西南交通大学理论力学作业答案⑧

刚体的平面运动作业参考答案1． 图示平面机构中，曲柄OA =R ，以角速度ω 绕O 轴转动。

齿条AB 与半径为2Rr =的齿轮相啮合，并由曲柄销A 带动。

求当齿条与曲柄的交角θ =60º时，齿轮的角速度。

答案：顺时针 31ωω=提示：可先用速度投影法求出齿条上与齿轮重合点的速度。

2．图中曲柄OA 长150mm ，连杆AB 长200mm ，BD 长300mm 。

设OA ⊥OO 1时，AB ⊥OA ，θ =60º，曲柄OA 的角速度为4rad/s ；求此时机构中点B 和D 的速度以及杆AB 、O 1B 和BD 的角速度。

答案：逆时针顺时针顺时针 rad/s 34 , rad/s 4, rad/s 3 , mm/s 800 , mm/s 34001O =====BD B AB D B v v ωωω提示：在图示瞬时，杆AB 的速度瞬心为点C ，杆BD 的速度瞬心为点E 。

3．图示平面机构中，曲柄长OA =r ，以角速度ω0绕O 轴转动。

某瞬时，摇杆O 1N 在水平位置，而连杆NK 和曲柄OA 在铅垂位置。

连杆上有一点D ，其位置为DK =31NK ，求D 点的速度。

答案：←=320ωr v D 提示：在图示瞬时，杆AB 瞬时平动，杆KN 的速度瞬心为点N 。

4．杆AB 长0.4m ，其端点B 沿与水平成倾角θ =30º的斜面运动，而端点A 沿半径OA =0.6m 的圆弧运动，如图所示。

求当杆AB 水平时，端点B 的速度和加速度。

假设此时OA ⊥AB ，杆OA 的角速度为πrad/s ，角加速度为零。

答案：2m/s 42.3 , m/s 18.2==B Ba v提示：先用速度瞬心法或基点法求出杆AB 的角速度和点B 的速度；然后以A 为基点，B 为动点，用基点法计算点B 的加速度。

5．图示机构中，曲柄OA 以等角速度ω0绕O 转动，且OA =O 1B =r 。

在图示位置时∠AOO 1=90º，∠BAO =∠BO 1O =45º， 求此时B 点加速度和O 1B 杆的角加速度。

第一章 静力学公理和物体的受力分析一、选择题与填空题 1.C 2.ACD3.A ，B 两处约束力的方向如图所示。

4．5F ，方向与5F 方向相反。

5．60°。

6. 铅直向上。

第二章 平面力系一、选择题与填空题 1．B ；D 。

2.B 。

3.2F ;向上。

4.B 。

5.LM 334;方向与水平线成︒60角，指向右下。

6.10kN ；10kN ；5kN ；5kN 。

7. 100kN ；水平向右。

二．计算题1. 70-=BF KN 70=AxF KN ，120=Ay F KN ，30A M KN m =-⋅ 2． qa F Ax -= qa F F Bx += F qa F Ay += F qa F By -=3. kN5-=Dx FkN33.4=Dy FkN33.4=E FkN41.24=C FkN08.17-=By FkN 5-='=BxAx F FkN08.14-=Ay F m kN 66.14⋅-=A M4.5．N10=Ax FN20=Ay F m N 15⋅=A M N 1.14=CD F6.kN5.2=AxF kN 16.2-=Ay F m kN 8⋅-=A M kN33.20=C F7. kN 40=B FkN10-=Ax FkN20-=Ay F m kN 50⋅-=A MkN40=Cx F 0=Cy F8. N100-=Ax F N300-=Ay FN300-=Ex F N100=Ey F N200=Dy FN 300=Hx F N100=Hy F第三章 空间力系一、选择题与填空题1.B 。

2.B 。

3. 0)(=F M x ；2)(FaF M y -= ；46)(Fa F M z = 。

4. F x =240-N ；F y =302N ；M z =2402m N ⋅。

5.sin z F F ϕ=；cos cos y F F ϕβ=；()(cos cos sin )x M F F c b ϕβϕ=+。

第一章静力学基础一、是非题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。

（）二、选择题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。

三、填空题1．二力平衡和作用反作用定律中的两个力，都是等值、反向、共线的，所不同的是。

2．已知力F沿直线AB作用，其中一个分力的作用与AB成30°角，若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小，则此二分力间的夹角为度。

本次作业是本门课程本学期的第2次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题)1. 平面任意力系有个独立的平衡方程。

(A)1(B) 2(C) 3(D) 4你选择的答案： C [正确]正确答案：C解答参考：2. 平面平行力系有个独立的平衡方程。

(A) 1(B) 2(C) 3(D) 4你选择的答案： B [正确]正确答案：B解答参考：3.图示结构是（）。

(A) 静定(B) 一次超静定(C) 二次超静定(D)三次超静定你选择的答案： B [正确]正确答案：B解答参考：4.图示为两个相互啮合的齿轮。

作用在齿轮A上的切向力平移到齿轮B的中心。

(A) 不可以(B) 可以(C) 不能确定你选择的答案： A [正确]正确答案：A解答参考：5.图示桁架中杆件内力等于零，即所谓“零杆”为。

(A) BC, AC(B) BC, AC, AD(C) BC(D) AC你选择的答案： A [正确]正确答案：A解答参考：6.沿正立方体的前侧面作用一力，则该力。

(A) 对轴x、y、z之矩均相等(B) 对轴x、y、z之矩均不相等(C) 对轴x、y、之矩相等(D) 对轴y、z之矩相等你选择的答案： D [正确]正确答案：D解答参考：7.空间力对点之矩是。

(A) 代数量(B) 滑动矢量(C) 定位矢量(D)自由矢量你选择的答案： C [正确]正确答案：C解答参考：8. 力对轴之矩是。

(A) 代数量(B) 滑动矢量(C) 定位矢量(D) 自由矢量你选择的答案： A [正确]正确答案：A解答参考：9.空间力偶矩矢是。

(A) 代数量(B) 滑动矢量(C) 定位矢量(D) 自由矢量你选择的答案： D [正确]正确答案：D解答参考：10. 空间任意力系有个独立的平衡方程。

(A) 3(B) 4(C) 5(D)6你选择的答案： D [正确]正确答案：D解答参考：11. 空间汇交力系有个独立的平衡方程。

(A) 3(B) 4(C) 5(D) 6你选择的答案： A [正确]正确答案：A解答参考：12. 空间力偶系有个独立的平衡方程。

达朗伯原理作业参考答案及解答1．汽车以加速度a 作水平直线运动，如图所示。

若不计车轮质量，汽车的总质量为m ，质心距地面的高度为h 。

若汽车的前后轮轴到过质心的铅垂线的距离分别等于l 1和l 2。

试求前后轮的铅垂压力；并分析汽车行驶加速度a 为何值时其前后轮的压力相等（滚动摩擦阻力不计）？答案：hl l g a 2)(21−=2．为了用实验方法测定无轨电车的减速度，采用了液体加速度计，它是由一个盛有油并安放在铅垂平面内的折管构成。

当电车掣动时，安放在运动前进方向的一段管内的液面上升到高度h 2，而在反向的一段管内的液面则下降到高度h 1。

加速度计的安放位置如图所示，θ1=θ2=45°，且已知h 1=250mm ，h 2=750mm 。

试求此时电车的减速度大小。

2211cot cot θθh h d +=当电车掣动时，筒中两端油的高差为12h h −，取油面上一滴油为研究对象，其受力图（含虚加惯性力）如下图。

由0sin cos ,0=−⇒=∑θθmg ma Fx注意到几何关系22111212cot cot tan θθθh h h h d h h +−=−=解得 g h h h h g h h h h g g a 5.0)(cot cot )(tan 2112221112=+−=+−==θθθ3．题图所示均质杆AB 的质量为4kg ，置于光滑的水平面上。

在杆的B 端作用一水平推力F = 60N ，使杆AB 沿F 力方向作直线平移。

试求AB 杆的加速度和角θ 之值。

答案：o 33.2 ,654.0 tan ,m/s 152======θθFmg a g m F a4．在题图所示系统中，已知：均质杆AB 的长为l ，质量为m ，均质圆盘的半径为r ，质量也为m ，在水平面上作纯滚动。

在图示位置由静止开始运动。

试求该瞬时：（1）杆AB 的角加速度；（2）圆盘中心A 的加速度a A 。

解：先进行运动分析，显然杆AB 和轮A 均作平面运动，由运动学关系有AB tCAt CA A C A A l a a a a r a αα2,,=+== 取整体为研究对象，加上惯性力，其受力图见下左图各惯性力和力偶为(1)21, , 121 ,21 21y I x I I 2I 2I AB C A C A AB C A A A ml F ma F F ml M mra mr M ααα======根据达朗伯原理 由∑=−++++= 02121)( ,0)(y I x I I I I mgl lF F F r M M F MC C A CA D将式（1）代入上式得(2) 0315 22=−+gl ra l A AB α再取杆AB 为研究对象，加上惯性力，其受力图见上右图 由∑=−+= 02121 ,0)(y I I mgl lF M F MC CA将式（1）代入上式得(3) 03 22=−gl l AB α由式（2）和（3）解得0 23 ==A AB a lgα5．题图所示内侧光滑的圆环在水平面内绕过点O 的铅垂轴转动，均质细杆的A 端与圆环铰接，B 端压在环上。

第一章习题4-1．求图示平面力系的合成结果，长度单位为m。

解：(1) 取O点为简化中心，求平面力系的主矢：求平面力系对O点的主矩：(2) 合成结果：平面力系的主矢为零，主矩不为零，力系的合成结果是一个合力偶，大小是260Nm，转向是逆时针。

习题4－3．求下列各图中平行分布力的合力和对于A点之矩。

解：(1) 平行力系对A点的矩是：取B点为简化中心，平行力系的主矢是：平行力系对B点的主矩是：向B点简化的结果是一个力R B和一个力偶M B，且：如图所示；将R B向下平移一段距离d，使满足：最后简化为一个力R，大小等于R B。

其几何意义是：R的大小等于载荷分布的矩形面积，作用点通过矩形的形心。

(2) 取A点为简化中心，平行力系的主矢是：平行力系对A点的主矩是：向A点简化的结果是一个力R A和一个力偶M A，且：如图所示；将R A向右平移一段距离d，使满足：最后简化为一个力R，大小等于R A。

其几何意义是：R的大小等于载荷分布的三角形面积，作用点通过三角形的形心。

习题4-4．求下列各梁和刚架的支座反力，长度单位为m。

解：(1) 研究AB杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程组：反力的实际方向如图示。

校核：结果正确。

(2) 研究AB杆，受力分析，将线性分布的载荷简化成一个集中力，画受力图：列平衡方程：解方程组：反力的实际方向如图示。

校核：结果正确。

(3) 研究ABC，受力分析，将均布的载荷简化成一个集中力，画受力图：列平衡方程：解方程组：反力的实际方向如图示。

校核：结果正确。

习题4-5．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：列平衡方程：解方程组：反力的实际方向如图示。

习题4-8．图示钻井架，G=177kN，铅垂荷载P=1350kN，风荷载q=1.5kN/m，水平力F=50kN；求支座A的约束反力和撑杆CD所受的力。

西交《理论力学》在线作业15秋100分满分答案一、单选题（共 10 道试题，共 20 分。

）1. 点作曲线运动时下列说法正确的是（）、A. 若切向加速度为正，则点作加速运动B. 若切向加速度与速度符号相同，则点作加速运动C. 若切向加速度为零，则速度为常矢量D. 以上说法都不正确正确答案：B2. 一实心圆柱体，沿一斜面无滑动的滚下，下列说法正确的是（）、大众理财作业满分答案A. 机械能守恒，动量矩不守恒B. 质心动量守恒C. 机械能不守恒，动量矩守恒D. 没有守恒量正确答案：A3. 刚体绕同平面内任意二根轴转动的合成运动（）、A. 一定是平面运动B. 一定是平动C. 一定是定轴转动D. 是绕瞬轴的转动正确答案：D4. 一个均质实心球与一个均质实心圆柱在同一位置由静止出发沿同一斜面无滑动地滚下，则（）、A. 圆柱先到达底部B. 质量大的一个先到达底部C. 半径大的一个先到达底部D. 球先到达底部正确答案：D5. 三力平衡定理是（）、A. 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点B. 共面三力若平衡，必汇交于一点C. 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡正确答案：A6. 下述刚体运动一定是平动的是（）、A. 刚体运动时，其上有不在一条直线上的三点始终作直线运动B. 刚体运动时，其上所有的点到某固定平面的距离始终保护不变C. 刚体运动时，其上有两条相交直线始终与各自初始位置保持平行D. 刚体运动时，其上有不在一条直线上的三点的速度大小方向始终相同正确答案：D7. 三棱柱重P，放在光滑的水平面上，重Q的匀质圆柱体静止释放后沿斜面作纯滚动，则系统在运动过程中（）、A. 沿水平方向动量守恒，机械能守恒B. 动量守恒，机械能守恒C. 沿水平方向动量守恒，机械能不守恒D. 均不守恒。

正确答案：A8. 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（）、A. 平行B. 垂直C. 夹角随时间变化D. 不能确定正确答案：B9. 点作匀变速曲线运动是指（）、A. 点的加速度大小a=常量；B. 点的加速度a=常矢量C. 点的切向加速度大小为常量D. 点的法向加速度大小为常量正确答案：C10. 在有心力场中运动的质点，下列说法正确的是（）、A. 动量守恒，角动量守恒，机械能守恒B. 动量不守恒，角动量守恒，机械能守恒C. 角动量不守恒D. 机械能不守恒正确答案：B西交《理论力学》在线作业二、判断题（共 40 道试题，共 80 分。

2003〜2004学年第二学期八理论力学（AID期终试题02级土木（80学时类）用（一）.概念题（每小题4分，共5小题）1.已知均质三角板A3D的质量为m ,且有OA // O X B, OA = O X B = r, CM的角速度为则三角板A3D的动量p的大小为（）。

①p = mra）,作用在质心，方向水平向左；②p =，作用在质心，方向垂直于。

A ；③p = mnysin。

，作用在质心，方向垂直于OA。

④p = mrm，作用在质心，方向水平向右；2.已知刚体的质量为对z轴的转动惯量为人，又知刚体质心C到两相互平行的轴Z'、Z之间的距离分别为。

、b,贝U刚体对Z'轴的转动惯量人为（）。

①J z' = J z— m（a2—）；②人=</：—彻+ 人j；③ J = J z + m{a2 +Z?2）；④ J = J - + m（a2 ~b2\,3.质量为m、长为Z的均质杆A3,以角速度切绕A轴转动，而物块A以速度D作水平运动，则杆A3在图示位置的动能为（）o①T=-^mu2 + -^ml2a）2 -\-—mulco.19 i j 2 2 i r\②T= — mv co + —mulco . □2 6 3c③T=~mu2 + ^ml2co2—mulcD.121/2 2 1 ,④T=~mu — a） -o2 3 64.均质圆盘绕。

轴转动，某瞬时其角速度、角加速度如图所示。

圆盘上虚加惯性力系向。

点简化的如下结果中，正确的为（）。

①图（a）；②图（b）；③图（c）；④图（d）。

题4图5.重为P、长为Z的均质杆A3放置如图。

设各处光滑，在A点处的水平力E作用下而保持平衡，9 = 60。

，今给A点一向右的虚位移&X,则由虚位移原理所建立的虚功方程为（）。

① P V35X/6 - Fdx =0 ；③ P V38X/2-F5X=0；④ P8x-F8xgp o Fgn（二）.电皎车提升一质量为农=lkg的物体，其中电皎车半径r2 =0.5mo在齿轮1上作用一矩为M=60kN・m的常力偶。

第8章 刚体平面运动概述和运动分解三、选择题1．( D )2． ( B )。

3． ( B )4． ( D )5．( C )6． ( C )7．( C )。

8． ( B )。

四、计算题8-1 如图8.30所示的两齿条以1v 和2v 同方向运动。

在两齿条间夹一齿轮，其半径为r ，求齿轮的角速度及其中心O 的速度。

解：齿轮作平面运动，以B 为基点，分析A 点的速度。

由AB B A v v v +=作A 点的速度合成图如图所示。

由图可知21v v v v v B A AB -=-= 齿轮的角速度为rv v ABv AB O 221-==ω再以B 为基点，分析O 点的速度。

由OB B O v v v +=作O 点的速度合成图如图所示。

由图可知齿轮中心O 的速度2212v v r v v v v O OB B O +=+=+=ω8-2 曲柄OA = 17cm ，绕定轴O 转动的角速度1rads O A /ω=，已知AB = 12cm ，BD = 44cm ，BC = 15cm ，滑块C 、D 分别沿着铅垂与水平滑道运动，如图8.31所示瞬时OA 铅垂，求滑块C 与D 的速度。

图8.30 图8.31解：由A v 和D v 的速度方向，可知杆BD 作瞬时平动。

从而可知B v 方向水平向左。

C 点的速度方向垂直向下。

BD 作瞬时平动，可知滑块D 的速度为 )/(17171s cm OA v v OA A D =⨯=⋅==ω 杆BC 作平面运动，上速度投影定理，有)90cos(cos o ϕϕ-=C B v v根据图示的结构，经过数学计算，可知6778.040157cos ==ϕ，7352.0sin =ϕ，代入上式，可得)/(6.15sin cos sin cos s cm v v v A B C ===ϕϕϕϕ8-3 曲柄OA 绕定轴O 转动的角速度25rad s O A ./ω=，OA = 28cm ，AB = 75cm ，BC = 15cm ，r = 10cm ，轮子沿水平面滚动而不滑动。

西交《理论力学》在线作业一,单选题 1. 一重量P=500 N的物体，放在倾角为20°的斜面上。

现有一力F=1000 N，当它从与斜面垂直的方向逆时针转到与斜面夹角为60°时，物体才开始下滑。

则摩擦角为（）。

A. 26.67 B. 30 C. 12 D. 40 正确答案：A 2. 在任一瞬时定轴转动刚体上任一点的全加速度大小都与该点的转动半径成正比，其方向与各点所在转动半径夹角（）。

A. 都相同且小于90° B. 都不相同 C. 为任意角 D. 不知道正确答案：A 3. A物体放在在B平面，A重力为60kN，拉力大小为20kN，方向斜向上与水平线夹角30°，两物体间的静摩擦因数为0.5，动摩擦因数为0.4，则物块A所受的摩擦力的大小为（）。

A. 25kN B. 20kN C.17.32051kN D. 0 正确答案：C 4. 对任何一个平面力系（）。

A. 总可以用一个力来与之平衡 B. 总可以用一个力偶来与之平衡 C. 总可以用合适的两个力来与之平衡 D. 总可以用一个力和一个力偶来与之平衡正确答案：C 5. 二力平衡条件的适用范围是（）。

A. 刚体 B. 刚体系统 C. 变形系统 D. 任何物体或物体系统正确答案：A 6. 三力平衡定理是（）。

A. 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点 B. 共面三力若平衡，必汇交于一点 C. 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡 D. 三力若平衡必汇交一点正确答案：A 7. 在拉车时，根据轮子的滚动条件分析可知，如果道路硬，轮胎变形小且（）那么拉车就省力。

A. 轮胎变形大 B. 不知道 C. 车轮直径大D. 车轮直径小正确答案：C 8. 质点系动能对时间的（）导数，等于作用于质点系的所有力的功率的代数和。

A. 一阶 B. 二阶 C. 三阶 D. 四阶正确答案：A 9. 当物体处于临界平衡状态时，静摩擦力Fs的大小（）。

理论力学-学习指南一，选择题1. 作用在同一刚体上的两个力F 1和F 2，若 F 1 = - F 2，则表明这两个力( C )(A) 必处于平衡；(B) 大小相等，方向相同；(C) 大小相等，方向相反，但不一定平衡；(D) 必不平衡。

2. 力F 在x 轴上的投影为F ，则该力在与x 轴共面的任一轴上的投影(B)。

(A) 一定不等于零 (B) 不一定等于零(C) 一定等于零 (D) 等于F3. 作用在一个刚体上只有两个力A F 、B F ，且A B F F =-，则该二力可能是(B)。

(A)、作用力与反作用力或一对平衡力(B)、一对平衡力或一个力偶 (C)、一对平衡力或一个力和一个力偶 (D)、作用力与反作用力或一个力偶4. 图示三铰刚架受力F 作用，则A 支座反力的大小为(B)。

(A) 12F (B)、 2F (C)、 F (D)、F 25. 作用力与反作用力之间的关系是：(D)。

(A) 等值 (B)反向 (C)共线 (D)等值、反向、共线6. 已知某点的运动方程为2bt a S +=（S 以米计,t 以秒计，a 、b 为常数），则点的轨迹为（ C ）。

A 、是直线；B 、是曲线；C 、不能确定；D 、抛物线。

7. 两个力，它们的大小相等、方向相反和作用线沿同一直线。

则( D )A 它们作用在物体系统上，使之处于平衡的必要和充分条件；B 它们作用在刚体系统上，使之处于平衡的必要和充分条件；C 它们作用在刚体上，使之处于平衡的必要条件，但不是充分条件；D 它们作用在变形体上，使之处于平衡的必要条件，但不是充分条件；8. 点作匀变速曲线运动是指( C )。

A 点的加速度大小a =常量；B 点的加速度a =常矢量；C 点的切向加速度大小a τ=常量；D 点的法向加速度大小n a =常量。

9. 已知F 1、F 2、F 3、F 4为作用于刚体上的平面汇交力系，其力矢关系如图2.1所示为平行四边形，由此可知（D ）。

理论力学C一、判断题2、当力与轴共面时，力对该轴之矩等于零。

（）正确答案：说法正确解答参考：4.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。

（）正确答案：说法正确解答参考：二、单项选择题2. 图示作用于三角架的杆AB中点处的铅垂力如果沿其作用线移动到杆BC的中点，那么A、C处支座的约束力的方向。

(A) 不改变(B) 改变(C) 不能确定正确答案：B解答参考：3. 已知P=1.0 kN，F1=0.5kN，物体与地面间的静摩擦因数fs=0.4，动摩擦因数fd=0.3则物体所受的摩擦力的大小为。

(A) 0.3 kN(B) 0.225 kN(C) 0.433 kN(D) 0正确答案：B解答参考：4. 图示均质圆盘质量为m，绕固定轴O转动，角速度均为w。

对转轴O的动量矩L O的大小和方向为。

(A) L O=mr2w (顺时针方向）(B) L O=m r2w (顺时针方向）(C) L O=m r2w (顺时针方向）(D) L O = 0正确答案：C解答参考：5. 质点在力作用下作匀速圆周运动，则该力的方向。

(A) 随时间变化(B) 不随时间变化(C) 不能确定正确答案：A解答参考：三、计算题1、参考答案：2.参考答案：3. 汽车以大小不变的速度v通过图示路面上A、B、C三点。

试画出汽车（作为一个质点）通过各该点时的受力图，并讨论汽车对路面的压力在上述三点处是否相同？在哪一点处时压力最大？在哪一点处时压力最小？参考答案：略。

理论力学C 第一次作业：二、主观题(共11道小题)30.解：31.解：32.解：33.解：34.35.解：解：37.压路(de)碾子O重P=20kN,半径R=400mm.试求碾子越过高度d=80mm(de)石块时,所需最小(de)水平拉力F min.设石块不动.解：F min = 15 kN38.梁AB如图所示,作用在跨度中点C(de)力F=20kN.试求图示两种情解：况下支座A和B(de)约束力.梁重及摩擦均可不计.39.已知AB梁上作用一矩为M e(de)力偶,梁长为l,梁重及摩擦均不计.试求在图示四种情况下支座A、B(de)约束力.解：40.机构OABO1,在图示位置平衡.已知OA=400mm,O1B=600mm,作用在OA上(de)力偶(de)力偶矩之大小∣M e1∣=1N·m.试求力偶矩M e2(de)大小和杆AB 所受(de)力.各杆(de)重量及各处摩擦均不计.解：M e2= 3 N·m,F AB = 5 N (拉)第二次作业：二、主观题(共21道小题)34.解：35.解：36.解：37.解：38.解：39.解：40.解：41.解：42.解：43.解：44.解：45.解：46.解：47.解：48.机构OABO1,在图示位置平衡.已知OA=400mm,O1B=600mm,作用在OA上(de)力偶(de)力偶矩之大小∣M e1∣=1N·m.试求力偶矩M e2(de)大小和杆AB 所受(de)力.各杆(de)重量及各处摩擦均不计.解：M e2= 3 N·m,F AB= 5 N (拉)49.在图示平板上作用有四个力和一个力偶,其大小分别为：F1=80N,F2=50N,F3=60N,F4=40N,M e=140N·m,方向如图.试求其合成结果.解：50.在图示结构中,A、B、C处均为光滑铰接.已知F=400N,杆重不计,尺寸如图所示.试求C点处(de)约束力.解：F Cx= 880 N(→),F Cy= 480 N(↓)51.左端A固定而右端B自由(de)悬臂梁AB,自重不计,承受集度为q（N/m）(de)满布均匀荷载,并在自由端受集中荷载作用.梁(de)长度为l.试求固定端A处(de)约束力.解：52.试分别求图中两根外伸梁其支座处(de)约束力.梁重及摩擦均不计.解：53.试分别求图示两个构架上A、B处所受到(de)约束力.不计构件自重及各处(de)摩擦.图b中C处为铰链.参考答案：54.水平梁由AB与BC两部分组成,A端为固定端约束,C处为活动铰支座,B 处用铰链连接.试求A、C处(de)约束力.不计梁重与摩擦.解：第三次作业：二、主观题(共13道小题)21.解：22.解：23.解：24.解：25.解：26.解：27.解：28.解：29.已知点(de)运动方程为r(t)=sin2ti+cos2tj,其中t以s计,r以m计；i,j分别为x、y方向(de)单位矢.求t=s时,点(de)速度和加速度.解：30.点作直线运动,已知其运动方程为x=t3-6t2-15t+ 40,t以s计,x以m计.求：（1）点(de)速度为零(de)时刻；（2）在该瞬时点(de)位置和加速度以及从t=0到此瞬时这一时间间隔内,该点经过(de)路程和位移.解：（1）t=5s；（2）x=-60m,a=18m/s2,s=100m,Δx=-100m31.图示机构(de)尺寸如下：O1A=O2B=AM=r=m,O1O2=AB.轮O1按j=15p t（t以s计,j以rad计）(de)规律转动.试求当t=s时,AB杆(de)位置及杆上M点(de)速度和加速度.解：32.汽车上(de)雨刷CD固连在横杆AB上,由曲柄O1A驱动,如图所示.已知：O1A=O2B=r=300mm,AB=O1O2,曲柄O1A往复摆动(de)规律为j=(p/4)sin(2p t),其中t以s计,j以rad计.试求在t=0、(1/8)s、(1/4)s各瞬时雨刷端点C(de)速度和加速度.解：33.搅拌机构如图,O1A=O2B=R=250mm,O1A∥O2B.已知杆O1A以转速n=300r/min匀速转动,试求刚性搅棍BAC上C点(de)轨迹、速度和加速度.解：第四次作业：二、主观题(共22道小题)14.解：15.解：16.解：17.解：18.解：19.解：20.解：21.解：22.解：23.解：24.解：25.解：26.。

理论力学AI (2006－2007)一、填空题（每空3分，共45分。

请将计算结果或分析结果填入下面的各空格中，方向”表示矢量的方向与水平线的夹角为300。

）1．已知不平衡的平面汇交力系的汇交点为A ，且满足方程∑=0)(F M B （B 为力系平面内的另一点），则此力系可简化为 过A 、B 两点的合力 。

又已知不平衡的平面平行力系的诸力与轴y 不垂直，且满足方程∑=0y F ，则此力系 可简化为 一力偶 。

2．Oxyz 为直角坐标系，已知一空间任意力系满足0)( ,0)( ,0)( ,0 ,0 , 0==≠==≠∑∑∑∑∑∑F M F M F M F F F z y x z y x ；则该力系的最后简化结果是 力螺旋 。

又已知一空间任意力系满足0)( ,0)( ,0)( ,0 ,0 , 0≠≠===≠∑∑∑∑∑∑F M F M F M F F F z y x z y x ；则该力系的最后简化结果是 一合力 。

3．平面构架由四杆铰接而成，各杆自重不计，杆AB 和CD 水平，在杆AB 作用一铅垂力F ，杆AB的B 端和杆CD 的C 端分别靠在粗糙的铅垂墙面上，如图1所示。

若要系统在图示位置平衡，则B 处的摩擦因数至少为31；C 处的摩擦因数至少为321。

4．如图2示结构的各构件自重不计，杆AC 与构件CD 在C 处铰接，构件CD 上作用一水平力F ，则支座A 的约束力大小为F 2；方向为45o 。

5．图3所示平面桁架中，杆1的内力为 0 ；杆2的内力为 −F 。

6．动点M 作平面曲线运动（如图4所示），其速度在y 轴上的投影为常量C v y =，若已知 动点M 运动到图示位置时，速度的大小为 v ，曲线在M 点处的曲率半径为ρ，则该瞬时动点M 全加速度a 的大小为ρc v 3 ；方向为 。

7．图5示平面机构中l B O OA ==1，杆OA 以匀角速度ω绕轴O 转动，则图示瞬时点B 的法向加速度和切向加速度的大小分别为 2ωl 和 22ωl 。

本次作业是本门课程本学期的第1 次作业,注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确,共26道小题)1.考虑力对物体作用的运动效应和变形效应,力是(A)滑动矢量(B)自由矢量(C)定位矢量正确答案：A解答参考：3.(B)不平衡(C)不能确定解答参考：4.f - p ,作用力加的大小等于100N,那么其反作用力 *的大小为国=-100N(A) 一氏:100N(B)(C)不能确定正确答案：B解答参考：5. 力的可传性原理只适用于图示中的两个力 (A)平衡E,&月=一耳 ,那么刚体处于正确答案：B(A)刚体(B) 变形体(C) 刚体和变形体正确答案：A解答参考：6.图示结构,各杆自重不计,那么杆BC是(A)二力杆(B)不能确定正确答案：A7.图示作用于三角架的杆AB中点处的铅垂力如果沿其作用线移动到杆BC的中点,那么A、C处支座的约束力的方向_0(A)不改变(B)改变(C)不能确定正确答案：B解答参考：8.图小构架ABC中,力作用在销钉C上,那么销钉C对杆AC的作用力与销钉C对杆BC 的作用力_0(A)等值、反向、共线(B)分别沿AC和BC(C)不能确定正确答案：B解答参考：9.如下图,物体处于平衡,,自重不计,接触处是光滑的,图中所画受力图(A)正确(B)不正确正确答案：A解答参考：10.如下图,物体处于平衡,自重不计,接触处是光滑的 ,图中所画受力图是(A)正确(B) A处约束力不正确,,「大(C)不能确定正确答案：B解答参考：11.如下图,各杆处于平衡,杆重不计,接触处是光滑的,图中所画受力图(A)正确(B) A处及B处约束力不正确(C)不能确定正确答案：B解答参考：12.如下图,梁处于平衡,自重不计,接触处是光滑的,图中所画受力图是_0(A)正确(8) B处约束力不正确(C)不能确定正确答案：B解答参考：13.刚体在四个力作用下平衡,假设其中三个力的作用线汇交于一点,那么第四个力的作用线(A) 一定通过汇交点(B)不一定通过汇交点(C) 一定不通过汇交点(D)正确答案：A解答参考：14 .平面汇交力系的合力表示为正确答案：B15 .平面汇交力系独立的平衡方程有一个(A) 1(B)(C) 3正确答案：B16.(A) F R 二尸I +尸2十…十月 (B)F= F+ F 2 + …+R + R +R =0 (A)F3—F2(B) -(C)月二E十屏(D)解答参考：17.图中各个力之间的关系_0甘十后+E = o (A)E = E + E (B)(C)(D)正确答案：B18.图中各个力之间的关系 _0E+E+E + 耳=o(A)产4二尸1+乙+玛(B)⑼瓦学十号+E ；正确答案：A(C) 5二片+鸟+玛(A)(B)(C)(D) 石十E十/十玛=05=H+A+瑞行二月十居十丹•正确答案：C20.如图所小,重量为P二的钢管C搁在斜槽中,那么平衡时是有(A)产金=F cosa F R =P cos8(B)F A-P sint?. F B-P^6F L(C)2 sin.2cose21.22.在图(a)中支座约束力与图(b)中支座约束力(A)相等(B)不相等(C)不能确定正确答案：A解答参考：23. 平面力偶系有一个独立的平衡方程.(A) 1(B) 2(C) 3(D) 4正确答案：A解答参考：24.如下图,作用于扳手上的力 F = 200 N, l = 0.40 m , ? = 60o ,那么力对点O之矩为_.(A) 69.3 N ?m(B) —69.3 N ?m(C) 80 N ?m25.(后,耳),(A,弓)如图a所示,在物体上作用有两力偶和一—,其力多边形封闭(ffl b) o那么该物体_.(A)平衡(B)不平衡(C)不能确定们的力偶矩大小相等.那么此两力偶_(B)不等效(C)不能确定二、判断题(判断正误,共3道小题)27.二力平衡条件中的两个力作用在同一物体上；作用力和反作用力分别作用在两个物体上正确答案：说法正确解答参考：〔注意：假设有主观题目,请根据题目,离线完成,完成后纸质上交学习中央,记录成绩.在线只需提交客观题答案.〕三、主观题〔共11道小题〕试求图中各力在坐标轴上的投影.：B=B=居=10建LF 尸昂=15烧,氏=2.皿,各力方向如下图口『应用教材中公式(2-3)得+入工=FL=IOkN, Fg=., F*=0, F^- = ^= ICkN马x=F$coA(T= 15 * 0.866 kN = 12.99 建^B 产 R siii300 = 15 x 0.5 kN = 7.50 kN-'居产尺由)30°= 10,0.5愍=54〞^="^4 005300= - 10 x 0.866 kN = - 8 66 kN 〞F^= R g5&00 = 15 > 0.5 史=7.50 kN^F“= - F,511160'= "15M 0.866 kN = - 12.99 kN,」- J" -W-jiVv凡shBO"= -20 M 仇5 蛆=-10嵬*Ay--F s co S 30°= — 20 其 0.866 kN = — 17.3 kNv 3032. 如图a 所示,重量为户=5啦的球悬挂在醺上,且和光滑的墙壁接触,绳和〔1〕选研究对象,因的重力于和待求的约束力都作用在球上,故应选 球为研究对象.中〔2〕画受力图口图中里是墙对球的约束力,层为绳对球的约束力〔图b 〕z〔3〕选坐标系口选定水平方向和铅垂方向为坐标轴的方向,那么再与r 轴重合,区与工轴成W 角…」〔4〕根据平衡条件列平衡方程.可先求出各力在登V 轴上的投影,如表31中所示,于是F迂*=必网期6G'-&=0⑴〉 密=0, Fx 玉山60°一尸=0〔2〕*.■ 由式P 〕得, P 5= 7^77 kN = 5.77 kN^sinGCr O.ooo 5f —重尸=1 KN .削球放在与水平成30°角的光滑斜面上,并用与斜面平行的绳 系住〔图试求绳.西受到的拉力及球又拣斗面的,压力墙的夹角为303试求绳和墙有球的约束力.」31.F T TH〔*〕 山卜图中,如作用于扳手上的力产二200 N, 0.40 m, a=6..,试计算力声对.点之矩./33.根据教材中式0-1〕有EM Q〔 fi〕= - F - - F -1 sina 三- 200 X0,40 X sin 60° N m= —69.3 N -此处力声使投手绕8点作顺时针方向转动,力矩为负值.应注意,力彗星OD〔自矩心.至力作用线的垂直距离〕而不是以.中试用合力矩定理计算图中力手对.点之矩,34.取坐标系6丁如下图,那么|£t| = Fcosar f |/Y |= F sina *' 1“" Vv%Ar 1由合力柜定理一超(£)十居1t:耳〞展I - 0 - \F y\ 0.4^= -Fsina 0 ,4 =(- 200 乂 sin 60 X 0.40 )N - m=-69.3 N -图a所示梁/H受矩为A4=300N -m的力偶作用.试求支座X、B的约束35.(1)取梁.〞为研究时象◎一(2)画受力图.作用在梁上的力有力偶和支座小B处的约束力, 因梁上的荷载为力偶n而力偶只能与力偶平衡,所以与与晶必组成一力儡, 即用=一%.蜃的方位由约束性质确定,弓与取的指向假定如图3-12b所示口q题3-10图♦(3)列平衡方程*£ 31=5 昭-= 由此得」M.300 e=三~N= 100 N, F B=F A=100 N*^所求得的&为正值,表示瓦与力的原假设指由正糠匕一用三轴钻床在水平工件上钻孔时(图a),每个钻头对工件苑加一个力偶. 三个力偶的矩大小分别为IAfil = L0N-m, I Afc I = L4 N m , I 34 I =2.0N m.转向如图中如定位螺栓43之间的距离F=0.2Qm,试求两定位螺栓所受的力.*36. nt g(1)理工件为研究对象Q)画受力图如图:工件在水平面内受有三个主动力偶和两个定位螺检的水平约束力,在它们的共同作用下处于平衡.根据力偶的性质,约束力反与月必然组成同平面内的一个力偶,以与上述三个力偶的合力偶相平衡,U(3)列平衡方程第得HF .阳上|居|十|腿L Q 0414+2-0)、tn.zzNuj 7：020m ’因£为正值m说明该力及高在图b中所假设的指向是正确的.而定位螺栓所受的力那么应与该两方指向相反,大』目等〞力37.压路的碾子.重P = 20 kN ,半径R = 400 mm.试求碾子越过高度？ = 80 mm的石块时, 所需最小的水平■拉力F mino设石块不动.参考答案：5 = 15 kN38.梁AB如下图,作用在跨度中点C的力F = 20 kN .试求图示两种情况下支座A和B的约束力.梁重及摩擦均可不计.^7 I(a) F A = 15.8 kN( ), r e = 7.O7kN( 1 )：/(b),=22.4 叱,7=l°k坟4mAB梁上作用一矩为M的力偶,梁长为l ,梁重及摩擦均不计.试求在图示四种情况下支座A B的约束力⑴,⑴一Mefcosa 440.机构OABQ在图示位置平衡. OA= 400 mm, OB = 600 mm,作用在OA上的力偶的力偶矩之大小I M i I = 1 N • m.试求力偶矩M2的大小和杆AB所受的力.各杆的重量及各处摩擦均不计.参考答案：M2 = 3 N • m F AB = 5 N (拉)。

理论力学B第1次作业本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：本次作业需要复习教材第1章~第3章。

一、单项选择题(只有一个选项正确，共28道小题)1. 考虑力对物体作用的运动效应和变形效应，力是(A) 滑动矢量(B) 自由矢量(C) 定位矢量正确答案：C解答参考：2. 考虑力对物体作用的运动效应，力是(A) 滑动矢量(B) 自由矢量(C) 定位矢量正确答案：A解答参考：3.图示中的两个力则刚体处于。

(A) 平衡(B) 不平衡(C) 不能确定正确答案：B解答参考：4.作用力的大小等于100N，则其反作用力的大小为。

(A)(B)(C) 不能确定正确答案：B解答参考：5. 力的可传性原理只适用于。

(A) 刚体(B) 变形体(C) 刚体和变形体正确答案：A解答参考：6.图示的三铰刚架，自重不计，则构件CE是。

(A) 二力构件(B) 不能确定正确答案：A解答参考：7.图示作用于三角架的杆AB中点处的铅垂力如果沿其作用线移动到杆BC的中点，那么A、C处支座的约束力的方向。

(A) 不改变(B) 改变(C) 不能确定正确答案：B解答参考：8.图示构架ABC中，力作用在销钉C上，则销钉C对杆AC的作用力与销钉C 对杆BC的作用力。

(A) 等值、反向、共线(B) 分别沿AC和BC(C) 不能确定正确答案：B解答参考：9. 如图所示，物体处于平衡，自重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图。

(A) 正确(B) 不正确(C) 不能确定正确答案：A解答参考：10.如图所示，物体处于平衡，自重不计，接触处是光滑的, 图中所画受力图是。

(A) 正确(B) A处约束力不正确(C) 不能确定正确答案：B解答参考：11.如图所示，各杆处于平衡，杆重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图。

(A) 正确(B) A处及B处约束力不正确(C) 不能确定正确答案：B解答参考：12.如图所示，梁处于平衡，自重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图是。