湖南省第六届大学生力学竞赛试题——理论力学
（竞赛时间：180分钟）
请将答案写在相应横线上，答案正确给全分，答案不正确给零分。
一、综合题（16分）
1．长度为l ，重P 为1kN 的匀质板搁在倾角为600的V 型水渠上，如图所示。板与斜面间的摩擦角为15o。试求可以通过该桥人的最大体重Q= （4分）。
题1.1图 题1.2图
2．连杆滑块机构中，OA =2l,AB =l,杆OA 在图示平面内绕O 轴以匀角速度0ω转动。试求当角0=?时，AB 杆的角速度为 （4分）。
3．一匀质圆盘半径为R ，质量为m ，放在光滑的水平平面上。初始时以匀角速度
0ω绕
盘边缘一点A 转动。当转动到图示位置时，突然释放A 点，固定盘边缘上的B 点，再释放B 点。试求此后圆盘运动的角速度为=ω （4分）。
4．图示机构，曲柄OA 可绕O 轴定轴转动，AB 杆穿过套筒C ，OC 连线水平，其中OA =r ，AB =4r ，OA 曲柄作用大小为M 的顺时针力偶，初始时刻曲柄OA 处于铅垂位置，C 为AB 中点，在AB 杆的B 端施加一力P 可使系统在该位置平衡，为了使力P 最小，可以改变其方向，若不计各处摩擦，试求平衡时力P 的最小值为 （4分）。
密 封 线
ω
题1.3图
题1.4图
二、正方体边长为a ，力12, F F 大小均为F ，该力系对轴CA '之矩为 （4分）；该力系简化可能得到的最小主矩为 （6分）。
题3图
题二图
题三图
三、（4分+4分+7分=15分）图示均质轮轴重量为G ，半径为R ，轮轴上鼓轮半径为r ，在鼓轮上缠绕轻质绳经过定滑轮系以重物，各处摩擦因数均为f ，θ角已知，试求平衡时重物的最大重量0G 。
C
A C '
A
A
四、图示平面机构中，滑块C 与滚轮A 用杆和铰链连接，A 为轮心，套筒绕O 轴转动，图示瞬时O 在AB 中点，α =60o，BC ⊥AB 。已知O 、C 在同一水平线上，AB =20cm ，V A 为常数，且V A =16cm/s ,试求该瞬时AB 杆的角速度为 （4分），滑块C 的速度大小为 （4分），AB 杆的角加速度为 （4分），绞B 的加速度大小为 （4分）。
题四图 题五图
五、已知半径为R ，质量为M 的均质球体相对于过球心轴的转动惯量为22
5
MR 。现将半径
为r ，质量为m 的均质半球体放于光滑的水平和铅垂平面之间，C 为质心轴位置，初始位置如图所示。今无初速地放开，试求：
（1）初始位置时，质心C 的加速度大小为 （3分）； （2）半球体转过90°时，质心C 的速度大小为 （3分）； （3）此后半球体继续侧转的最大角度θ0为 （5分）；
（4）侧转角度θ0时，质心C 与轮心O 的加速度大小比值为 （4分）； （5）侧转角度θ0时，半球体受水平面约束力大小为 （4分）。
六、均质薄壁圆环质量为m ，半径为r ，均质细杆OA 质量也为m ，长度为r ，圆环与杆固结。在图示杆处于水平位置时静止释放，圆环在铅直平面内沿水平面作纯滚动，试求 （1）初始圆环角加速度大小为 （3分）； （2）初始杆端A 的约束力偶矩为 （3分）； （3）运动中圆环的最大角速度为 （5分）。
题6图
七、质量为4m，半径为r的均质圆柱体O放在水平面上。质量为m的质点A放在柱表面的顶端。初始时静止，质点在小扰动下自圆柱表面下滑。
（1）若所有接触都是光滑的，则：
质点未脱离圆柱面时的运动轨迹为（4分）；
质点脱离柱体的位置角θ(如图所示)满足的方程为
（4分）；（2）若水平面粗糙，圆柱滚动，质点A光滑接触圆柱，其未脱离时，轮心O向左位移x 与角θ的关系是（5分）。
题7图
理论力学期末考试试题 1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。试求固定端A的约束力。 解：取T型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA上的气动力按梯形分布： q=60kN/m，2q=40kN/m，机翼重1p=45kN，发动机重2p=20kN，发动机螺旋桨的反作用力1 偶矩M=。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O所受的力。 解：
1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, F F F, 求：A，D处约束力. 12 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC为等边三角形，且AD=DB。求杆CD的内力。
1-6、如图所示的平面桁架，A端采用铰链约束，B端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m。在节点E和G上分别作用载荷 F=10kN，G F=7 kN。试计算杆1、2和3的内力。 E 解：
2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，。若F=10kN，求各杆的内力。 又EC=CK=FD=DM
2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。在节点D沿对角线LD方向作用力D F。在节点C沿CH边铅直向下作用力F。如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，求各杆的内力。
湖南大学硕士研究生入学专业课程考试大纲 课程编号：443 课程名称：结构力学 课程总分：150 考试时间：180分钟 一、课程要求 要求考生全面系统地掌握结构力学的基本概念、基本理论和基本方法，了解各类结构的受力性能。并且能综合运用结构力学的理论、方法解决具体的问题。 二、考试内容 1、平面体系的几何组成分析 （1）了解几何不变体系、几何可变体系、几何瞬变体系的定义。 （2）了解刚片、约束（必要约束、多余约束）、自由度的概念。 （3）掌握几何不变体系的基本组成规则，并能运用它们分析一般体系的几何组成，正确区分不同体系，即无多余约束的几何不变体系、有多余约束的几何不变体系、几何可变体系及几何瞬变体系。 （4）了解静定与超静定结构几何组成特征。 2、静定结构内力计算 （1）了解常见的各类静定结构（梁、拱、桁架、刚架、组合结构等）的受力特征与计算方法。 （2）熟练掌握直杆内力图的形状特征及绘制直杆弯矩图的叠加法。 （3）熟练掌握多跨静定梁和其他多跨结构的内力计算方法，能区分基本部分与附属部分，并能熟练地画出内力图。 （4）熟练掌握各类静定刚架的内力计算方法，并能正确画出内力图。 （5）掌握桁架零杆的判别方法，掌握用结点法和截面法计算简单桁架与各种联合桁架指定杆件的内力。掌握组合结构的内力计算和弯矩图画法。 （6）掌握三铰拱的反力计算和指定截面内力的计算方法，并能正确画出内力图。了解合理拱轴线的概念。 （7）了解静定结构的特征。 3、虚功原理与结构位移计算 （1）了解广义力、广义位移、虚功及弹性体系虚功原理的概念。 （2）掌握计算结构位移的单位荷载法，能根据实际状态中拟求位移的位置、方向和性质，正确地建立虚拟状态。 （3）了解结构位移计算的一般公式，了解荷载作用下结构位移计算的实用公式。（4）熟练掌握用积分法计算结构的位移，熟练掌握用图乘法计算梁和刚架的位移。熟记三角形、标准二次抛物线等常见图形的面积及形心位置。 （5）了解功的互等定理、位移互等定理、反力互等定理、位移和反力互等定理及其使用条件。 4、力法 （1）了解超静定结构的概念。 （2）掌握超静定次数的确定方法和力法基本结构的选取。 （3）了解力法的典型方程式及其物理意义。 （4）熟练掌握荷载作用下超静定梁和刚架的内力计算方法，并能绘出最后内力图。（5）掌握力法计算中的对称性利用，会用对称的基本结构简化计算。 （6）掌握超静定结构的位移计算，能利用结构条件对力法计算进行校核。
土木工程专业理论力学教学改革 理论力学是高等院校工科专业的一门专业基础课,对于土木工程这种对力学要求比较高的专业,它的作用更是突出。下面是搜集的相关内容的论文，欢迎大家阅读参考。 理论力学是土木工程专业中的一门核心技术基础课程，具有理论性强、内容多和课时少、教材针对性差等特点，加上教学手段单一，学生普通反映难学。为提高教学质量，激发学生积极性，培养其工程实际应用能力，文章在分析土木工程专业理论力学在教学方面存在的问题的基础上，又探讨了理论力学课程的教学 ___内容。 土木工程专业;理论力学;教学 ___;工程实际 理论力学是土木工程专业中的一门核心技术基础课程。在整个土木工程专业教学体系中，理论力学这门课程担负着承前启后的作用，它不仅是材料力学、结构力学等后继力学课程的基础，而且在整个教学过程中对培养学生的工程素质也有着非常重要的作用。因此，理论力学这门课程的教学，要在确保学生掌握内容和体系的同时，学会应用该理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题，从而培养学生的抽象化能力、逻辑思维能力和创新能力。理论力学是主要以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础，研究物体机械运动一般规律的科学，属于古典力学范畴[1]。虽然其体系与内容已经相
当完善，但随着高等教育教学体制的 ___与深化，特别是针对土木工程专业学生来说，存在教学学时偏少、针对性教材缺乏、理论知识与工程实际 ___不够紧密、教学手段单一等问题，导致课程内容枯燥，学生学习压力大，提不起兴趣。笔者结合教学经验和对土木工程专业的认识，探讨了理论力学课程的教学 ___内容。 (一)教学学时偏少 不同高等院校使用的《理论力学》教材不尽相同，但基本上都包括静力学、运动学和动力学三个部分;这三个部分之间在层次结构和知识点上都存在逻辑关联，构成理论力学这门课程体系，是一个有机的整体[2]。但在高等教育教学体制的 ___下，随着基础学科加强、特色学科增多，课时不可避免的被压缩。比如，笔者所在学校根据“专结构、懂施工、长材料”人才培养方案特点，加强了与材料方面相关的学科，导致土木工程专业理论力学教学学时被减少到64个学时。课程内容多、知识点存在逻辑关联、体系完整等特点导致很难通过简单的减少课程内容来减少学时减少所带来的问题，这种简化方式只会导致这门课程失去其完整性与严谨性。 (二)缺乏针对性教材
A 卷 第 1页 蚌埠学院2013—2014学年第一学期 《理论力学Ⅱ》期末考试试题（A ） 注意事项：1、适用班级：2012级土木工程班、2012级水利水电班、2012级车辆工 程班 2、本试卷共2页。满分100分。 3、考试时间120分钟。 4、考试方式：“闭卷” 一、判断题（每小题2分，共20分） （ ）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．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。 （ ）3．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。 （ ）4．刚体在3个力的作用下平衡，这3个力不一定在同一个平面内。 （ ）5．用解析法求平面汇交力系的平衡问题时，所建立的坐标系x ，y 轴一定要相互 垂直。 （ ）6．一空间任意力系，若各力的作用线均平行于某一固定平面，则其独立的平衡方 程最多只有3个。 （ ）7．刚体的平移运动一定不是刚体的平面运动。 （ ）8．说到角速度，角加速度，可以对点而言。 （ ）9．两自由运动质点，其微分方程完全相同，但其运动规律不一定相同。 （ ）10．质点系总动量的方向就是质点系所受外力主矢的方向。 二、选择题（每小题2分，共10分） 1．若平面力系对一点A 的主矩等于零，则此力系 。 A.不可能合成为一个力 B.不可能合成为一个力偶 C.一定平衡 D.可能合成为一个力偶，也可能平衡 2．刚体在四个力的作用下处于平衡，若其中三个力的作用线汇交于一点，则第四个力的作用线 。 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.可能通过汇交点，也可能不通过汇交点 3．加减平衡力系公理适用于 。 A.变形体 B.刚体 C.刚体系统 D.任何物体或物体系统 4．在点的复合运动中，牵连速度是指 。 A.动系原点的速度 B.动系上观察者的速度 C.动系上与动点瞬时相重合的那一点的速度 D.动系质心的速度 5．设有质量相等的两物体A 和B ，在同一段时间内，A 作水平移动，B 作铅直移动，则 两物体的重力在这段时间里的冲量 。 A.不同 B.相同 C.A 物体重力的冲量大 D.B 物体重力的冲量大 三、计算题（每小题14分，共70分） 1．质量为 100kg 的球，用绳悬挂在墙壁上如图所示。平衡时绳与墙壁间夹角为 30°，求墙壁反力和绳的张力 2．某三角拱，左右两个半拱在C 由铰链连接，约束和载荷如图所示，如果忽略拱的重量，求支座A 和B 的约束反力。 装 订 线 内 不 要 答 题
湖南大学2018年硕士研究生《结构力学》考试大纲801结构力学一、课程要求 要求考生全面系统地掌握结构力学的基本概念、基本理论和基本方法，了解各类结构的受力性能。并且能综合运用结构力学的理论、方法解决具体的问题。 二、考试内容 1、平面体系的几何组成分析 （1）了解几何不变体系、几何可变体系、几何瞬变体系的定义。 （2）了解刚片、约束（必要约束、多余约束）、自由度的概念。 （3）掌握几何不变体系的基本组成规则，并能运用它们分析一般体系的几何组成，正确区分不同体系，即无多余约束的几何不变体系、有多余约束的几何不变体系、几何可变体系及几何瞬变体系。 （4）了解静定与超静定结构几何组成特征。 2、静定结构内力计算 （1）了解常见的各类静定结构（梁、拱、桁架、刚架、组合结构等）的受力特征与计算方法。 （2）熟练掌握直杆内力图的形状特征及绘制直杆弯矩图的叠加法。 （3）熟练掌握多跨静定梁和其他多跨结构的内力计算方法，能区分基本部分与附属部分，并能熟练地画出内力图。 （4）熟练掌握各类静定刚架的内力计算方法，并能正确画出内力图。 （5）掌握桁架零杆的判别方法，掌握用结点法和截面法计算简单桁架与各种联合桁架指定杆件的内力。掌握组合结构的内力计算和弯矩图画法。 （6）掌握三铰拱的反力计算和指定截面内力的计算方法，并能正确画出内力图。了解合理拱轴线的概念。 （7）了解静定结构的特征。 3、虚功原理与结构位移计算 （1）了解广义力、广义位移、虚功及弹性体系虚功原理的概念。 （2）掌握计算结构位移的单位荷载法，能根据实际状态中拟求位移的位置、方向和性质，正确地建立虚拟状态。 （3）了解结构位移计算的一般公式，了解荷载作用下结构位移计算的实用公式。 （4）熟练掌握用积分法计算结构的位移，熟练掌握用图乘法计算梁和刚架的位移。熟记三角形、标准二次抛物线等常见图形的面积及形心位置。 （5）了解功的互等定理、位移互等定理、反力互等定理、位移和反力互等定理及其使用条件。 4、力法 （1）了解超静定结构的概念。 （2）掌握超静定次数的确定方法和力法基本结构的选取。 （3）了解力法的典型方程式及其物理意义。 （4）熟练掌握荷载作用下超静定梁和刚架的内力计算方法，并能绘出最后内力图。 （5）掌握力法计算中的对称性利用，会用对称的基本结构简化计算。 （6）掌握超静定结构的位移计算，能利用结构条件对力法计算进行校核。 （7）了解超静定结构的特征。 5、位移法 （1）了解位移法的基本概念。 （2）掌握位移法计算中结点角位移和独立的结点线位移未知数数目的确定方法。掌握位移法基本结构的选取。
第29卷第2期 唐山师范学院学报 2007年3月 Vol. 29 No.2 Journal of Tangshan Teachers College Mar. 2007 ────────── 收稿日期：2004-04-02 作者简介：王志刚（1956-），男，河北唐山人，副教授。 - 111 - 理论力学教学改革与学生素质能力的培养 王志刚，王庆禄 （唐山师范学院 物理系，河北 唐山 063000） 摘 要：从理论力学的自身特点出发，改革课程内容体系和教学方法，培养学生的综合素质能力。 关键词：理论力学；教学方法；教学改革； 素质能力 中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1009-9115（2007）02-0111-02 1 理论力学自身的特点 理论力学[1][2]是物理专业为《热力学与统计力学》、《量子力学》、《电动力学》等后续课程提供必要的力学知识和有关的基本概念，同时也担负着培养学生逻辑思维能力和提高解决实际问题能力的任务。在学习理论力学之前学生已经学过普通力学，而理论力学本来就存在和普通力学有一些重复的弊端，因此在学习理论力学时，有些同学不能主动接受和应用理论力学中的新概念和新方法，而继续用普通力学知识来解决问题。传统的理论力学教材和讲授方法都是从特殊到一般，步步深入，这样也容易给学生造成一个错觉，认为理论力学就是力学的简单补充和继续，因此学生在上课过程中有时注意力不够集中，有时出现思想开小差的现象，这样不容易调动学生学习的积极性。为提高学生的综合素质能力，激发学生的学习积极性，教学改革势在必行。 2 理论力学内容体系的改革 理论力学的理论体系严谨，逻辑性较强，课程的内容既经典又完整，不易全面更新。但随着教学改革的进行和教学观念的转变，上课学时的不断减少，如果仅采取简单的压缩，只会陷入越来越深的困境，鉴于此，只有采取积极的办法，从课程自身的特点出发，挖掘课程本身的潜力，做到基础理论要精练、深化，应用方面要结合专业特点并适当进行拓宽。改变传统的从特殊到一般、从已知到未知的体系，充分利用数学工具，采用从一般到特殊的讲授方法。如：转动坐标系从最一般的转动系讲起，辅之以学生所学专业相应的例题，不能总停留在重平面转动系、轻空间转动系的水平上。在动力学部分，应加强分析力学的内容，重视两个自由度系统的力学问题分析，重视系统运动微分方程的建立，以便和后续课程更好接轨。这种体系有两方面优点：一方面，其描述简洁、精练，既缩短了篇幅又加深了内容。这种表述方法也是对学生思维能力和创造能力的良好训练。另一方面，它可以迫使学生放弃用普通力学的知识，来理解理论力学的内容， 从一开始就站在较高的起点上学习理论力学的新概念和新知识，努力掌握解决问题的新方法和新思路，还可以避免由于盲目利用以前知识来研究新问题而造成的错误，有利于纠正学生以前得到的不准确概念等问题。 3 教学方法和教学内容的适当改革 3.1 提高学生学习理论力学的主动性和积极性 在教学过程中，应该贯彻少而精的原则，精心选择教学内容，改变过去多而不细的方法，将一些最重要和最基本的概念、理论和分析方法教给学生，并通过必要的基本训练帮助学生理解和掌握，为发挥其创造性留足时间和空间。教学的重点内容是关键所在，教师讲解的应是各章节的主干内容，而对一般内容或者比较简单的章节则可稍加指点，或让学生带着问题去自学并将其联系到主干内容上。当课程讲完每一章时，应让学生自己进行小结，将前面所学的内容用一两条主线串联起来。理论力学的应用性主要体现在例题和习题的选用上，随着科技的发展，除了保留一些基本题型外，应该不断更新，如加一些天文学方面的例题等内容，以显示经典力学的渗透力。而我国理论力学教材中的例题和习题几十年来基本上没有大的变化，已明显落后于时代。因此在例题和习题的选择上既要结合专业特点和学生兴趣又要体现时代特色，还应注意相关领域的问题。这样就能使学生将理论力学和自己的专业以及现代科技结合起来，激发学生的学习兴趣和热情。 3.2 开展讨论式教学 讨论法与讲授法、演讲法都不同，它是在教师的引导下，通过学生集体的组织形式由教师提出问题，学生各抒己见，相互讨论，相互学习的教学方法。它由教师一人主讲变为由学生、教师共同讨论，整个讨论过程是师生双边活动。讨论法不仅能使学生看到发现真理的过程，而且能亲身体验和感受这个过程，可有效地培养学生灵活运用知识的能力，特别是独立思考能力和创新的能力。上好讨论课的关键是首先选
工程力学（Ⅱ）期终考试卷（A ） 专业 姓名 学号 题号 一 二 三 四 五 六 总分 题分 25 15 15 20 10 15 100 得分 一、填空题（每题5分，共25分） 1. 杆AB 绕A 轴以=5t （ 以rad 计，t 以s 计） 的规律转动，其上一小环M 将杆AB 和半径为 R （以m 计）的固定大圆环连在一起，若以O 1 为原点，逆时针为正向，则用自然法 表示的点M 的运动方程为_Rt R s 102 π+= 。 2. 平面机构如图所示。已知AB //O 1O 2，且 AB =O 1O 2=L ，AO 1=BO 2=r ，ABCD 是矩形板， AD =BC =b ，AO 1杆以匀角速度绕O 1轴转动， 则矩形板重心C '点的速度和加速度的大小分别 为v ＝_ r _，a ＝_ r 。 并在图上标出它们的方向。
3. 两全同的三棱柱，倾角为，静止地置于 光滑的水平地面上，将质量相等的圆盘与滑块分 别置于两三棱柱斜面上的A 处，皆从静止释放， 且圆盘为纯滚动，都由三棱柱的A 处运动到B 处， 则此两种情况下两个三棱柱的水平位移 ___相等；_____（填写相等或不相等）， 因为_两个系统在水平方向质心位置守恒 。 4. 已知偏心轮为均质圆盘，质心在C 点，质量 为m ，半径为R ，偏心距2 R OC =。转动的角速度为， 角加速度为 ，若将惯性力系向O 点简化，则惯性 力系的主矢为_____ me ，me 2 ；____； 惯性力系的主矩为__2 )2(22α e R m +__。各矢量应在图中标出。 5.质量为m 的物块，用二根刚性系数分别为k 1和k 2 的弹簧连接，不计阻尼，则系统的固有频率 为_______________，若物体受到干扰力F =H sin （ωt ） 的作用，则系统受迫振动的频率为______________ 在____________条件下，系统将发生共振。 二、计算题（本题15分）
湖南大学2014结构力学参考答案 一、填空题 1、分析：考察几何组成相关知识包括计算自由度，三刚片原则； 1）当计算自由度W>0时，体系一定为几何常变体系。当体系为几何不变体系时计算自由度一定 不大于零（逆否命题）; 2）当在A 点加一竖向链杆，或是固定铰支座，取三个 刚片1、2、3；分析如图所示，其中铰一和铰三 共线，铰二为无穷远处的铰。由于一三铰的联线 与形成铰二的平行链杆平行故为瞬变体系。 答案：几何常变体系，瞬变体系，瞬变体系； 几点注意： 1）在多余约束的概念上，有的学校认为只有在几何不变体系的 情况下才有此概念，而有的学校则认为只要是不起约束作用的约束均为多余约束，因而瞬变体 系有一个多余约束，若对多余约束采用后者的理解则答案为：几何常变体系，瞬变体系，有二 个多余约束的瞬变体系；根据湖南大学教材采用第一种理解，几何分析的结果应为无多余约束 的几何不变体系，有几个多余约束的几何不变体系，几何常变体系，瞬变体系四者之一； 2）计算自由度与实际自由度的概念区别； 3）答题写成瞬变结构，几何常变结构是错误的，结构的前提是不变体系。 补充题1：对右图所示结构进行几何组成分析。 （答案：瞬变体系） A 刚片1 刚片3 刚片2 一 二 三
()KN F A M By 181612 24,0=?==∑ 2、分析：考查静定结构内力分析，包括组合结构的内力计算； ①求支座B 的反力By F ②求F NFG 作截面1-1如图所示 ())(16081842430拉KN F F C M NFG NFG =∴=?-?+??=∑ ③求M DA ，将零杆标注如图所示，作1-1截面易得 )(16116外侧受拉m KN M DA ?=?= 几点注意： 1）对于静定结构的内力分析（求支座反力和任意截面内力计算）主要做好几何组成分析，二力 杆识别，零杆识别，对称性分析四方面工作，这样可以大大简化计算； 2）二力杆：两端铰接的直杆，若跨内无横向荷载，则该杆只受轴力，无弯矩和剪力； 补充题2：求右图所示支座B 的反力 （答案：)(20↑=KN F By ） 3、分析：考查超静定结构的位移计算； 方法一 : 方法二： 取基本体系如图所示 q B A C D E F G F By 112m 2m 2m 2m 2m 20KN A B C D E F ()EA P P P P EA DH 25.1510752.0752.06451.0451.010915.0915.01 =??+??+??=?P=1
《工程力学Ⅰ》复习题 1. 在图所示连续梁中，已知M、a、ο θ，不计梁的自重，求各连续梁在A、B、C三处的约束力。 = 45 2. 图示的水平横梁AB，A端为固定铰链支座，B端为一滚动支座。横梁的长度为2l，梁重P，作用在梁的中点C。在梁的AC段上受均布裁荷q作用，在梁的BC段上受力偶作用，力偶矩M。试求A和B处的支座约束力。 3. 无重水平粱的支承和载荷如题图所示。已知力F、力偶矩为M的力偶和强度为q的均布载荷。求支座A 和B处的约束力。 4. 图示组合梁（不计自重）由AC和CD铰接而成。已知：F = 20 kN，均布裁荷q＝10 kN/m，M＝20 kN·m，l＝1 m。试求插入端A及滚动支座B的约束反力。 5. 在图示两连续梁中，已知q、Ｍ、ａ及θ，不计梁的自重，求各连续梁在A、B、C三处的约束力。 6. 已知各杆均铰接，B端插入地内，P=1 kN，AE=0.6 m，CE=DE=0.8 m，BE=1m，杆重不计。求B点的约束反力和AC杆内力。
7. 图示的机架上挂一重Q=5 kN的物体，各构件的尺寸如图示，不计杆重与摩擦，求支座C的约束力和杆DE、杆FG的内力。 8. 一支架如图示，AC=CD=1 m，滑轮半径r=0.3 m，重物P重 100 kN，A、B处为固定铰链支座，C处为铰链连接，不计绳、杆、滑轮质量和摩擦，求A、B支座的约束力。 9. 起重机放于连续梁ABCD上，已知起重机重Q=70kN ，重心在铅垂线EC上，起重载荷P=20kN。如不计梁重，求支座A、,B和D三处的约束力。 10. 图示结构，已知P=100N，AC=1.6m、BC=0.9m、CD=EC=1.2m、AD =2m且AB水平，ED铅垂，BD 垂直于斜面，求BD杆内力和支座A处的约束力。 11. 如图所示三铰拱，已知每半拱重P，长为l，高为h。求支座A、B的约束力。 l/8l/8 l/2l/2 A C B P P h
理论力学 期末考试试题 A 卷 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解：取T 型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布： 1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作 用力偶矩M=18kN.m 。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。 解：
1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力. 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形，且AD=DB 。求杆CD 的内力。
1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 解：
2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各杆的内力。
结构力学 试 题 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 分数 一．是非题（将判断结果填入括弧：以O 表示正确，X 表示错误）（本大题分4小题，共 11分） 1 . (本小题 3分) 图示结构中DE 杆的轴力F NDE =F P /3。（ ）. 2 . (本小题 4分) 用力法解超静定结构时，只能采用多余约束力作为基本未知量。 （ ） a a a a F P E D
3 . (本小题 2分) 力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比，它与外因无关。（ ） 4 . (本小题 2分) 用位移法解超静定结构时，基本结构超静定次数一定比原结构高。 （ ） 二．选择题（将选中答案的字母填入括弧内）（本大题分5小题，共21分） 1 （本小题6分） 图示结构EI=常数，截面A 右侧的弯矩为：（ ） A ．2/M ； B ．M ； C ．0； D. )2/(EI M 。 2. （本小题4分） 图示桁架下弦承载，下面画出的杆件内力影响线，此杆件是：（ ） Ａ.ch ; B.ci; C.dj; D .cj . F p /2 M 2a 2a a a a a A F p /2 F p /2 F p /2 F p F p a d c e b f g h i k l F P =1 1 j
3. (本小题 4分) 图a 结构的最后弯矩图为： A. 图b; B. 图c; C. 图d; D.都不对。（ ） ( a) (b) (c) (d) 4. (本小题 4分) 用图乘法求位移的必要条件之一是： A.单位荷载下的弯矩图为一直线； B.结构可分为等截面直杆段； C.所有杆件EI 为常数且相同； D.结构必须是静定的。 ( ) 5. （本小题3分） 图示梁A 点的竖向位移为（向下为正）：( ) Ａ．F P l 3 /(24EI ); B . F P l 3 /(!6EI ); C . 5F P l 3 /(96EI ); D. 5F P l 3 /(48EI ). l l M /4 3M /4 M /4 3M /4 3M /4 M /4 M /8 M /2 EI EI M
理论力学基础期末复习题 一、填空题 1. 在介质中上抛一质量为m 的小球，已知小球所受阻力v k R -=，若选择坐标轴x 铅直向上，则小球的运动微分方程为_____________________。 2. 质点在运动过程中，在下列条件下，各作何种运动？①0=t a ，0=n a （答）： ；②0≠t a ，0=n a （答）： ；③0=t a ，0≠n a （答）： ；④0≠t a ，0≠n a （答）： 。 3. 质量为kg 10的质点，受水平力F 的作用，在光滑水平面上运动，设t F 43+=（t 以s 计，F 以N 计），初瞬间（0=t ）质点位于坐标原点，且其初速度为零。则s t 3=时，质点的位移等于_______________，速度等于_______________。 4. 在平面极坐标系中，质点的径向加速度为__________；横向加速度为_______。 5. 哈密顿正则方程用泊松括号表示为 ， 。 6. 质量kg m 2=的重物M ，挂在长m l 5.0=的细绳下端，重物受到水平冲击后获得了速度105-?=s m v ，则此时绳子的拉力等于 。 7. 平面自然坐标系中的切向加速度为 ，法向加速度为 。 8. 如果V F -?= ，则力所作的功与 无关，只与 的位置有关。 9. 在南半球地面附近自南向北的气流有朝 的偏向；而北半球的河流 岸冲刷较为严重。 10. 已知力的表达式为axy F x =，2az F y -=，2ax F z -=。则该力做功与路径_ （填“有关”或“无关”），该力_ 保守力（填“是”或“不是”）。 11. 一质量组由质量分别为0m 、20m 、30m 的三个质点组成，某时刻它们的位矢和速 度分别为j i r +=1、i v 21=、k j r +=2、i v =2、k r =3、 k j i v ++=3。则该时刻质点组相对于坐标原点的动量等 于 ，相对于坐标原点的动量矩等于_ 。 12. 一光滑水平直管中有一质量为m 的小球，直管以恒定角速度ω绕通过管子一端的竖直轴转动，若某一时刻，小球到达距O 点的距离为a 的P 点，取x 轴沿管，y 轴竖直向上， 并垂直于管，z 轴水平向前，并于管面垂直，如图所示，此时小球相对于管子的速度为 v
湖南大学1997年招收攻读硕士学位研究生人学考试命题专用纸 招生专业：结构工程考试科目：结构力学A试题编号：40101一．填空题（5*4=20分） 1.图示结构CA杆A端的弯矩M AC=（），（）侧受拉。EI=常数 2.图示结构中CD杆C端的剪力Q CD=（）。EI=常数 3.如图超静定刚架，支座A发生顺时针转角φA，支座B发生向下的竖向位移Δ，若用力法采用图示基本结构进行计算，其力法方程为（）。（系数及自由项不必具体算出） 4.图示等截面梁，在温度改变影响下，弯矩图轮廓为（)。（EI=常数） 二．求图示桁架中a、b杆的内力。（12分） 三．用力法计算图示刚架，并作出其弯矩图。（16分）
四．用位移法计算图示刚架时，写出其位移法方程，并求出其系数及自由项。（13分）EI=常数 五．求图示多跨静定梁的M D影响线。（12分） 六．用矩阵位移法中的直接刚度法形成图示刚架的结构刚度矩阵（忽略杆件的轴线变形）。（15分） 七．求图示简支梁的自振频率和振型（作出振型图）。（12分）
湖南大学1998年招收攻读硕士学位研究生人学考试命题专用纸 招生专业：结构工程考试科目：结构力学A试题编号：40101一．填空题（5*5=25分） 1.图示结构，各杆EI相同，N CD=（），（）力。 2.图示桁架中，N FG=（），（）力。 3.图示三铰刚架中，M DA=（），（）侧受拉。 4.图示结构的M A影响线： 5.图示结构，弯矩为常数的杆件有（）。
二．作图示结构的弯矩图。（10分） 三．试用力法计算图示结构，并作出其弯矩图。（18分） 四．试用位移法计算图示结构，作出其弯矩图，并求Q CB。（18分） 五．求图示体系的自振频率，并作出其相应的振型图。（15分） 六．用直接刚度法（先处理法或后处理法）形成图示结构刚度矩阵（不考虑轴向变形）。（14分）
理论力学课程体系改革探索与实践 摘要：本文介绍1996年以来清华大学的理论力学课程体系改革情况。通过分析理论力学课程在工科大学生培养中的定位和任务，明确与中学物理、大学普通物理的不同分工，确定理论力学的核心内容。实践中逐渐形成了新的理论力学体系，用64学时完成理论力学的核心内容，并保持了系统性和逻辑性。 关键词：理论力学：教学改革；课程体系；教学内容 理论力学是清华大学的重要基础课之一，目前由航空航天学院的理论力学课程组面向机械学院、土木水利学院、航空航天学院开设。自1987年以来，理论力学一直是校级一类课程，2002年入选学校首批“百门精品课”建设项目，2003年被评为北京市精品课程，2004年被评为国家精品课程。 一、课程体系改革的过程 1996年正逢四年一届的全国大学生力学竞赛，我在8月初突然接到任务：9月上旬用16个学时为参加竞赛的学生串讲理论力学。由于没有系统讲授过理论力学课程的经验，这是极大的挑战，也迫使我另辟蹊径，初步形成了现在的课程体系雏形。这次竞赛中，清华大学参赛学生获得了理论力学成绩第2名到第7名。 而后，我们在工程力学系95级、96级、98级连续进行课程体系改革试点。当时理论力学的课内学时为112，秋季学期48学时，讲静力学和运动学内容，春季学期64学时，讲动力学内容。使用的教材是清华大学理论力学教研组罗远祥等编写的《理论力学》。 促成新体系在全校推广的机遇是清华大学的学制由5年改为4年而大幅度压缩学时。用64学时讲完原有的教学内容，采用新体系是惟一出路。2000年，理论力学教学组的4位青年教师编写了讲义，在全校试用。2001年正式出版了新体系教材，并在后续几年内完成了教材的“立体化”。 二、课程体系改革的思路 在大幅度压缩学时之前，清华大学(以土木系为例)理论力学的学时
（六）计算题 【1101】一圆轮以匀速v 0沿直线作纯滚动，如图所示，设初始时刻P 点与坐标原点O 重合，轮半径为r ，求轮缘上一点P 速度大小。 【1201】质点沿x 轴运动，加速度,0,,0,2====x b x t k x k x 时为常数，且，求质点的运动学方程。 【1202】质点作平面运动时，其速率v 为常数C ，位矢旋转的角速度θ 为常数ω，设000＝和时，θ==r t 求质点的运动学方程和轨道方程。 【1301】某人以一定的功率划船，逆流而上，当船经过一桥时，船上的鱼竿不慎掉入河中。两分钟后，此人才发觉，立即返棹追赶。追到鱼竿之处是在桥的下游600米的地方，问河水的流速是多大 【1302】一人手持5cm 成和两端开口的管子在雨中站立，管顶向北倾斜4ccm ，雨点直线穿过此管；如此人向南以s 的速度行走，则管顶向北倾斜3cm 就可以使雨点穿过，求雨点速度。 【1501】一质点受力32 x mk F -=，此力指向坐标原点O ，试求质点沿x 轴从距原 点为l 处由静止开始运动，达到原点所需要的时间。 【1502】有孔小珠穿在光滑的抛物线形钢丝上且能自由滑动，抛物线的正交弦为4a ，其轴沿铅直方向而顶点位于下方，小珠从顶点开始运动时具有某一速率，这个速率使它恰能达到过焦点的水平面，试求小珠在顶点上方高为y （ 【1504】质量为m 的小球，在重力的作用下，在空气中竖直下落，其运动规律为 )1(3t e B At s ---=，求空气阻力（以v 的函数表示之） 【1901】求质量为m 的质点在反立方引力场中的运动轨道。 【1902】质点在有心力的作用下作双纽线θ2cos 22a r =运动，试求有心力。 【2101】求半径为R 的均质半球体的质心。 【2701】总长度为a 的均质链条的一段b (0 D 《理论力学》期末考试试题A 卷 一、选择题（本题共12分，每小题3分，请将答案的序号填入括号） 1. 物块重P ，与水面的摩擦角o 20m ?=，其上作用一力Q ，且已知P =Q ，方向如图，则物块的状态为（ C ）。 A 滑动状态 B 临界平衡状态 C 静止(非临界平衡)状态 D 不能确定 2. 一个平面任意力系加一个平行于此平面力系所在平面的平行力系组成的空间力系的独立平衡方程数目为（ B ）。 A 3个 B 4个 C 5个 D 6个 3. 图示偏心轮顶杆机构中，轮心为C ，ω=常量。选杆端A 为动点，在C 点固连平移系（动系）， 则牵连速度和牵连加速度的方向分别为（ B ）。 A 垂直于AO ，沿AO 方向 B 垂直于CO ，沿CO 方向 C 沿AO 方向，垂直于AO D A 点切线方向，沿AC 方向 4、正方形薄板由铰链支座A 支承，并由挡板B 限制，使AB 边呈铅垂位置，如图所示。若将挡板B 突然撤去，则在该瞬时支座A 的反力的铅垂分量的大小将（ C ）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 无法确定 二、填空题（本题共26分，请将答案填入括号） 1（本小题4分）. 如图所示，沿长方体不相交且不平行的棱上作用三个大小等于F 的力。问棱长a ，b ，c 满足（ 0c b a --= ）关系时，该力系能简化为一个力。 2（本小题4分）. 正方形板ABCD 以匀角速度ω绕固定轴z 转动，点1M 和点2M 分别沿对角线BD 和边线CD 运动，在图示位置时相对板的速度分别为1v 和1v ，则点1M 和点2M 科氏加速度大小分别为（ 12v ω ）和（ 0 ）。 y x z O c b a 3 F 2 F 1 F 整理文本 理论力学期终试题 (一) 单项选择题（每题2分，共4分） 1. 物块重P ，与水面的摩擦角o 20m ?=，其上作用一力Q ，且已知P =Q ，方向如图，则物块的状态为( )。 A 静止(非临界平衡)状态 B 临界平衡状态 C 滑动状态 第1题图 第2题图 2. 图(a)、(b)为两种结构，则( )。 A 图(a)为静不定的，图(b)为为静定的 B 图(a)、(b)均为静不定的 C 图(a)、(b)均为静定的 D 图(a)为静不定的，图(b)为为静定的 (二) 填空题(每题3分，共12分) 1. 沿边长为m a 2=的正方形各边分别作用有1F ，2F ，3F ，4F ，且1F =2F =3F =4F =4kN ，该力系向B 点简化的结果为： 主矢大小为R F '=____________，主矩大小为B M =____________ 向D 点简化的结果是什么？ ____________。 D C A B F 1 F 2 F 3 F 4 整理文本 第1题图 第2题图 2. 图示滚轮，已知2m R =，1m r =，ο30=θ，作用于B 点的力4kN F =，求力F 对A 点之矩A M =____________。 3. 平面力系向O 点简化，主矢R F '与主矩 ，20kN m O M =g ，求合力大小及作用线位置，并画在图上。 第3题图 第4题图 4. 机构如图，A O 1与B O 2均位于铅直位置，已知13m O A =，25m O B =，2 3rad O B ω=，则杆A O 1的角速度A O 1ω=____________，C 点的速度C υ=____________。 (三) 简单计算题(每小题8分，共24分) 1. 梁的尺寸及荷载如图，求A 、B 2. 丁字杆ABC 的A 端固定，尺寸及荷载如图。求A 端支座反力。 O R F ' O M 大 连 理 工 大 学 课程名称： 理论力学 试卷：A 考试形式：闭卷 授课院系： 力学系 考试日期：2012年1月5日 试卷共６页 一、简答题，写出求解过程。 (共25分, 每题5分) 1.（5分）求图示平面桁架各杆内力。 2.（5分）均质圆轮A 与均质杆AB 质量均为m ，在A 点铰接，杆AB 长为4R ，轮A 的半径为 R ，在斜面上作纯滚动。系统由静止开始运动，初始瞬时轮心A 的加速度为a ，杆的角加速度为 ，试利用达朗贝尔原理求系统的惯性力并画在图上。 装 订 线 题一.1图 题一.2图 3.（5分）如图所示构件中，均质圆环圆心为O ，半径为r ，质量为2m ，其上 焊接钢杆OA ，杆长为r ，质量为m 。构件质心C 点距圆心O 的距离为4 r ，求 此构件对过质心C 与圆环面垂直轴的转动惯量C J 。 4.（5分）曲柄滑道机构如图所示，已知圆轮半径为r ，绕O 轴匀速转动，角速度为ω，圆轮边缘有一固定销子C ，可在滑槽中滑动，带动滑槽DAB 沿水平滑道运动，初始瞬时OC 在水平线上，求滑槽DAB 的运动方程、速度方程和加速度方程。 5.（5分）杆CD 与轮C 在轮心处铰接，在D 端施加水平力F ，杆AB 可绕A 轴转动，杆AB 与C 轮接触处有足够大的摩擦使之不打滑，轮C 的半径为r ， 在杆AB 上施加矩为M 的力偶使系统在图示位置处于平衡。设力F 为已知，利用虚位移原理求力偶矩M 的大小。 A A 题一.3图 题一.4图 题一.5图 二.（15分）图示正圆锥体底面半径为r ，高为h ，可绕其中心铅垂轴z 自由转动，转动惯量为J z 。当它处于静止状态时，一质量为m 的小球自圆锥顶A 无初速度地沿此圆锥表面的光滑螺旋槽滑下。滑至锥底B 点时，小球沿水平切线方向脱离锥体。一切摩擦均可忽略。求刚脱离瞬时，小球的速度v 和锥体的角速度ω。 三.（15分）长度均为2l 的两直杆AB 和CD ，在中点E 以铰链连接，使两杆互成直角。两杆的A 、C 端各用球铰链固结在铅垂墙上，并用绳子BF 吊住B 端，使两杆维持在水平位置，如图所示。F 和C 点的连线沿铅垂方向，绳子的倾角 45=∠FBC 。在D 端挂一物体重N 250=P ，杆重不计，求绳的张力及支座A 、C 的约束反力。 装 订 线 y 同济大学课程考核试卷（A 卷） 2006— 2007学年第一学期 命题教师签名： 审核教师签名： 课号： 课名：工程力学 考试考查： 此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、重考( )试卷 年级专业学号姓名得分 题号 一 二 三 四 五 六 总分 题分 30 10 15 15 15 15 100 得分 一、 填空题（每题5分，共30分） 1刚体绕O Z 轴转动，在垂直于转动轴的某平面上有A ，B 两点，已知O Z A =2O Z B ，某瞬时a A =10m/s 2，方向如图所示。则此时B 点加速度的大小为__5m/s 2；（方向要在图上表示出来）。与O z B 成60度角。 2刻有直槽OB 的正方形板OABC 在图示平面内绕O 轴转动，点M 以r =OM ＝50t 2（r 以mm 计）的规律在槽内运动，若t 2=ω（ω以rad/s 计），则当t =1s 时，点M 的相对加速度的大小为_0.1m/s 2_；牵连加速度的大小为__1.6248m/s 2__。科氏加速度为_22.0m/s 2_，方向应在图中画出。方向垂直OB ，指向左上方。 3质量分别为m 1=m ，m 2=2m 的两个小球M 1，M 2用长为L 而重量不计的刚杆相连。现将M 1置于光滑水平面上，且M 1M 2与水平面成?60角。则当无初速释放，M 2球落地时，M 1球移动的水平距离为___（1）___。 （1）3 L ； （2）4 L ； （3）6 L ； （4）0。 4已知OA =AB =L ，ω=常数，均质连杆AB 的质量为m ，曲柄OA ，滑块B 的质量不计。则图示瞬时，相对于杆AB 的质心C 的动量矩的大小为《理论力学》期末考试试卷A
理论力学试题和答案
理论力学期末考试题20121
理论力学期末考试试卷含答案
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