理论力学期末复习

理论力学期末复习题一、填空题1. 在介质中上抛一质量为m 理论力学期末复习题v k R；若选择坐标轴x 铅直向上；则小球的运动微分方程为理论力学期末复习题_。

2. 质点在运动过程中；在下列条件下；各作何种运动？①0 t a ；0 n a （答）： ；②0 t a ；0 n a （答）： ；③0 t a ；0 n a （答）： ；④0 t a ；0 n a （答）： 。

3. 质量为kg 10的质点；受水平力F的作用；在光滑水平面上运动；设t F 43 （t 以s 计；F 以N 计）；初瞬间（0 t ）质点位于坐标原点；且其初速度为零。

则s t 3 时；质点的位移等于_______________；速度等于_______________。

4. 在平面极坐标系中；质点的径向加速度为__________；横向加速度为_______。

5. 哈密顿正则方程用泊松括号表示为 ； 。

6. 质量kg m 2 的重物M ；挂在长m l 5.0 的细绳下端；重物受到水平冲击后获得了速度105 s m v ；则此时绳子的拉力等于 。

7. 平面自然坐标系中的切向加速度为 ；法向加速度为 。

8. 如果V F；则力所作的功与 无关；只与 的位置有关。

9. 在南半球地面附近自南向北的气流有朝 的偏向；而北半球的河流岸冲刷较为严重。

10. 已知力的表达式为axy F x ；2az F y ；2ax F z 。

则该力做功与路径_ （填“有关”或“无关”）；该力_ 保守力（填“是”或“不是”）。

11. 一质量组由质量分别为0m 、20m 、30m 的三个质点组成；某时刻它们的位矢和速度分别为j i r 1、i v21 、k j r 2、i v 2、k r 3、k j i v3。

则该时刻质点组相对于坐标原点的动量等于 ；相对于坐标原点的动量矩等于_ 。

12. 一光滑水平直管中有一质量为m 的小球；直管以恒定角速度 绕通过管子一端的竖直轴转动；若某一时刻；小球到达距O 点的距离为a 的P 点；取x 轴沿管；y 轴竖直向上；Ox yz P v ma并垂直于管；z 轴水平向前；并于管面垂直；如图所示；此时小球相对于管子的速度为v；则惯性离心力大小为 ；方向为 ；科里奥利力大小为 ；方向为 。

第一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（条件）作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充分必要条件是：这两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上。

✧公理2 加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，不改变原力系对刚体的作用。

（效应不变）✧公理3 力的平行四边形法则作用在物体上的同一点的两个力，可以合成为一个合力。

合力作用点也是该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。

✧公理4 作用和反作用定律作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反、沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。

✧公理5 刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。

✓推论1 力的可传性作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。

✓推理2 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，则此三力必在同一平面内，且第三力的作用线通过汇交点。

§1.2 约束和约束力一、约束的概念•自由体：位移不受限制的物体。

•非自由体：位移受限制的物体。

•约束：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。

二、约束反力（约束力）•约束力：约束对物体作用的力。

•在静力学中，约束力和物体受到的其它已知力（主动力）组成平衡力系，可用平衡条件求出未知的约束力。

三、工程常见约束•光滑平面约束•柔索约束•光滑铰链约束•固定铰链支座•止推轴承径向轴承•平面固定端约束§1.3 物体的受力分析和受力图受力分析：确定构件受了几个外力，每个力的作用位置和方向的分析过程。

•步骤：1．取研究对象（画分离体：按原方位画出简图）。

2．画主动力：主动力照搬。

3．画约束反力：根据约束性质确定。

第二章 平面汇交力系与平面力偶系§2–1 平面汇交力系平面汇交力系：各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点的力系。

专升本理论力学一单选1、力对刚体的作用效果决定于（）。

A、力的大小和力的方向B、力的方向和力的作用点C、力的大小、力的方向、力的作用点D、力的大小、力的作用点2、物体的平衡是指物体相对于地球处于（）状态。

A、静止B、静止或匀速直线运动C、加速运动D、减速运动3、作用力与反作用力是（）。

A、作用在一个物体上B、分别作用在两个物体上C、作用在第三各物体上D、作用在任意物体4、力系合力在某坐标轴上的投影等于该力系中 ( )。

A、各分力在该坐标轴上投影的代数和B、各分力的矢量和C、合力的大小D、合力在该坐标轴方向的分力5、固定铰链支座其约束反力一般用（）分量来表示。

A、三个B、平行C、一个D、两个正交6、在任一力系中加上或减去一个（），不会影响原力系对刚体的作用效果。

A、空间力系B、任意力系C、平面力系D、平衡力系7、力在坐标轴上的投影等于力的大小乘以与坐标轴正向间夹角（）。

A、正弦B、余弦C、正切D、余切8、平面汇交力系平衡的几何条件是（）。

A、力多边形自行封闭B、力多边形成圆形C、力多边形成正方形D、力多边形成三角形9、平面任意力系平衡的必要和充分条件是（）。

A、主矢等于零B、主矩等于零C、主矢和主矩同时等于零D、以上都不是10、同一个平面内的两个力偶的等效条件是（）。

A、力偶矩大小相等B、力偶转向相同C、力偶矩大小相等且力偶转向相同D、以上都不是11、作用于物体同一点的两个力可以合成一个力，合力的大小等于两个力的（）和。

A、代数B、矢量C、投影D、力矩12、一动点沿一曲线作匀加速运动，则该点的切向加速度一定（）。

A、指向该曲线的曲率中心B、与速度的方向无关C、与速度异号D、与速度同号13、直角坐标表示的动点的运动方程为x=2t,y=2t2,由此可知该动点的轨迹为（）。

A、直线B、圆弧C、抛物线D、椭圆14、切向加速度反映了（）。

A、速度大小的变化率B、速度方向的变化率C、速度大小和方向的变化率D、以上答案都不是15、描述刚体绕定轴转动快慢的物理量是（）。

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=∑F2.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。

3.力对刚体的作用效应分为移动和转动。

力对刚体的移动效应用力失来度量；力对刚体的转动效应用力矩来度量，即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。

（Mo（F）=±Fh）4.把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶，记为（F,F’）。

1、圆柱O 重G=1000N 放在斜面上用撑架支承如图；不计架重，求铰链A 、B 、C 处反力？解：(1) 研究圆柱，受力分析，画受力图：由力三角形得：(2) 研究AB 杆，受力分析（注意BC 为二力杆），画受力图：(3) 列平衡方程(4) 解方程组：2、求下图所示桁架中杆HI 、EG 、AC 的内力？FHC A E答：F F F F HI AC EG -===003、重物悬挂如图，已知G=1.8kN ，其他重量不计；求铰链A 的约束反力和杆BC 所受的力？解：(1) 研究整体，受力分析（BC 是二力杆），画受力图：（2）列平衡方程：（3）解方程组：X A =2.4KN; Y A =1.2KN; S=0,848KN4、三铰门式刚架受集中荷载F P 作用，不计架重，求支座A 、B 的约束力。

答：F A ＝F B ＝0。

707F P5、求梁的支座约束力，长度单位为m 。

解：∑M A（F）=0 F B×4-2×Sin450×6-1.5=O∑M B（F）=0 -F AY×4-2×Sin450×2-1.5=O∑F X=0 F AX+2×coS450=O解得: F AX=-1.41KN，F AY=-1.1KN，F B=2.50KN6、求刚架的支座约束力。

解得：F AX＝0 F AY＝17KN F B＝33KN。

M7、四连杆机构OABO1在图示位置平衡，已知OA=40㎝，O1B=60㎝，作用在曲柄OA上的力偶矩大小为M1=1N.m,求力偶矩M2的大小及连杆AB所受的力(各杆的重量不计)？解：（1）先取0A杆为研究对象，∑M=0 F AB×OAsin300-M1=0解得：F AB=5N（2）取O1B杆研究。

F′AB= F AB=5N∑M=0 M2- F′AB×O1B=0解得：M2= F′AB×O1B=3N.m飞轮加速转动时，其轮缘上一点M的运动规律为s=0.02 t3（单位为m、s），飞轮的半径R=0.4m。

一、选择题1、 (C)。

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（）。

A、F1－F2；B、F2－F1；C、F1＋F2；D、以上都不正确2、(C)。

作用在刚体上仅有二力F A、F B，且F A+F B=0，则此刚体（）A、一定平衡B、一定不平衡C、平衡与否不能判断D、以上都不正确3、 (A)。

二力平衡条件的使用范围是（）A、刚体B、刚体系统C、变形体D、任何物体或物体系统4、 (A)。

力的可传性（）A、适用于同一刚体B、适用于刚体和变形体C、适用于刚体系统D、既适用于单个刚体，又适用于刚体系统5、 (C)。

力对刚体的作用效果决定于（）A、力的大小和力的方向B、力的方向和力的作用点C、力的大小、力的方向、力的作用点D、力的大小、力的作用点6、(B)。

下列（）状态属于平衡状态。

A、匀加速直线运动B、静止状态C、减速运动D、定轴加速转动7、 (B)。

作用于刚体上的力可以（）作用线移到刚体上的任意一点A、平行于B、沿着原C、垂直D、沿着6008、 (B)。

力是物体间相互的（）作用A、化学B、机械C、磁力D、电力9、 (B)。

物体的平衡是指物体相对于地球处于（）状态A、静止B、静止或匀速直线运动C、加速运动D、减速运动10、 (C)。

作用于刚体上的两个力平衡的充分必要条件是这两个力（）A、大小相等B、大小相等，方向相反C、大小相等，方向相反，作用在一条直线D、无关系11、 (B)。

在力的作用下不变形的物体称为（）A、固体B、刚体C、永久体D、半固体易12、 (B)。

作用力与反作用力是（）A、作用在一个物体上B、分别作用在两个物体上C、作用在第三各物体上D、作用在任意物体13、 (D)。

作用力反作用力定律的适用范围是（）A、只适用于刚体；B、只适用于变形体；C、只适用于处于平衡状态的物体；D、对任何物体均适用.14、 (B)。

平衡力系是指( )的力系。

A、约束力等于零B、合力等于零C、主动力为零D、合力不为零15、 (D)。

理论力学期末复习题一、单选题１、F= 100N 方向如图示，若将F 沿图示x ，y 方向分解，则x 向分力大小为（ ）。

A) 86.6 N ； B) 70.7 N ； C) 136.6 N ； D) 25.9 N 。

2、某平面任意力系F1 =4KN ，F2=3 KN ，如图所示，若向A 点简化，则得到（ ）A ．F ’=3 KN ，M=0.2KNmB ．F ’=4KN ，M=0.3KNmC ．F ’=5 KN ，M=0.2KNmD ．F ’=6 KN ，M=0.3 KNm第1题图 第2题图3、实验测定摩擦系数的方法，把物体放在斜面上，逐渐从零起增大斜面的倾角φ直到物体刚开始下滑为止，这时的φ就是对应的摩擦角φf ，求得摩擦系数为（ ）4、直角杆自重不计，其上作用一力偶矩为M 的力偶，图（a ）与图（b ）相比，B 点约束反力的关系为（ ）。

A 、大于B 、小于C 、相等D 、不能确定图（a ） 图（b ）5、圆轮绕固定轴O 转动，某瞬时轮缘上一点的速度为v ，加速度为a ，如图所示。

试问哪些情况是不可能的？（ ）A 、(a)、(b)B 、(b)、(c)C 、(c)、(d)D 、(a)、(d)6、杆AB 的两端可分别沿水平、铅直滑道运动，已知B 端的速度为vB ，则图示瞬时B 点相对于A 点的速度为____________________。

A) B v sinθ； B) B v cosθ； C) B v ⁄ sinθ； D) B v ⁄ cosθ.第6题图 第7题图二、填空题7、图示物块重G=100N ，用水平力P 将它压在铅垂墙上，P=400N ，物块与墙间静摩擦系数fs=0.3，物块与墙间的摩擦力为F= 。

8、鼓轮半径R=0.5m ，物体的运动方程为x=52t （t 以s 计，x 以m 计），则鼓轮的角速度ω= ，角加速度α= 。

第8题图 第9题图 9、平面图形上任意两点的加速度A a 、B a 与A 、B 连线垂直，且A a ≠ B a ，则该瞬时，平面图形的角速度ω= 和角加速度α应为 。

理论力学部分第一章静力学基础一、是非题（每题3分，30分）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. 力偶只能使刚体发生转动，不能使刚体移动。

（）10.固定铰链的约束反力是一个力和一个力偶。

（）二、选择题（每题4分，24分）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。

6.关于约束的说法正确的是 。

① 柔体约束，沿柔体轴线背离物体。

② 光滑接触面约束，约束反力沿接触面公法线，指向物体。

《理论力学》——期末考试答案一、单选题1.力对点之矩决定于( )。

A.力的大小B.力臂的长短C.力的大小和力臂的长短D.无法确定正确答案：C2.动点相对于动坐标系的运动称为( )的运动。

A.牵连运动B.相对运动C.绝对运动D.圆周运动正确答案：B3.动点的牵连速度是指该瞬时牵连点的速度，它相对的坐标系是( )。

A.动坐标系B.不必确定的C.静坐标系D.静系或动系都可以正确答案：C4.在质点系动能定理中，应注意外力或内力做的功之和不等于合外力或( )做的功。

A.重力B.浮力C.合内力D.牵引力正确答案：C5.将平面力系向平面内任意两点进行简化，所得主矢量和主矩都相等，且主矩不为零，则该力系简化的最后结果为( )。

A.合力偶B.合力C.平衡力系D.无法进一步合成正确答案：A6.超静定结构的超静定次数等于结构中( )。

A.约束的数目B.多余约束的数目C.结点数D.杆件数正确答案：B7.静不定系统中，多余约束力达到3个，则该系统静不定次数为( )A.3次B.6次C.1次D.不能确定正确答案：A8.关于平面力偶系、平面汇交力系、平面一般力系，最多能够得到的相互独立的平衡方程的个数依次是( )。

A.2、1、3B.2、2、3C.1、2、2D.1、2、3正确答案：D9.平面任意力系向一点简化，应用的是( )。

A.力的平移定理B.力的平衡方程C.杠杆原理D.投影原理正确答案：A10.对于平面力系，一个平衡方程可解( )未知量。

A.1个B.2个C.3个D.不一定正确答案：A11.一平面力系由两组平面平行力系组成(这两组平面平行力系之间互不平行),若力系向某A点简化结果为一合力，下述说法正确的是( )。

A.这两组平面平行力系必然都各自向A点简化为一合力B.这两组平面平行力系可能都各自简化为一力偶C.可能一组平面平行力系向A点简化得到一个力和一个力偶，而另一组平面平行力系向A点简化得到一合力D.可能这两组平面平行力系都各自向A点简化得到一个力和一个力偶正确答案：D12.在任何情况下，在几何可变体系上增加一个二元体后构成的体系是几何( )体系。

理论力学期末复习题（附答案）理论力学基础期末复习题一、填空题1. 在介质中上抛一质量为m 的小球，已知小球所受阻力v k R-=，若选择坐标轴x 铅直向上，则小球的运动微分方程为_____________________。

2. 质点在运动过程中，在下列条件下，各作何种运动？①0=t a ，0=n a （答）：；②0≠t a ，0=n a （答）：；③0=t a ，0≠n a （答）：；④0≠t a ，0≠n a （答）：。

3. 质量为kg 10的质点，受水平力F的作用，在光滑水平面上运动，设t F 43+=（t 以s 计，F 以N 计），初瞬间（0=t ）质点位于坐标原点，且其初速度为零。

则s t 3=时，质点的位移等于_______________，速度等于_______________。

4. 在平面极坐标系中，质点的径向加速度为__________；横向加速度为_______。

5. 哈密顿正则方程用泊松括号表示为，。

6. 质量kg m 2=的重物M ，挂在长m l 5.0=的细绳下端，重物受到水平冲击后获得了速度105-?=s m v ，则此时绳子的拉力等于。

7. 平面自然坐标系中的切向加速度为，法向加速度为。

8. 如果V F -?=，则力所作的功与无关，只与的位置有关。

9. 在南半球地面附近自南向北的气流有朝的偏向；而北半球的河流岸冲刷较为严重。

10. 已知力的表达式为axy F x =，2az F y -=，2ax F z -=。

则该力做功与路径_ （填“有关”或“无关”），该力_ 保守力（填“是”或“不是”）。

11. 一质量组由质量分别为0m 、20m 、30m 的三个质点组成，某时刻它们的位矢和速度分别为j i r +=1、i v21=、k j r +=2、i v =2、k r =3、k j i v++=3。

则该时刻质点组相对于坐标原点的动量等于，相对于坐标原点的动量矩等于_ 。

12. 一光滑水平直管中有一质量为m 的小球，直管以恒定角速度ω绕通过管子一端的竖直轴转动，若某一时刻，小球到达距O 点的距离为a 的P 点，取x 轴沿管，y 轴竖直向上，并垂直于管，z 轴水平向前，并于管面垂直，如图所示，此时小球相对于管子的速度为v，则惯性离心力大小为，方向为，科里奥利力大小为，方向为。

1.1 由题可知示意图如题1.1.1图:{{SSt 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:()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-+=-=221210211021221t t a t t v s at t v s 由以上两式得11021at t s v +=再由此式得()()2121122t t t t t t s a +-=证明完毕.1.2 解 由题可知,以灯塔为坐标原点建立直角坐标如题1.2.1图.设A 船经过0t 小时向东经过灯塔,则向北行驶的B 船经过⎪⎭⎫ ⎝⎛+2110t 小时经过灯塔任意时刻A 船的坐标()t t x A 15150--=，0=A yB 船坐标0=B x ，⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫⎝⎛+-=t t y B 15211150则AB 船间距离的平方()()222B A B A y y x x d -+-=即()2021515t t d -=201521115⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫⎝⎛++t t()20202211225225675900450⎪⎭⎫ ⎝⎛++++-=t t tt t题1.2.1图2d 对时间t 求导()()67590090002+-=t t dtd d AB 船相距最近，即()02=dtdd ，所以h t t 430=- 即午后45分钟时两船相距最近最近距离22min231543154315⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=s km1.3 解 ()1如题1.3.2图y题1.3.2图由题分析可知，点C 的坐标为⎩⎨⎧=+=ψψϕsin cos cos a y a r x 又由于在∆AOB 中，有ϕψsin 2sin ar =（正弦定理）所以ry r a 2sin 2sin ==ψϕ联立以上各式运用1cos sin 22=+ϕϕ由此可得rya x r a x 22cos cos --=-=ψϕ得第1.3题图12422222222=---++r y a x y a x r y 得22222223y a x r a x y -=-++化简整理可得()()2222222234r a y x y a x -++=-此即为C 点的轨道方程. （2）要求C 点的速度，分别求导⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=--=2cos sin cos 2cos sin ϕωψψϕωϕωr y r r x 其中ϕω = 又因为ψϕsin 2sin a r =对两边分别求导 故有ψϕωψcos 2cos a r =所以22y x V +=4cos sin cos 2cos sin 2222ϕωψψϕωϕωr r r +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--= ()ψϕψϕϕψω++=sin cos sin 4cos cos 22r1.5 解 由题可知，变加速度表示为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=T t c a 2sin 1π 由加速度的微分形式我们可知dtdv a =代入得dtT t c dv ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2sin 1π 对等式两边同时积分dt T t c dv t v⎰⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛-=002sin 1π可得 ：D Ttc Tct v ++=2cos2ππ（D 为常数）代入初始条件：0=t 时，0=v ，故c TD π2-=即⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=12cos2T t T t c v ππ 又因为dtds v =所以=ds dt T t T t c ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+12cos2ππ 对等式两边同时积分，可得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-+=t T t T T t c s 2sin 22212πππ1.6 解 由题可知质点的位矢速度r λ=//v ①沿垂直于位矢速度μθ=⊥v又因为 r r λ== //v ， 即r rλ= μθθ==⊥r v 即rμθθ=()()j i v a θ r dtd r dt d dt d +==（取位矢方向i ，垂直位矢方向j ） 所以()j i i i θ r rdtd r i dt r d r dt d +=+=()dtd r dt d r dt dr r dt d j j j j θθθθ ++=i j j 2r r r θθθ -+= 故()()j i a θθθ r r r r22++-= 即 沿位矢方向加速度()2θ r ra -= 垂直位矢方向加速度()θθr r a 2+=⊥ 对③求导r rr 2λλ== 对④求导θμμθθr rr +-=2⎪⎭⎫⎝⎛+=λμμθr 把③④⑦⑧代入⑤⑥式中可得rr a 222//θμλ-= ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⊥r a μλμθ1.10解 由题可知运动轨迹如题1.10.1图所示，则质点切向加速度dtdv a t =法向加速度ρ2n v a =，而且有关系式ρ2v 2k dt dv -= ①又因为题1.10.1图()232y 1y 1'+''=ρ②2px y 2=所以ypy =' ③ 32yp y -='' ④联立①②③④2322322y p 1y p 2kv dtdv⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= ⑤又dydvydt dy dy dv dt dv =⋅= 把2px y 2=两边对时间求导得pyy x= 又因为222y xv += 所以22221py v y+= ⑥ 把⑥代入⑤23223222122121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅-=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+y p y p kv dydvp y v既可化为222py dykp v dv +-= 对等式两边积分222py dykp v dv p p vu+-=⎰⎰- 所以πk ue v -=1.11解 由题可知速度和加速度有关系如图1.11.1所示⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====ααcos sin 2a dt dv a a r va t n 两式相比得dtdvr v ⋅=ααcos 1sin 2即2cot 1vdv dt r =α 对等式两边分别积分20cot 1v dv dt r v v t⎰⎰=α 即αcot 110rtv v -= 此即质点的速度随时间而变化的规律.1.12证 由题1.11可知质点运动有关系式⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==ααcos sin 2a dtdv a r v ①② 所以ωθθθd dv dt d d dv dt dv =⋅=，联立①②，有题1.11.1图ααωθcos sin 2r v d dv = 又因为r v ω=所以θαd vdvcot =，对等式两边分别积分，利用初始条件0=t 时，0θθ= ()αθθcot 00-=e v v1.19 解 质点从抛出到落回抛出点分为上升和下降阶段.取向上为正各力示意图如题1.19.1图，上升时 下降时 题1.19.1图则两个过程的运动方程为： 上升22y g mk mg ym --= ① 下降：22y g mk mg ym +-=- ② 对上升阶段:()221v k g dtdv+-= ()221v k g dyvdvdt dy dy dv +-== 即gdy vk vdv-=+221 对两边积分gdy vk vdv h v ⎰⎰-=+022010所以()20221ln 21v k gk h +=③ 即质点到达的高度. 对下降阶段：22gv k g dyvdvdt dy dy dv -== 即gdy vk vdv h v ⎰⎰=-022011()21221ln 21v k gk h --= ④ 由③=④可得202011vk v v +=1.21 解 阻力一直与速度方向相反，即阻力与速度方向时刻在变化，但都在轨道上没点切线所在的直线方向上，故用自然坐标比用直角坐标好.轨道的切线方向上有：θsin mg mkv dtdv m --= ① 轨道的法线方向上有：θcos 2mg rv m = ② 由于角是在减小的，故θd ds r -= ③ 由于初末状态由速度与水平方向夹角θ来确定，故我们要想法使①②变成关于θ的等式 由①dsdv mv dt ds ds dv m dt dv m== 即题1.21.1图θsin mg mkv dsdvmv--= ④ 把代入可得θθcos 2mg dsd mv -= ⑤ 用④÷⑤可得θθθcos sin 1g g kv d dv v +=θθθθθd v d g k dv vcos sin cos 12+=θθθθθθd v g kd v dv 222cos sin cos cos += θθθθθ222cos cos sin cos g kd v d v dv =- 即()θθθθ222cos cos cos g kd v v d =，两边积分得 C gkv +=-θθtan cos 1 ⑥代入初始条件0=t 时，0,v v ==αθ即可得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ααtan cos 10g k v C 代入⑥式，得()[]g kv gv v +-=θαθαtan tan cos cos cos 0 ⑦又因为θωcos ,2mg rv m r v ==所以vg dt d θθωcos --=⑧把⑦代入⑧()[]dt g d g kv gv θθθαθαcos tan tan cos cos cos 0-=+-积分后可得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=g kv k t αsin 21ln 1101.24 解以竖直向下为正方向，建立如题1.24.2图所示坐标，T 'm mTT 'T 'm TT '()1()2(3题1.24.1图 题1.24.2图以①开始所在位置为原点.设①-②-③处物体所处坐标分别为321,,y y y ，则3个物体运动微分方程为：⎪⎩⎪⎨⎧=-=-+'='-32122y m T m g y m T m g T y m T m g①-②-③ 由②于③与、之间是，即不可伸长轻绳连接，所以有32y y -=，即yy -= ④ 之间用倔强系数amg k =弹性绳联结.故有()()a y y amga y y k T --=--='2121 ⑤ 由①⑤得()g y y agy2211+--= ⑥ 由②③④得mg ym T +='23 ⑦ 代入①，有213yy -= ⑧ 代入⑥，有g y agy=+1134 ⑨ 此即为简谐振动的运动方程. 角频率ag 32=ω 所以周期ga 32πωπτ==解⑨得43sin cos 211a t A t A y ++=ωω以初始时③为原点，0=t 时，0,011==y y .所以a t a y 43cos 431+-=ω ⑩ 代入①得⎪⎪⎭⎫⎝⎛-='t a g m g T 32cos 1 联立-③④⑧⑩得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t a g m g T 32cos 3112 1.28解 建立如题1.28.1图所示直角坐标.椭圆方程12222=+bya x ① 从A 滑到最低点B ，只有重力做功.机械能守恒.即221mv mgb =② 设小球在最低点受到椭圆轨道对它的支持力为N 则有：ρ2v mmg N == ③ρ为B 点的曲率半径.题1.28.1图B A →的轨迹：221ax b y --=得2221ax abx y -='；2322211⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅=''a x ab y 又因为()223211a b y y k ='+''==ρ所以⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⨯+=+=2222212a b W mgh a b mg mv mg N ρ故根据作用力与反作用力的关系小球到达椭圆最低点对椭圆压力为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+2221a b W方向垂直轨道向下.1.32 解：设楔子的倾角为θ，楔子向右作加速度0a 的匀加速运动，如图1.32.1图。

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i,j 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，v r r 横向，v r加速度：径向a r r r 2 ，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a , 2 r 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,法向，并指向轨道弯曲的一侧:2法向a n v 描述速度方向随时间的变化率，只有运动轨迹为曲线就一定不为零。

练习一一. 是非题1. 点在运动过程中,若速度大小等于常量,则加速度必然等于零。

( )2. 刚体绕定轴转动时,若角加速度为正,则刚体作加速转动;若角加速度为负,则刚体作减速转动。

( )3. 只要两个质点的质量相同、作用力相同,则它们运动规律相同, ( ) 运动轨迹相同,( )运动速度相同,( ) 运动加速度相同。

( )4. 已知自由质点的运动方程,就一定可以求出作用于质点上的力;( ) 已知作用于质点上的力,就一定能确定质点的运动方程。

( )5. 质点的运动方向一定与作用力的方向一致;( ) 质点在常力的作用下一定作直线运动。

( )6.一个质点的速度越大,该瞬时它所受到的作用力越大。

( ) 二. 选择题1. 点以匀速率沿阿基米德螺线自外向内运动(如图1-1),则点的加速度____________。

错误!未找到引用源。

不能确定图1-1 错误!未找到引用源。

越来越小错误!未找到引用源。

越来越大错误!未找到引用源。

等于零 2. 刚体作平动时,刚体内各点的轨迹_________。

错误!未找到引用源。

一定是直线错误!未找到引用源。

可以是直线,也可以是曲线错误!未找到引用源。

一定是曲线错误!未找到引用源。

等于零3. 如图1-2所示,已知各质点的轨迹,则质点受力_____________。

错误!未找到引用源。

皆可能错误!未找到引用源。

(a)、(b)可能错误!未找到引用源。

(b)、(c)可能错误!未找到引用源。

(c)、(d)可能(a)(b)(c)(d)4.质量为m 的质点,自高度H 处落下,受阻力 ,以图1-3中两种坐标系,建立质点运动微分方程,正确的是____________。

错误!未找到引用源。

图1-3 错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

三. 填空题 1. 点作曲线运动时,法向加速度等于零的情况,可能是___________________或________________。