理论力学试卷及答案

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陕西理工学院成教学生考试试卷

姓名: 年级: 专业:

科目: 理论力学 学历层次:

题号 一 二 三 四 五 总分 得分

考试日期

年 月 日

阅卷人

一、 作图题( 分)

如下图所示,不计折杆✌和直杆 的质量,✌、 、 处均为铰链连接。试分别画出图中折杆✌和直杆 的受力图。

二、填空题( 分,每空 分)

如下图所示,边长为♋ ❍的正方体,受三个集中力的作用。则将该力系向 点简化可得到:

主矢为=R F

( , , )☠;

主矩为=O M

( , , )☠❍ 。

P F

——————下 ——————————装 —————————— 订 —————————— 线 ——————

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如下图所示的平面机构,由摇杆A O 1、B O 2,“❆字形”刚架✌,连杆 ☜和竖直滑块☜组成,21O O 水平,刚架的 段垂直

✌段,且✌ 21O O ,已知l BO AO ==21, ☜l 4 ,A O 1杆以匀角

速度ω绕1O 轴逆时针定轴转动,连杆 ☜的质量均匀分布且大小为M 。

根据刚体五种运动形式的定义,则“❆字形”刚架✌的运动形式为 ,连杆 ☜的运动形式为 。

在图示位置瞬时,若A O 1杆竖直,连杆 ☜与刚架 段的夹角为

o CDE 60=∠,则在该瞬时:✌点的速度大小为

,✌点的加速度大小为

点的速度大小为

,连杆 ☜的速度瞬心到连杆 ☜的质心即其中点的距离为 ,连杆 ☜的角速度大小为

,连杆 ☜的动量大小为 ,连杆 ☜的动能大小为 。

三、计算题( 分)

如左下图所示,刚架结构由直杆✌和折杆 组成,✌处为固定端, 处为辊轴支座, 处为中间铰。所受荷载如图所示。已知☞ ☠,  ☠·❍,❑ ☠❍,♋ ❍ 。试求✌处和 处约束力。

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四、计算题( 分)

机构如右上图所示,1O 和2O 在一条竖直线上,长度mm A O 2001=的曲柄A O 1的一端✌与套筒✌用铰链连接,当曲柄A O 1以匀角速度

s rad /21

=ω绕固定轴1

O 转动时,套筒✌在摇杆B O 2

上滑动并带动摇杆

B O 2绕固定轴2O 摆动。在图示瞬时,曲柄A O 1为水平位置,02130=∠B O O 。 试求此瞬时:

( )摇杆B O 2的角速度2ω;( )摇杆B O 2的角加速度2α

B A

2o

1o

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五、计算题( 分) 如下图所示,滚子✌沿倾角为→0

30的固定斜面作纯滚动。滚子✌通过一根跨过定滑轮 的绳子与物块 相连。滚子✌与定滑轮 都为均

质圆盘,半径相等均为r ,滚子✌、定滑轮 和物块 的质量相等均为m ,绳子的质量忽略不计。系统由静止开始运动,试求:

( )物块 的加速度;

( )绳子对滚子✌的张力和固定斜面对滚子✌的摩擦力。

理论力学试题参考答案

一、作图题(

分)

( 分)

分)

二、填空题( 分,每空 分)

. - , ,- ; - , , . 平移或平动, 平面运动 。

P F

RA F

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l ω, l 2ω,l ω ,l 2,

2

ω

, l M ω, 2232l M ω 。

三、计算题( 分)

解:( )取折杆 为研究对象,画出受力图( 分)

列平衡方程组中的一个方程得:

∑=⨯-⨯

-+=02

2a

qa a F M a F M RB C ;解得:)(35↑=kN F RB 。

( 分) ( )取整体为研究对象,画出受力图( 分) 列出平衡方程组:

∑=x F 02=⨯-a q F Ax ∑=y

F

0=-+F F F RB Ay

∑=⨯-⨯

-++=022

a a q a

F M a F M M

RB A A

=Ax F )(kN 80← )(kN 5↑=Ay F m kN 240⋅=A M (逆时针)。 ( 分) 四、计算题( 分)

解: 选套筒✌为动点,动系与摇杆B O 2相固连。

( )求角速度:由动点的速度合成定理r e A a v v v v +==作速度平行四边形,因此有:

s m A O v v v A a e /2.02

1

2130sin 11=⨯==

=ω ,

s m v v A r /32.030cos == ,

摇杆B O 2的角速度

2

.022A O v e ==ω( 分)

( )求角加速度

再由C r n

e e B a a a a a a a +++==τ作矢量图

投影有τe C A a a a -=030cos ,即030cos A C e

a a a -=τ

, 其中:22/32.02s m v a r C ==ω,212

1/8.0s m A O a A ==ω

因此 2/32.0s m a e -=τ

,所以,摇杆B O 2的角加速度为