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兰炼一中2022-2022学年下学期高三年级第二次模拟卷理科综合物理第Ⅰ卷二、选择题：本题共8小题，每题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～17题只有一个选项符合题目要求。
第18～21题有多选项题目要求。
全部答对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．如图所示，装有弹簧发射器的小车放在水平地面上，现将弹簧压缩锁定后放入小球，再解锁将小球从静止斜向上弹射出去，不计空气阻力和一切摩擦。
从静止弹射到小球落地前的过程中，下列判断正确的是A小球的机械能守恒，动量守恒B小球的机械能守恒，动量不守恒C小球、弹簧和小车组成的系统机械能守恒，动量不守恒D小球、弹簧和小车组成的系统机械能守恒，动量守恒15．如图所示，一长为l的平板AB，可以绕端点B在竖直面内转动，在板的A端沿水平方向抛出一小球，结果小球刚好落在B 端，改变平板的倾角θ，要保证小球水平抛出后仍能落到B端，则小球的初速度v0与板的倾角θ0°＜θ＜90°之间关系应满足01cos sin 2gL v θθ=0cos 2tan gL v θθ= 0cos 2sin gL v θθ=02sin gL v θ= 16．一含有理想降压变压器的电路如图所示，U 为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定，L 为灯泡其灯丝电阻可以视为不变，R 、R 1和R 2为定值电阻，R 3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。
现将照射光强度增强，则A ．原线圈两端电压不变B ．通过原线圈的电流减小C ．灯泡L 将变暗D ．R 1两端的电压将增大17．如图所示，半径为R 的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，两个相同的带正电粒子分别以速度v 1、v 2从A 、C 两点同时射入磁场，v 1、v 2平行且v 1沿直径AOB 方向。
C 点与直径AOB 的距离为2R ，两粒子同时从磁场射出，从A 点射入的粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角为60°。
参考答案1.“机械动力学”主要研究哪些内容，请以任一机器为对象举例说明研究内容及其相互关系。
答：机械动力学是研究机械在力的作用下的运动和机械在运动中产生的力，并从力与运动的相互作用的角度进行机械设计和改进的科学。
动力学主要研究内容概括起来有：1，共振分析；2，振动分析与动载荷计算；3，计算机与现代测试技术的运用；4，减震与隔振。
柴油机上的发动机，发动机不平衡时会产生很强的地面波，从而产生噪声，而承受震动的结构，发动机底座，会由于振动引起的交变应力而导致材料的疲劳失效，而且振动会加剧机械零部件的磨损，如轴承和齿轮的磨损等，并使机械中的紧固件变差。
通过对共振的研究和分析，使机械的运转频率避免共振区，避如螺母等变松。
在加工时还会导致零件加工质量免机械共振事故的发生，通过振动分析与动载荷计算可以求出在外力作用下机械的真实运动，运用计算机和现代测试技术对机械的运行状态进行检测，以及故障诊断，模态分析以及动态分析，现实中机器运转时由于各种激励因素的存在，不可避免发生振动，为了减小振动，通常在机器底部加装弹簧，橡胶等隔振材料。
2.机构动态静力分析主要研究哪些内容，请描述分析过程，此分析在机器设计中是为了解决什么问题？答：根据达朗贝尔原理，将惯性力和惯性力矩计入静力平衡方程，求出为平衡静载荷和动载荷而需要加在原动构件上施加的力或力矩，以及各运动副中的反作用力。
这就是动态静力分析。
随着机械速度的提高，构件的惯性力不能再被忽略，而且采取动态静力学方法可以最大限度的优化设计，保证产品没有设计上的问题。
使得机械系统在设定的限制条件下得到最佳的动态性能。
机构动态静力分析的基本步骤是：首先将所有的外力、外力矩（包括惯性力和惯性力矩以及待求的平衡力和平衡力矩）加到机构的相应构件上；然后将各构件逐一从机构中分离并加上约束反力后、写出一系列平衡方程式；最后通过联立求解这些平衡方程式，求出各运动副中的约束反力和需加于机构上的平衡力或平衡力矩。
（新课标）2018高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第2讲两类动力学问题超重与失重夯基提能作业本编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（新课标）2018高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第2讲两类动力学问题超重与失重夯基提能作业本）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第2讲两类动力学问题超重与失重基础巩固1。
(2016辽宁沈阳月考）如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时（）A。
M受静摩擦力增大B.M对车厢壁的压力减小C。
M仍相对于车厢壁静止D.M受静摩擦力减小2.（2016安徽合肥第一次质量检测,1)如图所示,在教室里某同学在体重计上研究超重与失重。
她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。
关于她的实验现象,下列说法中正确的是（)A。
只有“起立"过程，才能出现超重的现象B。
只有“下蹲”过程,才能出现失重的现象C。
“下蹲”的过程,先出现超重现象后出现失重现象D。
“起立”、“下蹲"的过程，都能出现超重和失重的现象3。
为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。
当此车加速上坡时,盘腿坐在座椅上的一位乘客( )A.处于失重状态B.不受摩擦力的作用C。
受到向前(水平向右)的摩擦力作用D。
所受力的合力竖直向上4。
几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中。
机械原理课程大作业基于MATLAB平面连杆机构运动学和动力学分析指导老师：王玉丹目录作业一：平面连杆机构运动学分析第2页作业二：平面连杆机构动力学分析第15页作业一L(AE)=70mm,L(AB)=40mm,L(EF)=60mm,L(DE)=35mm,L(CD)=75m m,L(BC)=50mm,原动件以等角速度W1=10rad/s回转。
试以图解法求在θ1=50°时C点的速度和加速度.对机构进行运动分析，写出C点的位置、速度及加速度方程。
解题过程：令AB=r1, BC=r2, CD=r3, DE=r4，AE=r6，EF=r8, AF=r7，角EAF=θ1。
分析：对机构进行位置分析由封闭形ABCDEA可得：r1+r2=r6+r3+r4 （1）由封闭图形AEFA可得：r7=r6+r8 （2）将（1）（2）两式整理可得：r2-r3-r4=-r1+r6-r8+r7=r6【一】（1）位置方程：【二】速度方程：【三】加速度方程：【四】根据位置方程式编制如下函数：【五】进行数据输入，运行程序进行运算。
根据上面分析的θ1 的极限位置取θ1 的范围为40°-55°并均分成15个元素：输出的P、矩阵的第二列到第四列分别是θ2 、θ3 、4θ4 的值，第一列是AF杆的长度r1’。
【六】第二步根据速度方程式编写如下函数：根据第一步得到的数据进行数据输入，运行程序计算各速度值。
程序如下：程序运行得到q矩阵，第一行到第三行分别是a2、a3、a4 的值，第四行是杆AF上滑块运动的速度，即F点的速度。
【七】第三步编写加速度计算函数：【八】根据第一步和第二步输入数据，运行程序得到各加速度的值：【1】计算C点在θ1 =55°，w1 =10rad/s时的速度，加速度：总结数据绘出各构件的位置、速度和加速度的表格如下：【2】输出图像1）角位置程序及输出的图像：2）F点速度程序及输出的图像：3）角加速度程序及输出的图像：4）F点的加速度程序及输出图像：作业二在图示的正弦机构中，已知：L(AB)=100mm,h1=120mm,h2=80mm, W1=10rad/s(常数)，滑块2和构件3的重量分别为，G2 =40 N 和G3 =100 N,质心S2 和S3 的位置如图所示，加于构件3上的生产阻力Fr=400 N，构件1的重力和惯性力略去不计。
1.解：根据势能相等原理：则系统的等效刚度为2解：分别对圆盘左右两边的轴求刚度，由于两轴并联，所以系统的等效刚度：。
3解：有材料力学得，中间点的静挠度为：所以固有角频率为：。
则，于是只需要求出系统的等效质量即可。
有材料力学得：设中间点的挠度为，令物体m在振动过程中的最大速度为：。
于是梁上各点的最大运动速度为：。
中间点的最大动能为：系统的最大动能为：系统的等效质量为：将该式子带入到4.解：在空气中： (1在液体中有系统的振动方程：（2）(3结合(1(3可得：将上式变形后得：5解质量m产生的离心惯性力是。
它在L法线方向的分量（是摆线与O之间的夹角）由几何关系可以得到：（是摆线与水平线之间的夹角）当摆角很小时有：质量m的切向加速度：，（是摆线与质量到O连线的夹角）二力对点取力矩的合力应等于零。
整理后得到（1）无阻尼受迫振动方程为：（2）将（1）（2）对比后得到：系统的固有角频率为：6解：杆与水平面的夹角为，则利用等效质量和等效刚度先把原系统简化到B 点，根据简化后动能相等。
简化前后势能相等。
固有频率：7解：在临界位置系统的自由振动方程的解为：其中，到达平衡位置时，令带入相关数据得8解：在临界点状态时系统的自由度振动方程解为：其中（1）（2）到达平衡位置时，由（1）可得令带入相关数据得到达最远位置时，由（2）可得带入到（1）可得9解：系统的振动方程为其解为式中常数由初始条件确定，利用（1）可得带入（1）得初始响应为：（2）由已知条件可知，。
带入（2）近似得到。
式子中固有频率为，10解:有图示可得F（t）的方程式由傅里叶级数求各项系数分别为将带入。
系统的振动方程为：其中解方程后得：。
《机械系统动力学》课程作业小组成员：王凌飞 20150702081t王毅 20150702041 指导教师：***学院：机械工程学院专业：机械工程重庆大学机械工程学院二〇一五年十一月机械系统动力学大作业一、 问题描述图1为汽车结构简化模型：图1 汽车结构简化模型图2为汽车结构受力分析：图2 受力分析图已知22120.64m 4000kg 2000N s/m r m c c ====⋅121220000N/m0.9m1.4m k k l l ====r ：车辆的回转半径。
初始条件为：0x x θθ====。
外部冲击力矩：)(10t δ。
试用MATLAB 中的ode45函数求解并画出0-5s 内的位移x 和转角θ的响应。
单位冲击函数()t δ的定义：1,()0,t t t δ=⎧=⎨≠⎩，其图像如图3所示。
00.511.5tδ图3 单位冲击函数图像二、求解过程1.系统运动方程不考虑冲击力矩，由图2机构受力分析得到系统运动方程如下：0)()()()(112221112221=-+++-+++θθk l k l x k k c l c l x c c x m (1) 0)()()()(222121112212122211222=++-+++-+θθk l k l x l k l k c l c l x l c l c x mr (2) 考虑t=0时刻，系统受到一个冲击力矩)(10t δ，此时运动学方程表示为：0)()()()(112221112221=-+++-+++θθk l k l x k k c l c l x c c x m (3) 222222211221122112211()()()()10()mr c l c l x l c l c k l k l x l k l k t θθθδ+-+++-++= (4)2．运动方程一阶常微分方程组形式令，，，，4321x x x x x x ====θθ 则t=0时：12212222114121221133422222422112221142211111223()/()/()/()/[10()/()()()]/x x x c c x m l c l c x m k k x m l k l k x m x x x l c l c x l c l c x l k l k x l k l k x mr =⎧⎪=-+---+--⎪⎨=⎪⎪=---+---+⎩ t>0时：12212222114121221133422222422112221142211111223()/()/()/()/[()/()()()]/x x x c c x m l c l c x m k k x m l k l k x m x x x l c l c x l c l c x l k l k x l k l k x mr =⎧⎪=-+---+--⎪⎨=⎪⎪=---+---+⎩ 3. MATLAB 程序求解运动方程ode45函数主程序文件solution.m ，如下所示： clc;clear;r=0.8; m=4000; c1=2000; c2=2000; k1=20000; k2=20000; l1=0.9; l2=1.4; t0=0; tf=5;x0=[0,0,0,0];[t,x]=ode45('f1',[t0 tf],x0); subplot(3,1,1) plot(t,x);subplot(3,1,2) plot(t,x(:,1)); subplot(3,1,3) plot(t,x(:,3));ode45函数微分关系函数文件f1.m ，如下所示：function xdot=f1(t,x) r=0.8; m=4000; c1=2000; c2=2000; k1=20000; k2=20000; l1=0.9; l2=1.4; t0=0; tf=5;xdot=zeros(4,1); xdot(1)=x(2);xdot(2)=-(c1+c2)/m*x(2)-(l2*c2-l1*c1)/m*x(4)-(k1+k2)/m*x(1)-(l2*k2-l1*k1)/m*x(3);xdot(3)=x(4); if t<=0xdot(4)=10/(m*r*r)-(c2*l2-c1*l1)/(m*r*r)*x(2)-(c2*l2*l2+c1*l1*l1)/(m*r*r)*x(4)-(k2*l2-k1*l1)/(m*r*r)*x(1)-(l1*l1*k1+l2*l2*k2)/(m*r*r)*x(3); elsexdot(4)=-(c2*l2-c1*l1)/(m*r*r)*x(2)-(c2*l2*l2+c1*l1*l1)/(m*r*r)*x(4)-(k2*l2-k 1*l1)/(m*r*r)*x(1)-(l1*l1*k1+l2*l2*k2)/(m*r*r)*x(3); end在MATLAB 中运行以上两个程序，即可得0～5s 内汽车系统的位移x 与转角θ的响应。
第50卷第3期中南大学学报(自然科学版) V ol.50No.3 2019年3月Journal of Central South University (Science and Technology)Mar. 2019 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2019.03.008混合链式液压调平机构的动力学特性康辉梅1，朱建新2，王石林2(1. 湖南师范大学工程与设计学院，湖南长沙，410081；2. 中南大学机电工程学院，湖南长沙，410083)摘要：为了研究混合链式液压调平机构的举升能力和调平能力等动力学性能，对举升过程中作平动的工作平台的欧拉角微分表达式和变分表达式进行改写，基于拉格朗日法建立调平机构的动力学数学模型，其过程包括采用复数矢量法建立各刚体质心速度方程、推导调平机构的动能方程、基于虚功原理推导调平机构的广义力方程、推导各液压油缸驱动力的动力学解析解。
利用MATLAB软件对所建数学模型进行工程实例仿真，分析不同负载下3个液压油缸的驱动力，并对仿真结果进行试验验证。
研究结果表明：自动液压油缸驱动力和从动液压油缸驱动力与变幅液压油缸驱动力相比对负载变化更敏感；自动液压油缸驱动力和从动液压油缸驱动力的相对大小由两者的缸筒内径和活塞杆直径决定，所建立的各液压油缸驱动力的解析解既可用于工程设计计算和分析，也可用于机构优化设计。
关键词：调平机构；动力学分析；拉格朗日法；混合链；MATLAB软件中图分类号：TH112 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2019)03−0557−07Dynamic characteristic of hydraulic leveling mechanism witha hybrid kinematic chainKANG Huimei1, ZHU Jianxin2, WANG Shilin2(1. School of Engineering and Design, Hunan Normal University, Changsha 410081, China;2. School of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: To research the dynamic performance of the hydraulic leveling mechanism with a hybrid kinematic chain, such as lifting capacity and leveling ability, a dynamic mathematical model was established based on the Lagrange approach after rewriting the differential expression and the variational expression for the Euler angle of the working platform in the lifting process. The process were as follows: the complex vector method was used to establish the mass center velocity equations of the rigid bodies; the kinetic energy equation of the leveling mechanism was derived; the generalized force equations of the leveling mechanism were derived based on the principle of virtual work, and the dynamic analytical solutions of the driving forces of each hydraulic cylinder were deduced. The MATLAB software was used to simulate the mathematical model, and the driving forces of three hydraulic cylinders under different loads were analyzed. The simulation results were tested and verified by experiments. The results show that both loads of automatic hydraulic cylinder and driven hydraulic cylinder are more sensitive than the load of luffing hydraulic cylinder when different loads are applied in the working platform. The relative size of the load of automatic hydraulic cylinder and that of the driven hydraulic cylinder is determined by the diameters of the non-rod chamber and the piston rod. The analytic solutions of the loads of hydraulic cylinders can be used both in engineering design calculation and mechanism optimization design.Key words: leveling mechanism; dynamic analysis; Lagrange approach; hybrid kinematic chain; MATLAB software收稿日期：2018−08−10；修回日期：2018−10−12基金项目(Foundation item)：湖南省教育厅优秀青年科研基金资助项目(15B136)；国家自然科学基金资助项目(51775185) (Project(15B136) supported by the Scientific Research Fund of Education Department of Hunan Province; Project(51775185) supported by the National Natural Science Foundation of China)通信作者：康辉梅，博士，副教授，从事机构动力学分析及优化设计研究；E-mail:*****************.cn中南大学学报(自然科学版) 第50卷558液压调平机构是广泛应用于电力、通信、机场和消防等领域的高空作业机械[1]和主要应用于物流领域的伸缩臂叉装车[2]关键机构，其主要功能是在举升人或重物的同时保证载人或重物的工作平台恒水平，其举升能力和调平能力直接决定了整机的安全性、精确性、快速响应性等工作性能。
