力系的简化、空间任意力系的平衡方程。 5、摩擦及其平衡问题：滑动摩擦和滚动摩阻、摩擦角和自锁现象、考虑摩擦时物体的平衡问题。 二、运动学： 1、点的运动学：确定点运动位置的基本方法、点的速度与加速度的矢量表示、点的速度与加速度的直角坐标表示、点的速度与加速度的弧坐标表示。 2、刚体的简单运动：刚体的平动、刚体绕定轴的转动、转动 刚体内各点的速度和加速度、定轴轮系的传动问题。 3、点的合成运动：点的合成运动的几个基本概念、点的速度合成定理、牵连运动为平动时的加速度合成定理、牵连运动为转动时的加速度合成定理。 4、刚体的平面运动：刚体平面运动的分解、求平面图形内各点速度的基点法和投影法、求平面图形内各点速度的瞬心法、求平面图形内各点加速度的基点法、运动学综合应用。 三、动力学： 1、质点动力学的基本方程：动力学的基本定律、质点的运动微分方程、质点动力学的两类基本问题。 2、动量定理：动量与冲量、质点和质点系的动量定理、质心运动定理。 3、动量矩定理：动量矩、质点和质点系的动量矩定理、刚体绕定轴的转动微分方程、刚体对轴的转动惯量、刚体的平面运动微分方程。 4、动能定理：力的功和动能、质点和质点系的动能定理、功率与功率方程、势力场和势能、机械能守恒定律、基本定理的综合应用。 5、达朗贝尔原理：惯性力、质点和质点系的达朗贝尔原理、刚体惯性力系的简化。 参考书： 1《理论力学》.哈尔滨工业大学理论力学教研室.高等教育 《理论力学》试题库 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 《理论力学》试题库 第一部分填空题： 第一类： 1，已知某质点运动方程为x=2bcoskt,y=2bsinkt,其中b、k均为常量，则其 运动轨迹方程为 ————————————，速度的大小为 ———————————— ，加速度的大小为 ———— ———————— 。 2、已知某质点运动方程为x=2cos3t,y=2sin3t,z=4t则其运动速度的大小为，加速度的大小为。 3、已知某质点运动方程为r=e ct,θ=bt,其中b、c是常数，则其运动轨道方程 为 ——————————————————————，其运动速度的大小为 —————————— ，加速度的大小为 — ——————————— 。 4、已知某质点的运动方程为x=2bcos2kt，y=bsin2kt，则其运动轨道方程 为 ；速度大小为；加速度大小为。 5、已知质点运动的参数方程为y=bt，θ=at，其中a、b为常数，则此质点在极坐标系中的轨道方程式为，在直角坐标系中的轨道方程式为。 6、已知某质点的运动方程为r=at,θ=bt,其中a、b是常数，则其运动轨道方 程为 ——————————————————————，其运动速度的大小为 —————————— ，加速度的大小为 ———————————— 。 7、已知某质点运动方程为r=at,θ=b/t,其中a、b是常数，则其运动轨道方 程为 ———————————————，其运动速度的大小为 —————————— ，加速度的大小为 —————— ——— 。 8、已知某质点的运动方程为x=at,y=a(e t－e－t)/2,其中a为常数，则其运动 轨道方程为 ——————————————————————，曲率半径为 —————————— 。 第二类： 9、质点在有心力作用下，其 ———————————————————— 均守恒，其运动轨道的微 一、 选择题 1、 三力平衡定理是（ ）。 A: 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点； B: 共面三力若平衡，必汇交于一点； C: 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。 2、已知点沿x 轴作直线运动，某瞬时速度为2x ==x v (m/s)，瞬时加速度为2-==x a x (m/s 2)，则一秒种以后的点的速度的大小 。 是（ ）。 A: 等于零； B: 等于－2（m/s ）； C: 等于－4(m/s)； D: 无法确定。 3、某瞬时，刚体上任意两点A 、B 的速度分别为B A νν,，则下述结论正确的是（ ）。 A: 当B A v v =时，刚体必作平动 B: 当刚体必作平动时，必有B A v v = C: 当刚体作平动时，必有B A v v =，但A v 与B v 的方向可能不同 D: 当刚体作平动时, A v 与B v 的方向必然相同，但可能B A v v ≠ 4、当作用在质点系上的外力系的主矢恒为零时，则（ ）。 A: 只有质点系的动量守恒 B: 只有质点系的动量矩守恒 C: 只有质点系的动能守恒 D: 质点系的动量和动能均守恒 二、 填空题 1、图1所示，质量为m ，长度为l 的均质杆OA ，在铅直平面内绕边缘上的点O 的水平轴转动，在图示瞬时，杆的角速度为ω，角加速度为α，其转向如图所示，则杆的动量大小为 ，杆对O 轴的动量矩大小为 。 1） （图2） 2、图2所示匀质圆盘质量为m ，半径为R ，可绕轮缘上垂直于盘面的轴转动，转动角速度为ω，则圆盘的动能是 ，圆盘的动量矩是 。 3、图3所示，直杆OA 在图示平面内绕O 轴转动，某瞬时A 点的加速度值2 m /s 5=a ，且知它与OA 杆的夹角m 1,600 ==OA θ，则该瞬时杆的角加速度等于 。 三、 判断题 1、内力既不能改变质点系的动量和动量矩，也不能改变质点系的动能。（ ） 2、在点的合成运动问题中，当牵连运动为定轴转动时不一定会有科氏加速度。（ ） 3、力对于一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。（ ） 四、 计算题（本题15分） 下图所示组合梁（不计自重），由折梁AC 、直梁CD 铰接而成，受所载荷如下图所示，已知均布荷载q =1KN/m ，力偶矩M =20KN.m 、集中荷载F =10KN ，a=4m ，求A 、B 支座处约束力。 专业：建筑工程技术(工民建) 班级： 2016-40班(高专)理论力学B 第4次作业主观题 三、主观题(共13道小题) 32.? 答： 33.? 答： 34.? 35.? 答：36.? 答： 37.? 38.?试作下面物体系中各指定物体的受力图： （a）圆柱体O、杆AB及整体；（b）吊钩G、钢梁、构件； （c）折杆ABC、圆柱体O及整体；（d）杆AB及整体； （e）棘轮O、棘爪AB；（f?）梁AB、DE和滚柱C。 39.?图示重物的重量P?=?500?N，试求轴O对定滑轮的约束力。设滑轮和绳子的重量以及摩擦力均可不计。 答：F Ox= 0.866?P(→)，F Oy=?1.5?P(↑) 40.?压路的碾子O重P?=?20?kN，半径R?=?400?mm。试求碾子越过高度d?=?80?mm的石块时，所需最小的水平拉力F min。设石块不动。 答：F min= 15 kN 41.?梁AB如图所示，作用在跨度中点C的力F?=?20?kN。试求图示两种情况下支座A和B的约束力。梁重及摩擦均可不计。 答： (a)?F A= 15.8 kN( )，F B= 7.07 kN(↑)； (b)?F A= 22.4 kN( ) ，F B= 10 kN( ) 42.?试计算下列各图中力对O点之矩。 答：(a)M O()=?lF sin?a，(b)?M O()=?lF sin?q，(c)M O()=?F sin?a 43.?刚架上作用有力，试分别计算力对A点和B点的力矩。 答： 44.?汽锤在锻打工件时，由于工件偏置使锤头受力偏心而发生偏斜，它将在导轨DA和BE上产生很大的压力，从而加速导轨的磨损并影响锻件的精度。已知锻打力F?=?1000?kN，偏心距e?=?20?mm，锤头高度h?=?200?mm，试求锻锤给两侧导轨的压力。 答：F N= 100 kN 一、单项选择题 1、若要在已知力系上加上或减去一组平衡力系，而不改变原力系的作用效果，则它们 所作用的对象必需是 （ C ） A 、同一个刚体系统； B 、同一个变形体； C 、同一个刚体，原力系为任何力系； D 、同一个刚体，且原力系是一个平衡力系。 2、以下四个图所示的是一由F1 、F2 、F3 三个力所组成的平面汇交力系的力三角形， 哪一个图表示此汇交力系是平衡的 （ A ） 3、作用在刚体的任意平面内的空间力偶的力偶矩是 （ C ） A 、一个方向任意的固定矢量； B 、一个代数量； C 、一个自由矢量； D 、一个滑动矢量。 4、图示平面内一力系(F1, F2, F3, F4) F1 = F2 = F3 = F4 = F ，此力系简化的最后结果为 （ C ） A 、作用线过 B 点的合力； B 、一个力偶； C 、作用线过O 点的合力； D 、平衡。 5、如图所示，用钢契劈物，接触面间的摩擦角为?m ，劈入后欲使契子不滑出，契子的夹角α应为 （ B ） A 、α>2?m B 、α<2?m C 、α>?m D 、α=?m 6、如图示的力分别对x 、y 、z 三轴之矩为 （ A ） A 、 mx(F)= - 3P, my(F)= - 4P, mz(F)=2.4P; B 、mx(F)=3P, my(F)=0, mz(F)= - 2.4P; C 、 mx(F)= - 3P, my(F)=4P, mz(F)=0; D 、 mx(F)=3P, my(F)=4P, mz(F)= - 2.4P; 7、若点作匀变速曲线运动，则 （ B ） F 1 F 2 F 3 A F 1 F 2 F 3 B F 1 F 2 F 3 C F 1 F 2 F 3 D B A O F 4 F 3 F 2 F 1 α P 5 4 3 x y z 理论力学复习题1 一、是非题 1、力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。 （√） 2、在理论力学中只研究力的外效应。（√） 3、两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。（×） 4、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。（√） 5、作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。（×） 6、三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。（×） 7、平面汇交力系平衡时，力多边形各力应首尾相接，但在作图时力的顺序可以不同。（√） 8、约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。（×） 9、在有摩擦的情况下，全约束力与法向约束力之间的夹角称为摩擦角。（×） 10、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。（×） 11、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。（×） 12、静摩擦因数等于摩擦角的正切值。（√） 13、一个质点只要运动，就一定受有力的作用，而且运动的方向就是它受力方向。（×） 14、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。（×） 15、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。（×） 16、作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，则此力系必然平衡。（×） 17、力对于一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。（√） 18、在自然坐标系中，如果速度υ = 常数，则加速度α = 0。（×） 19、设一质点的质量为m，其速度 与x轴的夹角为α，则其动量在x轴上的投影为mvx =mvcos a。 （√） 20、用力的平行四边形法则，将一已知力分解为F1和F2两个分力，要得到唯一解答，必须具备： 已知F1和F2两力的大小；或已知F1和F2两力的方向；或已知F1或F2中任一个力的大小和方向。 ( √ ) 21、某力在一轴上的投影与该力沿该坐标轴的分力其大小相等，故投影就是分力。 ( ×) 理论力学试题 一、填空题(1×20=20分) 1、力就是物体间相互的机械作用,这种作用会使物体的运动状态发生变化或使物体变化。(3页) 2、力对物体的作用效果取决于力的大小、方向、作用点,称为力的三要素。(3页) 3、平衡就是指物体的运动状态不变。它包括静止与匀速直线运动。(3页) 4、平面汇交力系的合力其作用线通过力系的汇交点,其大小与方向可用力多边形的封闭边表示。(15页) 5、空间力偶等效条件就是力偶矩矢相等。(44页) 6、工程中常见的激振动力多就是周期变化的;一般回转机械、往复式机械、交 流电磁铁等多会引起周期激振动。(195页) 7、作用于同一刚体的两个力偶,只要其力偶矩矢相等,则它们对刚体的作用等 效。这就是力偶最主要的性质,也称为力偶等效性质。(44页) 8、刚体作平面运动的充要条件就是:刚体在运动过程中其上任何一点到某固定 平面L0的距离始终保持不变。(105页) 9、质点就就是具有一定质量而其几何形状与大小尺寸可以忽略不计的物体。 (121页) 10、摩擦可以分为滑动摩擦与滚动摩擦。(32页) 二、选择题(2×10=20分) 1、两个力的合力的大小与其任一分力大小的关系就是( D )。 A、合力一定大于分力 B、合力一定小于分力 C、二者相等 D、不能确定 2、在研究点的合成运动时,( D )称为牵连运动。 A、动点相对动系的运动 B、动点相对定系的运动 C、牵连点相对定系的运动 D、动系相对定系的运动 3、一个弹簧质量系统,在线性恢复力作用下自由振动,今欲改变其频率,则( A )。 A、可改变质量或弹簧刚度 B、可改变初始条件 C、必须同时改变物体质量与初始条件 D、必须同时改变弹簧刚度与初始条件 4、点作平面曲线运动,若其速度大小不变,则其速度矢量与加速度矢量( B )。 A、平行 B、垂直 C、夹角为45° D、夹角随时变化 5、求解质点动力学问题时,初始条件就是用来( C )。 A、分析力的变化规律 B、建立质点运动微分方程 C、确定积分常数 D、分离积分变量 6、以下四种说法,哪一种就是正确的(A ) (A)力在平面内的投影就是个矢量; (B)力对轴之矩等于力对任一点之矩的矢量在该轴上的投影; (C)力在平面内的投影就是个代数量; (D)力偶对任一点O之矩与该点在空间的位置有关。 7、平移刚体上点的运动轨迹,(D ) (A) 必为直线; (B) 必为平面曲线; (C) 不可能就是空间曲线; (D) 可能就是空间曲线。 8、刚体作定轴转动时(D ) (A) 其上各点的轨迹必定为一圆; (B) 某瞬时其上任意两点的法向加速度大小与它们到转轴的垂直距离成反比; (C) 某瞬时其上任意两点的加速度方向互相平行; (D) 某瞬时在与转轴垂直的直线上的各点的加速度方向互相平行。 9、刚体作定轴转动时(B ) (A) 其上各点的轨迹不可能都就是圆弧; (B) 某瞬时其上任意两点的速度大小与它们到转轴的垂直距离成正比; (C) 某瞬时其上任意两点的速度方向都互相平行; (D) 某瞬时在与转轴垂直的直线上的各点的加速度方向都互不平行。 速运动。 10、质量相等的两质点,若它们在一般位置的受力图相同,则它们的运动情况(A ) (A) 必然相同;(B) 只有在所选坐标形式相同时才会相同; (C) 只有在初始条件相同时才会相同; 理论力学复习提纲 一、考试内容（考试的总体要求） 本科目考试内容含三部分，即静力学、运动学、动力学。总体要求是：要求考生系统地掌握理论力学的基本理论和基本方法，并善于应用这些理论和方法,具有较强的分析问题与解决问题的能力。 （一）静力学 内容包括：静力学公理和物体受力分析，平面汇交力系与平面力偶系，平面任意力系，空间力系，摩擦。 1．熟悉各种常见工程约束的性质，针对简单物体系统，能熟练地取分离体，画出受力图。 2．对力、力矩和力偶、力偶矩等基本概念和性质有清楚的理解，能熟练计算力的投影和力矩。 3．掌握各类平面力系的简化方法和简化结果，并能计算平面一般力系的主矢和主矩。掌握各类平面力系的平衡条件，能熟练应用各种形式的平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平衡问题。4．了解空间力系的简化结果及其平衡方程的应用。 5．能计算简单几何形状物体（包括组合形体）的重心。 6．能理解滑动摩擦的概念和摩擦力的特征，能求解考虑滑动摩擦时简单物系的平衡问题。 （二）运动学 内容包括：刚体的基本运动，点的合成运动，刚体的平面运动。 1．掌握刚体平动和定轴转动的特征。能熟练地求解与定轴转动刚体的角速度和角加速度以及刚体内各点的速度和加速度有关的问题。了解角速度、角加速度及刚体内各点的速度和加速度的矢量表示法。 2．掌握运动合成与分解的基本概念和方法。能熟练应用点的速度合成定理求解有关速度的问题。能应用牵连运动为平动时点的加速度合成定理求解有关加速度的问题。了解牵连运动为转动时点的加速度合成定理及科氏加速度的概念和计算。 3．掌握刚体平面运动的特征，能熟练应用基点法、瞬心法和速度投影法求解有关速度的问题。能对常见的平面机构进行速度分析。能用基点法求解有关加速度的问题。 （三）动力学 内容包括：动量定理，动量矩定理，动能定理，达朗贝尔原理。1．能理解和熟练计算动力学中的各基本力学量（动量、动量矩、动能、冲量、功、势能等）。 2．熟练掌握动力学普遍定理（包括动量定理、质心运动定理、对固定点的动量矩定理、动能定理）及相应的守恒定理。能正确选择和综合应用这些定理求解质点质点系的动力学问题。 3．会计算简单形体的转动惯量，能应用刚体定轴转动微分方程求解定轴转动刚体的动力学问题。 4．会计算惯性力。掌握刚体作平动以及对称刚体作定轴转动和平面运动时惯性力系的简化结果。能应用达朗伯原理（动静法）求解刚 理论力学 一 静力学(平衡问题) 01力的投影与分力 02约束与约束力 03二力构件 04平面汇交力系的简化 05力矩与力偶理论 06平面一般力系的简化：主矢和主矩 07平面一般力系的平衡方程 08零杆的简易判断方法 09刚体系统的平衡问题 10考虑摩擦时的平衡问题 01力的投影与分力 基本概念： 刚体：在力的作用下大小和形状都不变的物体。 平衡：物体相对于惯性参考系保持静止或均速直线运动的状态 力的三要素：力的大小、方向、作用点。 集中力：力在物体上的作用面积很小，可以看做是一个作用点，单位：N 。 分布力：小车的重力均匀分布在桥梁上面，这种力称为分布力（也称为均布荷载），常用q 表示，单位N/m ，若均布荷载q 作用的桥梁的长度是L ，则均布荷载q 的合力就等于q ×L ，合力的作用点就在桥梁的中点位置。 力的投影和分力 1)在直角坐标系： 投影(标量)： cos x F F α= cos y F F β= 分力(矢量) cos x F F i α=u u r r cos y F F j β=u u r r 2)在斜坐标系： 投影(标量)： cos x F F α= cos()y F F ?α=- 分力(矢量) (cos sin cot )x F F F i αα?=-u u r r sin sin y F F j αβ =u u r r 02约束与约束力 约束：对于研究对象起限制作用的其他物体。 约束力方向：总是与约束所能阻止物体运动的方向相反，作用在物体和约束的接触点处。 约束力大小：通常未知，需要根据平衡条件和主动力求解。 (1)柔索约束： 柔索约束：由绳索、皮带、链条等各种柔性物体所形成的约束，称为柔索约束。 特点：只能承受拉力，不能承受压力。 约束力：作用点位接触点，作用线沿拉直方向，背向约束物体。 (2)光滑面约束 光滑面约束：由光滑面所形成的约束称为光滑面约束。 约束性质：只能限制物体沿接触面公法线趋向接触面的位移。 特点：只能受压不能受拉，约束力F 沿接触面公法线指向物体。 理论力学试题一 一、 单项选择题(将正确答案的序号填在括号内。每小题2分，共16分) 1.两个力的合力的大小与其任一分力大小的关系是( )。 A.合力一定大于分力 B.合力一定小于分力 C.二者相等 D.不能确定 2.在研究点的合成运动时，( )称为牵连运动。 A.动点相对动系的运动 B.动点相对定系的运动 C.牵连点相对定系的运动 D.动系相对定系的运动 3.一个弹簧质量系统，在线性恢复力作用下自由振动，今欲改变其频率，则( )。 A.可改变质量或弹簧刚度 B.可改变初始条件 C.必须同时改变物体质量和初始条件 D.必须同时改变弹簧刚度和初始条件 4.若两共点力??F F 12,大小不等，方向相反，则其合力的矢量为( )。 A.??F F 12- B.??F F 21- C.??F F 12+ D.F 1－F 2 5.点作平面曲线运动，若其速度大小不变，则其速度矢量与加速度矢量( )。 A.平行 B.垂直 C.夹角为45° D.夹角随时变化 6.定轴转动刚体上任一点的加速度的大小可用该点的转动半径R 及ω、α表示( )。 A.a =ωR B.a =ω2R C.a =αR D.a =R 24αω+ 7.弹簧常数为k 的弹簧下挂一质量为m 的重物，若物体从静平衡位置(设静伸长为δ)下降△距离，则弹性力所作的功为( )。 A. 2k △2 B.2k (δ+△)2 C. 2k ［(δ+△)2-δ2］ D.2 k ［δ2-(δ+△)2］ 8.求解质点动力学问题时，初始条件是用来( )。 A.分析力的变化规律 B.建立质点运动微分方程 C.确定积分常数 D.分离积分变量 1 v 2v 第一篇静力学 第1 章静力学公理与物体的受力分析 1.1 静力学公理 公理1 二力平衡公理：作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。F=-F’ 工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件，称为二力构件或二力杆。 公理2 加减平衡力系公理：在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系，不改变原力系对刚体的效应。 推论力的可传递性原理：作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移至刚体内任意一点，而不改变该力对刚体的作用。 公理3 力的平行四边形法则：作用于物体上某点的两个力的合力，也作用于同一点上，其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。 推论三力平衡汇交定理：作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三个力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。 公理4 作用与反作用定律：两物体间相互作用的力总是同时存在，且其大小相等、方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个物体上。 公理5 钢化原理：变形体在某一力系作用下平衡，若将它 钢化成刚体，其平衡状态保持不变。对处于平衡状态的变形体，总可以把它视为刚体来研究。 1.2 约束及其约束力 １．柔性体约束 ２．光滑接触面约束 ３．光滑铰链约束 第2章平面汇交力系与平面力偶系 1.平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用 线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即FR=F1+F2+…..+Fn=∑F 2.矢量投影定理：合矢量在某轴上的投影，等于其分矢量在同一轴 上的投影的代数和。 111、 (C)。 一平面任意力系向O 点简化后得到一个力R F 和一个矩为M 0的力偶， 则该力系最后合成的结果是（ ） A 、作用于O 点的一个力 B 、作用在O 点右边某点的一个合力 C 、作用在O 点左边某点的一个合力 D 、合力偶 R 112、 (A)。 圆盘以匀角速度ω0绕O 轴转动，其上一动点M 相对于圆盘以 匀速u 在直槽内运动。若以圆盘为动系，则当M 运动到A 、 B 、 C 各点时， 科氏加速度的大小 。 A 、相等； B 、不相等； C 、处于A ，B 位置时相等。 D 、以上答案不对 113、 (B)。 曲杆重不计，其上作用一力偶矩为M 的力偶， 则图（a ）中B 点的反力比图（b ）中的反力 。 A 、大； B 、小 ； C 、相同。 D 、以上答案不对 114、 (B)。 已知杆AB 长2m ，C 是其中点。分别受图示四个力系作用， 则以下说法正确的（ ）。 A 、图（a ）所示的力系和图（b ）所示的力系是等效力系； B 、图（c ）所示的力系和图（d ）所示的力系是等效力系； C 、图（a ）所示的力系和图（c ）所示的力系是等效力系； D 、图（b ）所示的力系和图（d ）所示的力系是等效力系。 115、 (A)。 正方体仅受两个力偶作用，该两力偶矩矢等值、反向，即21M M ， 但不共线，则正方体（ ）。 A 、平衡； B 、不平衡； C 、 因条件不足，难以判断是否平衡。 D 、以上答案不对 116、 (A)。 作用在刚体上的力是滑移矢量，则力偶矩是（ ）矢量 A 、自由 B 、定位 C 、滑移 D 、固定 117、 (B)。 作用在刚体上的力是滑移矢量，则力对点的矩是（ ）矢量 一、选择题（每题3分，共15分）。） 1. 三力平衡定理是--------------------。 ① 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点； ② 共面三力若平衡，必汇交于一点； ③ 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。 2. 空间任意力系向某一定点O 简化，若主矢0≠'R ，主矩00≠M ，则此力系简化的最后结果--------------------。 ① 可能是一个力偶，也可能是一个力； ② 一定是一个力； ③ 可能是一个力，也可能是力螺旋； ④ 一定是力螺旋。 3. 如图所示，=P 60kM ，T F =20kN ，A , B 间 的静摩擦因数s f =0.5，动摩擦因数f =0.4，则物块A 所受的摩擦力F 的大小为-----------------------。 ① 25 kN ；② 20 kN ；③ 310kN ；④ 0 4. 点作匀变速曲线运动是指------------------。 ① 点的加速度大小a =常量； ② 点的加速度a =常矢量； ③ 点的切向加速度大小τa =常量； ④ 点的法向加速度大小n a =常量。 5. 边长为a 2的正方形薄板，截去四分 之一后悬挂在A 点，今若使BC 边保持水平，则点A 距右端的距离x = -------------------。 ① a ； ② 3a /2； ③ 6a /7； ④ 5a /6。 二、填空题（共24分。请将简要答案填入划线内。） T F P A B 30A a C B x a a a 1. 双直角曲杆可绕O 轴转动，图 示瞬时A 点的加速度2s /cm 30=A a ， 方向如图。则B 点加速度的大小为 ------------2s /cm ，方向与直线------------成----------角。（6分） 2. 平面机构如图所示。已知AB 平行于21O O ，且AB =21O O =L ，r BO AO ==21，ABCD 是矩形板， AD=BC=b ，1AO 杆以匀角速度ω绕1O 轴转动，则矩形板重心1C 点的速度和 加速度的大小分别为v = -----------------, a = --------------。（4分） （应在图上标出它们的方向） 3. 在图示平面机构中，杆AB =40cm ，以1ω=3rad/s 的匀角速度绕A 轴转动，而CD 以2ω=1rand/s 绕B 轴转 动，BD =BC =30cm ，图示瞬时AB 垂直于CD 。若取AB 为动坐标系，则此时D 点的牵连速度的大小为 -------------，牵连加速度的大小为 -------------------。（4分） （应在图上标出它们的方向） 4. 质量为m 半径为r 的均质圆盘， 可绕O 轴转动，其偏心距OC =e 。图示瞬时其角速度为ω，角加速度为ε。则该圆盘的动量p =--------------，动量矩 =o L ------------------------------------，动能T = -----------------------，惯性力系向O 点的简化结果 为----------------------------------------------------------。 （10分） （若为矢量，则应在图上标出它们的方向） m 3m 3m 4 03O A B A a B A ω D C 1O 2 O 1 C A B C D 1ω2 ωe C ε O 理论力学期末考试复习资料 题型及比例 填空题（20%）选择题（20%）证明题（10%）简答题（10%）计算题（40%） 第一章：质点力学（20~25%） 一．质点的运动学 I ：（重点考查）非相对运动学 1、描述质点的运动需要确定参照系和坐标系。 参照系：没特别声明，一般以地球为参照系，且认为地球是不动的，即以静止坐标系为运动的参考。 坐标系：根据问题的方便，通常选择直角坐标系（适用于三维，二维，一维的运动），极坐标系（适用于二维运动，题中明显有极径，极角等字眼或者有心力作用下质点的运动时采用极坐标系），自然坐标系（适用于二维运动，题中明显有曲率半径，切向等字眼时，或者圆周曲线运动，抛物线运动等通常采用自然坐标系）。 2、描述质点运动的基本物理量是位移（坐标）、速度、加速度，明确速度、加速度，轨道方程在三种坐标系下的求解，直角坐标系下步骤： （1）, 建立好坐标系 （2），表示出质点的坐标（可能借助于中间变量，如直角坐标系中借助于角度） （3）对坐标求一阶导得速度，二阶导得加速度，涉及的未知量要利用题中所给的已知信息求得。 若求轨道方程，先求得x 、y 、z 随时间或其他共同变量（参数）的函数关系，消去共同变量即可，其它坐标系下是一个道理。 若是采用处理二维运动的极坐标系和自然坐标系： 明确怎么建立这两种坐标系及速度、加速度表的达式和各项的意义 (a) 极坐标系：极轴（不变的），极角与极径（质点对质点的位矢大小）则随质点不断 发生变化，特别需要明确的径向、横向的单位矢量j i ,的确定，径向即沿径矢延长方向，横向是 垂直径向，指向极角增加的一侧，它们的方向随质点的运动不断发生变化，称为是活动坐标系；我们只需应用相应的公式计算，并理解每一项的意义即可： 速度： 径向， 横向， 加速度：径向 ，明确第一项是由于径向速度得大小改变而引起，第二项则是横向速度得方向发生改变而引起；横向 ,第一项是混合项，其中之一表由横向速度得大小改变而引起，其中之二表由径向速度得方向改变而引起，而第二项则表示由横向速度得大小变化而引起 (b)自然坐标系：明确是把矢量分为切向和法向，活动坐标系的单位矢量i 沿切向，j 沿 法向，并指向轨道弯曲的一侧： 不存在法向速度 是零； 法向 II ：相对运动学 r v θθ =r v r =r r a θθθ +=22θ r r a r -= 理论力学讲义 绪论 一、理论力学研究对象和任务： 1、研究对象； 研究物体机械运动普遍遵循的基本规律并将其用严密的数学表述，使其完全可以用严格的分析方法来加以处理。 机械运动物体在空间的相对位置随时间而改变的现象。 2、任务：归纳机械运动的规律。（借助严密的数学规律进行归纳） 3、表达方式；（理论力学分为矢量力学和分析力学两大部分。） （1）、矢量力学（牛顿力学） 从物体之间的相互作用出发，借助矢量分析这一数学工具，运用形象思维方法，通过牛顿定律揭示物体受力与其运动状态之间的因果关系来确定物体的运动规律。特点：形象直观，易于处理简单的力学问题，范围：仅能解决经典力学问题。（在矢量力学中，涉及量多数是矢量，如力、动量、动量矩、力矩、冲量等。力是矢量力学中最关键的量。） （2）、分析力学： 从牛顿力学的基础上发展起来的，它借助数学分析这一工具，运用抽象思维方法，研究力学体系整体位形变化。特点“从各种运动形态通用的物理量—能量出发，它的运用远远超出经典力学范围，也适用非力学体系。（分析力学中涉及的量多数是标量，如动能、势能、拉格朗日函数、哈密顿函数等。动能和势能是最关键的量。） （分析力学是由拉格朗日、哈密顿等人建立并完善起来的经典力学理论，它的理论体系和处理问题方法，完全不同于牛顿力学，它代表经典力学的进一步发展，它揭示出支配宏观机械运动的更普遍的规律，以致能用比较统一的方法处理力学体系的运动问题，它揭示出力学规律与其他物理的过渡起了重要作用，分析力学已经成为学习后继课程的必要基础。） 二、理论力学的研究内容 1、运动学：从几何的观点来研究物体位置随时间的变化规律，而未研究引起这种变化的物理原因。 2、动力学：研究物体运动和物体间相互作用的联系，阐明物体运动的原因。 3、静力学：研究物体相互作用下的平衡问题。（它可以看作动力学的一部分，质点、质点系，刚体） 三、理论力学的研究方法 本套作业满分100分，共五大题，5页。 一、单项选择题（每小题2分，共20分） 1.点作曲线运动时,下述说法正确的是（ ）。 (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 2.力偶对物体的作用效应，取决于（ ）。 (A)力偶矩的大小 (B)力偶的转向 (C)力偶的作用平面 (D)力偶矩的大小，力偶的转向和力偶的作用平面 3.如图所示， P 60kM ，T F =20kN ，A, B 间的静摩擦因数s f =0.5，动摩擦 因数f =0.4，则物块A 所受的摩擦力F 的大小为（ ）。 (A) 25kN (B) 20kN (C) 310kN (D) 0 4.空间力偶矩是（ ）。 (A)代数量 (B)滑动矢量 (C)定位矢量 (D)自由矢量 中国海洋大学 ? 威海职业学院函授教育 2015年第一学期《理论力学》作业（A ） 5.如图所示，楔形块A ，B 自重不计，并在光滑的mm ，nn 平面相接触。若其上分别作用有大小相等，方向相反，作用线相同的二力P,P ’，则此二刚体的平衡情况是（ ）。 (A)二物体都不平衡 (B)二物体都能平衡 (C)A 平衡，B 不平衡 (D)B 平衡，A 不平衡 6.在对称荷载作用下，其内力和变形是（ ）的。A (A)对称，对称 (B)对称，反对称 (C)反对称，对称 (D)反对称，反对称 7.如图所示，力F 作用线在OABC 平面内，则力F 对空间直角坐标Ox ，Oy ，Oz 轴之距，正确的是（ ）。 (A)M x (F )=0，其余不为零 (B)M y (F )=0，其余不为零 (C)M z (F )=0，其余不为零 (D)M x (F )=0，M y (F )=0，M z (F )=0 8.点作匀变速曲线运动是指（ ）。 (A)点的加速度大小a =常量； (B)点的加速度a =常矢量； (C)点的切向加速度大小τa =常量； (D)点的法向加速度大小n a =常量。 9.若质点的动能保持不变，则（ ）。 (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燕大理论力学大纲
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