理论力学_9[1].运动学测试题

理论力学试题库及答案(通用篇)一、理论力学试题库（通用篇）试题一：已知一质点在平面直角坐标系中的运动方程为 x = 2t² + 3，y = 4t² - t + 1。

求该质点在t = 2s 时的速度和加速度。

试题二：一质点沿圆周运动，其半径为 r，角速度为ω，角加速度为α。

求质点在任意时刻 t 的速度和加速度。

试题三：一质点从静止开始沿直线运动，受到恒力F 的作用。

求质点在任意时刻 t 的速度和位移。

试题四：一质点在平面内做匀速圆周运动，半径为r，角速度为ω。

求质点在任意时刻 t 的速度和加速度。

试题五：一质点在平面内做匀速运动，速度大小为v，方向与水平方向成θ 角。

求质点在任意时刻 t 的位移。

试题六：一质点在重力作用下做自由落体运动，求质点在任意时刻 t 的速度和位移。

试题七：一质点在水平地面上受到一斜向上的拉力F，拉力与水平方向的夹角为θ。

求质点在任意时刻 t 的速度和加速度。

试题八：一质点在平面内做匀速圆周运动，半径为r，角速度为ω。

求质点在任意时刻 t 的切向加速度和法向加速度。

试题九：一质点在平面内做匀速运动，速度大小为v，方向与水平方向成θ 角。

求质点在任意时刻 t 的位移和速度。

试题十：一质点在水平地面上受到一恒力 F 的作用，力与水平方向的夹角为θ。

求质点在任意时刻 t 的速度和位移。

二、答案答案一：t = 2s 时，速度 v = (4t, 8t - 1) = (8, 15) m/s；加速度 a = (8, 8) m/s²。

答案二：质点在任意时刻 t 的速度v = (rω, 0)，加速度a = (0, rα)。

答案三：质点在任意时刻 t 的速度 v = (F/m)t，位移 s = (F/m)t²/2。

答案四：质点在任意时刻 t 的速度 v =(rωcos(ωt), rωsin(ωt))，加速度 a = (-rω²sin(ωt), rω²cos(ωt))。

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。

理论力学试题及答案一、是非题（每题2分。

正确用√，错误用×，填入括号内。

）1、作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，则此力系必然平衡。

（）2、力对于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υ= 常数，则加速度α= 0。

（）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 与x轴的夹角为α，则其动量在x轴上的投影为mv x=mvcos a。

（）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。

①主矢等于零，主矩不等于零；②主矢不等于零，主矩也不等于零；③主矢不等于零，主矩等于零；④主矢等于零，主矩也等于零。

2、重P的均质圆柱放在V型槽里，考虑摩擦柱上作用一力偶，其矩为M时（如图），圆柱处于极限平衡状态。

此时按触点处的法向反力N A与N B的关系为。

①N A = N B；②N A > N B；③N A < N B。

3、边长为L 的均质正方形平板，位于铅垂平面内并置于光滑水平面上，如图示，若给平板一微小扰动，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 。

①半径为L/2的圆弧； ②抛物线； ③椭圆曲线； ④铅垂直线。

4、在图示机构中，杆O 1 A //O 2 B ，杆O 2 C //O 3 D ，且O 1 A = 20cm ，O 2 C = 40cm ，CM = MD = 30cm ，若杆AO 1 以角速度 ω = 3 rad / s 匀速转动，则D 点的速度的大小为 cm/s ，M 点的加速度的大小为 cm/s 2。

① 60； ②120； ③150； ④360。

5、曲柄OA 以匀角速度转动，当系统运动到图示位置（OA//O 1 B 。

AB |OA ）时，有A V B V ，A αB α，ωAB 0，εAB 0。

第五章运动学基础一、是非题1．已知直角坐标描述的点的运动方程为X=f1（t），y=f2（t），z=f3（t），则任一瞬时点的速度、加速度即可确定。

（）2．一动点如果在某瞬时的法向加速度等于零，而其切向加速度不等于零，尚不能决定该点是作直线运动还是作曲线运动。

（）3．切向加速度只表示速度方向的变化率，而与速度的大小无关。

（）4．由于加速度a永远位于轨迹上动点处的密切面内，故a在副法线上的投影恒等于零。

（）5．在自然坐标系中，如果速度υ=常数，则加速度α=0。

（）6．在刚体运动过程中，若其上有一条直线始终平行于它的初始位置，这种刚体的运动就是平动。

（）7．刚体平动时，若刚体上任一点的运动已知，则其它各点的运动随之确定。

（）8．若刚体内各点均作圆周运动，则此刚体的运动必是定轴转动。

（）9．定轴转动刚体上点的速度可以用矢积表示为v=w×r，其中w是刚体的角速度矢量，r是从定轴上任一点引出的矢径。

（）10、在任意初始条件下，刚体不受力的作用、则应保持静止或作等速直线平动。

（）二、选择题1、已知某点的运动方程为S=a+bt2（S以米计,t以秒计，a、b为常数），则点的轨迹。

①是直线；②是曲线；③不能确定。

2、一动点作平面曲线运动，若其速率不变，则其速度矢量与加速度矢量。

①平行；②垂直；③夹角随时间变化。

3、刚体作定轴转动时，切向加速度为，法向加速度为。

①r×ε②ε×r③ω×v④v×ω4、杆OA绕固定轴O转动，某瞬时杆端A点的加速度α分别如图（a）、（b）、（c）所示。

则该瞬时的角速度为零，的角加速度为零。

①图（a）系统；②图（b）系统；③图（c）系统。

三、填空题1、点在运动过程中，在下列条件下，各作何种运动？①aτ=0，a n=0（答）：；②aτ≠0，a n=0（答）：；③aτ=0，a n≠0（答）：；④aτ≠0，a n≠0（答）：；2、杆O1B以匀角速ω绕O1轴转动，通过套筒A带动杆O2A绕O2轴转动，若O1O2=O2A=L，α=ωt，则用自然坐标表示（以O1为原点，顺时针转向为正向）的套筒A 的运动方程为s=。

第二篇 运动学一、判断题（每题2分，共10分）1．刚体作平移时，某瞬时体内各点不但有相同的速度，而且有相同的加速度。

（ ） 2．刚体作定轴转动时，垂直于转动轴的同一直线上的各点，不但速度的方向相同而且其加速度的方向也相同。

（ ）3．刚体作平面运动时，绕基点转动的角速度和角加速度与基点的选取有关。

（ ） 4．某刚体作平面运动时，若A 和B 是其平面图形上的任意两点，则速度投影定理AB B AB A v v )()(=永远成立。

（ ）5．因为不同的瞬时，速度瞬心的位置不同，所以刚体的平面运动可以看成是绕一系列的速度瞬心所作的瞬时转动。

（ ） 二、选择题（每题2分，共20分）1．半径为r 的车轮沿固定圆弧面作纯滚动，若某瞬时轮子的角速度为ω，角加速度为α，则轮心O 的切向加速度和法向加速度的大小分别为（ ）。

（A ）2n ωr a o =，αr a o =t ；（B ）2n )(ωr R a o +=，α)(tr R a o +=；（C ）rR r r R v a o+=+=2220n ω，α)(tr R a o +=； （D ）rR r r R v a o+=+=2220n ω，αr a o =t。

题1 题2 题32．圆盘某瞬时以角速度ω，角加速度α绕O 轴转动，其上A ，B 两点的加速度分别为A a 和B a，与半径的夹角分别为θ 和ϕ，若OA =R ，OB =2R，则（ ）。

（A ）a A =a B ，θ=ϕ； （B ） a A =a B ，θ=2ϕ； （C ） a A =2a B ，θ=ϕ； （D ） a A =2a B ，θ=2ϕ。

3．圆盘作定轴转动，若某瞬时其边缘上A ，B ，C 三点的速度，加速度如图所示，则（ ）的运动是不可能的。

（A ）点A ，B ； （B ）点A ，C （C ）点B ，C ； （D ）点A ，B ，C 。

4．在图示机构中，已知OA =3m ，O 1B =4m ，ω=10rad/s ，图示瞬时O 1A =2m ，则该瞬时B 点的速度v B =（ ）m/s 。

理论力学试题 第 1页（共6页） 第一部分 选择题和填空、简答题一． 选择题1．下列表述中不正确的是（ ）。

(a) 力矩与力偶矩的量纲相同 (b) 力不能平衡力偶 (c) 一个力不能平衡一个力偶 (d)力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零2．刚体受三力作用而处于平衡状态,则此三力的作用线( )。

(a) 必汇交于一点 (b) 必互相平行 (c) 必都为零 (d) 必位于同一平面内3．力偶对物体产生的运动效应为( ) 。

(a) 只能使物体转动 (b) 只能使物体移动 (c) 既能使物体转动,又能使物体移动(d) 它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同4．如图所示系统只受F 作用而处于平衡。

欲使A 支座约束反力的作用线与AB成300角，则斜面的倾角α应为（ ）。

(a) 00 (b) 300 (c) 450 (d) 6005．考虑摩擦求平衡时必须注意：静滑动摩擦力的大小等于 。

（a ）fN F =max (b) max 0F F ≤≤ (c) fN F =6. 已知平面汇交力系受三个力作用，这三个力可画出如图所示的力三角形；那么这个力系合成的结果是（ ）。

（A ） 平衡力系 （B ）合力F （C ）不知道7.（5分）半径为R 的圆轮，在直线轨道上只滚不滑，设该瞬时ω已知，则轮心O 的速度V 0= ———？与地面的接触点A 的速度V A = ——？C 点速度的大小及方向如何？二．简答题1、 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。

（ ）2、两质量同为m 的均质轮，一作用一力P ，一挂一重物重P ，问两轮的角加速度是否相同？是多少？3、加速度ct v d 的大小为ctdv 。

（ ） 4、已知质点的质量和作用于质点的力，质点的运动规律就完全确定。

（ ）5、质点系中各质点都处于静止时，质点系的动量为零。

于是可知如果质点系的动量为零，则质点系中各质点必都静止。

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。

9-1.塔式起重机的水平悬臂以匀角速度 =0.1rad/s 绕铅垂轴OO i 转动，同时跑车A 带着重物B 沿悬臂按x=20-0.5t 的规律运动，单位为米、秒，且悬挂 钢索AB 始终保持铅垂。

求当t=10s 时重物B 的绝对速度。

解：动 点：A ;动系：起重机 运动分析：牵连运动：定轴转动； 相对运动：直线运动; 绝对运动：曲线运动;V rdx dt 0.5m / sV eX Qe 当t=10s 时V e(200.5 10) 0.1 1.5m/ sV aV2V r、0.5)21.521.58m/s9-2.图示曲柄滑道机构中，曲柄长 OA=r ，它以匀角速度 绕O 轴转动。

装在水 平上的滑槽DE与水平线成60。

角。

求当曲柄与水平线的交角分别为 =0、30°、60°时，杆BC 的速度。

解：动 点：A ;动系: ABC运动分析：牵连运动：平动；相对运动：直线运动; 绝对运动：圆周运动;当=30° 时， V e 0当=60°时，Ve 詐9-3.图示曲柄滑道机构中，杆BC 为水平，而杆DE 保持铅垂。

曲柄长OA=10cm , 以匀角速度=20rad/s绕O 轴转动，通过滑块A 使杆BC 作往复运动。

求当 曲柄与水平线的交角分别为 =0、30°、90°时，杆BC 的速度。

解：动 点：A ;动系：BDC运动分析：牵连运动：平动；相对运动：直线运动; 绝对运动：圆周运动;V a r ®200cm /sV V sin © 当=0°时，Ve0 ；当=30° 时，V e 100cm/s ；9-4.矿砂从传送带A 落到另一传送带B 的绝对速度为v i =4m/s ，其方向与铅垂 线成30°角。

设传送带B 与水平面成15°角，其速度V 2=2m/s 求此时矿砂对 于传送带B 相对速度；又问当传送带B 的速度为多大时，矿砂的相对速度由正弦定理得:V a V esin120 sin © 30 V rsin 90 ©当=0°时,V eV e V asin © 30 sin120当=90。