摆杆上端固定转动处设计主要减小摩擦能量损失

最新《机械原理》试题及答案第一部分一、单选题1.（2分）当四杆机构处于死点位置时,机构的压力角( ).A.为0oB.为90oC.与构件尺寸有关答案B2.（2分）刚性转子的动平衡是使（）。

A.惯性力合力为零B.惯性力合力偶矩为零C.惯性力合力为零，同时惯性力和力偶矩也为零答案C3.（2分）对于存在周期性速度波动的机器，安装飞轮主要是为了在（）阶段进行速度调节。

A.启动B.停车C.稳定运动答案C4.（2分）斜齿圆住齿轮基圆柱上的螺旋角与分度圆上的螺旋角相比（）。

A.>B.<C.=答案B5.（2分）偏置曲柄滑动机构中,从动件滑动的行程速度变化系数K( ).A.大于B.小于答案A6.（2分）不发生根切的渐开线标准直齿圆柱外齿轮的齿根圆（）大于基圆。

A.一定B.不一定C.一定不答案7.（2分）当曲柄为主动件时,曲柄摇杆机构的最小传动角min总是出现在( ).A.连杆与曲柄成一条直线B.连杆与机架成一条直线时C.曲柄与机架成一条直线答案C8.（2分）机构中只有一个( ).A.闭式运动链B.原动件C.从动件D.机构答案D9.（2分）若从动件的运动规律选择为等加速等减速运动规律，简谐运动规律或正弦加速运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的加速度是原来的（）倍。

A.1B.2C.4D.8答案C10.（2分）齿轮经过正变位修正后，其分度圆同未修正时相比，是A.相同B.减少C.增大答案A11.（2分）在机构中,某些不影响机构运动传递的重要部分所带入的约束为( ).A.虚约束B.局部自由度C.复合铰链答案A12.（2分）一对平行轴斜齿轮传动，起传动比i12（）等于zv2/zv1.A.一定B.不一定C.一定不答案A13.（2分）一台机器空运转,对外不做功,这时机器的效率( ).A.大于零B.小于零C.等于零D.大小不一定.答案C14.（2分）增大凸轮机构的推程压力角，则该凸轮机构的凸轮基圆半径将（）A.增大B.减小C.不变答案B15.（2分）机械出现自锁是由于( ).A.机械效率小于零B.驱动力太小C.阻力太大D.约束反力太大答案A16.（2分）当凸轮机构的从动件推程按等加速等减速规律运动时,推程开始和结束位置( ).A.存在刚性冲击B.存在柔性冲击C.不存在冲击答案B17.（2分）曲柄滑块机构的死点只能发生在( ).A.曲柄主动时B.滑块主动时C.连杆与曲柄共线时答案B18.（2分）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时,该机构将( )确定的运动.A.有B.没有C.不一定答案B19.（2分）与连杆机构相比，凸轮机构的最大缺点是（）A.惯性力难以平衡B.点，线接触，易磨损C.设计较为复杂D.不能实现间隙运动答案B20.（2分）设计滚子从动件盘状凸轮轮廓线时，若将滚子半径加大，那么凸轮凸廓线上各点曲率半径（）A.一定变大B.一定变小C.不变D.可能变大也可能变小答案B21.（2分）具有确定运动的差动轮系中其原动件数目( ).A.至少应有2个B.最多有2个C.只有2个D.不受限制答案C22.（2分）标准渐开线外齿轮的齿数增加，则齿顶圆压力角将（）。

大学机械设计基础考试练习题及答案41.[单选题]套筒滚子链在传动中，当链条在链轮上啮入和啮出时，滚子沿边轮轮齿表面( )。

A)滚动B)滑动C)滑动加滚动答案:C解析:2.[单选题]外形复杂、尺寸较大、生产批量大的机件适于采用( )毛坯。

A)铸造B)锻造C)焊接答案:A解析:3.[单选题]构件是机械中独立的( )单元。

‘A)制造B)运动C)分析答案:B解析:4.[单选题]滑动轴承轴瓦上的油沟不应开在( )。

A)油膜承载区内B)油膜非承载区内C)轴瓦剖分面上答案:A解析:5.[单选题]蜗杆传动中,z1,z2分别为蜗杆头数与蜗轮齿数,d1,d2分别为蜗杆和蜗轮分度圆直径,h为传动效率,则蜗杆轴上所受力矩T1,与蜗轮轴上所受力矩T2之间的关系为博( )。

A)T2=T1hd2/d1B)T2=T1hz2/z1C)hT2=Tlz2/z1答案:B解析:C)双摇杆答案:B解析:7.[单选题]行星轮系的自由度为( )。

A)2B)1C)1或2答案:B解析:8.[单选题]渐开线标准齿轮在标准安装情况下，两齿轮分度圆的相对位置应该是 （ ）。

A)相交的B)分离的C)相切的。

答案:C解析:9.[单选题]一对圆柱齿轮传动，当两齿轮的材料与热处理方法选定，传动比不变，在主要提高齿面接触疲劳强度，不降低齿根弯曲疲劳强度的条件下，如何调整齿轮参数？ （ ）A)增大模数B)增大两轮齿数C)增大齿数并减小模数答案:B解析:10.[单选题]理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮，其推 第 2 页 共12 页 杆的运动规律是（ ）。

A)相同的B)不相同的C)不一定的。

答案:A解析:11.[单选题]当蜗杆的刚度不够时，应采用什么方法来提高其刚度？ （ ）A)蜗杆材料改用优质合金钢B)增加蜗杆的直径系数q和模数mC)增大z112.[单选题]重载、高速、精密程度要求高的机械设备应采用何种润滑方式？ （ ）A)油环润滑B)飞溅润滑C)压力润滑答案:C解析:13.[单选题]设计V带传动时发现V带根数过多,可采用( )来解决。

一、设计名称：智能折叠伸缩防雨晾衣架二、研究现状分析：目前人们所使用的晾衣架多为不能随外界环境变化而自动收缩的传统类型。

假如住户是双职工．或者住户，有事在外，那么如果下雨或者夜晚，传统类型的晾衣架，就做不到使晾晒在室外的衣物避雨、避露水的功能。

炎热夏日．上班族通常是把衣物晾晒在室外一整天。

住户：即使在家．为了减少麻烦。

也很少在夏日的正午把衣物收回室内。

等气温下降之后再把衣物拿出去晾晒。

暴晒对衣物的损伤极大。

现在晾衣架类型主要有：固定型、折叠伸缩式、手动升降型和自动升降型四种。

在城镇住宅区里比较流行的是那种可以折叠的晾衣架，它具有伸缩性，实用比较方便。

但是其设计没有很好的解决晾衣架受力问题，从而使得晾衣架容易出现扭曲变形，实用寿命大打折扣。

晾晒衣服是生活中经常会遇到的活动，针对这一频繁而单调的工作，如果晾衣架是固定的，无疑增加了辛苦程度，而且还伴有危险。

以前，晾衣架最简单的一种是一根竹竿固定或悬挂在屋顶板下、窗外等地方；现在的居民很多是在天花板下焊接一根铁管作为晾衣架的挂具，晾衣服时，必须将衣服一件一件地穿上衣架，再用杈子将衣服挂在铁管上，工作效率低，又不方便，时常将衣服掉地弄脏，而且还不能充分利用阳光。

而目前市场上所卖的自动晾衣架只能满足单一的升降或单一的收缩功能，但升降功能只能解决挂衣服费力的问题却不能很好的利用阳光资源，而收缩功能刚好相反，只能解决充分利用阳光资源但不能解决费力这个问题。

本实用新型晾衣架正是基于上述的考虑设计的。

针对目前这种情况，我想设计一款实用的可折叠伸缩防雨晾衣架，希望能为所有的家庭主妇带来方便。

三、方案总体描述，拟实现的功能与应用场合及特点：1、明确设计任务，编写设计任务书：智能折叠伸缩防雨晾衣架的设计任务书机械系统的能量流图E I —— 电源输入到机械系统的能量；E C —— 克服工作机构负载而作功的能量，是机械系统的有效能；E S —— 系统广义储能，是机械系统工作过程中系统储能和释放能量的代数和；E L —— 系统损耗的总能量，包括驱动系统和机械传动部件中的各种能量损耗。

机械设计基础题库机械设计是机械工程中非常重要的一环。

它涵盖了许多基本原理和技术，对于理解机械系统的运作和设计工作至关重要。

为了帮助大家巩固机械设计基础知识，下面将提供一个机械设计基础题库，供大家练习和参考。

题目1：刚体运动学1. 什么是刚体？请简要解释。

2. 在刚体运动学中，什么是平动？什么是转动？3. 请列举并解释三个不同种类的刚体运动。

4. 列举并解释三个不同的刚体连接方式。

题目2：曲杆机构1. 什么是曲杆机构？它有哪些应用？2. 请简要解释曲杆机构的运动原理。

3. 曲杆机构中，何为杆对？4. 列举并解释三种常见的曲杆机构类型。

题目3：齿轮传动1. 什么是齿轮传动？它有哪些特点？2. 齿轮传动中，什么是齿比？如何计算齿比？3. 请列举并解释两个常见的齿轮组合形式。

4. 齿轮传动中，轴的相对位置对传动的影响是什么？题目4：轴的设计1. 轴是什么？它在机械设计中起到什么作用？2. 列举并解释轴的三个基本参数。

3. 在轴的设计中，什么是弯曲应力？如何计算弯曲应力？4. 列举并解释两种常见的轴连接方式。

题目5：机械回转关节1. 什么是机械回转关节？它有哪些应用？2. 请列举并解释两种常见的机械回转关节类型。

3. 机械回转关节的设计中，轴承的选择有什么要求？4. 机械回转关节承受的最大力矩如何计算？题目6：弹簧设计1. 弹簧是什么？它在机械设计中的作用是什么？2. 列举并解释三种常见的弹簧类型。

3. 弹簧设计中，什么是刚度？如何计算弹簧刚度？4. 弹簧设计中，什么是螺旋弹簧的预压？题目7：轴承设计1. 轴承是什么？它在机械设计中的作用是什么？2. 列举并解释三种常见的轴承类型。

3. 轴承设计中，什么是径向间隙？如何计算径向间隙？4. 轴承设计中，如何选择合适的润滑方式？以上是机械设计基础题库的一部分问题。

希望通过这些问题，大家可以巩固机械设计基础知识，并能够运用到实际的设计工作中。

机械设计是一个广阔的领域，我们需要不断学习和实践，才能不断提升自己的设计水平。

（华南理⼯⼤学）机械设计选择填空题答案1⼀、选择题（每⼩题2分）1. 优质碳素钢与普通碳素钢的主要区别在于 C 。

A. 含有害杂质少B. 机械性能良好C. 保证化学成分和机械性能2. 带传动中V带是以 B 作为公称长度的。

A. 外周长度B. 内周长度C. 基准长度3. 按齿⾯接触疲劳强度设计计算齿轮传动时，若两齿轮材料的许⽤接触应⼒[σ]H1≠[σ]H2，在计算公式中应代⼊ B 进⾏计算。

A. ⼤者B. ⼩者C. 两者分别代⼊4. 链传动设计时，链条的型号是通过 C ⽽确定的。

A. 抗拉强度计算公式B. 疲劳破坏计算公式C. 功率曲线图5. 平键联接中的平键截⾯尺⼨b×h是按 C 选定的。

A. 转矩TB. 功率PC. 轴径d6. ⼀根转轴承受⼀径向静载荷时，此转轴产⽣的弯曲应⼒是 C 。

A. 静应⼒B. 脉动循环变应⼒C. 对称循环变应⼒7. 滚动轴承的额定寿命是指⼀批同规格的轴承在规定的试验条件下运转，其中 C 轴承发⽣破坏时所达到的寿命（运转转数或⼯作⼩时数）A. 1％B. 5％C. 10％8. 螺栓的强度计算是以螺纹的A来计算的。

A. ⼩径B. 中径C. ⼤径9. ⾮液体摩擦滑动轴承主要失效形式是 CA. 点蚀B. 胶合C. 磨损10. 为了提⾼轴的刚度，⼀般采⽤的措施是 B 。

A. ⽤合⾦钢代替碳素钢B. 增⼤轴的直径C. 采⽤降低应⼒集中的结构措施⼆、填空题（每⼩题2分）1. 机构要能够动，⾃由度必须⼤于或等于1 ，机构具有确定运动的条件是原动件数等于⾃由度。

2. 机构中的相对静⽌件称为机架，机构中按给定运动规律运动的构件称为原动件。

3. ⼯作中只受弯矩不传递扭矩的轴叫⼼轴；只传递扭矩不受弯矩的轴叫转轴；同时承受弯矩和扭矩的轴叫传动轴。

4. 带传动由于过载引起的全⾯滑动称为打滑，⽽由于带的弹性变形和拉⼒差⽽引起的滑动称为弹性滑动。

5. 蜗杆传动的正确啮合条件是模数相等，压⼒⾓相等，导程⾓等于螺旋⾓且旋向相同。

全国青少年机器人技术二级考核一、相关常识1.历史事件及相关理论早在3000多年前，人类就希望制造一种像人一样的机器，代替人类完成各种工作。

西周时期的偃师制作出能歌善舞的伶人，这是中国最早记录的木头机器人。

两千多年前，古希腊人发明最原始的机器人一自动机。

汉代的张衡发明了地动仪，也发明了记里鼓车三国时期，蜀国诸葛亮造出木牛流马，用来运输军粮机器人的由来1920年，捷克作家卡雷尔.恰佩克在科幻小说《罗萨姆的机器人》中创造出“Robot”机器人这个词。

1939年，美国西屋电气公司制造家用机器人，可以行走，说话。

1942年，美国科幻作家阿西莫夫提出“机器人三大定律”:1.机器人不应伤害人类；2.机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；3.机器人应能保护自己，与前两条违背的命令除外。

1954年美国人乔治.德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册专利1959年美国发明家约瑟夫.英格伯格和德沃尔制造出第一台工业机器人，成立第一家机器人制造工厂，因此被称为“工业机器人之父”RoboCUP(机器人世界杯)1992年加拿大哥伦比亚大学教授阿兰.麦克沃斯提出机器人进行足球比赛(提出概念)1992年10月日本草拟了规则和足球机器人和模拟系统的开发原型。

(原型)1993年6月日本创办机器人比赛，命名RoboCUPJ联赛，随后，更名机器人世界杯RoboCup。

(创办)1997年8月23-29日日本名古屋举行首届比赛。

2008年6月在中国苏州举行了第12届机器人世界杯。

FIRA(微型机器人世界杯足球比赛)1995年韩国科学技术院的金钟焕教授提出比赛。

1996年11月在韩国首次举办微型机器人世界杯足球比赛，以后每年举办一次。

机器人的三代发展第一代机器人：“示教再现”型机器人，只具有记忆、存储能力，按照设定程序重复工作，但是对周围没有感知能力和反应控制能力。

第二代机器人：感知型机器人，随着传感技术和信息处理技术发展，它能够获得环境和对象的相关信息，进行一定得实时处理，从而进行工作第三代机器人：智能机器人，它是利用各种传感器、测量器等来获取环境信息然后利用智能技术进行识别、理解、推理最后作出规划决策，能自主行动实现预定目标的高级机器人。

机械设计习题及答案第一篇总论第一章绪论一．分析与思考题1-1 机器的基本组成要素是什么?1-2 什么是零件?什么是构件?什么是部件?试各举三个实例。

1-3 什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例。

第二章机械设计总论一．选择题2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。

(1) 专用零件的部件 (2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件 (3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件 (4) 标准化的零件和部件2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。

其中有_____是专用零件。

(1) 3种 (2) 4种 (3) 5种 (4) 6种2-3变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。

(1) 一个 (2) 两个 (3) 三个 (4) 四个2-4 零件的工作安全系数为____。

(1) 零件的极限应力比许用应力 (2) 零件的极限应力比零件的工作应力(3) 零件的工作应力比许用应力 (4) 零件的工作应力比零件的极限应力2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。

(1) 屈服点 (2) 疲劳极限 (3) 强度极限 (4) 弹性极限二．分析与思考题2-1 一台完整2-3 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?2-2 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?2-3 什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度?2-4 什么是零件的刚度要求?刚度条件是如何表示的?提高零件刚度的措施有哪些?2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么?2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450，2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别?第三章机械零件的强度一．选择题3-1 零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。

工程部机械维修题库200道一、单项选择题（共100道）1、横焊、仰焊时，所选用的电流应比平焊小5%~10%左右，立焊时应比平焊小（B）A、5%〜10%B、10%〜15%C、15%〜20%D、20%〜25%2、在活塞式压缩机中气阀是依靠（C）两侧的压力差来启闭的。

A、弹簧B、阀座C、阀片D、升程限制器3、弯曲的转子在高速旋转时，会引起剧烈震动，这种转子可以通过（）来解决不平衡问题。

A、校直B、动平衡C、高速动平衡D、热平衡4、汽缸余隙的调整方法有（D）。

A、调整活塞杆头部与十字头连接处垫片厚度B、调节十字头与活塞杆连接处双螺母C、调整汽缸盖垫片厚度D、以上均可5、整体式滑动轴承只适用于轴颈直径（A）。

A、小于50mmB、大于50mmC、等于50mmD、不限6、按（A）不同，径向滑动轴承可分为整体式、剖分式和调心式三种。

A、结构型式B、摩擦性质C、尺寸大小D、受力情况7、在高速运转的机械飞轮外部安装防护罩，属于（B）的安全技术措施。

A、限制能量B、隔离C、故障设计D、设置薄弱环节8、采用电镀法修复失效零件的尺寸，如果要求镀较厚的镀层，可采用镀（C）工艺。

A、铬B、铜C、铁D、镍9、再用起重机的吊钩检查应定期检查，至少每（A）检查一次。

A、半年B、3个月C、一年D、一个月10、每隔一定时间对设备进行强制维修属于（B）。

A、事后维修B、预防维修C、预知维修D、大修11、大修时拆下某齿轮，发现在齿宽方向只有60%磨损，齿宽方向的另一部分没有参加工作，这是由于（C）造成。

A、装配时调整不良B、齿轮制造误差C、这个齿轮变速的转速使用频繁D、不确定。

12、清洗一般机械零件，应优先选用（C）清洗剂。

A、汽油B、煤油C、合成清洗剂D、四氯化碳13、适合于承受高压气缸的扣合法是（B）。

A、强固扣合法B、强密扣合法C、优级扣合法D、热扣合法14、以下不属于电动机过热报警原因的是（D）。

A、电动机过载B、电动机定子绕组的热偶开关不良C、切削条件引起的电动机过载D、伺服放大器风扇故障。

一选择题1、组成机械的独立运动单元是（）。

A．零件 B．构件 C．部件 D．机器2、组成机械的制造单元是（）。

A．零件 B．构件 C．部件 D．机器3、机器中的独立装配单元称为（）。

A．零件 B．构件 C．部件 D．机器5、在机构中,构件与构件之间的连接方式称为（）。

A．运动链 B．部件 C．运动副 D．铰链5、齿轮轮齿的啮合属于（）。

A．移动副 B．低副 C．高副 D．转动副6、凸轮副属于（）。

A．高副B．低副C．移动副D．转动副7、火车轮与铁轨的接触是属于（）。

A．移动 B．高 C．低 D．转动8、当机构的自由度数大于0，且F等于原动件数目时，机构将会（）。

A．具有确定运动B．运动不确定 C．构件被破坏 D．无影响9、当机构的自由度数F小于原动件数目时，机构将会（）。

A．具有确定运动 B．运动不确定 C．构件被破坏 D．无影响10、机构要具有确定运动所需的自由度数目应（）机构中主动件的数目。

A．等于 B．大于 C．小于 D．不大于11、当构件自由度等于1时，有（）个主动件机构的运动才能确定。

A．0 B．1 C．2 D．312、铰链四杆机构中,不与机架直接相连,而是连接两连架杆的活动构件称为（）。

A．连杆 B．连架杆 C．机架 D．曲柄13、铰链四杆机构中与机架直接相连杆连称为（）。

A．连杆 B．连架杆 C．机架 D．曲柄14、作的连续转动的连架杆称为（）。

A．连杆 B．连架杆 C．摇杆 D．曲柄15、只能在一定角度范围内摆动的连架杆称为（）。

A．连杆 B．连架杆 C．摇杆 D．曲柄16、铰链四杆机构要存有曲柄存在，必须同时满足：(1) 连架杆和机架必有一个是最短杆；(2) 最短杆和最长杆长度之和（）其余两杆的长度之和。

A．大于 B．小于 C．小于或等于 D．大于或等于17、最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和时，该机构一定为( )机构。

A．曲柄摇杆 B．双曲柄 C．双摇杆 D．曲柄滑块18、最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和时若其中一连架杆为最短杆，则得到( )机构。

大学机械设计基础考试练习题及答案31.[单选题]对于渐开线齿轮，啮合线、两基圆的内公切线与 （ ） 是同一条直线。

A)两齿廓接触点的公法线B)两齿廓接触点的公切线C)两节圆的公切线答案:A解析:2.[单选题]铸造时冒口的主要作用是( )。

A)增加局部冷却速度B)补偿热态金属，排气及集渣C)提高流动性答案:B解析:3.[单选题]带传动超过最大工作能力时,将发生打滑失效,打滑总是( )开始。

A)先在大带轮上B)先在小带轮上C)在两带轮上同时答案:B解析:4.[单选题]凸轮机构从动件采用等速运动规律时，有（ ）。

A)柔性冲击B)刚性冲击C)平稳无冲击答案:B解析:5.[单选题]直齿锥齿轮是按( )的当量直齿圆柱齿轮进行强度计算的。

A)大端B)小端C)齿宽中点处答案:C解析:6.[单选题]受重载、冲击严重且要求尺寸小的齿轮材料应选( )。

A)低碳合金钢渗碳淬火7.[单选题]对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要因素是( )。

A)最小应力B)平均应力C)应力幅答案:C解析:8.[单选题]滑动轴承中,当轴转速低、压力大时,应选A)粘度较低的油B)粘度较高的油C)粘度中等的油答案:B解析:9.[单选题]窄V带与普通V带相比其传动承载能力( )。

A)降低B)提高C)相同答案:B解析:10.[单选题]机械是机器和（ ）的总称。

A)设备B)机构C)系统答案:B解析:11.[单选题]联轴器和离合器的主要作用是( )。

A)传递运动和转矩B)防止机器发生过载C)缓冲减振答案:A解析:12.[单选题]轮船甲板处要求联接件表面平滑应采用( )铆钉。

A)半圆头13.[单选题]V带带轮材料一般选用( )。

A)碳钢调质B)合金钢C)铸铁答案:C解析:14.[单选题]两只外圆柱斜齿轮正确啮合条件为( )。

A)法面模数相等、法面压力角相等,分度圆螺旋角相等,旋向相反B)法面模数相等、法面压力角相等,分度圆螺旋角相等,旋向相同C)法面模数相等、法面压力角相等答案:C解析:15.[单选题]适当增加轴肩或轴环处圆角半径的目的在于： （ ）A)降低应力集中，提高轴的疲劳强度B)便于轴的加工C)便于实现轴向定位答案:A解析:16.[单选题]当齿轮中心距稍有改变时,( )保持原值不变的性质称为可分性。

闹钟简介带有闹时装置的钟。

既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号。

通常置于台子上使用的称台式闹钟；主要为旅行使用的称旅行闹钟。

闹钟的机芯结构主要有机械式和石英电子式两大类，其他如晶体管摆轮游丝式、音叉式等类型已很少用。

日用机械闹钟的走时日误差一般在120秒/日以内,石英电子闹钟的走时日误差一般在0.2秒/日以内。

机械闹钟内部结构机械闹钟的机芯结构包括走时和闹时两大系统。

机械闹钟①走时系统。

其中的原动系以发条为贮能元件，所贮能量一般有1天的和8天的两种。

贮能1天的闹钟常采用不带发条盒的结构;传动系中的齿轮常采用修正摆线的销形啮合，其小齿轮（龆轮）以圆柱形钢丝作轮齿；擒纵机构多采用销钉式（俗称粗马），它以圆柱形钢丝作叉销,成本较低,但走时精度亦较低；振动系统采用摆轮游丝式。

由于摆轮的转速较高，振动周期为0.6秒的摆轮,摆轮轴与摆轴承在24小时中往复转动摩擦达28.8万次，因而对摆支承的结构和材料的选择直接影响到钟的寿命。

为提高寿命，中国生产的闹钟的摆轮轴与摆轴承采用圆柱形配合结构，摆轮轴顶端为较大曲率半径的球面,摆轴承用廉价的玻璃钻,这种面接触或线接触成倍地延长了钟的维修周期和走时寿命。

游丝常采用磷青铜或镍基合金制成。

②闹时系统：通常包括闹时原动机构、传动机构、擒纵机构和对闹机构 4个部分。

闹时原动机构也可与走时原动机构共用一根发条，但在发条轴上增加有限位机构，以控制闹时释放发条的长度；闹时擒纵机构对振动周期等时性要求不高，故常采用无固有振动周期的擒纵调速器而不用摆轮和游丝，打锤安装在叉轴上。

机械式音乐闹钟上还带有以闹发条驱动的带拨针的滚轮，拨针按曲谱排列，拨动音簧，演奏出音乐。

电子闹钟①走时系统：指针式石英电子闹钟的走时系统包括石英谐振器、CMOS集成电路（分频和驱动）、步进电机（将电能转换为机械能）、计数和传动机构、指针机构等部件；数字式石英电子闹钟的走时系统包括石英谐振器、CMOS集成电路（分频、计算和驱动）、液晶显示屏或发光二极管、导电橡胶等部件；此外，指针式和数字式都包括电池、微调电容、夹板和线路版等部件。

机械设计基础第七版课后习题答案第一篇：机械设计基础第七版课后习题答案第一章1-1 什么是运动副？高副与低副有何区别？答：运动副：使两构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。

平面低副－凡是以面接触的运动副，分为转动副和移动副；平面高副－以点或线相接触的运动副。

1-2 什么是机构运动简图？它有什么作用？答：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。

这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。

作用：机构运动简图不仅能表示出机构的传动原理，而且还可以用图解法求出机构上各有关点在所处位置的运动特性（位移，速度和加速度）。

它是一种在分析机构和设计机构时表示机构运动的简便而又科学的方法。

1-3平面机构具有确定运动的条件是什么？答：机构自由度F>0，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。

（复习自由度4 个结论 P17）第二章2-1 什么是曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？答：急回特性：曲柄等速回转的情况下，摇杆往复运动速度快慢不同，摇杆反行程时的平均摆动速度必然大于正行程时的平均摆动速度，此即急回特性。

死点位置：摇杆是主动件，曲柄是从动件，曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆加于曲柄的驱动力F 正好通过曲柄的转动中心，所以不能产生使曲柄转动的力矩，机构的这种位置称为死点位置。

即机构的从动件出现卡死或运动不确定的现象的那个位置称为死点位置（从动件的传动角 =0°）。

第三章3-2 通常采用什么方法使凸轮与从动件之间保持接触？答：力锁合：利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。

形锁合：利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。

3-3 什么叫刚性冲击和柔性冲击？用什么方法可以避免刚性冲击？答：刚性冲击：从动件在运动开始和推程终止的瞬间，速度突变为零，理论上加速度为无穷大，产生无穷大的惯性力，机构受到极大的冲击，称为刚性冲击。

第七章 动量守恒定律专题十二 力学三大观点的综合应用核心考点五年考情命题分析预测动量与能量观点的综合应用2022：广东T13，湖北T16；2021：湖北T15；2020：山东T18力学三大观点的综合应用往往以高考压轴题的形式考查，综合性强，难度大，常与曲线运动、带电粒子在电磁场中的运动或导体棒切割磁感线等知识点相结合进行考查.预计2025年高考可能会出现三大观点应用的计算题.三大观点的综合应用2023：山东T18，广东T15，辽宁T15，浙江6月T18，浙江1月T18；2022：浙江6月T20；2021：北京T17，湖南T14题型1 动量与能量观点的综合应用1.两大观点动量的观点：动量定理和动量守恒定律.能量的观点：动能定理和能量守恒定律. 2.三种技巧（1）若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律（机械能守恒定律）.（2）若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理.（3）动量守恒定律、能量守恒定律（机械能守恒定律）、动能定理都只考查一个物理过程的初、末两个状态有关物理量间的关系，对过程的细节不予细究，这正是它们的方便之处，特别对于变力做功问题，就更显出它们的优越性.1.[2024江西九校联考]如图所示，质量M ＝4kg 的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m ＝2kg 的小球通过长L ＝0.5m 的轻质细杆与滑块上的光滑轴O 连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕轴O自由转动.开始时轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v 0＝4m/s ，以初始时刻轴O 的位置为坐标原点，在竖直平面内建立固定的直角坐标系xOy ，取g ＝10m/s 2.（1）若锁定滑块，求小球通过最高点时轻杆对小球的作用力大小；（2）若解除对滑块的锁定，求小球运动到最高点时的动能E k ；（3）若解除对滑块的锁定，在平面直角坐标系xOy 中，求出小球从出发至运动到最高点的过程的轨迹方程.答案 （1）4N （2）4J （3）（32x －14）2＋y 2＝14解析 （1）若锁定滑块，则小球从开始运动到上升至最高点的过程，机械能守恒，有12m v 02＝12m v 12＋mgL小球在最高点时，设轻杆对小球的作用力大小为F ，则有mg ＋F ＝mv 12L联立解得F ＝4N（2）若解除对滑块的锁定，由于小球与滑块组成的系统在水平方向上不受力，因此小球与滑块组成的系统在水平方向上动量守恒.设小球通过最高点时的速度大小为v 2，此时滑块的速度大小为v ，以水平向右为正方向，则有0＝mv 2－Mv运动过程中，系统的机械能守恒，则有12m v 02＝12m v 22＋12Mv 2＋mgL又E k ＝12m v 22联立解得E k ＝4J（3）若解除对滑块的锁定，在小球上升的过程中，滑块向左运动，小球在水平方向上向右运动，设小球的位置坐标为（x ，y ）时，滑块向左运动的位移大小为Δx ，则由人船模型有m （L －x ）＝M Δx由几何关系可知（x －Δx ）2＋y 2＝L 2联立可得小球运动的轨迹方程为（32x －14）2＋y 2＝14.题型2 三大观点的综合应用1.三大基本观点动力学观点 运用牛顿运动定律结合运动学知识解题，可处理匀变速运动问题能量观点 用动能定理和能量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题动量观点用动量定理和动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题2.三大观点的选用原则力学中首先考虑使用两个守恒定律.从两个守恒定律的表达式看出多项都是状态量（如速度、位置），所以守恒定律能解决状态问题，不能解决过程（如位移x 、时间t ）问题，不能解决力（F ）的问题.（1）若是多个物体组成的系统，优先考虑使用两个守恒定律.（2）若物体（或系统）涉及速度和时间，应考虑使用动量定理.（3）若物体（或系统）涉及位移和时间，且受到恒力作用，应考虑使用牛顿运动定律.（4）若物体（或系统）涉及位移和速度，应考虑使用动能定理，系统中摩擦力做功时应用摩擦力乘以相对路程，动能定理解决曲线运动和变加速运动问题特别方便.2.[三大观点的综合应用/2021湖北]如图所示，一圆心为O 、半径为R 的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在Q 点相切.在水平面上，质量为m 的小物块A 以某一速度向质量也为m 的静止小物块B 运动.A 、B 发生正碰后，B 到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，A 沿半圆弧轨道运动到与O 点等高的C 点时速度为零.已知重力加速度大小为g ，忽略空气阻力.（1）求B 从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到Q 点的距离；（2）当A 由C 点沿半圆弧轨道下滑到D 点时，OD 与OQ 夹角为θ，求此时A 所受力对A 做功的功率；（3）求碰撞过程中A 和B 损失的总动能.答案 （1）2R （2）mg sin θ√2gRcosθ （3）√10mgR解析 （1）设B 到半圆弧轨道最高点时速度为v 2'，由于B 对轨道最高点的压力为零，则由牛顿第二定律得mg ＝mv 22'RB 离开最高点后做平抛运动，则在竖直方向上有2R ＝12gt 2在水平方向上有x ＝v 2't联立解得x ＝2R（2）对A 由C 到D 的过程，由机械能守恒定律得mgR cos θ＝12m v D2由于对A 做功的力只有重力，则A 所受力对A 做功的功率为P ＝mgv D sin θ解得P ＝mg sin θ√2gRcosθ（3）设A 、B 碰后瞬间的速度分别为v 1、v 2，对B 由Q 到最高点的过程，由机械能守恒定律得12m v 22＝12m v 22'＋mg ·2R解得v 2＝√5gR对A 由Q 到C 的过程，由机械能守恒定律得12m v 12＝mgR解得v 1＝√2gR设碰前瞬间A 的速度为v 0，对A 、B 碰撞的过程，由动量守恒定律得mv 0＝mv 1＋mv 2解得v 0＝√2gR ＋√5gR碰撞过程中A 和B 损失的总动能为ΔE ＝12m v 02－12m v 12－12m v 22解得ΔE ＝√10mgR .3.[三大观点的综合应用/2023浙江6月]为了探究物体间的碰撞特性，设计了如图所示的实验装置.水平直轨道AB 、CD 和水平传送带平滑无缝连接，两半径均为R ＝0.4m 的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF 与轨道CD 和足够长的水平直轨道FG 平滑相切连接.质量为3m 的滑块b 与质量为2m 的滑块c 用劲度系数k ＝100N/m 的轻质弹簧连接，静置于轨道FG 上.现有质量m ＝0.12kg 的滑块a 以初速度v 0＝2√21m/s 从D 处进入，经DEF 管道后，与FG 上的滑块b 碰撞（时间极短）.已知传送带长L ＝0.8m ，以v ＝2m/s 的速率顺时针转动，滑块a 与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，其他摩擦和阻力均不计，各滑块均可视为质点，弹簧的弹性势能E p ＝12kx 2（x 为形变量）.（1）求滑块a 到达圆弧管道DEF 最低点F 时速度大小v F 和所受支持力大小F N ；（2）若滑块a 碰后返回到B 点时速度v B ＝1m/s ，求滑块a 、b 碰撞过程中损失的机械能ΔE ；（3）若滑块a 碰到滑块b 立即被粘住，求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx .答案 （1）v F ＝10m/s F N ＝31.2N （2）ΔE ＝0 （3）Δx ＝0.2m解析 （1）滑块a 以初速度v 0从D 处进入竖直圆弧管道DEF 运动，由动能定理有mg ·2R＝12m v F 2－12m v 02解得v F＝10m/s在最低点F ，由牛顿第二定律有F N －mg ＝m v F2R解得F N ＝31.2N（2）碰撞后滑块a 返回到B 点的过程，由动能定理有－mg ·2R －μmgL ＝12m v B 2－12m v a2解得v a ＝5m/s滑块a 、b 碰撞过程，由动量守恒定律有mv F ＝－mv a ＋3mv b解得v b ＝5m/s碰撞过程中损失的机械能为ΔE ＝12m v F 2－12m v a 2－12·3m v b 2＝0（3）滑块a 碰撞b 后立即被粘住，由动量守恒定律有mv F ＝（m ＋3m ）v ab解得v ab ＝2.5m/s滑块ab 一起向右运动，压缩弹簧，ab 减速运动，c 加速运动，当abc 三者速度相等时，弹簧长度最小，由动量守恒定律有（m ＋3m ）v ab ＝（m ＋3m ＋2m ）v abc解得v abc ＝53m/s由机械能守恒定律有E p1＝12×4m v ab 2－12×6m v abc2解得E p1＝0.5J由E p1＝12k x 12解得最大压缩量x 1＝0.1m滑块ab 一起继续向右运动，弹簧弹力使c 继续加速，使ab 继续减速，当弹簧弹力减小到零时，c 速度最大，ab 速度最小；滑块ab 一起再继续向右运动，弹簧弹力使c 减速，使ab 加速，当abc 三者速度相等时，弹簧长度最大，其对应的弹性势能与弹簧长度最小时的弹性势能相等，由弹簧的弹性势能公式可知最大伸长量x 2＝0.1m所以碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx ＝x 1＋x 2＝0.2m.方法点拨深化观念、建构模型，解决力学综合难题1.[2023浙江1月]一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角θ＝37°的直轨道AB 、螺旋圆形轨道BCDE 、倾角θ＝37°的直轨道EF 、水平直轨道FG 组成，除FG 段外各段轨道均光滑，且各处平滑连接.螺旋圆形轨道与轨道AB 、EF 相切于B （E ）处.凹槽GHIJ 底面HI 水平光滑，上面放有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁GH 处，摆渡车上表面与直轨道FG 、平台JK 位于同一水平面.已知螺旋圆形轨道半径R ＝0.5m ，B 点高度为1.2R ，FG 长度L FG ＝2.5m ，HI 长度L 0＝9m ，摆渡车长度L ＝3m 、质量m ＝1kg.将一质量也为m 的滑块从倾斜轨道AB 上高度h ＝2.3m 处静止释放，滑块在FG 段运动时的阻力为其重力的0.2倍.（摆渡车碰到竖直侧壁IJ 立即静止，滑块视为质点，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g 取10m/s 2）（1）求滑块过C 点的速度大小v C和轨道对滑块的作用力大小F C；（2）摆渡车碰到IJ 前，滑块恰好不脱离摆渡车，求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数μ；（3）在（2）的条件下，求滑块从G 到J 所用的时间t .答案 （1）4m/s 22N （2）0.3 （3）2.5s解析 （1）C 点离地高度为1.2R ＋R cos θ＋R ＝3R滑块从静止释放到C 点过程，根据动能定理可得 mg （h －3R ）＝12m v C2－0 解得v C＝4m/s在最高点C 时，根据牛顿第二定律可得 F C＋mg ＝m v C2R解得F C＝22N（2）从静止释放到G 点，由动能定理可得 mgh －0.2mgL FG＝12m v G2由题可知，滑块到达摆渡车右端时刚好与摆渡车共速，速度大小设为v根据动量守恒定律可得2mv ＝mv G由功能关系可得μmgL ＝12m v G 2－12×2mv 2综合解得μ＝0.3（3）滑块从滑上摆渡车到与摆渡车共速过程，滑块的加速度大小为a ＝μg设滑块从滑上摆渡车到共速的时间为t 1，有t 1＝v G －v μg＝1s共速后继续向右匀速运动的时间t 2＝L 0－L －12vt 1v＝1.5st ＝t 1＋t 2＝2.5s .2.[2022广东]某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型.竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态.当滑块从A 处以初速度v 0为10m/s 向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f 为1N.滑块滑到B 处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动.已知滑块的质量m ＝0.2kg ，滑杆的质量M ＝0.6kg ，A 、B 间的距离l ＝1.2m ，重力加速度g 取10m/s 2，不计空气阻力.求：（1）滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小N 1和N 2；（2）滑块碰撞前瞬间的速度大小v ；（3）滑杆向上运动的最大高度h .答案 （1）8N 5N （2）8m/s （3）0.2m解析 （1）滑块静止时，滑块和滑杆均处于静止状态，以滑块和滑杆整体为研究对象，由平衡条件可知N 1＝（m ＋M ）g ＝8N滑块向上滑动时，滑杆受重力、滑块对其向上的摩擦力以及桌面的支持力，则有N 2＝Mg －f'，f'＝f代入数据得N 2＝5N（2）解法1 碰前，滑块向上做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得mg ＋f ＝ma 1解得a 1＝15m/s 2，方向向下由运动学公式得v 2－v 02＝－2a 1l代入数据得v ＝8m/s解法2 由动能定理得－（mg ＋f ）l ＝12mv 2－12m v 02代入数据解得v ＝8m/s（3）滑块和滑杆发生的碰撞为完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有mv ＝（M ＋m ）v 共代入数据得v 共＝2m/s此后滑块与滑杆一起竖直向上运动，根据动能定理有－（M ＋m ）gh ＝0－12（M ＋m ）v 共2代入数据得h ＝0.2m.3.[2021湖南]如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为L 的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平轨道右下方有一段弧形轨道PQ .质量为m 的小物块A 与水平轨道间的动摩擦因数为μ.以水平轨道末端O 点为坐标原点建立平面直角坐标系xOy ，x 轴的正方向水平向右，y 轴的正方向竖直向下，弧形轨道P 端坐标为（2μL ，μL ），Q 端在y 轴上.重力加速度为g .（1）若A 从倾斜轨道上距x 轴高度为2μL 的位置由静止开始下滑，求A 经过O 点时的速度大小；（2）若A 从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过O 点落在弧形轨道PQ 上的动能均相同，求PQ 的曲线方程；（3）将质量为λm （λ为常数且λ≥5）的小物块B 置于O 点，A 沿倾斜轨道由静止开始下滑，与B 发生弹性碰撞（碰撞时间极短），要使A 和B 均能落在弧形轨道上，且A 落在B 落点的右侧，求A 下滑的初始位置距x 轴高度的取值范围.答案 （1）√2μgL （2）x 22y ＋2y ＝4μL （0≤x ≤2μL ） （3）3λ－1λ－3μL ＜h ≤μL ＋3μL （λ+1）2（λ－1）2解析 （1）设A 滑到O 点时速度为v 0，A 从倾斜轨道上滑到O 点过程中，由动能定理有mg ·2μL －μmgL ＝12m v 02解得v 0＝√2μgL（2）若A 以（1）中的位置从倾斜轨道上下滑，A 从O 点抛出，假设能运动到弧形轨道上的P 点，水平方向有2μL ＝v 0t 1竖直方向有y P ＝12g t 12解得y P ＝μL ，假设成立所以A 落在弧形轨道时的动能E k 满足mg ·2μL －μmgL ＋mg ·μL ＝E k －0A 从O 点抛出，做平抛运动，水平方向有x ＝v 1t竖直方向有y ＝12gt 2又y ＝v y22g ，E k ＝12m （v 12＋v y 2）联立解得PQ 的曲线方程为x 22y＋2y ＝4μL （0≤x ≤2μL ）（3）设A 初始位置到x 轴的高度为h ，A 滑到O 点的速度为v A 0，碰撞后的速度为v A 1，反弹后再次返回O 点时速度为v A ，A 、B 碰撞后B 的速度为v B ，A 、B 碰撞过程有mv A 0＝mv A 1＋λmv B12m v A02＝12m v A12＋12λm v B2解得v A 1＝1－λ1+λv A 0，v B ＝21+λv A 0A 从倾斜轨道上滑到O 点的过程有mgh －μmgL ＝12m v A02碰后又运动到O 点过程有－μmg ·2L ＝12m v A 2－12m v A12又A 、B 均能落在弧形轨道上且A 落在B 点右侧应满足v B ＜v A ≤v 0联立求解得3λ－1λ－3μL ＜h ≤μL ＋3μL （λ+1）2（λ－1）24.[高考新题型/2023湖南]如图，质量为M 的匀质凹槽放在光滑水平地面上，凹槽内有一个半椭圆形的光滑轨道，椭圆的半长轴和半短轴分别为a 和b ，长轴水平，短轴竖直.质量为m 的小球，初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止开始下滑.以初始时刻椭圆中心的位置为坐标原点，在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系xOy ，椭圆长轴位于x 轴上.整个过程凹槽不翻转，重力加速度为g .（1）小球第一次运动到轨道最低点时，求凹槽的速度大小以及凹槽相对于初始时刻运动的距离；（2）在平面直角坐标系xOy 中，求出小球运动的轨迹方程；（3）若Mm ＝ba －b，求小球下降h ＝b2高度时，小球相对于地面的速度大小（结果用a 、b 及g表示）.答案 （1）√2m 2gbM （m ＋M ）ma M ＋m（2）[(M ＋m ）x －ma ]2M 2a 2＋y 2b2＝1（y ≤0）（3）2b √ga+3b解析 （1）小球从静止到第一次运动到轨道最低点的过程，水平方向上小球和凹槽组成的系统动量守恒，有0＝mv 1－Mv 2对小球与凹槽组成的系统，由机械能守恒定律有mgb ＝12m v 12＋12M v 22 联立解得v 2＝√2m 2gbM （m ＋M ）根据人船模型规律，在水平方向上有mx 1＝Mx 2又由位移关系知x 1＋x 2＝a解得凹槽相对于初始时刻运动的距离x 2＝maM ＋m（2）小球向左运动过程中，凹槽向右运动，当小球的坐标为（x ，y ）时，小球向左运动的位移x'1＝a －x ，则凹槽水平向右运动的位移为x'2＝mM （a －x ）小球在凹槽所在的椭圆上运动，根据数学知识可知小球的运动轨迹满足（x －x '2）2a 2＋y 2b2＝1整理得小球运动的轨迹方程为[(M ＋m ）x －ma ]2M 2a 2＋y 2b 2＝1（y ≤0）（3）若Mm ＝b a －b，代入（2）问结果化简可得[x －（a －b ）]2＋y 2＝b 2即小球的运动轨迹是半径为b 的圆小球下降h ＝b 2高度的过程，小球与凹槽组成的系统在水平方向动量守恒，有mv'1x ＝Mv'2对小球与凹槽组成的系统，由机械能守恒定律有mgh ＝12mv'12＋12Mv'22由几何关系及速度的分解得v'1sin30°＝v'1x联立解得v'1＝2b √g a+3b.1.[2024四川成都蓉城名校联考/多选]一次台球练习中，某运动员用白球击中彩球，白球与静止的彩球发生正碰，碰撞时间极短，碰后两球在同一直线上运动，且台球运动时所受桌面阻力保持不变，两球质量均为m ＝0.2kg ，碰撞后两球的位移x 与速度的平方v 2的关系如图所示，重力加速度g 取10m/s2.则下列说法正确的是（ BC ）A.碰撞前白球的速度为1.64m/sB.碰撞过程中，白球对彩球的冲量大小为0.2kg·m/sC.碰撞过程中，系统有机械能转化为内能D.台球所受桌面阻力为0.5N解析 由题图可知，碰后白球速度v 1＝0.8 m/s ，彩球速度v 2＝1.0 m/s.设碰撞前白球 速度为v 0，由动量守恒得mv 0＝mv 1＋mv 2，解得v 0＝1.8 m/s ，故A 错误；碰撞过程中，白球对彩球的冲量I ＝mv 2＝0.2×1.0 kg·m/s ＝0.2 kg·m/s ，B 正确；由于12m v 02＞12m v 12＋12m v 22，故碰撞过程中，系统有机械能转化为内能，C 正确；由运动学知识可知a ＝v 122x 1＝0.642×1.28 m/s 2＝0.25 m/s 2，故阻力为f ＝ma ＝0.05 N ，故D 错误.2.[2024北京海淀区期中/多选]如图所示，质量m A ＝1kg 、长L ＝9m 的薄板A 放在水平地面上，在大小为4N 、水平向右的外力F 作用下由静止开始运动，薄板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.2，其速率达到v A ＝2m/s 时，质量m B ＝1kg 的物块B 以v B ＝4m/s 的速率由薄板A 右端向左滑上薄板，A 与B 间的动摩擦因数μ2＝0.1，B 可视为质点，重力加速度g 取10m/s 2.下列说法正确的是（ AD ）A.当A 的速率减为0时，B 的速率为2m/sB.从B 滑上A 到B 掉下的过程中，A 、B 所组成的系统动量守恒C.从B 滑上A 到B 掉下的过程，A 、B 和地面所组成的系统因摩擦而产生的热量为9JD.从B 滑上A 到B 掉下的过程，A 、B 所组成的系统机械能减少9J解析 B 滑上A 后，B 开始做减速运动，此时对B 由牛顿第二定律有μ2m B g ＝m B a B ，解得a B ＝1 m/s 2，对A 由牛顿第二定律有μ1(m A ＋m B )g ＋μ2m B g -F ＝m A a A ，解得a A ＝1 m/s 2，A 也开始做减速运动，假设A 速率减为0时，B 未从A 上掉下，则A 的速率减为0的时间为t 1＝v Aa A＝2 s ，此时B 的速度大小为v B 1＝v B -a B t 1＝2 m /s ，此过程A 、B 的相对位移Δx ＝v A22a A＋v B 2−v B122a B＝8 m ＜L ，故假设成立，A 正确；在B 滑上A 到A 速度减到零的过程中，有μ1(m A ＋m B )g ＝F ，即A 、B 所组成的系统受到的合力为零，动量守恒，当A 速度减为零时，由于μ1(m A ＋m B )g ＋μ2m B g ＞F ，则A 此后处于静止状态，且由平衡条件可知A 与地面间的摩擦力f ＜F ，A 、B 所组成的系统受到的合力不为零，动量不守恒，B 错误；从B 滑上A 到A 速度减为零的过程，A 的位移为x A ＝v A22a A＝2 m ，此过程B 的位移为x B ＝v B 2−v B122a B＝6 m ，结合B 项分析可知，此后A 处于静止状态，B 继续向左做匀减速运动直至掉下，则对从B 滑上A 到B 掉下的整个运动过程，A 、B 和地面所组成的系统因摩擦而产生的热量为Q ＝μ1(m A ＋m B )gx A ＋μ2m B gL ＝17 J ，C 错误；从B 滑上A 到B 掉下的过程，A 、B 所组成的系统机械能的减少量为ΔE k ＝Q -Fx A ＝9 J ，D 正确.3.[设问创新/2024重庆南开中学校考/多选]如图所示，半径为R 、质量为3m 的14圆弧槽AB 静止放在光滑水平地面上，圆弧槽底端B 点切线水平，距离B 点为R 处有一质量为3m 的小球2，其左侧连有轻弹簧.现将质量为m 的小球1（可视为质点）从左侧圆弧槽上端的A 点由静止释放，重力加速度为g ，不计一切摩擦.则下列说法正确的是（ BC ）A.系统（三个物体）全程动量守恒B.小球1刚与弹簧接触时，与圆弧槽底端B 点相距53RC.弹簧弹性势能的最大值为916mgRD.小球1最终的速度大小为√6gR 4解析 小球1在圆弧槽上运动时，系统在竖直方向上动量不守恒，故A 错误.小球1从圆弧槽的A 点到B 点的过程中，设小球1滑到B 点时小球1的速度为v 0，圆弧槽的速度为v ，取水平向右为正方向，小球1与圆弧槽在水平方向动量守恒有0＝mv 0-3mv ，由能量守恒有mgR ＝12m v 02＋12·3mv 2，解得v 0＝3v ＝√3gR 2.设小球1到B 点时，小球1水平向右移动的距离为x 1，圆弧槽向左运动的距离为x 2，两者的相对位移为R ，因此有mx 1-3mx 2＝0，x 1＋x 2＝R ，联立解得x 1＝34R ，x 2＝14R . 此时圆弧槽的B 点与弹簧之间的距离L ＝x 2＋R ＝54R .小球1从B 点向右以v 0匀速运动，圆弧槽向左以v03匀速运动，小球1刚与弹簧接触时，与圆弧槽底端B 点的距离L'＝L ＋v03·Lv 0＝43L ＝53R ，故B 正确.小球1与小球2共速时，弹簧弹性势能有最大值，从小球1刚与弹簧接触到两球共速，由动量守恒有mv 0＝(m ＋3m )v 共，由能量守恒有12m v 02＝12(m ＋3m )v 共2＋E p ，联立解得E p ＝916mgR ，故C 正确.从小球1刚与弹簧接触到两球分开，由动量守恒有mv 0＝mv 1＋3mv 2，由能量守恒有12m v 02＝12m v 12＋12·3m v 22，解得v 1＝-12v 0，v 2＝12v 0.小球1之后向左以12v 0匀速运动，因为圆弧槽此时正向左以v03匀速运动，故会再次和圆弧槽碰撞，以向左为正，碰撞前、后动量守恒有m ·v02＋3m ·v03＝mv 3＋3mv 4，由能量守恒有12m (v02)2＋12·3m (v03)2＝12m v 32＋12·3m v 42，解得v 3＝14v 0，v 4＝512v 0，最终小球1以14v 0的速度向左运动，圆弧槽以512v 0的速度向左运动，小球2以12v 0的速度向右运动，小球1最终的速度为14v 0＝√6gR 8，故D 错误.4.长为l 的轻绳上端固定，下端系着质量为m 1的小球A ，处于静止状态.A 受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点.当A 回到最低点时，质量为m 2的小球B 与之迎面正碰，碰后A 、B 粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点.不计空气阻力，重力加速度为g ，求：（1）A 受到的水平瞬时冲量I 的大小；（2）碰撞前瞬间B 的动能E k 至少多大？答案 （1）m 1√5gl （2）5gl （2m 1＋m 2）22m 2解析 （1）A 恰好能通过圆周轨迹的最高点，此时轻绳的拉力刚好为零，设A 在最高点时的速度大小为v ，由牛顿第二定律有m 1g ＝m 1v 2l ①A 从最低点到最高点的过程中机械能守恒，取轨迹最低点处重力势能为零，设A 在最低点的速度大小为v A ，有12m 1v A 2＝12m 1v 2＋2m 1gl ②由动量定理有I ＝m 1v A③联立①②③式，得I ＝m 1√5gl ④（2）设两球粘在一起后瞬间的速度大小为v'，A 、B 粘在一起后恰能通过圆周轨迹的最高点，需满足v'＝v A ⑤要达到上述条件，碰后两球速度方向必须与碰前B 的速度方向相同，以此方向为正方向，设B 碰前瞬间的速度大小为v B ，由动量守恒定律有m 2v B －m 1v A ＝（m 1＋m 2）v' ⑥又E k ＝12m 2v B 2 ⑦联立①②⑤⑥⑦式，得碰撞前瞬间B 的动能E k 至少为 E k ＝5gl （2m 1＋m 2）22m 2⑧.5.[三轨推拉门/2023江苏扬州三模]有一款三轨推拉门（如图甲），门框内部宽为2.4m ，三扇相同的门板的俯视图如图乙，每扇门板宽为d ＝0.8m ，质量为m ＝20kg ，与轨道间的动摩擦因数为μ＝0.01.在门板边缘凸起部位贴有尼龙扣，两门板碰后可连在一起.现三扇门板静止在最左侧，用力F 水平向右拉3号门板，一段时间后撤去.取重力加速度g ＝10m/s 2.（1）若3号门板左侧凸起部位恰能与2号门板右侧凸起部位接触，求力F 做的功W .（2）若F ＝12N ，3号门板恰好到达门框最右侧，大门完整关闭.①求3号门板与2号门板碰撞前瞬间的速度大小v 0.②求拉力F 的作用时间t .答案 （1）1.6J （2）①0.8m/s②2√63s解析 （1）根据动能定理有W －μmgd ＝0，解得W ＝1.6J（2）①设3号门板与2号门板碰撞后速度大小为v 1，碰后两门板位移大小均为d ＝0.8m从3号门板与2号门板碰撞后到大门完整关闭，根据功能关系有－2μmgd ＝－12·2m v 12碰撞过程，根据动量守恒定律有mv 0＝2mv 1，解得v 0＝0.8m/s②根据牛顿第二定律有F －μmg ＝ma根据动能定理有 Fx －μmgd ＝12m v 02【易错辨析】在关门过程中，拉力F 作用时间与门受到的摩擦力作用时间不同，不推荐应用动量定理列方程解答.根据运动学公式有x ＝12at 2解得t ＝2√63s.6.[2024湖南湘潭一中校考]如图是一游戏装置的简易模型，它由光滑的水平轨道和竖直平面内的光滑圆轨道组成，竖直圆轨道的半径R ＝0.9m ，圆轨道内侧最高点E 点装有一力传感器，且竖直圆轨道的最低点D 、D'点相互靠近且错开.水平轨道左侧放置着两个用细绳连接的物体A 和B ，其间有一压缩的轻弹簧（物体与轻弹簧不粘连），烧断细绳，物体被弹出.轨道右侧M 端与水平传送带MN 等高，并能平滑对接，传送带总长度L ＝5m ，传送带速度大小和方向均可调.已知A 物体质量m A ＝1kg ，B 物体质量可变，A 、B 间被压缩的弹簧的弹性势能为30J ，取重力加速度g ＝10m/s 2.（1）求测得的力传感器能显示的力的最小值；（2）要使物体A 冲上传送带后，均能到达N 点，求传送带与物体A 之间的动摩擦因数的最大值；（3）要使物体A 在圆轨道上运动时不脱离轨道，求物体B 的质量范围.答案 （1）0 （2）0.45 （3）m B ≤37kg 或m B ≥3kg解析 （1）当由重力提供向心力时，对E 点压力为0，所以测得的力传感器能显示的力的最小值F min ＝0（2）当物体A 恰好通过圆轨道最高点后进入传送带时速度最小，此时若传送带静止或逆时针转动，则物体A 一直在传送带上做匀减速直线运动.当物体A 到达N 点的速度为0时，则动摩擦因数最大，即对物体A 分析有m A g ＝m A v E2Rm A g ·2R －μm A gL ＝0－12m A v E2得μ＝0.45.（3）物体A 不脱离圆轨道有两种情况：①过最高点的速度v E ≥√gR对物体A 从被弹簧弹出开始到到达最高点，根据动能定理有－m A g ·2R ＝12m A v E 2－12m A v A2得v A ≥√5gR ＝3√5m/s②到达圆轨道的圆心等高处时速度恰好为0，对物体A 从被弹簧弹出开始到到达圆心等高处，根据动能定理有－m A gR ＝0－12m A v A2得v A ≤√2gR ＝3√2m/s因为物体A 是通过释放弹簧的弹性势能获得速度，且A 与B 反向弹开，由动量守恒有m A v A ＝m B v B由机械能守恒有E p ＝12m A v A 2＋12m B v B2得m B ＝v A260－v A2kg代入数据得m B ≤37kg 或m B ≥3kg.7.[2024河北唐山摸底演练]如图所示，一圆弧轨道AB 与倾角为θ的斜面BC 在B 点相接.可视为质点的两个形状相同的小球a 、b ，将小球b 置于圆弧轨道的最低点，使小球a 从圆弧轨道A 点由静止释放，两小球在最低点发生弹性正碰，整个系统固定于竖直平面内.已知圆弧轨道半径R ＝1m ，圆弧过A 、B 两端点的半径与竖直方向间的夹角均为θ＝37°，小球a 的质量m 1＝4kg ，小球b 的质量m 2＝1kg ，重力加速度g ＝10m/s 2，不计一切阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：（1）与小球b 碰前瞬间，小球a 的速度大小v 0；（2）碰后瞬间小球b 对轨道的压力大小F ；（3）小球b 从B 点飞出圆弧轨道后，距离斜面BC 的最远距离h ，√6.24取2.5.答案 （1）2m/s （2）20.24N （3）0.36m解析 （1）对小球a 从静止释放到与小球b 碰撞前瞬间的过程，由动能定理有m 1gR （1－cos θ）＝12m 1v 02代入数据解得v 0＝2m/s（2）小球a 与小球b 发生弹性正碰，则有m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 212m 1v 02＝12m 1v 12＋12m 2v 22对碰撞后瞬间小球b ，由牛顿第二定律有F N －m 2g ＝m 2v 22R联立并代入数据解得F N ＝20.24N由牛顿第三定律可得小球b 对轨道的压力大小F ＝F N ＝20.24N（3）对小球b 从碰撞后到飞出圆弧轨道瞬间的过程，由动能定理有－m 2gR （1－cos θ）＝12m 2v 32－12m 2v 22代入数据解得v 3＝2.5m/s由几何关系可知，此时小球b 的速度与斜面的夹角为α＝74°小球b 在垂直斜面方向做类竖直上抛运动，则有v'0＝v 3sin α，a ＝g cos θ对小球b 从B 点运动到距离斜面最远的过程，由运动学规律有2ah ＝v '02代入数据解得h ＝0.36m.8.[板块模型＋弹簧模型＋新信息/2023辽宁]如图，质量m 1＝1kg 的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k ＝20N/m 的轻弹簧，弹簧处于自然状态.质量m 2＝4kg 的小物块以水平向右的速度v 0＝54m/s 滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触.木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能E p 与形变量x 的关系为E p ＝12kx 2.取重力加速度g ＝10m/s 2，结果可用根式表示.（1）求木板刚接触弹簧时速度v 1的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x 1.（2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x 2及此时木板速度v 2的大小.（3）已知木板向右运动的速度从v 2减小到0所用时间为t 0.求木板从速度为v 2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能ΔU （用t 0表示）.答案 （1）1m/s 0.125m （2）0.25m√32m/s （3）（4√3t 0－8t 02）J解析 （1）小物块从滑上木板到两者共速的过程，由动量守恒定律有m 2v 0＝（m 1＋m 2）v 1解得v 1＝1m/s两者共速前，对木板，由牛顿第二定律有μm 2g ＝m 1a解得a ＝4m/s 2由运动学公式有2ax 1＝v 12。