理论力学试题和答案
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第一章静力学基础一、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。
()二、选择题1.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。
①F1-F2;②F2-F1;③F1+F2;2.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。
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。
3.三力平衡定理是。
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。
4.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。
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。
5.在下述原理、法则、定理中,只适用于刚体的有。
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。
三、填空题1.二力平衡和作用反作用定律中的两个力,都是等值、反向、共线的,所不同的是。
2.已知力F沿直线AB作用,其中一个分力的作用与AB成30°角,若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小,则此二分力间的夹角为度。
理论力学大一试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 牛顿第一定律描述的是:A. 物体在没有外力作用下将保持静止或匀速直线运动B. 物体在受到外力作用下将改变其运动状态C. 物体在受到外力作用下将保持匀速直线运动D. 物体在受到外力作用下将保持静止答案:A2. 根据动量守恒定律,以下说法正确的是:A. 系统内所有物体的动量之和在没有外力作用下保持不变B. 系统内所有物体的动量之和在有外力作用下保持不变C. 系统内所有物体的动量之和在有外力作用下将增加D. 系统内所有物体的动量之和在有外力作用下将减少答案:A3. 角动量守恒的条件是:A. 系统不受外力矩B. 系统受外力矩C. 系统内力矩之和为零D. 系统内力矩之和不为零答案:A4. 以下哪项不是能量守恒定律的表述:A. 能量既不能被创造,也不能被消灭B. 能量可以以多种形式存在C. 能量可以以多种形式相互转化D. 能量在转化过程中总量会增加答案:D二、填空题(每题5分,共20分)1. 根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成________。
答案:反比2. 一个物体在水平面上以初速度v0运动,受到大小为F的恒定摩擦力作用,其加速度为a=________。
答案:-F/m3. 一个质量为m的物体从高度h自由下落,其下落过程中的重力势能变化量为________。
答案:-mgh4. 根据动能定理,一个物体的动能变化量等于外力对物体做的功,即ΔK=________。
答案:W三、计算题(每题15分,共30分)1. 一个质量为2kg的物体从静止开始,受到一个大小为10N的水平拉力作用,求物体在5秒内的位移。
解:根据牛顿第二定律,F=ma,得a=F/m=10/2=5m/s²。
根据位移公式s=1/2at²,得s=1/2*5*5²=62.5m。
答案:62.5m2. 一个质量为5kg的物体从高度10m自由下落,求物体落地时的速度。
理论力学考试题及答案详解一、选择题(每题2分,共10分)1. 牛顿第一定律又称为惯性定律,它指出:A. 物体在受力时,会改变运动状态B. 物体在不受力时,会保持静止或匀速直线运动C. 物体在受力时,会做圆周运动D. 物体在受力时,会保持原运动状态答案:B2. 根据胡克定律,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,比例系数称为:A. 弹性系数B. 刚度系数C. 硬度系数D. 柔度系数答案:A3. 在理论力学中,一个系统动量守恒的条件是:A. 系统外力为零B. 系统外力和内力都为零C. 系统外力和内力之和为零D. 系统外力和内力之差为零答案:C4. 一个物体做自由落体运动,其加速度为:A. 0B. g(重力加速度)C. -gD. 取决于物体的质量答案:B5. 刚体的转动惯量与以下哪个因素无关?A. 质量B. 质量分布C. 旋转轴的位置D. 物体的形状答案:A二、填空题(每空2分,共10分)6. 一个物体受到三个共点力平衡,如果撤去其中两个力,而保持第三个力不变,物体的加速度将________。
答案:等于撤去的两个力的合力除以物体质量7. 根据动能定理,一个物体的动能等于工作力与物体位移的________。
答案:标量乘积8. 在光滑水平面上,两个冰球相互碰撞后,它们的总动能将________。
答案:守恒9. 一个物体在水平面上做匀速圆周运动,其向心力的方向始终________。
答案:指向圆心10. 刚体的角速度与角动量的关系是________。
答案:成正比三、简答题(共20分)11. 什么是达朗贝尔原理?请简述其在解决动力学问题中的应用。
答案:达朗贝尔原理是分析动力学问题的一种方法,它基于牛顿第二定律,用于处理作用在静止或匀速直线运动的物体上的力系。
在应用达朗贝尔原理时,可以将物体视为受力平衡的状态,即使物体实际上是在加速运动。
通过引入惯性力的概念,可以将动力学问题转化为静力学问题来求解。
12. 描述一下什么是科里奥利力,并解释它在地球上的表现。
理论力学考试题及答案**理论力学考试题及答案**一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 质点系中,内力的矢量和为零,这是基于()。
A. 牛顿第三定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第一定律D. 动量守恒定律答案:D2. 质心的位置由()决定。
A. 质点的质量B. 质点的位置C. 质点的加速度D. 质点的速度答案:B3. 刚体的转动惯量是关于()的量。
A. 质量B. 距离C. 力D. 速度答案:B4. 角动量守恒的条件是()。
A. 外力矩为零B. 外力为零C. 内力矩为零D. 内力为零答案:A5. 两质点组成的系统,若两质点质量相等,它们之间的万有引力为F,则系统的质心位置位于()。
A. 两质点连线的中点B. 质量较大的质点处C. 质量较小的质点处D. 无法确定答案:A6. 刚体绕固定轴的转动惯量I与()有关。
A. 质量分布B. 轴的位置C. 轴的方向D. 以上都是答案:D7. 刚体的平行轴定理表明,刚体绕任意轴的转动惯量等于绕通过质心的平行轴的转动惯量加上()。
A. 刚体的质量B. 刚体的转动惯量C. 刚体质量与两轴间距离的平方的乘积D. 刚体质量与两轴间距离的乘积答案:C8. 刚体的平面运动可以分解为()。
A. 任意两个不同的平面运动的叠加B. 平移和旋转的叠加C. 两个垂直平面内的旋转D. 任意两个不同的旋转的叠加答案:B9. 刚体的瞬时转轴是()。
A. 刚体上所有点速度相同的直线B. 刚体上所有点加速度相同的直线C. 刚体上所有点角速度相同的直线D. 刚体上所有点线速度为零的直线答案:D10. 刚体的定轴转动中,角速度的大小和方向()。
A. 与参考系的选择有关B. 与参考系的选择无关C. 与参考系的选择有关,但大小无关D. 与参考系的选择无关,但方向有关答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 牛顿第二定律的数学表达式为:\( F = ma \),其中F表示力,m表示质量,a表示________。
理论力学考试试卷(附答案)一、 名词解释(每个4分,共20分)1、刚化原理2、加减平衡力系公理3、相对运动、牵连运动4、质点系动量守恒定理5、质点系动能定理二、 单项选择题(每个4分,共20分)1、已知F1、F2、F3、F4为作用于刚体上A 、B 、C 、D 四点的平面一般力系,其力矢关系如下图所示为平行四边形,由此可知 ( )。
2(A )力系可以合成为一个力偶 (B )力系可以合成为一个力(C )力系可以合成为一个力和一个力偶 (D )力系的合力为零,力系平衡2、物块重P ,与水面的摩擦角o20m ϕ=,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 (D )不能确定 3、图(a )、(b)为两种结构,那么( )。
(A )图(a )为静不定,图(b )为静定 (B )图(a )、(b )均为静不定 (C )图(a )、(b )均为静定 (D )图(a )为静定,图(b )为静不定4、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na =常量5、边长为a 2的正方形匀质薄板,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= ( )。
(A) a (B) 3a /2 (C) 6a /7 (D)5a /6三、计算题(15分)结构的尺寸及荷载如下图所示,已知q=1.5kN/m ,试求支座A 的反力。
(a)(b)a aaaxBAC四、计算题(15分)已知P=5kN ,试求图示桁架中1、2、3杆的内力。
五、计算题(15分)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 s α=,求三角板C 点的加速度,并画出其方向。
一.选择填空和填空题(每题5分,共30分)1.某任意力系向O 点简化,得到cm 10N N,10'R ⋅==O M F ,方向如图所示;若将该力系向A 点简化,则得到: A 。
A. 0N,10R ==A M F ;B. cm 10N N,10'R ⋅==A M F ;C. cm 0N 2N,10'R ⋅==A M F 。
2.已知杆AB =40cm ,以rad/s 31=ω绕A 轴转动,而杆CD 又绕B 轴以rad/s 12=ω转动,BC =BD =30cm ,图示瞬时AB ⊥CD ,若取AB 为动坐标,则此时C 点的牵连速度大小为 C 。
A. 30cm/s ;B. 120cm/s ;C. 150cm/s ;D. 160cm/s 。
第1题图 第2题图 3.一直角曲杆(重量不计)上各受力偶M 的作用,如图所示,A 1和A 2处的约束反力分别为F A 1和F A 2,则它们的大小应满足条件 C 。
A. 21A A F F >;B. 21A A F F =;C. 21A A F F <。
第3题图 4.若作用于质点系的外力在某段时间内在固定坐标Ox 轴上投影的代数和等于零,则在这段时间内B 。
A. 质点系质心的速度必保持不变;B. 质点系动量在x 轴上的投影保持不变;C. 质点系质心必保持不动。
5.物块重量为10N ,放在粗糙水平面上,已知物块与水平面间的静滑动摩擦系数为21.0=f ,动滑动摩擦系数为2.0=′f ,当物块受一与铅垂线成°=30θ夹角的力N 20=F 作用时(如图),作用在该物块上的摩擦力大小为 5.464N 。
6.匀质细圆环的半径为r ,质量为m 1=m ,与一根质量同为m 2=m ,长为2r 的匀质细直杆OA 刚性连接,可在水平面内以匀角速度ω绕O 轴定轴转动,如图所示。
则系统对O 轴的动量矩为 ω2334mr ;系统的动能为 22317ωmr 。
理论力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 牛顿第一定律描述的是:A. 物体在受力时的运动状态B. 物体在不受力时的运动状态C. 物体在受力时的加速度D. 物体在受力时的位移答案:B2. 根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力和物体质量的关系是:A. 加速度与作用力成正比,与质量成反比B. 加速度与作用力成反比,与质量成正比C. 加速度与作用力成正比,与质量成正比D. 加速度与作用力成反比,与质量成反比答案:A3. 以下哪个不是刚体的运动特性?A. 刚体的质心保持静止或匀速直线运动B. 刚体的各部分相对位置不变C. 刚体的各部分速度相同D. 刚体的各部分加速度相同答案:C4. 角动量守恒定律适用于:A. 只有重力作用的系统B. 只有内力作用的系统C. 外力矩为零的系统D. 外力为零的系统答案:C5. 以下哪个是能量守恒定律的表述?A. 一个封闭系统的总动能是恒定的B. 一个封闭系统的总势能是恒定的C. 一个封闭系统的总能量是恒定的D. 一个封闭系统的总动量是恒定的答案:C二、简答题(每题10分,共20分)6. 简述牛顿第三定律的内容及其在实际中的应用。
答案:牛顿第三定律,又称作用与反作用定律,表述为:对于两个相互作用的物体,它们之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
在实际应用中,例如在推门时,门对人的作用力和人对门的作用力大小相等,方向相反。
7. 描述什么是简谐振动,并给出一个生活中的例子。
答案:简谐振动是一种周期性振动,其回复力与位移成正比,且总是指向平衡位置。
生活中的例子包括弹簧振子,当弹簧被拉伸或压缩后释放,它会在原始平衡位置附近做周期性的往复运动。
三、计算题(每题15分,共30分)8. 一个质量为m的物体,从静止开始,沿着一个斜面下滑,斜面的倾角为θ。
如果斜面的摩擦系数为μ,求物体下滑的加速度。
答案:首先,物体受到重力mg的作用,分解为沿斜面方向的分力mg sinθ和垂直斜面方向的分力mg cosθ。
理论力学测试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 牛顿第一定律描述的是:A. 物体在没有外力作用下的运动状态B. 物体在受到平衡力作用下的运动状态C. 物体在受到非平衡力作用下的运动状态D. 物体在任何力作用下的运动状态答案:A2. 以下哪个不是惯性参考系的特点?A. 牛顿第一定律在其中成立B. 牛顿第二定律在其中成立C. 牛顿第三定律在其中成立D. 物体在其中不受任何力的作用答案:D3. 动量守恒定律适用于:A. 只有重力作用的系统B. 只有弹力作用的系统C. 只有摩擦力作用的系统D. 只有保守力作用的系统答案:D4. 以下哪个是矢量?A. 质量B. 速度C. 时间D. 温度答案:B5. 以下哪个是标量?A. 力B. 位移C. 功D. 速度答案:C二、填空题(每空1分,共10分)1. 牛顿第二定律的数学表达式为:\[ F = ma \],其中\( F \)代表______,\( m \)代表______,\( a \)代表______。
答案:力;质量;加速度2. 根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向______,作用在______。
答案:相反;不同物体上3. 动量的定义是质量与______的乘积。
答案:速度4. 功的定义是力与力的方向上的______的乘积。
答案:位移5. 动能的定义是\( \frac{1}{2}mv^2 \),其中\( m \)代表______,\( v \)代表______。
答案:质量;速度三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述牛顿第二定律的物理意义。
答案:牛顿第二定律表明,物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成反比,即力是改变物体运动状态的原因。
2. 描述动量守恒定律在碰撞过程中的应用。
答案:在没有外力作用的系统中,两个或多个物体发生碰撞时,碰撞前后系统的总动量保持不变。
这意味着碰撞前后各物体动量的矢量和相等。
四、计算题(每题15分,共30分)1. 一辆质量为1500kg的汽车以20m/s的速度行驶,突然刹车,经过5秒后停止。
理论力学试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 一个物体在水平面上以速度v匀速直线运动,其动摩擦因数为μ,若物体所受的摩擦力为F,则F等于:A. μvB. μmgC. μND. μ(v^2)答案:B2. 根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成反比。
这一定律的数学表达式为:A. F = maB. F = m/aC. a = F/mD. a = mF答案:A3. 一个物体从静止开始自由下落,其下落的高度h与时间t的关系为:A. h = gt^2B. h = 1/2gt^2C. h = 2gtD. h = gt答案:B4. 两个物体A和B用轻杆连接,A的质量为mA,B的质量为mB,系统在水平面上以共同速度v向右做匀速直线运动。
若杆的力为F,则F的方向是:A. 向左B. 向右C. 不确定D. 无法判断答案:B5. 一个物体在竖直平面内做圆周运动,当物体通过最高点时,其向心力的来源是:A. 重力B. 杆的支持力C. 绳子的张力D. 重力和杆的支持力的合力答案:D二、填空题(每空2分,共10分)1. 一个物体的质量为2kg,受到的合外力为10N,根据牛顿第二定律,其加速度为______ m/s²。
答案:52. 一个物体做匀加速直线运动,初速度为3m/s,加速度为2m/s²,经过4秒后的速度为______ m/s。
答案:153. 在光滑水平面上,一个物体受到一个大小为5N,方向向右的恒定力作用,物体的质量为1kg,其加速度为______ m/s²。
答案:54. 一个物体在竖直上抛运动中,当其上升的最大高度为20m时,其初速度为______ m/s。
答案:205. 根据动能定理,物体的动能变化等于合外力做的功,若一个物体的动能增加了30J,合外力做的功为______ J。
答案:30三、简答题(共20分)1. 解释什么是科里奥利力,并给出其表达式。
理论力学课程试题及答案理论力学是物理学中的一个重要分支,它主要研究宏观物体在力的作用下的运动规律。
理论力学课程通常包括静力学、动力学、运动学、能量守恒定律、动量守恒定律、角动量守恒定律等内容。
以下是一份理论力学课程的试题及答案,供学习者参考。
试题一、选择题(每题2分,共10分)1. 理论力学的研究对象是()A. 微观粒子B. 宏观物体C. 流体D. 热力学系统2. 在国际单位制中,力的单位是()A. 牛顿(N)B. 帕斯卡(Pa)C. 焦耳(J)D. 瓦特(W)3. 一个物体的动量是()A. 物体的质量与速度的乘积B. 物体的动能C. 物体的势能D. 物体的位移4. 根据牛顿第三定律,作用力与反作用力()A. 大小相等,方向相反B. 大小不等,方向相反C. 大小相等,方向相同D. 大小不等,方向相同5. 一个物体在水平面上做匀速直线运动,其受到的摩擦力()A. 等于物体的重力B. 等于物体的动能C. 等于物体的动量D. 与物体的牵引力大小相等,方向相反二、简答题(每题5分,共20分)1. 请简述牛顿运动定律的三个定律。
2. 什么是角动量守恒定律?它在什么条件下成立?3. 简述能量守恒定律,并说明其在实际应用中的重要性。
4. 何为虚功原理?它在解决静力学问题中有何作用?三、计算题(每题10分,共30分)1. 一个质量为2kg的物体在水平面上以3m/s的速度做匀速直线运动,若摩擦系数为0.1,请计算物体受到的摩擦力大小。
2. 一个质量为5kg的物体从静止开始自由下落,忽略空气阻力,求物体在2秒后的速度和位移。
3. 一个质量为3kg的物体在竖直平面内做圆周运动,其半径为1m,角速度为2rad/s,请计算物体在最高点时所需的最小速度。
四、解答题(每题15分,共30分)1. 一个质量为m的物体在竖直方向上受到一个向上的力F作用,物体向上做匀加速直线运动。
若物体的加速度为a,试证明牛顿第二定律在该情况下的表达式,并说明力F与物体质量m和加速度a之间的关系。
理论力学试题及答案1. 题目:速度与加速度的关系问题:在理论力学中,速度和加速度之间存在着怎样的关系?解答:速度和加速度是物体运动过程中的两个重要物理量,它们之间存在一定的数学关系。
根据牛顿第二定律,物体的加速度等于物体所受合外力的大小与物体的质量之比。
即:a = F/m其中,a表示物体的加速度,F表示物体所受的合外力,m表示物体的质量。
在一维直线运动的情况下,物体的速度和加速度之间的关系可以通过对速度对时间的导数来表示:a = dv/dt其中,a表示物体的加速度,v表示物体的速度,t表示时间。
综上所述,速度和加速度之间的关系可以用以下公式表示:a = dv/dt = F/m这表明,速度和加速度的关系由物体所受合外力和物体的质量共同决定。
2. 题目:牛顿的三大定律问题:简要介绍牛顿的三大定律。
解答:牛顿的三大定律是经典力学的基础,它们描述了物体运动的原理和规律。
第一定律,也被称为惯性定律,表明如果物体受到的合外力为零,则物体将保持静止或匀速直线运动状态。
换句话说,物体的速度只有在受到外力作用时才会改变。
第二定律,也被称为运动定律,表明物体的加速度与物体所受的合外力成正比,与物体的质量成反比。
即 F = ma,其中F表示物体所受的合外力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
第三定律,也被称为作用-反作用定律,表明任何两个物体之间都存在相互作用力,且作用力和反作用力在大小上相等、方向上相反。
换句话说,所有力都是成对出现的,并且它们互相抵消。
这些定律为解释物体运动和相互作用提供了基本原理,广泛适用于各种力学问题的分析和解决。
3. 题目:动能与势能的转化问题:动能和势能之间如何相互转化?解答:在物体的运动过程中,动能和势能可以相互转化。
动能是物体由于运动而具有的能量,而势能是物体由于位置而具有的能量。
当物体在运动过程中加速度不变时,动能和势能之间可以通过以下公式相互转化:动能(K)= 1/2 mv^2势能(PE)= mgh其中,m表示物体的质量,v表示物体的速度,g表示重力加速度,h表示物体所处的高度。
理论力学考试题及答案6一、选择题(每题4分,共20分)1. 根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力的关系是:A. 与作用力成正比B. 与作用力成反比C. 与作用力成正比,与物体质量成反比D. 与物体质量成正比,与作用力成反比答案:C2. 动量守恒定律适用于:A. 只有重力作用的系统B. 只有弹力作用的系统C. 只有摩擦力作用的系统D. 任何外力为零的系统答案:D3. 以下哪种情况不满足能量守恒定律?A. 完全非弹性碰撞B. 完全弹性碰撞C. 有外力做功的系统D. 只有重力作用的系统答案:C4. 刚体的转动惯量与以下哪个因素无关?A. 质量分布B. 质量大小C. 形状D. 旋转轴的位置答案:C5. 简谐运动的周期与以下哪个因素无关?A. 振动物体的质量B. 振动物体的弹性系数C. 振动物体的阻尼系数D. 振动物体的固有频率答案:C二、填空题(每空2分,共20分)1. 牛顿第三定律指出,作用力和反作用力大小相等,方向相反,且作用在________上。
答案:不同物体2. 根据角动量守恒定律,当一个系统不受外力矩作用时,其总角动量保持________。
答案:不变3. 刚体的转动惯量I与质量m和半径r的关系为I=________。
答案:mr^24. 根据开普勒第三定律,行星公转周期T的平方与其轨道半长轴a的立方成正比,即T^2∝________。
答案:a^35. 根据胡克定律,弹簧的弹力F与形变量x成正比,即F=________。
答案:kx三、计算题(每题15分,共40分)1. 一质量为2kg的物体在水平面上以10m/s的初速度开始滑动,受到一个大小为5N的水平恒定摩擦力作用,求物体停止前所经过的距离。
答案:首先根据牛顿第二定律,物体的加速度a=F/m=5/2=2.5m/s^2。
由于物体做匀减速运动,可利用公式v^2=u^2+2as,其中v为最终速度,u为初速度,a为加速度,s为位移。
将v=0,u=10m/s,a=-2.5m/s^2代入公式,得到s=(0-10^2)/(2*(-2.5))=20m。
理论力学题库及答案详解一、选择题1. 在经典力学中,牛顿第一定律描述的是:A. 物体在没有外力作用下,将保持静止或匀速直线运动状态B. 物体在受到外力作用时,其加速度与所受合力成正比,与物体质量成反比C. 物体的动量守恒D. 物体的角动量守恒答案:A2. 以下哪一项不是牛顿运动定律的内容?A. 惯性定律B. 力的作用与反作用定律C. 动量守恒定律D. 力的独立作用定律答案:C二、填空题1. 根据牛顿第二定律,物体的加速度 \( a \) 与作用力 \( F \) 和物体质量 \( m \) 的关系是 \( a = \frac{F}{m} \)。
2. 一个物体在水平面上以初速度 \( v_0 \) 滑行,摩擦力 \( f \) 与其质量 \( m \) 和加速度 \( a \) 的关系是 \( f = m \cdot a \)。
三、简答题1. 简述牛顿第三定律的内容及其在实际问题中的应用。
答案:牛顿第三定律,也称为作用与反作用定律,指出作用力和反作用力总是成对出现,大小相等、方向相反,作用在两个不同的物体上。
在实际问题中,如火箭发射时,火箭向下喷射气体产生向上的推力,这是作用力;而气体向下的反作用力则推动火箭向上运动。
2. 解释什么是刚体的转动惯量,并给出计算公式。
答案:刚体的转动惯量是描述刚体绕某一轴旋转时惯性大小的物理量,其计算公式为 \( I = \sum m_i r_i^2 \),其中 \( m_i \) 是刚体各质点的质量,\( r_i \) 是各质点到旋转轴的垂直距离。
四、计算题1. 一个质量为 \( m \) 的物体在水平面上以初速度 \( v_0 \) 滑行,受到一个大小为 \( \mu mg \) 的摩擦力作用,求物体滑行的距离\( s \)。
答案:首先应用牛顿第二定律 \( F = ma \),得到 \( \mu mg = ma \)。
解得加速度 \( a = \mu g \)。
理论力学试题及答案自考一、选择题(每题2分,共10分)1. 一个物体在水平面上以匀速直线运动,其动摩擦因数为μ,那么该物体所受的摩擦力大小为:A. μmgB. μNC. μN + mgD. μmg + N答案:B2. 在国际单位制中,力的单位是以哪位科学家的名字命名的?A. 牛顿B. 伽利略C. 爱因斯坦D. 阿基米德答案:A3. 如果一个物体的加速度为零,那么它的运动状态是:A. 静止B. 匀速直线运动C. 变速运动D. 以上都是答案:D4. 根据牛顿第三定律,作用力和反作用力:A. 大小相等,方向相反B. 大小不等,方向相反C. 大小相等,方向相同D. 大小不等,方向相同答案:A5. 一个物体从静止开始自由下落,其下落的高度h与时间t的关系为:A. h = gtB. h = 1/2gtC. h = 1/2gt^2D. h = gt^2答案:C二、填空题(每题3分,共15分)6. 牛顿第二定律的数学表达式为:________。
答案:F = ma7. 一个物体的惯性只与物体的________有关。
答案:质量8. 在光滑水平面上,两个相互接触的物体之间不一定有摩擦力,因为摩擦力的产生需要满足两个条件:一是相互接触的粗糙表面,二是________。
答案:有相对运动或相对运动趋势9. 根据能量守恒定律,一个物体的动能和势能之和称为________。
答案:机械能10. 地球表面的重力加速度大约是________m/s²。
答案:9.8三、简答题(每题10分,共20分)11. 什么是动量守恒定律?在什么条件下动量守恒?答案:动量守恒定律指的是在一个封闭系统中,如果没有外力作用,系统内各物体相互作用前后总动量保持不变的物理定律。
在没有外力作用或者外力的合力为零的条件下,动量守恒。
12. 简述牛顿运动定律中的第三定律。
答案:牛顿第三定律又称作用与反作用定律,它指出:对于任意两个相互作用的物体,它们之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反,并且在同一直线上。
理论力学试题及答案—、是非题(每题2分。
正确用v,错误用X,填入括号内。
)1、作用在—个物体上有三个力,当这三个力的作用线汇交千—点时,则此力系必然平衡。
()2、力对千一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。
( )3、在自然坐标系中,如果速度l)=常数,则加速度a =O 。
( )4、虚位移是偶想的,极微小的位移,它与时间,主动力以及运动的初始条件无关。
()5、设一质点的质量为m ,其速度5与X轴的夹角为a ,则其动量在X轴上的投影为mv x =mvcosa 。
()二、选择题(每题3分。
请将答案的序号填入划线内。
)1、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。
下6苤_I歹G)主矢等千零,主矩不等千零;@主矢不等千零,主矩也不等于零;@主矢不等千零,主矩等千零;@主矢等千零,主矩也等千零。
2、重P 的均质圆柱放在V型槽里,考虑摩擦柱上作用—力偶,其矩为M 时(如图),圆柱处千极限平衡状态。
此时按触点处的法向反力凡与凡的关系为。
G)NA =凡;{2)NA > N B;@N A< NB o3、边长为L的均质正方形平板,位千铅垂平面内并置千光滑水平面上,如图示,若给平板—微小扰动,使其从图示位置开始倾倒,平板在倾倒过程中,其质心C点的运动轨迹是。
句半径为L/2的圆弧;@抛物线;@椭圆曲线;@铅垂直线。
4、在图示机构中,杆01A{1= 0主,杆0C{1=03 D, 且01A= 20cm, 0C= 40cm, C M=M D= 30cm, 若杆A01以角速度Cu= 3 r a d/ s匀速转动,则D点的速度的大小为e m f s,M点的加速度的大小为cm/s2o乙仪\D d01 。
乙0..,CD 60 ; cz:> 1 20;®1 so; @360。
5、曲柄OA以匀角速度转动,当系统运动到图示位置(O A//01B。
AB I OA)时,有只凡,互A石8' u)ABO, & ABO。
理论力学试题一、单项选择题1. 关于力的概念,错误的有()A.力是物体之间相互机械作用B. 力的三要素:大小、方向、作用点C. 力的单位为:KN或ND. 力是代数量2. 三力平衡汇交定理适用于下列哪一种情况?()A.只适用于变形体B.只适用于刚体C. 只适用于平衡系统D. 物体系统3. F1、F2 、F3及F4是作用在刚体上的平面汇交力系,其力矢之间有如图所示的关系,合力为FR,以下情况中哪几种是正确的?()A. FR= F4B. FR= 2F4C. FR= - F4D. FR= - 2F44. 关于力在直角坐标轴上的投影描述错误的是()A. 力的投影是代数量B.力的投影,从始端到末端的指向与坐标轴正向相同时为正,反之为负。
C.从力的起点和终点作坐标轴的垂线,则垂足之间的线段称为力在该坐标轴上的投影D. 力的投影是矢量5. 如图所示,如果两力偶均作用在杆BC上,铰链A或B的反力方位属于下列哪一种情况?A. 垂直于ACB. 垂直于BCC. 垂直于ABD. AC两点连线6. 关于力对点之矩描述错误的是()A. 力对点之矩是量度力使物体绕点转动效应的物理量B. 平面力对点之矩只取决于力矩的大小及旋转方向C. 平面力对点之矩是一个代数量D. 力对点之矩的大小与矩心的位置选取无关7. 下述说法哪一个正确?()A. 凡是力偶都不能用一个力来平衡B. 凡是力偶都能用一个力来平衡C. 凡是力偶有时能用一个力来平衡8. 判断下图中桁架内力为零的杆件,哪一个答案是正确的?A.一个B.二个C.三个D.四个9. 对于平面一般力系,叙述正确的有()A. 平面一般力系可以简化为主矢和主矩。
B. 主矢和简化中心位置无关,主矩与简化中心位置有关。
C. 主矢和主矩都与简化中心位置有关。
D. 主矢和主矩都与简化中心位置无关。
10. 关于摩擦,下列叙述错误的有()简单(﹡)A.摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦B.静滑动摩擦力等于静滑动摩擦系数与两物体间法向反力的乘积,即F=fNC.摩擦是机械运动中的普遍现象,既有有利的一面,也有不利的一面D.滑动摩擦分为静滑动摩擦和动滑动摩擦11. 关于摩擦角,叙述错误的是()A. 摩擦角的正切等于静摩擦因数B. 摩擦角确定全反力作用线的位置C. 摩擦角是一个范围值D. 摩擦力达到最大值时,与法向反力之间的夹角称为摩擦角12. 关于空间力对轴之矩描述错误的是()A. 力对轴之矩是量度力使物体绕轴转动效应的物理量B. 力对轴之矩只取决于力矩的大小及旋转方向C. 力对轴之矩是一个矢量D. 力对轴之矩的大小等于力在垂直于该轴的平面内的投影与力臂的乘积13. 空间任意力系向两个不同的点简化,下述哪种情况可能?()A. 主矢相等,主矩相等B. 主矢不相等,主矩相等C. 主矢、主矩不相等14. 在某瞬时,若点的切向加速度和法向加速度都等于零,则此点()A. 必定静止不动B. 必作匀速直线运动C. 可能作匀速直线运动D. 可能作匀速曲线运动15. 点作曲线运动时,下述说法哪一个正确?()A. 若切向加速度为正,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16. 汽车通过双曲拱桥(桥面曲线为抛物线)时,车厢作()A.平移B.定轴转动C.除平移与转动外的其他运动17. 刚体绕定轴转动时,下述哪一个说法正确?()A. 当转角时,角速度为正B. 当角速度时,角加速度为正C. 当时,必有角加速度D. 当角加速度与角速度同号时为加速转动,当角加速度与角速度异号时为减速转动18. 一平面机构,在图示位置,OA杆的角速度为,若取套管B为动点,动系固结于摇杆OA上,则该瞬时动点的相对速度大小为()A.OBB.0C.BCD.不确定19. 对于点的合成运动,叙述错误的是()A.点的合成运动有三种运动。
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 04. 点作匀变速曲线运动是指------------------。
① 点的加速度大小a =常量;TF PAB30② 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。
)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)Aa CBxaaam3m3m403ABAa O2. 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 = --------------。
2010 ~2011 学年度第 二 学期《 理论力学 》试卷(A 卷)一、填空题(每小题 4 分,共 28 分)1、如图1.1所示结构,已知力F ,AC =BC =AD =a ,则CD 杆所受的力F CD =( ),A 点约束反力F Ax =( )。
2、如图1.2 所示结构,,不计各构件自重,已知力偶矩M ,AC=CE=a ,A B ∥CD 。
则B 处的约束反力F B =( );CD 杆所受的力F CD =( )。
E 1.1 1.23、如图1.3所示,已知杆OA L ,以匀角速度ω绕O 轴转动,如以滑块A 为动点,动系建立在BC 杆上,当BO 铅垂、BC 杆处于水平位置时,滑块A 的相对速度v r =( );科氏加速度a C =( )。
4、平面机构在图1.4位置时, AB 杆水平而OA 杆铅直,轮B 在水平面上作纯滚动,已知速度v B ,OA 杆、AB 杆、轮B 的质量均为m 。
则杆AB 的动能T AB =( ),轮B 的动能T B =( )。
1.3 1.45、如图1.5所示均质杆AB 长为L ,质量为m,其A 端用铰链支承,B 端用细绳悬挂。
当B 端细绳突然剪断瞬时, 杆AB 的角加速度 =( ),当杆AB 转到与水平线成300角时,AB 杆的角速度的平方ω2=( )。
6、图1.6所示机构中,当曲柄OA 铅直向上时,BC 杆也铅直向上,且点B 和点O 在同一水平线上;已知OA=0.3m,BC=1m ,AB=1.2m,当曲柄OA具有角速度ω=10rad/s 时,则AB 杆的角速度ωAB =( )rad/s,BC 杆的角速度ωBC =( )rad/s 。
AB1.57、图1.7所示结构由平板1、平板2及CD 杆、EF 杆在C 、D 、E 、F 处铰接而成,在力偶M 的作用下,在图上画出固定铰支座A 、B 的约束反力F A 、F B 的作用线方位和箭头指向为( )(要求保留作图过程)。
1.7二、单项选择题(每小题 4 分,共28 分)1、如图2.1所示,四本相同的书,每本重均为P ,设书与书间的摩擦因数为0.1,书与手间的摩擦因数为0.25,欲将四本书一起抱起,则两侧手应加的压力至少大于( )。
A 、 10PB 、 8PC 、 6PD 、 4P2、如图2.2所示,重Q=200N 的三角形板,用等长杆O 1A ,O 2B 支持着。
设O 1O 2=AB ,杆重及摩擦不计。
若能使三角形板在角α=300时保持平衡,则水平力P 的大小应为( )。
A 、P=115.47B 、P=200C 、P=364ND 、P=173N2.1 2.23、平面杆机构如图2.3示,各杆重量不计,AB =CD =a 。
已知AB 杆上作用一力偶M 1,如在CD 杆上作用一力偶M 2。
则机构平衡时,M 1与M 2之间的大小为( )。
A 、 M 1=M 2B 、 M 1=3M 2C 、 M 1=33M 2 D 、 M 1=23M 2 4、如图2.4所示直角刚杆AO = 2m ,BO = 3m ,已知某瞬时A 点的速度 A v =6m/s ;而B 点的加速度与BO 成α= 60°角。
则该瞬时刚杆的角速度ω= rad/s ,角加速度α= rad/s 2。
A 、3B 、 3C 、53D 、9312.3 2.45、如图2.5所示,两齿条分别以速度v 1、v 2,沿相反向运动,两齿条之间夹有一齿轮,其半径为R ,设v 1>v 2,则齿轮中心O 点的速度大小应为( )。
A 、221v v - B 、21v v - C 、221v v + D 、21v v + 6、如图2.6所示,已知F 1、F 2、F 3、F 4为作用于刚体上A 、B 、C 、D 四点的平面一般力系,其力矢关系如图2.1所示为平行四边形,由此可知( )。
A 、力系可合成为一个力偶B 、力系可合成一个力、力系的合力为零,力系平衡22.5 2.67、刚体作平面运动,在任一瞬时,若选A点为基点,则B点绕A点运动的速度为v BA, 若选B点为基点,则A点绕B点运动的速度为v AB,对于v BA与v AB,以下正确的说法是()。
A、大小相等,方向也相同B、大小相等,方向不同C、大小不相等,方向相同D、大小不相等,方向也不同三、计算题(15 分)如图三所示,左半拱AC D、横梁DE、右半拱EGB的自重均不计,三者铰接成桥梁结构,A、B为固定铰支座,D、E为中间铰,C为可动铰支座。
铅直向下的集中荷载P=300 kN,Q=350 kN,图中尺寸单位为米。
求结构平衡时A、C、D、E处的约束反力。
四、计算题(15 分)如图四所示结构由杆A B 、BC 和CD 铰接而成中,不计各杆自重,B 、C 处为光滑铰链,已知力偶矩M=20kN.m, P=10kN ,q=10 kN/m 。
求固定端A 与固定铰支座D 的约束反力。
q图四五、计算题(14分)在图五所示,均质圆盘A 质量为m ,半径为R ,置于倾角为300的斜面上,今在圆盘中心A 系一与斜面平行的细绳,绳绕过一质量为m ,半径为R 的滑轮O (视为均质圆盘)与质量也为m 的物块C 相连,物块C 与固定水平面间的滑动摩擦因数为0.1,在重力作用下,系统由静止开始运动,圆盘A 向下做纯滚动。
求:(1)物块C 的加速度; (2)圆盘A 所受的摩擦力;(3)轮O两边绳AB段和BC段的拉力。
图五2010 ~2011 学年度第二学期《理论力学》试卷( A 卷)一、填空题(每小题 4 分,共28 分)1、[三基类],F2、[三基类]2Ma3、[三基类]Lω,2L ω24、12m v B2,34m v B25、3g/2L,3g/2L6、[三基类]0,37、二、单项选择题(每题 4 分,共28分)1、[三基类] A2、[三基类]C3、[三基类] B4、[三基类] A,D5、[三基类] A 6、[三基类] A 7、[三基类] B三、计算题(15 分)[三基类]Q解:(1)以DE 为研究对象,受力如图:(8分)∑M E =0,-F D y ×7+Q ×2=0 F D y =100 kN ∑xF =0, F D x - F E ×cos450=0 F D x =250kN∑y F =0,F D y +F E ×sin450-Q =0 F E =250kN(2)以ACD 为研究对象,受力如图:(7分)∑M A =0, F D x ×5-F D y ×5-P ×1-F C ×5=0 F C =90kN∑xF =0, F A x - F D x - F C =0 F A x =160 kN∑yF =0, F A y -F D y -P =0 F A y =400 kN四、计算题(15 分)[一般综合型]][教师答题时间: 8 分钟]……BxDxFqDxq解:(1)以BC 、CD 杆为研究对象,受力如图:(4分)结构对称:F By = F Dy = q ×2=20kN F Bx = F Dx (2)以CD 杆为研究对象,受力如图:(4分)∑M C =0, F Dy ×2- F Dx ×2-q ×2 ×1=0,F Dx =10 kN(3)以AB 为研究对象,受力如图:(7分)∑M A =0, M A -F By ×2-M -P ×1=0 ∑xF =0, F Ax -F Bx =0∑yF =0, F Ay - F By -P =0F Ax =10 kN F Ay =30 kN M A = 70kN.m五、计算题(14分)F答:1、用动能定理计算轮A 下降路程s 时的物块C 的速度和加速度v 、a (6分)以系统为研究对象, 轮A 作纯滚动。
重力作功:i W ∑=m g.s. sin300-m gf.s = 0.4 m g.s计算系统的动能:T 1=0T 2=12 mv 2+12J o ω2+34.mv 2=23mv 2其中:J o =12mR 2 ω=R v(3)按动能定理:T 2- T 1= i W ∑23mv 2= 0.4 m g.s 两边对时间求导:a = 152g2、用刚体平面运动方程计算轮A 所受的摩擦力F f :(4分)J A αA =F f .R ,J A =21m R 2, αC =Ra F f =151m g 3、计算绳子两边的拉力F AB 、F BC (4分)物体C :F BC -m gf =m a , F BC =307m g 轮O :F AB .R -F BC .R =J o αo , αo =R a F AB = 103m g2010 ~2011 学年度第 二 学期《 理论力学 》试卷(B 卷)一、填空题(每小题 4 分,共 28分)1、如图1.1所示刚架,已知水平力F ,则支座A 的约束反力F A =( );支座B 的约束反力F B =( )。
2、图1.2中F 1和F 2分别作用于A 、B 两点,且F 1、F 2与C 点共面,则在A 、B 、C 三点中( )点加一适当大小的力使系统平衡;加一适当大小的力偶能使系统平衡吗( )。
1.1 1.23、圆盘做定轴转动,轮缘上一点M 的加速度a 分别有图示三种情况.则在该三种情况下,( )圆盘的角速度ω=0,( )圆盘的角加速度α=0。
MMA B C1.34、质量为m,半径为R的均质圆盘可绕通过边缘O点且垂直于盘面的水平轴转动,设圆盘从最高位置无初速度的开始绕O轴转动,如图1.4所示。
求当圆盘运动至图示位置,即圆盘中心C和轴O的连线通过水平位置时圆盘的角速度ω=()和角加速度 =()。
5、如图1.5物体A重10N,与斜面间摩擦因数为0.4,物体B重5N,则物体A 与斜面间摩擦力的大小为(),方向为()。
A1.51.46、已知物块B以匀速度v水平向左运动,图1.6示瞬时物块B与杆OA的中点相接触,OA长L。
如以物块B上的角点C为动点,动系建立在OA杆上,则该瞬时杆OA的角速度ω=(),杆端A点的速度大小v A=(),科氏加速度aC=()。
7、直角曲杆ABC在如图1.7所示平面内可绕O轴转动,已知某瞬时A点加速度aA=5 m/s2,方向如图,则该瞬时曲杆的角速度ω=()rad/s,角加速度α=( )rad/s 2。
AA1.6 1.7二、单项选择题(每小题 4 分,共28 分)1、已知F 1、F2、F3、F 4为作用于刚体上的平面汇交力系,其力矢关系如图2.1所示为平行四边形,由此可知( )。
A 、力系可合成为一个力偶B 、力系可合成一个力C 、 力系可简化为一个力和一个力偶D 、力系的合力为零,力系平衡 2、如图2.2所示均质细杆重为P ,A 端为固定铰支座,B 端用绳子跨过不计摩擦和质量的滑轮C 后与一重为Q 的物体相连,AB=AC 。