10理论力学期末A答 天津大学

2004～2005学年第一学期期末考试试卷《理论力学》（A卷共3页）（考试时间：2005年1月20日）学院专业班年级学号姓名1、结构由AC、CBD、DE铰接而成，尺寸如图所示，C，D为光滑铰链，各杆件自重不计。

已知：F=2kN，，q=4kN/m。

试求支座A、B、E处的约束力。

2、长均为L的三直杆铰接成三角形，在图示载荷及支座支承下保持平衡。

试求支座A及铰链C处的约束力。

3、机构如图，已知：，，在图示瞬时，。

试求此瞬时，，。

4、平面机构如图所示。

已知：OA = r =10cm，以匀角速度r/s转动，滑块B在铅垂槽中滑动，，。

在图示位置时，OA水平，CD∥AB，且CD⊥BC。

试求该瞬时（1）AB杆和BC杆的角速度；CD杆的角加速度。

5、在图示机构中，已知：半径为R的均质滑轮1，重Q1=100N，均质滑轮2，半径为r =R/2，重Q2=20N，物重P = 400N，与斜面间的动摩擦系数为=0.2，物重Q =100N。

设绳与滑轮之间无相对滑动，绳的质量不计。

斜面倾角，与重物相连的绳段平行于斜面。

试求（1）重物的加速度；（2）D段绳索的张力。

2004～2005学年第一学期期末考试试题答案《理论力学》（A卷共7页）（考试时间：2005年1月20日）计算题（共100分，每题20分）1、结构由AC、CBD、DE铰接而成，尺寸如图所示，C，D为光滑铰链，各杆件自重不计。

已知：F=2kN，，q=4kN/m。

试求支座A、B、E处的约束力。

解：取DE为研究对象：，，取ACDB为研究对象：，，，取AC为研究对象：，再以ACDB为研究对象：，2、长均为L的三直杆铰接成三角形，在图示载荷及支座支承下保持平衡。

试求支座A及铰链C处的约束力。

解：取整体为研究对象：，，，取BC为研究对象：，取AC为研究对象：，3、机构如图，已知：，，在图示瞬时，。

试求此瞬时，，。

4、平面机构如图所示。

已知：OA = r =10cm，以匀角速度r/s转动，滑块B 在铅垂槽中滑动，，。

诚信应考，考试作弊将带来严重后果！本科生期末测试1 《 理论力学 I 》注意事项：1. 开考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：（闭）卷；4. 本试卷共 （ 六 ）大题，满分100分，考试时间120分钟。

题 号 一二 三 四 五 六 总分 得 分一、 判断题 (正确打“√”，错误打“×”，将答案填在下表中，每小题1分，共10分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 XXX√√XX√√√1. 力在两个坐标轴上的投影与力沿这两个坐标轴方向进行分解得到的分力的意义是相同的。

2. 力偶无合力的意思是说力偶的合力为零。

3. 质点系惯性力系的主矢与简化中心的选择有关，而惯性力系的主矩与简化中心的选择无关。

4. 平面力系向某点简化之主矢为零，主矩不为零。

则此力系可合成为一个合力偶，且此力系向任一点简化之主矩与简化中心的位置无关。

5. 某瞬时刚体上各点的速度矢量都相等,而各点的加速度矢量不相等,因此该刚体不是作平动。

6. 两齿轮啮合传动时，传动比等于主动轮与从动轮的转速比，若主动轮转速增大，则传动比也随之增大。

7. 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。

8. 不管质点做什么样的运动，也不管质点系内各质点的速度为何，只要知道质点系的质量，质点系质心的速度，即可求得质点系的动量。

9. 质点系的内力不能改变质点系的动量与动量矩。

10. 刚体受到一群力作用，不论各力作用点如何，此刚体质心的加速度都一样。

姓名 学号学院 专业班级 座位号( 密 封 线 内 不 答 题 ) ……………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………得分oyxFF'c 二、 单项选择题（8小题，每题2分，共16分，将答案填在下表中。

）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 ADAADBBC1. 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 2. 不经计算，可直接判定出图示桁架中零力杆的根数为（ ）。

理论力学一、单选题1. 质点M 的质量为m ，受有二个力F 和R 的作用，产生水平向左的加速度a ，质点M 的运动微分方程为（ ） MC aA.R F x m -=&&B.R F x m -=-&&C.F R x m -=&&D.F R x m -=-&&[答案]:A2. 重为W 的货物由电梯载运下降，当电梯加速下降、匀速下降及减速下降时，货物对地板的压力分别为R 1、R 2、R 3，它们之间的关系为（ ）A.R 1 = R 2 = R 3B.R 1 > R 2 > R 3C.R 1 < R 2 < R 3D.R 1 < R 3 > R 2[答案]:C3. 质量为m 的小球，放在倾角为 α 的光滑面上，并用平行于斜面的软绳将小球固定在图示位置。

如斜面与小球均以a 的加速度向左运动，则小球受到斜面的约束力为（ ）A.cos sin mg ma αα-B.cos sin mg ma αα+C.cos mg αD.sin ma α[答案]:B4. 提升矿石用的传送带与水平面成倾角α。

设传送带与矿石之间的摩擦系数为f ，为保持矿石不在带上滑动，则所需的加速度a 至少为多大（ ）A.)sin cos (αα+=f g aB.)sin cos (αα-=f g aC.αcos gf a =D.αsin g a =[答案]:B5. 质量为m 的物块A ，置于物块B 上，如图所示。

A 与B 间的摩擦系数为f ，为保持A 与B 一起以加速度a 水平向右运动。

则所需的加速度a 至少为多大（ ）A.gB.2gC.2gfD.gf[答案]:D6. 汽车重P ，以匀速v 驶过拱桥，在桥顶处曲率半径为R ，在此处桥面给汽车的约束力大小为（ ）A.PB.gRPv P 2+ C.gR Pv P 2- D.gRPv P - [答案]:C7. 质量为m 的物体M 在地面附近自由降落，它所受的空气阻力的大小为F R = Kv 2，其中K 为阻力系数，v 为物体速度，该物体所能达到的最大速度为（ ）A.Kmg v = B.mgK v = C.Kg v = D.gK v =[答案]:A8. 在图示圆锥摆中，球M 的质量为m ，绳长l ，若α角保持不变，则小球的法向加速度为（ ）A.αsin gB.a g cosC.αtan gD.αtan c g[答案]:C9. 起重机起吊重量25=Q kN 的物体，要使其在25.0=t s 内由静止开始均匀的加速到0.6m/s 的速度，则重物在起吊时的加速度和绳子受的拉力为( )A.2.4 m/s 2；25.38kNB.0.15 m/s 2；31.12kNC.2.4 m/s 2；31.12kND.0.15 m/s 2；25.38kN[答案]:C10. 已知A 物重N 20=P ，B 物重N 30=Q ，滑轮C 、D 不计质量，并略去各处摩擦，则绳水平段的拉力为（ ）A.30NB.20NC.16ND.24N[答案]:D11. 图示均质圆轮，质量为m ，半径为r ，在铅垂图面内绕通过圆盘中心O 的水平轴以匀角速度ω转动。

天津大学智慧树知到“土木工程”《理论力学》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.如图所示，两重物M1和M2的质量分别为m1和m2，二重物系在不计重量的软绳上，绳绕过定滑轮，滑轮半径为r，质量为M，则此滑轮系统之动能为()。

A.B.C.D.2.F=100N，方向如图所示，若将F沿图示x，y方向分解，则x向分力大小为()。

A.86.6NB.70.7NC.136.6ND.25.9N3.点沿直线运动，其速度v=t²-20。

已知当t=0时，y=-15m。

则t=3s时，点的位移为()。

A.6mB.-66mC.-57mD.-48m4.静定桁架就是在载荷作用下形状保持不变的桁架。

()A.错误B.正确5.质点A、B、C分别作曲线运动如图所示。

若各质点受力F与其速度v的夹角均保持不变，则作匀速运动的质点是()。

A.AB.BC.CD.A和B6.图示两均质轮的质量皆为m，半径皆为R，用不计质量的绳绕在一起，两轮角速度分别为ω1和ω2，则系统动能为()。

A.B.C.D.7.同一运动的质点，在不同的惯性参考系中运动，其运动的初始条件是不同。

() A.错误 B.正确8.图示三铰刚架中，若将作用于构件BC 上的力F 沿其作用线移至构件AC 上，则A 、B 、C 处约束力的大小()。

A.都不变B.都改变C.只有C 处改变D.只有C 处不变9.三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。

() A.错误 B.正确10.已知动点的运动方程为x=t ²，y=2t ⁴。

则其轨迹方程为()。

A.x=t ²-t B.y=2t C.y-2x ²=0 D.y+2x ²=011.物体作定轴转动的运动方程为φ=4t -3t ²(φ以rad 计，t 以s 计)。

则此物体内，转动半径r=0.5m 的一点，在t=1s 时的速度和切向加速度为()。

A.2m/s ，20m/s ² B.-1m/s ，-3m/s ² C.2m/s ，8.54m/s ² D.0m/s ，20.2m/s ²12.半径为R 质量为m 的均质圆盘由铰支座和绳约束，铰O 与质心C 位于水平，则剪断绳后，并OC 转至与水平成90°时圆盘的角速度为()。

大学理论力学期末考试题库及答案1. 题目：简述牛顿三定律的内容。

答案：牛顿第一定律（惯性定律）指出，物体在没有受到外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态；牛顿第二定律（加速度定律）表明，物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体质量成反比，方向与合外力方向相同；牛顿第三定律（作用与反作用定律）说明，对于任何两个相互作用的物体，它们之间的力是大小相等、方向相反的。

2. 题目：什么是角动量守恒定律？答案：角动量守恒定律是指在没有外力矩作用的情况下，一个系统的总角动量保持不变。

3. 题目：请解释达朗贝尔原理。

答案：达朗贝尔原理是将动力学问题转化为静力学问题的一种方法。

它基于牛顿第二定律，通过引入惯性力，将动力学方程转化为平衡方程。

4. 题目：什么是虚功原理？答案：虚功原理是分析力学中的一个基本原理，它指出，一个保守系统中，如果系统从一个平衡位置发生微小的虚位移，那么系统内所有力对这些虚位移所做的虚功之和为零。

5. 题目：简述拉格朗日方程的一般形式。

答案：拉格朗日方程的一般形式为：\( \frac{d}{dt}(\frac{\partial L}{\partial \dot{q}_i}) -\frac{\partial L}{\partial q_i} = Q_i \)，其中 \( L \) 是拉格朗日量，\( q_i \) 是广义坐标，\( \dot{q}_i \) 是广义速度，\( Q_i \) 是广义力。

6. 题目：请解释什么是哈密顿原理。

答案：哈密顿原理，也称为最小作用量原理，它指出在所有可能的路径中，实际发生的过程是使作用量取极小值的路径。

作用量是拉格朗日量 \( L \) 对时间的积分。

7. 题目：什么是刚体的转动惯量？答案：刚体的转动惯量是衡量刚体对旋转运动的抵抗程度的物理量，它与刚体的质量分布和旋转轴的位置有关。

8. 题目：请解释什么是势能。

答案：势能是物体由于其位置或状态而具有的能量形式，它与物体的位形有关，通常与保守力相关。

2011～2012 学年度第 二 学期《 理论力学 》试卷（A 卷）一、填空题（每小题 4 分，共 28 分）1、如图1.1所示结构,已知力F ，AC ＝BC ＝AD ＝a ，则CD 杆所受的力F CD ＝（ ），A 点约束反力F Ax =（ ）。

2、如图1.2 所示结构，,不计各构件自重，已知力偶矩M ，AC=CE=a ，A B ∥CD 。

则B 处的约束反力F B =（ ）；CD 杆所受的力F CD =（ ）。

E 1.1 1.23、如图1.3所示，已知杆OA ，以匀角速度ω绕O 轴转动，如以滑块A 为动点，动系建立在BC 杆上，当BO 铅垂、BC 杆处于水平位置时，滑块A 的相对速度v r =（ ）；科氏加速度a C =（ ）。

4、平面机构在图1.4位置时， AB 杆水平而OA 杆铅直，轮B 在水平面上作纯滚动，已知速度v B ，OA 杆、AB 杆、轮B 的质量均为m 。

则杆AB 的动能T AB =（ ），轮B 的动能T B =（ ）。

C1.3 1.45、如图1.5所示均质杆AB 长为L ,质量为m,其A 端用铰链支承,B 端用细绳悬挂。

当B 端细绳突然剪断瞬时, 杆AB 的角加速度 =（ ），当杆AB 转到与水平线成300角时，AB 杆的角速度的平方ω2=（ ）。

6、图1.6所示机构中,当曲柄OA 铅直向上时,BC 杆也铅直向上,且点B 和点O 在同一水平线上；已知OA=0.3m,BC=1m ，AB=1.2m,当曲柄OA 具有角速度ω=10rad/s 时,则AB 杆的角速度ωAB =（ ）rad/s,BC 杆的角速度ωBC =（ ）rad/s 。

AB1.57、图1.7所示结构由平板1、平板2及CD 杆、EF 杆在C 、D 、E 、F 处铰接而成，在力偶M 的作用下，在图上画出固定铰支座A 、B 的约束反力F A 、F B 的作用线方位和箭头指向为（ ）（要求保留作图过程）。

1.7二、单项选择题（每小题 4 分，共28 分）1、如图2.1所示，四本相同的书，每本重均为P ，设书与书间的摩擦因数为0.1，书与手间的摩擦因数为0.25，欲将四本书一起抱起，则两侧手应加的压力至少大于（ ）。

二、图示系统，与OA杆铰接的滑套A带动BD杆沿水平滑道移动，BD杆与作纯滚动的轮铰接。

OA杆与轮半径r等长，倾角为ϕ，其角速度ωO为常量。

求轮D的角速度和角加速度。

匀质滑轮O半径为r、重Q3，匀，不计绳的质量及轴承处的摩擦。

试求：ED铅直段绳子的张力。

四、图示系统由两根等长绳悬挂，已知：物块
A 重为P 1, 杆BC 重为P 2。

若系统从图示θ位置无初速地开始释放，试用动静法求运动开始瞬时，接触面间的摩擦系数为多大，才能使物块A 不在杆上滑动。

解：[整体]系统平动
∑=0i X 0sin )(21=+-+θP P F F g gA
其中: g a P F g a P F g gA /,/21== 代入得:θsin g a =
∑=0)(i X A ， θθθcos sin cos 1P F F gA m ==
∑=0i Y ， θθ211cos sin P F P N gA =-= θθθθtg )cos /(cos sin /211==P P N F m
∴ θtg ≥f
五、图式机构中各杆与滑块的自重不计，连接处摩擦不计。

已知：曲柄
OA =15cm ，其上作用矩为m N 6.0⋅=M 力偶，AB =20cm ，BD =30cm ，在图示位置OA ⊥AB ，BD ⊥BO 1，
α=600。

试用虚位移原理求机构处于平衡时，水平力F 的大小。

N 3=F。

理论力学期末考试A、B及其标答华中农业大学本科课程考试试卷考试课程与试卷类型：理论力学A 姓名：学年学期：2007-2008-1 学号：考试时间：2008-1-23 班级：一、判断题（每题2分，共20分。

正确用√，错误用×，填入括号内。

）1、动平衡的刚体，一定是静平衡的；但静平衡的刚体，不一定是动平衡的。

（）2、质点系有几个虚位移就有几个自由度。

（）3、若在作平面运动的刚体上选择不同的点作为基点时，则刚体绕不同基点转动的角速度是不同的。

（）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。

（）6、凡是力偶都不能用一个力来平衡。

（）7、任意空间力系一定可以用一个力和一个力偶来与之等效。

（）8、两个作曲线运动的点，初速度相同，任意时刻的切向加速度大小也相同，则任意时刻这两点的速度大小相同。

（）9、对于做平面运动的平面图形，若其上有三点的速度方向相同，则此平面图形在该瞬时一定作平动或瞬时平动。

（）10、若质点的动量发生改变，则其动能也一定发生变化。

（）二、选择题（每题3分，共30分。

请将答案的序号填入划线内。

）1、曲柄OA 以匀角速度ω转动，当系统运动到图1所示位置（OA 平行O 1B 、AB 垂直OA ）时，有A V B V ，A a B a ，AB ω 0，AB α 0。

① 等于；② 不等于。

图1 图22、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2所示，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。

3、半径为R 的圆盘沿倾角为?的斜面作纯滚动，在轮缘上绕以细绳并对轮作用水平拉力F （如图3所示）。

当轮心C 有位移r d 时，力F 的元功是____________。

理论力学复习题一、画出下列各物系中整体的受力图。

答案：二、直角构件受力F =150N ，力偶M =21Fa 作用。

a =50cm ，θ =30º。

求该力系对B 点的合力矩。

答案：图示力及力偶对B 点力矩的代数和为，()3750BM M =-=-∑F Ncm三、图示结构，杆重不计。

F P =2kN ，L 1=3m ，L 2=4m 。

试求A 、C 处的约束力。

答案：取整体为研究对象，受力如图示()0=∑F M A03211=⋅-⋅P C F L F L 得：kN 3=C F∑=0yF 0C Ay P F F F +-= 1kN Ay F =- 0xF=∑ 0Ax F =四、已知动点的运动方程为t x =，22t y =（x 、y 以m 计，t 以s 计），求其轨迹方程及t ＝1 s 时的速度、加速度。

答案：（1）由运动方程t x =，22t y =，消去t ，即得动点的轨迹：y – 2x 2＝0，v x =1 m/s ，v y =4 m/s ，a ＝4 m/s 2五、物体作定轴转动的运动方程为ϕ＝4t －3t 2（ϕ 以rad 计，t 以s 计）。

试求 t ＝0时，此物体内r ＝0.5 m 的一点的速度和法向加速度的大小。

答案：由定轴转动的运动方程ϕ＝4t －3t 2，得到定轴转动物体的角速度与角加速度，46t ω=-，6ε=-。

速度和加速度分别为，23v r t ω==-；22n 82436a r t t ω==-+。

t ＝0时，速度，v ＝2 m/s ，法向加速度，n 8a =m/s 2。

六、在图示结构中，略去构架的自重。

已知： a ，P F。

试求： A 、B 、C 处的约束力及杆AB 的内力。

解：（1）取整体为研究对象∑=0xF0=Ax F （1）()∑=0F M A03P =-aF aF B （2）()∑=0F M B02P =+aF aF Ay （3） （2）取AC 为研究对象()∑=0F M C 0=--Ay Ax aF aF aF （4）∑=0xF0=++-Cx Ax F F F （5） 0=∑yF0=+Cy Ay F F （6）由（1）、（3）得 0=Ax F ，P 2F F Ay -=。

理论力学单选1. 半径为20cm 的圆盘，在水平面内以角速度1rad/s ω=绕O 轴转动。

一质量为5kg 的小球M ，在通过O 轴的直径槽内以t l 5=（l 以cm 计，t 以s 计）的规律运动，则当1s t =时小球M 的动能的大小为(###)A.250kgcm 2/s 2B.125kgcm 2/s 2C.62.5kgcm 2/s 2D.225kgcm 2/s 2[答案]:B2. 杆OA 长L ，以匀角速度ω绕O 轴转动，其A 端与质量为m ，半径为r 的均质小圆盘的中心铰接，小圆盘在固定圆盘的圆周上做纯滚动，若不计杆重，则系统的动能为(###)A.22112mL ω B.2212mL ω C.2234mL ω D.2214mL ω [答案]:C3. 均质直角杆OAB ，单位长度的质量为ρ，两段皆长R 2，图示瞬时以εω、绕O 轴转动。

则该瞬时直角杆的动能是(###)A.325R ρω B.3213R ρω C.3243R ρω D.32203R ρω [答案]:D4. 质量为m 的均质杆OA ，长l ，在杆的下端固结一质量亦为m ，半径为2/l 的均质圆盘，图示瞬时角速度为ω，角加速度为ε，则系统的动能是(###)A.2213ml ωB.226524ml ω C.2294ml ω D.226548ml ω [答案]:D5. 在竖直平面内的两匀质杆长均为L ，质量均为m ，在O 处用铰链连接，B A 、两端沿光滑水平面向两边运动。

已知某一瞬时O 点的速度为0v ，方向竖直向下，且θ=∠OAB 。

则此瞬时系统的动能是(###)A.2023cos mv θB.2026cos mv θC.2023sin mv θD.2026sin mv θ[答案]:A6. 一滚轮由半径不同的两盘固结而成，重Q 。

用柔索拖动，柔索一端的速度为v ，滚轮则沿粗糙水平面只滚不滑，设滚轮绕质心C 的回转半径为ρ，则系统的动能为(###)A.2222()Qv g R r ρ-B.2222()Qv r g R r - C.2222()2()Qv r g R r ρ+- D.2222()()Qv r g R r ρ+- [答案]:C7. 半径为r 的均质圆盘，质量为1m ，固结在长r 4，质量为2m 的均质直杆上。