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江苏科技大学张家港校区
09-10学年第一学期理论力学期终考试试卷（A 卷）
参考答案与评分标准 考试日期2010-1
分数 题号 一 二 三
总分 11 12 13 14 15 得分
一、选择题（共4小题，每小题5分，共计20 分） 1、（5分）由三力平衡定理知： A 。
（A ）共面不平行的三个力，如果平衡，则三力必汇交于一点；（B ）共面三力若平行，则必定不能平衡；（C ）三力汇交于一点，则这三力必互相平衡；（D ）若三个力汇交于一点，但不共面，也可能平衡。 2、（5分）水平梁AB （视为均质杆）重为P ，长为2a ，其A 端插入墙内，B 端与重量为Q 的均质杆BC 铰接，C 点靠在光滑的铅直墙上，α=∠ABC , 则C 点的反力是 B 。 （A ）方向向上，大小等于Q/2 ；
（B ）方向向右，大小等于α
αsin 2cos Q ；
（C ）方向向右，大小等于Q/2 ；
（D ）方向向右，大小等于α
α
cos 2sin Q 。
3、（5分）已知摇杆OC 的匀角速度ω，已知L ，上下平动杆上的销M 可在摇杆OCOC 的槽内滑动，则当摇杆OCOC 转到图示?角位置时，销钉M 作为动点，其绝对速度a v 等于____C______。 （A ）L ω （B ）
?
ωcos L
（C ）?
ω2
cos L
（D ）?ωcos L
ω
?
L
C
O
M
A
B
C
P
Q α
4、（5分）行星齿轮A 的半节圆半径为r ，固定齿轮O 的半节圆半径为R 。若曲柄OA 的匀角速度为ω，则行星齿轮A 边缘上的点D （该瞬时D 点正好在OA 的延长线上，如图）
的速度D v ?
的大小为__ B____。
（A ）)2(r R +ω （B ）)(2r R +ω （C ）)(r R +ω （D ）r ω2
二、填空题（共6小题，每题5分，共计30分）
5、（5分）试画出下图的约束力
6、（2+3=5分）在图示结构中，各构件的自重不计。在构件AB 上作用一矩为M 的力偶，构件AB 与构件BC 用铰 B 连接如图，AC 为固定铰支座，则支座C 的约束力的方向应 沿 CB 指向B 方向，且其大小等于a
M
42。
D
Ax F ?
Ay F ?
B F ?
7、（3+2=5分）动点作曲线运动，当速度=v 0 时，加速度a 沿切线方向。
8、（3+2=5分）曲柄OA 长为r 、绕O 轴转动，并通过套筒A 带动构件BCD 运动，如图所示。在角速度ω?=?
（逆时针方向转动），0
45=?瞬时，构件BCD 的速度大小等于
ωr 2
2
。 【要求画出三种速度矢量图，在动点A 处分析】
9、（2+3=5分）质量为M ，半径为R 的均质圆盘以角速度ω绕O 轴转动，其边缘上焊接一质量为m ，长度为b 的均质细杆AB ，如右图示。
则该系统对O 点的动量矩大小ωωω???? ??+++=4121212222b R m mb MR L o ； 系统对O 的转动惯量???? ?
?+++=412121222
2b R m mb MR J o 。
10、（5分）图示均质杆AB=L ，质量为m ，已知A 端速度为v ，则AB 杆的动能2
9
2mv T =
B
A
D
三、分析计算题（共5小题，每题10分，共计50分）
11、（10分）由AC 和CD 组成的组合梁通过铰链C 连接。它的支承和受力如图。已知均布载荷强度m KN q /10=，力偶矩m KN M ?=40，不计梁自重，求支座A 、B 、D 的约束力与铰链C 处所受的力。
解：分别取梁ABC 和CD 为研究对象，并作它们受力图如图（b ）（C ）所示。 由图（C ）列平衡方程得，
2,00
,00
2M F 40D
=+-====--=∑∑∑D
Cy
y
Cx
x
C
F q F F F F q M ，…（2分） 可解得，KN q
M F D 154
2=+=
，方向向上…（2分） 0=Cx F
KN F q F D Cy 52=-=，方向向上
再对图（b ）列平衡方程得，
2,00
,004620=-+--==-==--=∑∑∑Cx B Ay y
Cx Ax x Cy B A F F q F F
F F F F q F M ，…（2分）
可解得，Cx Ax F F =
KN F q F Cy
B 402
46=+=
，方向向上…（2分）
KN F q F F Cy B Ay 152=--=，方向向下…（2分）
所以，支座A 处的约束反力为0=Ax F ，KN F Ay 15=； 支座B 处的约束反力为KN F B 40=；
支座D 处的约束反力为KN F D 15=；铰链C 处的约束反力为0=Cx F ，KN F Cy 5=。
q
Ax F ?
图b
q
Cx F ?
D
图C
Cy F ?
12、（10分） 均质杆AB 和BC 在B 端铰接,AB=BC=L ，A 端铰接在墙上，C 端则受墙阻挡，墙与C 端接触处的摩擦系数5.0=f 。已知两杆长度相等，重量相同，为P 。 【1】求系统平衡时，C 处的总约束力的大小与方向； 【2】试确定平衡时的最大角度θ=？ 解：【1】取整体为研究对象，受力如图所示； 由于系统平衡：
02
cos 2sin 20)(=?-?=∑θθL P L F F M N
A ，? 解得，2
cot 21θ
P F N = （1）
再取BC 杆为研究对象，由∑=0)(F M B ?
得，02
cos 2cos 22
sin =?-?
+?θθθ
L F L P L F S N 化简得，
02
tan 21=-+S N F F P θ
（2） 将（1）代入（2）式，解得：P F S =
则C 出总约束力2
cot 4112θ+=P F C ， 与水平方向夹角为)2
tan 2arctan(2
cot 411arccos
2
θ
θ
=+
【2】此时S F ?为最大静摩擦力，N S F f F ?=S ?，则4
1
arctan 2=θ
13.（10分） 曲柄OA 以匀角速度s rad /6=ω转动，带动直角平板ABC 和摇杆BD 运动，已知OA=10cm ，AC=15cm ，BC=45cm ，BD=40cm.试求当机构运动到图示位置(OA ⊥AC ，BD//AC) 时，点A 、B 、C 的速度、平板的角速度1ω以及BD 的角速度BD ω。 解：平板ABC 作平面运动，由B A v v ，速度方向， 则P 点为速度瞬心，如图：…（2分）
1
11
ωωωωω?=?=?=?=?=CP v BD v BP v AP v OA v C BD B B A A …（6分） 解得：
s rad s rad s m v s m v s m v C B A /5.0/3
4
/510
/2.0/6.0BD 1==
=
==ωω，，，，…（2分）
C
14、（10分）如图，已知轮O 的半径为R ，转动惯量为J ，在已知驱动力矩M 的作用下，带动质量为m 的小车沿光滑斜面上升，斜面的倾角为θ 。求小车上升的加速度a=?
解：取小车与鼓轮组成质点系，视小车为质点。以顺时针为正，此质点系对轴O 的动量矩为：R v m J L O +=ω…（2分）
系统外力对轴O 的矩为：R mg M M e O ?-=θsin )
(…（2分）
由质点系对轴O 的动量矩定理，有：
R mg M mvR J t
?-=+θωsin ][d d
…（2分） 因为R v =
ω ，
a t
v
=d d …（2分） 得：2
2sin mR
J mgR MR a +-=θ
…（2分）
M
15、（10分）图示机构中，沿斜面纯滚动的圆柱体'
O 和鼓轮O 为均质物体，质量均为m ，半径均为R ，绳子不伸缩，其质量不计。粗糙斜面的倾角为θ，不计滚阻力偶。如在鼓轮上作用一常力偶M 。 求：（1）鼓轮的角加速度α； （2）绳子中的张力T
F ?；
（3）轴承O 的水平约束力。
解：（1）选取圆柱体'
O ，鼓轮O ，绳索整体作为研究对象，圆柱体'
O 作刚体平面运动，鼓轮绕O 轴转动；
应用动能定理，初时刻：01=T 末时刻：2
221222
12121''ωωO O O J J mv T ++=
21'ωωR R v O ==，221'mR J O =，22
1mR J O = 2
222ωmR T =，……（2分）
系统外力作功θ??sin 12mg R M W -= 由动能定理1212W T T =-，………………（2分）
得θ??ωsin 02
22
mg R M mR -=-，对t 求一阶导数，可得：
2222)sin (2ωθαωmgR M mR -=，则2
22sin mR
mgR M θ
α-=
…………………………（2分） （2）对鼓轮应用刚体定轴转动微分方程，对其受力分析如图示：
)(2F M J O O ?∑=α，R F M mR
mgR M mR T -=-2
2
2sin 21θ
则，R
mgR M F T 4sin 3θ
+=………………………………（2分）
（3）对鼓轮O 应用质心运动定理∑=)
(e x cx F ma ?
得θcos 0T x F F -=，则R
mgR M F x 82sin cos 6θ
θ+=……………………（2
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。
( ×
)
22、 图示结构在计算过程中，根据力线可传性原理，将力P 由A 点传至B 点，其作用
效果不变。 ( × )
23、 作用在任何物体上的两个力，只要大小相等，方向相反，作用线相同，就一定平
衡。( × )。
24、 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。（× ）
25、 加速度dt v d 的大小为dt dv
。 （×）
26、 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。 （× ） 27、 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。 （ × ）
28、 两个力合力的大小一定大于它分力的大小。 （× ）
29、 约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束的物体的运动方向是一致的。
（ × ）。
30、 两平面力偶的等效条件是：这两个力偶的力偶矩相等。
（ × ）
31、 刚体的运动形式为平动，若刚体上任一点的运动已知，则其它各点的运动随之确
定。（ √ ）
二、选择题（每题2分。请将答案的序号填入划线内。） 1、 、空间力偶矩是 4 。
①代数量； ②滑动矢量； ③定位矢量； ④自由矢量。 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tg α 若增加物重量，则物体 1 ；若减轻物体重量，则物体 1 。 ①静止不动； ②向下滑动； ③运动与否取决于平衡条件。 3、 直角刚杆A O = 2m ，BO = 3m ，已知某瞬时A 点的速度 U A= 6m/s ；而B 点的加 速度与BO 成α= 60°角。则该瞬时刚杆的角度速度ω 1 = rad/s ，角加速度α= 4 rad/s2。 ①3；②3；③53；④93。 4、一动点作平面曲线运动，若其速率不变，则其速度矢量与加速度矢量 b 。 A：平行；B：垂直；C：夹角随时间变化；D：不能确定 5、质点系动量守恒的条件是（ b ）。 A：作用于质点系的内力主矢恒等于零；B：作用于质点系的外力主矢恒等于零；C：作用于质点系的约束反力主矢恒等于零；D：作用于质点系的主动力主矢恒等于零； 6、若作用在A点的两个大小不等的力F1和F2，沿同一直 线但方向相反。则其合力可以表示为③。 ①F1－F2；②F2－F1；③F1＋F2； 7、作用在一个刚体上的两个力F A、F B，满足F A=－F B的条件，则该二力可能是 ② 。 ①作用力和反作用力或一对平衡的力；②一对平衡的力或一个力偶。 ③一对平衡的力或一个力和一个力偶；④作用力和反作用力或一个力偶。 8、三力平衡定理是①。 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。 9、已知F1、F2、F3、F4为作用于刚体上的平面共 点力系，其力矢关系如图所示为平行四边形，由此 ④。 ①力系可合成为一个力偶； ②力系可合成为一个力； ③力系简化为一个力和一个力偶； ④力系的合力为零，力系平衡。 10、在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有①③④。 ①二力平衡原理；②力的平行四边形法则； ③加减平衡力系原理；④力的可传性原理； ⑤作用与反作用定理。 11、正立方体的顶角上作用着六个大小相等的力，此力系向任一点简化的结果是 ①。 ①主矢等于零，主矩不等于零； ②主矢不等于零，主矩也不等于零； ③主矢不等于零，主矩等于零； ④主矢等于零，主矩也等于零。 12、图示四个力四边形中，表示力矢R是F1、F2和F3的合力图形是(BD ) 13、图示力F1、F2、F3和F4分别在坐标轴X上的投影的计算式为( A ) A.X1=-F1cosα1 B.X2=-F2cosα2 C.X3=-F3cosα3 D.X4=-F4cosα4 14、固定铰支座约束反力( C ) A.可以用任意两个相互垂直的通过铰心 的力表示 B.可以用任意一个大小和方向未知的通过铰心的力表示 C.其反力的方向在标定时可以任意假设 D.其反力的方向在标定时不可以任意假设 15、力对物体作用效果，可使物体( D ) A.产生运动 B.产生内力 C.产生变形 D.运动状态发生改变和产生变 16、作用在刚体上的二力平衡条件是( B ) A.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上 B.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上 C.大小相等、方向相同、作用线相同、作用在同一刚体上 D.大小相等、方向相反、作用点相同 17、平面力系向点1简化时，主矢FR＝0，主矩M1≠0，如将该力系向另一点2简化， 则（B ）。 A：FR≠0，M2≠0；B：FR＝0，M2≠M1；C：FR＝0，M2＝M1；D：FR≠0，M2＝M1。 18、光滑面对物体的约束反力，作用在接触点处，其方向沿接触面的公法线( a ) A.指向受力物体，为压力 B.指向受力物体，为拉力 C.背离受力物体，为拉力 D.背离受力物体，为压力 19、图示三铰拱架中，若将作用于构件AC上的力偶M平移至构件BC上，则A、B、 C三处的约束反力( D ) A.只有C处的不改变 B.只有C处的改变 C.都不变 D.都改变 20、牵连运动是指( a ) A.动系相对于静系的运动 B.牵连点相对于动系的运动 C.静系相对于动系的运动 D.牵连点相对于静系的运动 21、汽车以匀速率v在不平的道路上行驶，如图所示。当通过A、B、C三个位置时， 汽车对路面的压力分别为FA、FB、FC，则( b ) A.FA=FB=FC B.FA>FB>FC C.FA D.FA=FB>FC 22、一物重P，用细绳BA、CA悬挂如图所示，且角α=60°。若将BA绳突然剪断， 则该瞬时CA绳的张力为( b ) A.0 B.0.5P C.P D.2P 23、构件在外力作用下平衡时，可以利用( b ) A.平衡条件求出所有未知力 B.平衡条件求出某些未知力 C.力系的简化求未知力 D.力系的合成或分解求未知力 24、图示中四个力F1、F2、F3、F4对B点之矩是 ( a ) A.mB(F1)=0 B.mB(F2)=F2l C.mB(F3)=F3lcos45° D.mB(F4)=F4l 25、物体在一个力系作用下，此时只能( d )不会改变原力系对物体的外效应。 A.加上由二个力组成的力系 B.去掉由二个力组成的力系 C.加上或去掉由二个力组成的力系 D.加上或去掉另一平衡力系 26、重P的均质圆柱放在V型槽里，考虑摩擦柱上作用一力偶，其矩为M时（如图）， 圆柱处于极限平衡状态。此时按触点处的法向反力NA 与NB 的关系为 ② 。 ①NA = NB ； ②NA > NB ； ③NA < NB 。 27、在图示机构中，杆O1 A // O2 B ，杆O2 C // O3 D ，且O1 A = 20cm ，O2 C = 40cm ， CM = MD = 30cm ，若杆AO1 以角速度 ω = 3 rad / s 匀速转动，则D 点的速度的大小为 ② cm/s ，M 点的加速度的大小为 ④ cm/s2。 ① 60； ②120； ③150； ④360。 28、 曲柄OA 以匀角速度转动，当系统运动到图示位置（OA//O1 B 。AB | OA ）时，有A V ① B V ，A α ② B α，ωAB ① 0，εAB ② 0。 ①等于； ②不等于。 29、图示均质杆OA 质量为m 、长度为l ，则该杆对O 轴转动惯量为（ D ） A ．12m l B ．12m 2l C ．3ml D ．3m 2l 30、当具有一定速度的物体作用到静止构件上时，物体的速度发生急剧改变，由于惯性，使构件受到很大的作用力，这种现象称为冲击，例如（ d ） A ．电梯上升 B ．压杆受压 C．齿轮啮合D．落锤打桩 三、计算题 1、水平梁AB的A端固定，B端与直角弯杆BEDC用铰链相连，定滑轮半径R = 20cm，CD = DE = 100cm，AC = BE = 75cm，不计各构件自重，重物重P=10kN，求C,A处的约束力。（20分） 2、图示平面结构，自重不计。B处为铰链联接。已知：P = 100 kN，M = 200 kN·m，L1 = 2m，L2 = 3m。试求支座A的约束反力。 3、一水平简支梁结构，约束和载荷如图所示，求支座A和B的约束反力。 4、已知：图示平面结构，各杆自重不计。M=10kN ?m ，F=20kN ， max q = 8kN/m ，2l m =， A ， B ，D 处为铰链连接，E 处为固定端。求：Ａ，Ｅ处的约束力。 + 5、两根铅直杆AB、CD与梁BC铰接，B、C、D均为光滑铰链，A为固定端约束，各梁的长度均为L=2m，受力情况如图。已知：P=6kN，M=4kN·m，qO=3kN/m,试求固定端A及铰链C的约束反力。 一、 判断题（每小题3分，共15分） 1．若三力作用于刚体而平衡，则该三力必然汇交于一点。 （ ） 2．对物体来说，力可沿着其作用线自由移动而不改变力对物体堵塞效应。 （ ） 3．刚体作平行移动时，刚体内所有点的速度、加速度均相等。 （ ） 4．刚体作瞬时平移时，其角速度和角加速度均等于零。 （ ） 5．质点系内任意两个质点之间的内力所做的功之和等于零。 （ ） 二、 选择题（每小题4分，共20分） 1． 系统在某一运动中，作用于系统的所有外力的冲量和与系统在此运动过程中______ 的方向相同。 A 动量 B 力 C 动量的改变量 D 力的改变量 2．重W 的物块自由地放置于倾角为α的斜面上，物块与 斜面的摩擦角为m ?，若α? A 越来越大 B 越来越小 C 保持不变 D 不能确定 三、 计算题（共115分） 1． 图示机构中，A 物块质量 kg m A 50=，轮轴B 质量kg m B 100=，A 与轮轴用不可 伸长的软绳水平连接，在轮上也绕有细绳，并跨过光滑的滑轮D 吊起重物C ，如图所示。A 与水 平面之间的摩擦系数为0.5，轮轴与水平面之间的摩擦系数为0.2，不计滚阻力偶，cm r R 202==，求平衡时重物C 的最大质量。（本题15分） 2． 三根相同的均质杆AB 、BC 、CD 用铰链连接。每根杆长度均为l ，质量均为m ，在AB 杆上作用一冲量与AB 杆 垂直，问冲量I 作用在何处能够使得铰链A 点的碰撞冲量为零？（本题15分） 3． 杆OB 以匀角速度s rad t 2 5.0=ω绕 O 轴转动，滑块A 以相对速度 s m v 2=沿杆滑动，方向从O 到B ， 求滑块运动到m OA 4=时滑块的速度和加速度。（本题15分） 4． 一质量为m 、半径为r 的圆柱，在半径为R 的固定圆槽内可以作纯滚动，现圆柱偏 离其平衡位置一个角0θ，求其运动微分方程，以及圆柱微振动的周期。（本题15分） 《理论力学基本教程》课程大纲第一部分：课程性质、课程目标与教学要求《理论力学基本教程》作为理论物理学的第一门课程，是高等师范院校物理 专业的一门基础理论课，因此把它设定为物理专业的本科专业必修课程。 《理论力学基本教程》的课程目标是：使学生系统地掌握理论力学的基本概念，基本规律及其中的物理思想和研究方法，具备分析问题和解决问题的能力，并为后继相关课程奠定基础；同时结合本课程特点，培养学生的辩证唯物主义世界观。 《理论力学基本教程》作为后续理论课程的基础课，并与高等数学密切相关，不仅要介绍物体的机械运动规律，还要引导学生如何应用数学去描写和分析物理问题；同时作为科学就必须使用严谨的方法去表达，去描写，去推演，去总结自然规律，因而我们重点放在培养学生正确理解和应用基本概念，基本方法上，在教学过程中注重贯彻少而精的原则，密切联系物理实际问题，注重培养分析问题和解决问题的能力。为此学习者必须先学习大学物理、线性代数、高等数学等课程，同时加强课后练习来帮助加深对该课程教学内容的理解。 第二部分：关于教材与学习参考书的建议 本课程拟采用科学出版社出版的、由管靖等人编写的《理论力学简明教程》作为本课程的主教材。 为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书： 1、卢圣治主编：《理论力学基本教程》，北京师范大学出版社，2004年。 2、陈世民主编：《理论力学简明教程》，高等教育出版社，2001年。 3、周衍柏主编:《理论力学教程（第二版）》, 高等教育出版社出版,1986年。 4、金尚年等主编：《理论力学（第二版）》，高等教育出版社，2002年。 5、吴德明主编: 《理论力学基础》，北京大学出版社，1995年。 6、张宏宝主编: 《理论力学教程学习辅导书》，高等教育出版社，2004年。 7、H．戈德斯坦［美］著：《经典力学》（第二版），科学出版社，1996 年。 第三部分：教学内容与考试要求 绪论第一章质点运动学 §1.1质点运动的矢量描述与直角坐标描述 §1.2 质点运动的平面极坐标描述 §1.3质点运动的柱坐标描述 §1.4质点运动的球坐标描述 §1.5质点运动的自然坐标描述 本章要求： 1．掌握在直角坐标系、极坐标系、柱坐标、自然坐标系中描述质点运动的状态（位移、速度、加速度）和在球坐标系中质点速度表示式，并会推导质点的位移、速度、加速度在平面极坐标系、自然坐标系的分量式。（注意矢量要用 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 湖南工程学院试卷用纸 至 学年第 学期 （装 订 线 内 不 准 答 题） 课程名称 理 论 力 学 考试 _ __（A 、B 卷） 适用专业班级 考试形式 （开、闭） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 计分 一、填空题：（每小题6分，共30分） 1. 在光滑的水平面上，静止放着一个均质圆盘。如图所示。试问：若在圆盘上作用两个等值、反向、作用线相互平行的力F 和F ˊ后，圆盘和盘心作什么运动 答： 。 a) 圆盘静止不动。 b) 圆盘绕C 点转动，盘心不动。 c) 圆盘绕C 点转动，盘心作匀速直线运动。 d) 圆盘绕C 点转动，盘心作匀加速直线运动。 2. 如图两平行摆杆O 1A =O 2B =R ，通过托架提升重物M ，摆杆O 1A 以匀角速度 ω转动，则物块质心M 点的速度v M = ，加速度a M = 。 3.“全约束力与法线之间的夹角，即为摩擦角。”这样的说法是否正确若不正确，应怎样改正。 答： 。 姓名 ____________ 学号 _________ 共_ 2 _ 页 第___ 1___ 页 4. 飞轮作加速转动，轮缘上一点M 的运动规律为S =（S 的单位为m ，t 的单位s ）, 飞轮的半径为R =100cm 。当点M 的速度达到v =30m/s 时，该点的切向加速度 t a = ，法向加速度n a = 。 5. 虚位移和虚位移原理的概念是：虚位移即某瞬时，质点在 条件下，可能实现的 。虚位移原理即对于具有理想约束的质点系，使质点系平衡的充要条件是作用于质点系的 在任何虚位移上 等于零。即 0=?∑i i r F δ 二、计算题：（每题14分，共70分） 1、重量为P 圆球放在墙和杆之间，杆的A 端用铰链联接于墙上，B 端用水平绳BC 拉住。若ο30=α，5/AB AD =，绳与杆的自重都不计，各接触面都是光滑的。试求绳索BC 的拉力。 湖南工程学院试卷用纸 （装 订 线 内 不 准 答 题） 2、图示的曲柄滑道机构中，曲柄长OA =10cm ,绕O 轴转动。当?=30°时，其角速度ω=1rad/s ，角加速度α=1rad/s 2，求导杆BC 的加速度和滑块A 在滑道中的相对加速度。 3、图示四连杆机构中，OA = O 1B =AB /2 ，曲柄OA 的角速度ω= 3 rad/s 。求：当φ =90且曲柄O 1B 与OO 1的延长线重合时，AB 杆和曲柄O 1B 的角速度。 专业班级____________ 姓名______________ 学号____ _ 共 2 页 第 2 页 想学好理论力学局必须总结好好总结，学习 静力学基础 静力学是研究物体平衡一般规律的科学。这里所研究的平衡是指物体在某一惯性参考系下处于静止状态。物体的静止状态是物体运动的特殊形式。根据牛顿定律可知，物体运动状态的变化取决于作用在物体上的力。那么在什么条件下物体可以保持平衡，是一个值得研究并有广泛应用背景的课题，这也是静力学的主要研究内容。本章包括物体的受力分析、力系的简化、刚体平衡的基本概念和基本理论。这些内容不仅是研究物体平衡条件的重要基础，也是研究动力学问题的基础知识。 一、力学模型 在实际问题中，力学的研究对象（物体）往往是十分复杂的，因此在研究问题时，需要抓住那些带有本质性的主要因素，而略去影响不大的次要因素，引入一些理想化的模型来代替实际的物体，这个理想化的模型就是力学模型。理论力学中的力学模型有质点、质点系、刚体和刚体系。 质点：具有质量而其几何尺寸可忽略不计的物体。 质点系：由若干个质点组成的系统。 刚体：是一种特殊的质点系，该质点系中任意两点间的距离保持不变。 刚体系：由若干个刚体组成的系统。 对于同一个研究对象，由于研究问题的侧重点不同，其力学模型也会有所不同。例如：在研究太空飞行器的力学问题的过程中，当分析飞行器的运行轨道问题时，可以把飞行器用质点模型来代替；当研 分析飞行器在空间轨道上的对接问题时，就必须考虑飞行器的几何尺寸和方位等因素，可以把飞行器用刚体模型来代替。当研究飞行器的姿态控制时，由于飞行器由多个部件组成，不仅要考虑它们的几何尺寸，还要考虑各部件间的相对运动，因此飞行器的力学模型就是质点系、刚体系或质点系与刚体系的组合体。 二、 基本定义 力是物体间相互的机械作用，从物体的运动状态和物体的形状上看，力对物体的作用效应可分为下面两种。 外效应：力使物体的运动状态发生改变。 内效应：力使物体的形状发生变化（变形）。 对于刚体来说，力的作用效应不涉及内效应。刚体上某个力的作用，可能使刚体的运动状态发生变化，也可能引起刚体上其它力的变化。 例如一重为W 的箱子放在粗糙的水平地面上（如图1-1a 所示），人用力水平推箱子，当推力F 为零时，箱子静止，只受重力W 和地面支撑力BN AN F F ,的作用。当推力由小逐步增大时，箱子可能还保持 静止状态，但地面作用在箱子上的力就不仅仅是支撑力，还要有摩擦力Bf Af F F ,的作用（如图1-1b ）。随着推力的逐步增大，箱子的运动状 态就会发生变化，箱子可能平行移动，也可能绕A 点转动，或既有移动又有转动。 高等教育出版社，金尚年，马永利编著的理论力学课后习题答案 第一章 1.2 afG — sin0) ；殳上运动的质点的微 afl - COS0) 分方程，并证明该质点在平衡位置附近作振动时，振动周期与振幅无关. 解： 设s为质点沿摆线运动时的路程，取0=0时，s=0 H ( x = a(0-sine) * ly = —a(l — COS0) ds - J (dx)2 + (dy)2 二 J((i9 — COS0 亠de)2+(sirL9 de)2 = 2asin| 2a sin舟dO = 4 a (L co马 写出约束在铅直平面内的光滑摆线 ee A s=2acos^59 + 2asin?9 = acos| 9^ + 2a sin? 9 x轴的夹角，取逆时针为正，tan (p即切线斜率设（P为质点所在摆线位置处切线方向 与 dy cos 0 -1 tan 静力学总结 1，必须牢记各种约束及对应的约束力及其画法。 2，弄清楚题目的待求量，首先优选整体法进行力分析，再根据已知条件次选已知力较多的一个或多个刚体组成的系统进行力分析。 3，对某个系统进行受力分析时，尽量不要出现新的未知参数，该点在列力矩方程中对点的选择尤为明显。 4，要第一时间找到二力杆、三力平衡汇交等便于快速解题的线索并加以充分利用。 5，牢记均布载荷和线性载荷的力的大小和作用点。 6，力偶或外力矩可在该刚体上任意移动，但是不可以移动到其他刚体上去。 7，在不知道力的大小和方向的情况下，可将力分解为坐标轴方向的力，方向设为正，并视计算结果最终确定该力的真实作用方向。 8，注意销钉在受力分析中的处理，尤其是销钉上作用有外力、销钉连接3个以上刚体的情况的处理，牢记作用力与反作用力的关系。 运动学总结（一点二系三运动） 两物体之间有相对运动，只能用合成运动分析它们之间的速度和加速度关系。 a e r v v v =+ a r e c a a a a =++ 2c e r a w v =?? 其中，如果某种运动为曲线运动，则该加速度可分解为n a a a τ=+ 同一构件上的两点做平面运动，用基点法分析其速度和加速度。 B A BA v v v =+ n B A B A B A a a a a τ=++ 1，首先分析题目中所有物体的运动形式； 2，速度和加速度的分析思路是一脉相承的； 3，分析加速度，一般情况下必须先分析速度，因为加速度分析中的向心加速度，必须由速度分析中提供角速度信息； 4，加速度和角加速度的方向在不知道具体方向的情况下，可以假设，但是经后续分析可以确定的情况下，必须按真实方向重新给定和计算。 5，根据题目的待求量，要清楚地知道对应的物理量，如角速度，角加速度。 1.1 沿水平方向前进的枪弹，通过某一距离s 的时间为t 1，而通过下一等距离s 的时间为2t .试证明枪弹的减速度（假定是常数）为 由题可知示意图如题1.1.1图: { { S S 2 t 1 t 题1.1.1图 设开始计时的时刻 速度为0v ,由题可知枪弹作匀减速运动设减速度大小为a .则有 :()()??? ??? ? +-+=-=2 21210211021221t t a t t v s at t v s 由以上两式得 1102 1 at t s v += 再由此式得 ()() 2121122t t t t t t s a +-= 1.26一弹性绳上端固定，下端悬有m 及m '两质点。设a 为绳的固有长度，b 为加m 后的 伸长，c 为加m '后的伸长。今将m '任其脱离而下坠，试证质点m 在任一 瞬时离上端O 的距离为 解 以绳顶端为坐标原点.建立如题1.26.1图所示坐标系. 题1.26.1图 设绳的弹性系数为k ,则有 kb mg = ① 当 m '脱离下坠前， m 与m '系统平衡.当m '脱离下坠前，m 在拉力T 作用下上升，之后作简运.运动微分方程为 ()y m a y k mg =-- ② 联立①② 得 b b a g y b g y +=+ ③ 0=+y b g y 齐次方程通解 t b g A t b g A Y sin cos 2 11+= 非齐次方程③的特解 b a Y +=0 所以③的通解b a t b g A t b g A Y +++=sin cos 2 11 代入初始条件：0=t 时，,c b a y ++=得0,21==A c A ； 故有 b a t b g c y ++=cos 即为m 在任一时刻离上端O 的距离. O m m ' T 《理论力学教程》基础知识 第一章 质点力学 在求解平面曲线运动问题时，可采用平面极坐标系，常将速度矢量分解为径 副法向：0 F b R b o 7. 质心运动定理反映了质点组运动的总趋势，而质心加速度完全取决于作用在 1. 2. 向速度和横向速度，其表达式分别为： v r r : v 为径向加速度和横向加速度，其表达式分别为a r 求解线约束问题，通常用内禀方程，它的优点是 以分开解算，这套方程可表示为，切向： md t ;将加速度矢量分解 a r 2r 。 运动规律和约束反作用力可 2 v m F n R n : 3. 试写出直角坐标系表示的质点运动微分方程式 mx F x 、my F y 、mz F z o 4. 质点在有心力作用下，只能在 垂直于动量矩J 的平面内运动，它的两个动力 学特征是：（1）对力心的动量矩守恒：（2）机械能守恒 5. 牛顿运动定律能成立的参考系，叫做惯性系：牛顿运动定律不能成立的参考 系，叫做非惯性系，为了使得牛顿运动定律在此参考系中仍然成立，则需加 上适当的惯性力。 6. 在平面自然坐标系中，切向加速度的表达式为a d ，它是由于速度大小改 变产生的；法向加速度的表达式为a n 2 —，它是由于速度方向改变产生 2 质点组上的外力，而内力不能使质心产生加速度 8.一质量为m的小环穿在光滑抛物线状的钢丝上并由A点向顶点0运动，其 2 建立起的运动微分方程为：吩 mgsin ; m- R mgcos。 注：此题答案不唯一。 9.一物体作斜抛运动，受空气阻力为R mkv，若采用直角坐标系建立其在任意时刻的运动微分方程为：證 mkv x ；瞪 mg mkv y ；若采用自 mg cos 。 10 .动量矩定义表达式为J r mv，它在直角坐标系中的分量式为 J x m yz zy、J y m zx xz、J z m xy yx。 然坐标系建立其在任意时刻的运动微分方程为: dv m一 dt mkv mg sin ； 第9题图 第五章 习题5-2.重为G的物体放在倾角为α的斜面上，摩擦系数为f；问要拉动物体所需拉力T的最小值是多少，这时的角θ多大？ 解：(1) 研究重物，受力分析（支承面约束用全反力R表示），画受力图： (2) 由力三角形得 (3) 当T与R垂直时，T取得最小值，此时有： 习题5-6.欲转动一放在V形槽中的钢棒料，需作用一矩M=15N.m的力偶，已知棒料重400N，直径为25cm；求棒料与槽间的摩擦系数f。 解：(1) 研究钢棒料，受力分析（支承面约束用全反力R表示），画受力图： (2) 由力三角形得： (3) 列平衡方程： 由(2)、(3)得： (4) 求摩擦系数： 习题5-7.尖劈顶重装置如图所示，尖劈A的顶角为α，在B块上受重物Q的作用，A、B块间的摩擦系数为f（其他有滚珠处表示光滑）；求：（1） 顶起重物所需力P之值；（2）取支力P后能保证自锁的顶角α之 值。 解：(1) 研究整体，受力分析，画受力图： 列平衡方程 (2) 研究尖劈A，受力分析，画受力图 由力三角形得 (3) 撤去P力后要保持自锁，则全反力与N A成一对平衡力 由图知 习题5-8.图示为轧机的两个轧辊，其直径为d=500mm，辊面间开度为a=5mm，两轧辊的转向相反，已知烧红的钢板与轧辊间的摩擦系数为f=0.1；试 问能轧制的钢板厚度b是多少？ 解：(1) 研究钢块，处于临界平衡时，画受力图： (2) 由图示几何关系： 习题5-10.攀登电线杆用的脚套钩如图所示，设电线杆的直径d=30cm，A、B间的垂直距离b=10cm，若套钩与电线杆间的摩擦系数 f=0.5；试问踏 脚处至电线杆间的距离l为多少才能保证安全操作？ 解：(1) 研究脚套钩，受力分析（A、B处用全反力表示），画受力图： (2) 由图示几何关系： 习题5-12.梯子重G、长为l，上端靠在光滑的墙上，底端与水平面间的摩擦系数为f；求：（1）已知梯子倾角α，为使梯子保持静止，问重为P 的人的活动范围多大？（2）倾角α多大时，不论人在什么位置梯 子都保持静止。 解：(1) 研究AB杆，受力分析（A处约束用全反力表示），画受力图： 《理论力学教程》基础知识 第一章 质点力学 1. 在求解平面曲线运动问题时，可采用平面极坐标系，常将速度矢量分解为径 向速度和横向速度，其表达式分别为：r v r =；θθ r v =；将加速度矢量分解为径向加速度和横向加速度，其表达式分别为2θ r r a r -=； θθθ r r a 2+=。 第2题图 2. 求解线约束问题，通常用内禀方程，它的优点是运动规律和约束反作用力可以分开解算，这套方程可表示为，切向：τF dt dv m =；法向：n n R F v m +=ρ2 ；副法向：b b R F +=0。 3. 试写出直角坐标系表示的质点运动微分方程式x F x m = 、y F y m = 、z F z m = 。 4. 质点在有心力作用下，只能在垂直于动量矩J 的平面内运动，它的两个动力学特征是：（1）对力心的动量矩守恒；（2）机械能守恒。 5. 牛顿运动定律能成立的参考系，叫做惯性系；牛顿运动定律不能成立的参考 系，叫做非惯性系，为了使得牛顿运动定律在此参考系中仍然成立，则需加 上适当的惯性力。 6. 在平面自然坐标系中，切向加速度的表达式为dt dv a =τ，它是由于速度大小改变产生的；法向加速度的表达式为ρ2 v a n =，它是由于速度方向改变产生的。 7. 质心运动定理反映了质点组运动的总趋势，而质心加速度完全取决于作用在 质点组上的外力，而内力不能使质心产生加速度。 第8题图 8. 一质量为m 的小环穿在光滑抛物线状的钢丝上并由A 点向顶点O 运动，其 建立起的运动微分方程为：θsin mg dt dv m =；θρ cos 2 mg R v m -=。 注：此题答案不唯一。 第9题图 9．一物体作斜抛运动，受空气阻力为v mk R -=，若采用直角坐标系建立其在任意时刻的运动微分方程为：x x m kv dt dv m -=；y y mkv m g dt dv m --=；若采用自然坐标系建立其在任意时刻的运动微分方程为：θsin mg mkv dt dv m --=； θρc o s 2 mg v m =。 10．动量矩定义表达式为v m r J ?=，它在直角坐标系中的分量式为 ()y z z y m J x -=、()z x x z m J y -=、()x y y x m J z -=。 静力学基础 静力学是研究物体平衡一般规律的科学。这里所研究的平衡是指物体在某一惯性参考系下处于静止状态。物体的静止状态是物体运动的特殊形式。根据牛顿定律可知，物体运动状态的变化取决于作用在物体上的力。那么在什么条件下物体可以保持平衡，是一个值得研究并有广泛应用背景的课题，这也是静力学的主要研究内容。本章包括物体的受力分析、力系的简化、刚体平衡的基本概念和基本理论。这些内容不仅是研究物体平衡条件的重要基础，也是研究动力学问题的基础知识。 一、 力学模型 在实际问题中，力学的研究对象（物体）往往是十分复杂的，因此在研究问题时，需要抓住那些带有本质性的主要因素，而略去影响不大的次要因素，引入一些理想化的模型来代替实际的物体，这个理想化的模型就是力学模型。理论力学中的力学模型有质点、质点系、刚体和刚体系。 质点：具有质量而其几何尺寸可忽略不计的物体。 质点系：由若干个质点组成的系统。 刚体：是一种特殊的质点系，该质点系中任意两点间的距离保持不变。 刚体系：由若干个刚体组成的系统。 对于同一个研究对象，由于研究问题的侧重点不同，其力学模型也会有所不同。例如：在研究太空飞行器的力学问题的过程中，当分析飞行器的运行轨道问题时，可以把飞行器用质点模型来代替；当研分析飞行器在空间轨道上的对接问题时，就必须考虑飞行器的几何尺寸和方位等因素，可以把飞行器用刚体模型来代替。当研究飞行器的姿态控制时，由于飞行器由多个部件组成，不仅要考虑它们的几何尺寸，还要考虑各部件间的相对运动，因此飞行器的力学模型就是质点系、刚体系或质点系与刚体系的组合体。 二、 基本定义 力是物体间相互的机械作用，从物体的运动状态和物体的形状上看，力对物体的作用效应可分为下面两种。 外效应：力使物体的运动状态发生改变。 内效应：力使物体的形状发生变化（变形）。 对于刚体来说，力的作用效应不涉及内效应。刚体上某个力的作用，可能使刚体的运动状态发生变化，也可能引起刚体上其它力的变化。 例如一重为W 的箱子放在粗糙的水平地面上（如图1-1a 所示），人用力水平推箱子，当推力F 为零时，箱子静止，只受重力W 和地面支撑力的作用。当推力由小逐步增大时，箱子可能还保持静止状态，但地面作用在箱子上的力就不仅 仅是支撑力，还要有摩擦力的作用（如图1-1b ）。随着推力的逐步增大，箱子的运动状态就会发生变化，箱子可能 平行移动，也可能绕A 点转动，或既有移动又有转动。 静力学就是要研究物体在若干个力作用下的平衡条件。为此，需要描述作用于物体上力的类型和有关物理量的定义等。 力系：作用在物体上若干个力组成的集合，记为。 力偶： 一种特殊的力系，该力系只有两个力构成，其中 (大小相等，方向相反)，且两个力的作用线 不重合。有时力偶也用符号表示，如图1-2所示。 BN AN F F ,Bf Af F F ,},,,{21n F F F }',{F F 'F F -=M 理论力学题库——第三章 一、填空题 1.刚体作定轴转动时有个独立变量，作平面平行运动时有个独立 变量。 2.作用在刚体上的力可沿其作用线移动而（“改变”或“不改变”） 作用效果，故在刚体力学中，力被称为矢量。 3.作用在刚体上的两个力，若大小相等、方向相反，不作用在同一条直线 上，则称为。 4.刚体以一定角速度作平面平行运动时，在任一时刻刚体上恒有一点速度 为零，这点称为。 5.刚体作定点转动时，用于确定转动轴在空间的取向及刚体绕该轴线所转 过的角度的三个独立变化的角度称为，其中?称为角，ψ称为角，θ称为角。 6.描述刚体的转动惯量与回转半径关系的表达式是。 7.刚体作平面平行运动时，任一瞬间速度为零的点称为，它 在刚体上的轨迹称为，在固定平面上的轨迹称 为。 8.平面任意力系向作用面内任意一点简化的结果可以归结为两个 基本物理量，主矢和主矩。 9.用钢楔劈物，接触面间的摩擦角为?f。劈入后欲使楔不滑出，则钢楔两 侧面的夹角θ需满足的条件为θ≦2?f。 10.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/s2，方向如图所示。则此时B点 加速度的大小为5m/s2；与O z B成60度角。 11.如图，杆AB绕A轴以?=5t（?以rad计，t以s计）的规律转 动，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O1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s=πR/2+10Rt 。 12. 两全同的三棱柱，倾角为θ，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。 13.二力构件是指其所受两个力大小相等、方向相反，并且作用在一条直线上是最简单的平衡力系。 14. 若刚体在三个力作用下平衡，其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力 一、判断题(共268小题） 1、试题编号：200510701005310,答案：RetEncryption(A)。 质点是这样一种物体:它具有一定的质量,但它的大小和形状在所讨论的问题中可忽略不计。（） 2、试题编号：200510701005410,答案：RetEncryption(A)。 所谓刚体，就是在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变的物体。（）3、试题编号：200510701005510,答案：RetEncryption(B)。 在研究飞机的平衡、飞行规律以及机翼等零部件的变形时，都是把飞机看作刚体。（）4、试题编号：200510701005610,答案：RetEncryption(B)。 力对物体的作用，是不会在产生外效应的同时产生内效应的。（） 5、试题编号：200510701005710,答案：RetEncryption(A)。 力学上完全可以在某一点上用一个带箭头的有向线段显示出力的三要素。（） 6、试题编号：200510701005810,答案：RetEncryption(B)。 若两个力大小相等，则这两个力就等效。（）7、试题编号：200510701005910,答案：RetEncryption(B)。 凡是受二力作用的直杆就是二力杆。（） 8、试题编号：200510701006010,答案：RetEncryption(A)。 若刚体受到不平行的三力作用而平衡，则此三力的作用线必汇交于一点。（） 9、试题编号：200510701006110,答案：RetEncryption(A)。 在任意一个已知力系中加上或减去一个平衡力系，会改变原力系对变形体的作用效果。（） 10、试题编号：200510701006210,答案：RetEncryption(A)。 绳索在受到等值、反向、沿绳索的二力作用时，并非一定是平衡的。（） 11、试题编号：200510701006310,答案：RetEncryption(A)。 若两个力系只相差一个或几个平衡力系，则它们对刚体的作用是相同的，故可以相互等效替换。（） 12、试题编号：200510701006410,答案：RetEncryption(B)。 作用与反作用定律只适用于刚体。（） 13、试题编号：200510701006510,答案：RetEncryption(A)。 力沿其作用线移动后不会改变力对物体的外效应，但会改变力对物体的内效应。（）14、试题编号：200510701006610,答案：RetEncryption(B)。 固定在基座上的电动机静止不动，正是因为电动机的重力与地球对电动机吸引力等值、反向、共线，所以这两个力是一对平衡力。（）15、试题编号：200510701006710,答案：RetEncryption(B)。 皮带传动中，通常认为皮带轮轮缘处的受力总沿着轮缘切线方向，其指向与每个轮的转动的方向一致。（） 16、试题编号：200510701006810,答案：RetEncryption(A)。 两个零件用圆柱销构成的铰链连接只能限制两个零件的相对移动，而不能限制两个零件的相对传动。（） 17、试题编号：200510701006910,答案：RetEncryption(A)。当力作用于一物体时，若将此力沿其中作用线滑动一段距离，则不会改变力对某一点的力矩。（） 18、试题编号：200510701007010,答案：RetEncryption(A)。 作用在同一刚体上的两个力F1、F2，若有 2 1 F F- =，，则该二力是一对平衡的力，或者组成一个偶。（） 19、试题编号：200510701007110,答案：RetEncryption(A)。 力对于一点的矩不因为沿其作用线移动而改变。（） 20、试题编号：200510701007210,答案：RetEncryption(A)。 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。（）21、试题编号：200510701007310,答案：RetEncryption(A)。 在理论力学中只研究力的外效应。（）22、试题编号：200510701007410,答案：RetEncryption(B)。 两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。（） 23、试题编号：200510702004710,答案：RetEncryption(A)。 论平面汇交力系所含汇交力的数目是多小，都可用力多边形法则求其合力。（） 24、试题编号：200510702004810,答案：RetEncryption(A)。 用力多边形法则求合力时，若按不同顺序画各分力矢，最后所形成的力多边形形状将是不同的。（） 25、试题编号：200510702004910,答案：RetEncryption(B)。 用力多边形法则求合力时，所得合矢量与几何相加时所取分矢量的次序有关。（） 26、试题编号：200510702005010,答案：RetEncryption(B)。 平面汇交力系用几何法合成时，所得合矢量与几何相加时所取分矢量的次序有关。（）27、试题编号：200510702005110,答案：RetEncryption(A)。 一个平面汇交力系的力多边形画好后，最后一个力矢的终点，恰好与最初一个力矢的起点重合，表明此力系的合力一定等于零。（）28、试题编号：200510702005210,答案：RetEncryption(B)。 用几何法求平面汇交力系的合力时，可依次画出各个力矢，这样将会得到一个分力矢与合力矢首尾相接并自行封闭的力多边形。（）29、试题编号：200510702005310,答案：RetEncryption(B)。 一平面力系作用于一刚体，这一平面力系的各力矢首尾相接，构成了一个自行封闭的力多边形，因此可以说该物体一定是处于平衡状态。（） 30、试题编号：200510702005410,答案：RetEncryption(B)。 若两个力在同一轴上的投影相等，则这两个力的大小必定相等。（） 31、试题编号：200510702005510,答案：RetEncryption(B)。 力在两个坐标轴上的投影与力沿这两个坐标轴方向进行分解得到的分力的意义是相同的。（） 32、试题编号：200510702005610,答案：RetEncryption(B)。 用解析法求解平面汇交力系的平衡问题时，所取两投影轴必须相互垂直。（） 33、试题编号：200510702005710,答案：RetEncryption(A)。 理论力学》考试知识点 静力学 第一章静力学基础 1、掌握平衡、刚体、力的概念以及等效力系和平衡力系，静力学公理。 2、掌握柔性体约束、光滑接触面约束、光滑铰链约束、固定端约束和球铰链的性质。 3、熟练掌握如何计算力的投影和平面力对点的矩，掌握空间力对点的矩和力对轴之矩的计算方法，以及力对轴的矩与对该轴上任一点的矩之间的关系。 4、对简单的物体系统，熟练掌握取分离体并画出受力图。 第二章力系的简化 1、掌握力偶和力偶矩矢的概念以及力偶的性质。 2、掌握汇交力系、平行力系、力偶系的简化方法和简化结果。 3、熟练掌握如何计算主矢和主矩；掌握力的平移定理和空间一般力系和平面力系的简化方法和简化结果。 4、掌握合力投影定理和合力矩定理。 5、掌握计算平行力系中心的方法以及利用分割法和负面积法计算物体重心。 第三章力系的平衡条件 1、了解运用空间力系（包括空间汇交力系、空间平行力系和空间力偶系）的平衡条件求解单个物体和简单物体系的平衡问题。 2、熟练掌握平面力系（包括平面汇交力系、平面平行力系和平面力偶系）的平衡条件及其平面力系平衡方程的各种形式；熟练掌握利用平面力 系平衡条件求解单个物体和物体系的平衡问题。 3、了解静定和静不定问题的概念 4、掌握平面静定桁架计算内力的节点法和截面法，掌握判断零力杆的方法。 第四章摩擦 1、掌握运用平衡条件求解平面物体系的考虑滑动摩擦的平衡问题。 2、了解极限摩擦定律、滑动摩擦系数、摩擦角、自锁现象、摩阻的概念。 运动学 第五章点的运动 1、掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法和弧坐标法，能求点的运动方程。 2、熟练掌握如何计算点的速度、加速度及其有关问题。 第六章刚体的基本运动 1、掌握刚体平动和定轴转动的特征；掌握刚体定轴转动的转动方程、角速度和角加速度；掌握定轴转动刚体角速度矢量和角加速度矢量的概念以及刚体内各点的速度和加速度的矢积表达式。 2、熟练掌握如何计算定轴转动刚体的角速度和角加速度、刚体内各点的速度和加速度。 第七章点的复合运动 1、掌握运动合成和分解的基本概念和方法。 2、理解哥氏加速度的原理。 3、熟练掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时的加速度合成定理的应用。 理论力学复习题1 一、是非题（正确用√，错误用×） 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：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。 （ ） 3：刚体的运动形式为平动，若刚体上任一点的运动已知，则其它各点的运动随之确定。 （ ） 4: 瞬时速度中心点的速度等于零，加速度一般情况下不等于零。 （ ） 5：一个质点只要运动，就一定受到力的作用，而且运动的方向就是它受力的方向。 （ ） 二、选择题（单选题） 1. 一重W 的物体置于倾角为α的斜面上，若摩擦系数为f ，且tg α 第三章平衡问题：矢量方法习题解答 3-1讨论图示各平衡问题是静定的还是静不定的，若是静不定的试确定其静不定的次数。 题3.1图 解：（1）以AB杆为对象，A为固定端约束，约束力有3个。如果DC杆是二力杆，则铰C处有1个约束力，这4个力组成平面一般力系，独立平衡方程有3个，所以是1次静不定；如果DC杆不是二力杆，则铰C和D处各有2个约束力，系统共有7个约束力，AB 杆和DC杆上的约束力各组成平面一般力系，独立平衡方程共有6个，所以，是1次静不定。 （2）AD梁上，固定铰链A处有2个约束力，辊轴铰链B、C和D各有1个约束力，共有5个约束力，这5个约束力组成平面一般力系，可以列出3个独立的平衡方程。所以，AD梁是2次静不定。 （3）曲梁AB两端都是固定端约束，各有3个共6个约束力组成平面一般力系，而独立的平衡方程只有3个。所以是3次静不定。 （4）刚架在A、B和C处都是固定端约束，各有3个共9个约束力组成平面一般力系，而独立的平衡方程只有3个。所以是6次静不定。 （5）平面桁架在A处为固定铰链，B处为辊轴铰链，共有3约束力组成平面一般力系，而独立的平衡方程也有3个，因此，该平面桁架的外力是静定的。 平面桁架由21根杆组成，所以有21个未知轴力，加上3个支座反力，共有24个未知量。21根杆由10个铰链连接，每个铰链受到平面汇交力系作用。若以铰链为研究对象，可以列出2×10=20个平衡方程。所以，此平面桁架的内力是24-20=4次静不定。 （6）整体在A处为固定铰链，B处为辊轴铰链，共有3约束力组成平面一般力系，而独立的平衡方程也有3个，因此，该系统的外力是静定的。 除了3个约束外力外，3根杆的轴力也是未知的，共有6个未知量。AB梁可以列出3个平衡方程，连接3根杆的铰链可以列出2个平衡方程，共有5个方程，所以，该系统的内力是1次静不定。 3-2炼钢炉的送料机由跑车A与可移动的桥B组成，如图示。跑车可沿桥上的轨道运动，两轮间距离为2米，跑车与操作架、手臂OC以及料斗相连，料斗每次装载物料重W=15kN，平臂长OC=5m。设跑车A、操作架和所有附件总重量为P，作用于操作架的轴线。试问P至少应多大才能使料斗在满载时不致翻倒？ 中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 理论力学是船舶与海洋工程等工科类专业的一门学科基础课，也是各门力学课程(例如：材料力学、结构力学、弹性力学、流体力学等)的基础，同时是一门对工程对象进行静力学、运动学与动力学分析的技术基础课，在诸多工程技术领域有着广泛的应用。它的基本任务是在学生已有的力学知识基础上，培养学生对复杂（包括简单）工程对象建立力学模型的能力，具备对这些力学模型进行静力学、运动学和动力学（包括瞬时与过程）分析的能力，具备利用理论力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力，为学习一系列的后继课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新科学技术创造条件。同时，结合本课程的特点，培养学生的思维能力、抽象化能力、表达能力、计算能力和自学能力。 Theoretical Mechanics is a foundational course for the undergraduate students with engineering majors such as Naval Architecture and Ocean Engineering. It is also the basis for various mechanics related courses (e.g., mechanics of materials, structural mechanics, elastic mechanics, fluid mechanics, etc.), and is also a technical foundation course for static, kinematic and dynamic analysis of engineering subjects, which has a wide range of - 1 -理论力学1
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