理论力学历年试卷

2023-2024学年度第二学期期末考试试卷（A）院别：课程：适用专业班级：考试方式：闭卷笔试考试时间：90分钟题号一二三四总分合分人核分人得分一、选择题 (本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个备选项只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

（错选、多选、少选或未选均无分。

）1、二力平衡原理适用于（）。

A、刚体B、变形体C、刚体和变形体D、流体2、固定端、可动铰支座、固定铰支座对物体的约束力个数分别( )。

A、2、3、1B、1、3、2C、3、1、2D、3、2、2。

3、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-F2B、F2-F1C、F1+F2D、以上都不正确4、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5、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、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、在力学上把大小相等、方向相反、作用线相互平行的两个力，称为( )。

A、力矩B、力偶C、合力D、平衡力8、平面一般力系简化的结果：主矢不等于零，主矩等于零，则力系简化为一个（）A、力偶B、力C、零向量D、力矩9、如图所示，四个力偶中（）是等效的。

A、(a)与(b)与（c）B、(b) 与(c)C、(c)与(d)D、(a)与(b)与(d)10、最大静摩擦力的大小与两个物体间的正压力的大小成（）比A、指数B、反C、无关D、正二、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题的横线上填写正确答案，填错得0分。

1、力系就是作用在物体上的。

2、平面汇交力系的合力其作用线通过，其平衡的几何条件是。

3、摩擦角γ与静滑动摩擦因数f之间的关系为。

《理论力学》考试试卷（答案）1.如图3所示，a图中B端的反支力为M/2L , b图中B端的反支力为M/L 。

2.某桁架如图2所示，其中零杆数目为—o3.如图3所示，刚架受到一对力偶和一对共线的力作用，且知m=5kN.m以及P = 41kN , A处支座反力分别为X.= 0 ,Y A= 0 ,此= （逆时针为正）。

5.如图4所示，刚体作平面运动，其平面图形（未画出）内两点A、B相距L = 3m, 两点的加速度均垂直于AB连线，方向相反，大小分别为5m/s和10m/s。

则该瞬时图形的角速度的大小为5 rad/s 。

6.如图5所示，均质直杆0A质量为m,长为L,以角速度3绕固定轴0顺时针转动（逆时针为正）。

在图示位置直杆水平，其动量的大小为mLco/2 ；直杆对0轴动量矩的大小为ml? 3/3 ,杆动能大小为ml； 3 76。

二、计算题（共60分）。

1.如图所示，梁AC用三根链杆支承，梁受集中力P和均布荷载作用，已知P=40kN, q=5kN/m,试求各链杆的内力。

（本题15分）解：受力分析如图所示:2.桁架如图所示，试求杆件CD, CE和EF的内力。

（本题15分）解：由图分析可知CD杆为0杆。

……（1分）1）先取整体分析，如图所示分别对A点和B点取矩：Am尸)=o-2x10-4x10-6x10-8x5 + 8x7? = 0D2>*)=°2x10 + 4x10 + 6x10 + 8x5-8x7?^ =0解得：R A =20kN, R B =20kN如图取I - I截面左半部分对A点取矩，取II-11截面右部分对B点取矩£ 〃很了）= 0-2xl0-2x S CE sin（cif）-lx S CE cos（o） = 0£ 〃七（了）= o8X7?A +8X5+6X10+4X10+6X S CE sin（。

）-lx S CE cos（。

）+ 4x S FE = 0上式解得：S^=—11.18KN, S FF = 1QKNCc r Zi3,图示机构中，曲柄04长为r,绕。

理论力学试题及答案1. 题目：速度与加速度的关系问题：在理论力学中，速度和加速度之间存在着怎样的关系？解答：速度和加速度是物体运动过程中的两个重要物理量，它们之间存在一定的数学关系。

根据牛顿第二定律，物体的加速度等于物体所受合外力的大小与物体的质量之比。

即：a = F/m其中，a表示物体的加速度，F表示物体所受的合外力，m表示物体的质量。

在一维直线运动的情况下，物体的速度和加速度之间的关系可以通过对速度对时间的导数来表示：a = dv/dt其中，a表示物体的加速度，v表示物体的速度，t表示时间。

综上所述，速度和加速度之间的关系可以用以下公式表示：a = dv/dt = F/m这表明，速度和加速度的关系由物体所受合外力和物体的质量共同决定。

2. 题目：牛顿的三大定律问题：简要介绍牛顿的三大定律。

解答：牛顿的三大定律是经典力学的基础，它们描述了物体运动的原理和规律。

第一定律，也被称为惯性定律，表明如果物体受到的合外力为零，则物体将保持静止或匀速直线运动状态。

换句话说，物体的速度只有在受到外力作用时才会改变。

第二定律，也被称为运动定律，表明物体的加速度与物体所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。

即 F = ma，其中F表示物体所受的合外力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

第三定律，也被称为作用-反作用定律，表明任何两个物体之间都存在相互作用力，且作用力和反作用力在大小上相等、方向上相反。

换句话说，所有力都是成对出现的，并且它们互相抵消。

这些定律为解释物体运动和相互作用提供了基本原理，广泛适用于各种力学问题的分析和解决。

3. 题目：动能与势能的转化问题：动能和势能之间如何相互转化？解答：在物体的运动过程中，动能和势能可以相互转化。

动能是物体由于运动而具有的能量，而势能是物体由于位置而具有的能量。

当物体在运动过程中加速度不变时，动能和势能之间可以通过以下公式相互转化：动能（K）= 1/2 mv^2势能（PE）= mgh其中，m表示物体的质量，v表示物体的速度，g表示重力加速度，h表示物体所处的高度。

第 1 页 共 2 页陕西理工学院成教学生考试试卷姓名：年级：专业：科目： 理论力学学历层次：如下图所示,不计折杆AB 和直杆CD 的质量,A 、B 、C 处均为铰链连接。

试分别画出图中折杆AB 和直杆CD 的受力图。

二、1.该力系向O 主矢为主矩2。

ABCD ，连杆DE 段，且AB =，已知,DE=，杆以匀角速度绕轴逆时针定轴转动，连杆DE 的质量均匀分布且大小为.根据刚体五种运动形式的定义，则“T 字形”刚架ABCD 的运动形式为，连杆DE 的运动形式为.在图示位置瞬时,若杆竖直，连杆DE 与刚架CD 段的夹角为，则在该瞬时：A 点的速度大小为，A 点的加速度大小为,D 点的速度大小为，连杆DE 的速度瞬心到连杆DE 的质心即其中点的距离为，连杆DE 的角速度大小为,连杆DE 的动量大小为,连杆DE 的动能大小为。

三、计算题（B kN ，M= 20kN ·m ，四、计算题（20分)筒A 用铰链连接，当曲柄以匀角速度此瞬时:(1)摇杆的角速度;（2五、计算题（20分)如下图所示，滚子A 沿倾角为θ=根跨过定滑轮B 的绳子与物块C 相连。

半径相等均为,滚子A 、定滑轮B （1）物块C 的加速度；（2)绳子对滚子A 的张力和固定斜面对滚子A 的摩擦力。

D理论力学试题参考答案一、作图题（10分）（5分) （5分）12列平衡方程组中的一个方程得: ；解得：。

（4分）（2)取整体为研究对象，画出受力图（4分） 列出平衡方程组：解得: (逆时针)。

（8分） 四、计算题（20分）解： 选套筒A 为动点，动系与摇杆相固连。

(1)求角速度：由动点的速度合成定理作速度平行四边形，因此有: ，，摇杆的角速度（逆时针）。

(10分）(2因此 为分） 五、计算题（20分）（1)以系统为研究对象,设当物块C 下降h 时，其速度为v 。

采用动能定理：，其中:，,，即：。

对上式求一次导数，得。

（10分）（2）以滚子A 为研究对象，设绳子对滚子A 的拉力为T ，固定台面对滚子A 的摩擦力为F ，方向平行斜面向下。

理论力学试卷及答案陕西理工学院成教学生考试试卷姓名：年级：专业：科目：理论力学学历层次：题号得分一二三四五阅卷人总分考试日期年月日一、作图题如下图所示，不计折杆AB和直杆CD的质量，A、B、C 处均为铰链连接。

试分别画出图中折杆AB和直杆CD的受力图。

A ?FPBDC二、填空题1.如下图所示，边长为a=1m的正方体，受三个集中力的作用。

则将该力系向O点简化可得到：主矢为FR?N；主矩为MO? 。

“T字形”刚架ABCD， 2.如下图所示的平面机构，摇杆O1A、O2B，连杆DE和竖直滑块E组成，O1O2水平，刚架的CD段垂直AB段，且AB=O1O2，已知AO1?BO2?l，DE=4l ，O1A杆以匀角速度?绕O1轴逆时针定轴转动，连杆DE的质量均匀分布且大小为M。

根据刚体五种运动形式的定义，则“T字形”刚架ABCD 的运动形式为，连杆DE的运动形式为。

第 1 页共 5 页在图示位置瞬时，若O1A杆竖直，连杆DE与刚架CD段的夹角为M= 20kN·m，q=10kN/m，a=4m 。

试求A处和B处约束力。

CDE60o，则在该瞬时：A点的速度大小为，A点的加速度大小为，D点的速度大小为，连杆DE的速度瞬心到连杆DE的质心即其中点的距离为，连杆DE的角速度大小为，连杆DE的动量大小为，连杆DE的动能大小为。

O1 ?O 2 A B C E D三、计算题如左下图所示，刚架结构直杆AC和折杆BC组成，A处为固定端，B处为辊轴支座，C处为中间铰。

所受荷载如图所示。

已知F=40 kN，B o?1 1 A o2四、计算题机构如右上图所示，O1和O2在一条竖直线上，长度O1A?200mm的曲柄O1A的一端A与套筒A用铰链连接，当曲柄O1A以匀角速度?1?2rad/s绕固定轴O1转动时，套筒A在摇杆O2B上滑动并带动摇杆O2B绕固定轴O2摆动。

在图示瞬时，曲柄O1A为水平位置，?O1O2B?300 。

试求此瞬时：摇杆O2B的角速度?2；摇杆O2B的角加速度?2五、计算题如下图所示，滚子A沿倾角为θ=300的固定斜面作纯滚动。

河北⼯程⼤学历年理论⼒学考试卷期末考试理论⼒学1⼀、（10分）已知⼒k j i F526+-= ⼒的作⽤点坐标为M (-2，-4，1)，求⼒F 对三个坐标轴之矩以及对坐标原点的⼒矩。

⼆、（10分）图⽰梁，已知 m ＝20 kN.m ， q ＝ 10 kN ／m , l ＝1m ，求固定端⽀座A 的约束⼒。

三、（20分）图⽰结构，已知AB=EC ，BC=CD=ED ＝a ，⼒P 作⽤在AB 中点，求⽀座A 和E 的约束⼒以及BD 、BC 杆的内⼒。

四、（20分）桁架受⼒如图所⽰，已知F 1＝10 kN ，F 2＝F 3＝20 kN ，。

试求桁架6，7，8，9杆的内⼒。

五、（10分）平⾯曲柄摆杆机构如图所⽰，曲柄OA 的⼀端与滑块A ⽤铰链连接。

当曲柄OA 以匀⾓速度ω绕固定轴O 转动时，滑块在摇杆O 1B 上滑动，并带动摇杆O 1B 绕固定轴O 1摆动。

设曲柄长OA= r ，两轴间距离OO 1=l 。

求当曲柄OA 在⽔平位置时摇杆的⾓速度和⾓加速度。

六、（10分）图⽰四连杆机构，O 1B ＝l , AB=1.5 l 且C 点是AB 中点，OA 以⾓速度ω转动，在图⽰瞬时，求 B 、C 两点的速度和加速度，刚体AB 的⾓速度AB ω七、（12分）质量为m 长为l 的均质杆OA ，可绕O 轴转动，图⽰为初始⽔平位置，由静⽌释放：1、计算杆初始瞬时的⾓加速度。

并求出该瞬时的惯性⼒。

2、计算杆初始瞬时O 的⽀座约束⼒。

3、计算杆转动到铅垂位置时的⾓速度ω。

⼋、（8分）⽤虚位移原理求梁B⽀座的约束⼒。

kNm M kN F kNF kN F 16201416321====河北⼯程⼤学学年第学期理论⼒学期末考试试卷（）参考答案⼀、（10分）解：()k j i F r F M o281618++-=?=（4分）()18-=F M x ()16=F M y()⼆、（10分）解：研究BC 杆，由()↓=?=∑kN N MC B100研究整体，由m kN M MA A.400=?=∑，由00=?=∑A X X ，由()↑=?=∑kN Y Y A 300 三、（20分）解：研究AB 杆，得05.05.0===BD BC A S P S PY 研究EC 杆，得Pa M P Y X E E E ===5.00 四、（20分）解：研究整体得：kN Y B 5.50=研究截⾯右半部分得：kN F S kN S kN S kN S 205.60S 5.245.502710698-=-=-====五、（10分）解：动点A ，动系O 1B ωr v v a A ==222221111222222221,sin ,sin l r r lr r l r AO v A O v lr r v v lr r ee a e +=+?+==ωωωω⼜六、（10分）解：利⽤瞬⼼法ωl v A 2=ωω32=AB （顺时针）ωωυl l AB B ==5.1七、（12分）解：1、lmg ml 21312=εl g 23=ε 0=gx R ()↑=mg l R gy 23 m g l l g ml M g 2123312==（4分） 2、0==O CxX ma mg Y l l g m ma O Cy -=-=223 ()↑=mg Y O 41（4分）3、1212W T T =- 20312122lmgml =-ω l g 3=ω（4分）⼋、（8分）解：解除B ⽀座的约束，给系统⼀组虚位移，列虚功⽅程，解得：kN Y B 31=河北⼯程⼤学学年第学期期末考试试卷（）卷⼀、（10分）如图所⽰简⽀梁，不计梁重。

理论力学1试题及答案理论力学是物理学中研究物体运动规律和力的作用效果的分支学科，它在工程学、天体力学和许多其他科学领域中都有着广泛的应用。

以下是一套理论力学的试题及答案，旨在帮助学生复习和掌握理论力学的基本概念和计算方法。

试题一、选择题（每题3分，共30分）1. 牛顿第一定律描述的是（）A. 力是改变物体运动状态的原因B. 物体在没有外力作用下将保持静止或匀速直线运动C. 物体受到的合力等于物体质量与加速度的乘积D. 地球引力对所有物体的吸引都是相同的2. 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，该物体的加速度为（）A. 5 m/s²B. 15 m/s²C. 20 m/s²D. 45 m/s²3. 在国际单位制中，力的单位是（）A. 牛顿（N）B. 千克（kg）C. 米/秒²（m/s²）D. 焦耳（J）4. 一个物体在水平面上以匀速直线运动，其动摩擦因数为0.3，若要使物体开始滑动，需要施加的最小水平力是（）A. 物体的重力B. 物体的正压力C. 物体的重力与摩擦因数的乘积D. 物体的正压力与摩擦因数的乘积5. 根据能量守恒定律，以下哪种情况是不可能的（）A. 一个物体从静止开始自由下落，其势能转化为动能B. 一个物体在没有外力作用下，其动能和势能之和保持不变C. 一个物体在水平面上做匀速圆周运动，其动能保持不变D. 一个物体在竖直平面内做匀速圆周运动，其势能和动能之和保持不变二、简答题（每题10分，共40分）1. 请简述达朗贝尔原理，并给出一个应用实例。

2. 什么是虚位移？在拉格朗日力学中，虚位移的概念有何重要性？3. 请解释什么是科里奥利力，并说明它在地球上的表现。

4. 描述一下什么是刚体的转动惯量，以及它与物体的形状和质量分布的关系。

三、计算题（每题15分，共30分）1. 一个质量为5kg的物体在水平面上以2m/s²的加速度加速运动，如果摩擦力是物体重量的0.2倍，请计算物体受到的水平推力。

北大理论力学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 理论力学中，牛顿第二定律的数学表达式是：A. \( F = ma \)B. \( F = m \cdot a \)C. \( F = ma^2 \)D. \( F = m \cdot a^2 \)答案：B2. 刚体的转动惯量与物体的质量分布和旋转轴的位置有关，以下哪个选项是正确的？A. 转动惯量与物体的质量分布无关B. 转动惯量与旋转轴的位置无关C. 转动惯量与物体的质量分布和旋转轴的位置都有关D. 转动惯量只与物体的质量有关答案：C3. 以下哪个选项是正确的角动量守恒的条件？A. 系统不受外力矩作用B. 系统受外力矩作用，但外力矩为零C. 系统受外力矩作用，但外力矩不为零D. 系统受外力矩作用，但外力矩与角动量方向垂直答案：A4. 质点系的动能定理表明，质点系的总动能变化等于：A. 外力对质点系做的功B. 外力和内力对质点系做的功C. 外力对质点系做的功减去内力对质点系做的功D. 外力和内力对质点系做的功之和答案：C5. 以下哪个选项是正确的能量守恒定律的表述？A. 能量在转化过程中总量保持不变B. 能量在转化过程中总量会减少C. 能量在转化过程中总量会增加D. 能量在转化过程中会消失答案：A二、填空题（每题2分，共10分）1. 牛顿第三定律表明，作用力和反作用力大小相等，方向相反，且作用在_________上。

答案：不同的物体2. 刚体的平移运动中，刚体上任意两点之间的距离保持_________。

答案：不变3. 简谐运动的振动周期与振子的质量成_________比，与振子的弹性系数成_________比。

答案：反，正4. 根据开普勒第三定律，行星绕太阳公转的周期的平方与其轨道半长轴的立方成_________比。

答案：正5. 根据能量守恒定律，封闭系统的总能量在没有外力做功的情况下_________。

答案：保持不变三、计算题（每题10分，共20分）1. 一质量为2kg的物体在水平面上以3m/s的速度做匀速直线运动，求其动量。