理论力学习题
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何锃版理论⼒学部分例题及习题答案1-1-1是⾮题(正确的在括号内画√,错误在画×)。
1.作⽤于刚体上的⼒是滑动⽮量,作⽤于变形体上的⼒是定位⽮量。
(√)2.⼆⼒构件的约束反⼒是其作⽤线的⽅位沿⼆受⼒点的连线,指向可假设。
(√)3.加减平衡⼒系公理不但适⽤于刚体,还适⽤于变形体。
(×)4.若两个⼒相等,则这个⼒就等效。
(×)5.作⽤于A 点共线反向的两个⼒1F 和2F 且1F >2F ,则合⼒21F F R -=。
(×)6.⼒F 可沿其作⽤线由D 点滑移到E 点。
(×)7.两物体在光滑斜⾯m-n 处接触,不计⾃重,若⼒1F 和2F 的⼤⼩相等⽅向相反,且共线,则两个物体都处于平衡状态。
(×)1-1-2 选择题(将正确答案前⾯的序号写在括号内)1.⼆⼒平衡公理适⽤于(1)①刚体②变形体③刚体和变形体2.作⽤与反作⽤公理适⽤于(3)①刚体②变形体③刚体和变形体3.作⽤于刚体上三个相互平衡的⼒,若其中任何两上⼒的作⽤线相交于⼀点,则其余的⼀个⼒的作⽤线必定。
(2)①交于同⼀点②交于同⼀点,且三个⼒的作⽤线共⾯③不⼀定交于同⼀点4.作⽤于刚体上的平衡⼒系,如果作⽤到变形体上,则变形体( 3 )。
反之,作⽤于变形体上的平衡⼒系如果作⽤到刚体上,则刚体( 1 )。
①平衡②不平衡③不⼀定平衡5.图⽰结构中,AC 、BC ⾃重分别为P 1和P 2,各杆受⼒如图①②③④。
(3、4)1.3 画出下列指定物体的受⼒图、假定各接触处光滑,物体的重量除注明者匀均不计。
1.圆柱体O2.杆AB 3.弯杆ABC 4.刚架 5.杆AB6.杆AB 7.销钉A 8.杆AB1.4试画出下列各物系中指定物体的受⼒图。
假定各接触处光滑,物体的重量除注明者外均不计。
1.起重机构整体:轮O 、杆AB 、杆BC2.平衡构架整体:AB 部分、弯杆BC3.三铰拱整体:AB 部分、BC 部分4.A 形架整体,AB 部分、BC 部分,DE 杆及销钉B (⼒P 作⽤在销钉B上)5.⼆跨静定刚架整体、AD 部分、EC 梁。
第一章 质点力学矿山升降机作加速度运动时,其变加速度可用下式表示:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=T t c a 2sin1π 式中c 及T 为常数,试求运动开始t 秒后升降机的速度及其所走过的路程。
已知升降机的初速度为零。
解 :由题可知,变加速度表示为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=T t c a 2sin1π 由加速度的微分形式我们可知dtdv a =代入得 dt T t c dv ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2sin 1π 对等式两边同时积分dt T t c dv t v⎰⎰⎪⎭⎫⎝⎛-=002sin 1π 可得 :D T t c T ct v ++=2cos 2ππ(D 为常数)代入初始条件:0=t 时,0=v , 故c T D π2-=即⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=12cos 2T t T t c v ππ 又因为dtds v =所以 =ds dt T t T t c ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+12cos 2ππ 对等式两边同时积分,可得:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-+=t T t T T t c s 2sin 22212πππ 直线FM 在一给定的椭圆平面内以匀角速ω绕其焦点F 转动。
求此直线与椭圆的焦点M 的速度。
已知以焦点为坐标原点的椭圆的极坐标方程为()θcos 112e e a r +-=式中a 为椭圆的半长轴,e 为偏心率,常数。
解:以焦点F 为坐标原点题1.8.1图则M 点坐标 ⎩⎨⎧==θθsin cos r y r x 对y x ,两式分别求导⎪⎩⎪⎨⎧+=-=θθθθθθcos sin sin cos r r yr r x 故()()22222cos sin sin cos θθθθθθ r r r r y xv ++-=+=222ωr r+= 如图所示的椭圆的极坐标表示法为()θcos 112e e a r +-=对r 求导可得(利用ωθ= ) 又因为()()221cos 111ea e e a r -+-=θ即 ()rer e a --=21cos θ所以()()2222222221211cos 1sin e r e ar r ea --+--=-=θθ故有 ()2222224222sin 1ωθωr e a r e v +-=()2224221e a r e -=ω()()]1211[2222222e r e ar r e a --+--22ωr +()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+-⋅-=2222222221121e e ar r r e e a r ω()r r a b r -=2222ω即 ()r a r br v -=2ω(其中()b a e b ,1222-=为椭圆的半短轴)质点作平面运动,其速率保持为常数。
理论力学(盛冬发)课后习题答案c h12(总14页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第12章动能定理一、是非题(正确的在括号内打“√”、错误的打“×”)1.圆轮纯滚动时,与地面接触点的法向约束力和滑动摩擦力均不做功。
( √ )2.理想约束的约束反力做功之和恒等于零。
( √ )3.由于质点系中的内力成对出现,所以内力的功的代数和恒等于零。
( × )4.弹簧从原长压缩10cm和拉长10cm,弹簧力做功相等。
( √ )5.质点系动能的变化与作用在质点系上的外力有关,与内力无关。
( × )6.三个质量相同的质点,从距地相同的高度上,以相同的初速度,一个向上抛出,一个水平抛出,一个向下抛出,则三质点落地时的速度相等。
( √ )7.动能定理的方程是矢量式。
( × )8.弹簧由其自然位置拉长10cm,再拉长10cm,在这两个过程中弹力做功相等。
143144( × )二、填空题1.当质点在铅垂平面内恰好转过一周时,其重力所做的功为 0 。
2.在理想约束的条件下,约束反力所做的功的代数和为零。
3.如图所示,质量为1m 的均质杆OA ,一端铰接在质量为2m 的均质圆轮的轮心,另一端放在水平面上,圆轮在地面上做纯滚动,若轮心的速度为o v ,则系统的动能=T 222014321v m v m +。
4.圆轮的一端连接弹簧,其刚度系数为k ,另一端连接一重量为P 的重物,如图所示。
初始时弹簧为自然长,当重物下降为h 时,系统的总功=W 221kh Ph -。
图 图5.如图所示的曲柄连杆机构,滑块A 与滑道BC 之间的摩擦力是系统的内力,设已知摩擦力为F 且等于常数,则曲柄转一周摩擦力的功为Fr 4-。
1456.平行四边形机构如图所示,r B O A O ==21,B O A O 21//,曲柄A O 1以角速度ω转动。
1-3 试画出图示各构造中构件AB的受力争1-4 试画出两构造中构件ABCD的受力争1-5 试画出图 a 和 b 所示刚系统整体各个构件的受力争1-5a1-5b1- 8 在四连杆机构的ABCD的铰链 B 和 C上分别作用有力F1和 F2,机构在图示位置均衡。
试求二力F1和 F2之间的关系。
解:杆 AB,BC, CD为二力杆,受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。
解法 1( 分析法 )假定各杆受压,分别选用销钉 B 和 C 为研究对象,受力以下图:yyFBCC xB Fo45BCx30o o F60F2CDF AB F1由共点力系均衡方程,对 B 点有:F x0F2F BC cos4500对 C点有:F x0FBC F1 cos3000解以上二个方程可得:F12 6F2 1.63F23解法 2( 几何法 )分别选用销钉 B 和 C 为研究对象,依据汇交力系均衡条件,作用在 B 和C 点上的力构成关闭的力多边形,以下图。
F F2BCF AB o30o45CD60oFF BC F1对 B 点由几何关系可知:F2F BC cos450对 C 点由几何关系可知:F BC F1 cos300解以上两式可得:F1 1.63F22-3 在图示构造中,二曲杆重不计,曲杆AB 上作用有主动力偶 M。
试求 A 和 C 点处的拘束力。
解: BC为二力杆 ( 受力以下图 ) ,故曲杆 AB 在 B 点处遇到拘束力的方向沿BC 两点连线的方向。
曲杆AB遇到主动力偶M的作用, A 点和 B 点处的拘束力一定构成一个力偶才能使曲杆AB保持均衡。
AB受力以下图,由力偶系作用下刚体的均衡方程有(设力偶逆时针为正):M0 F A10a sin(450 )M 0F A0.354Ma此中:tan 1。
对 BC杆有:F C FB F A0.354M 3aA,C两点拘束力的方向以下图。
2-4解:机构中 AB杆为二力杆,点A,B 出的拘束力方向即可确立。