理论力学试题和答案

1、2010 2011 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，acbcada，则cd杆所受的力fcd（ ），a点约束反力fax=（ ）。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，abcd。则b处的约束反力fb=（ ）；cd杆所受的力fcd=（ ）。 1.1 1.23、如图1.3所示，已知杆oa长l，以匀角速度绕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vr=（ ）；科氏加速度ac=（ ）。 4、平面机构在图1.4位置时， ab杆水平

2、而oa杆铅直，轮b在水平面上作纯滚动，已知速度vb，oa杆、ab杆、轮b的质量均为m。则杆ab的动能tab=（ ），轮b的动能tb=（ ）。 1.3 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2=（ ）。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=10rad/s时,则ab杆的角速度ab=（ ）rad/s,bc杆的角速度bc=（ ）

3、rad/s。 7、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fa、fb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（ ）。a、 10p b、 8p c、 6p d、 4p2、如图2.2所示，重q=200n的三角形板，用等长杆o1a，o2b支持着。设o1o2=ab，杆重及摩擦不计。若能使三角形板在角

4、=300时保持平衡，则水平力p的大小应为（ ）。a、p=115.47 b、p=200 c、p=364n d、p=173n 2.1 2.23、平面杆机构如图2.3示，各杆重量不计，abcda。已知ab杆上作用一力偶m1，如在cd杆上作用一力偶m2。则机构平衡时，m1与m2之间的大小为（ ）。a、 m1m2 b、 m1m2 c、 m1m2 d、 m1m24、如图2.4所示直角刚杆ao = 2m，bo = 3m，已知某瞬时a点的速度 = 6m/s；而b点的加速度与bo成= 60°角。则该瞬时刚杆的角速度 rad/s，角加速度= rad/s2。a、3 b、 c、5 d、9 2.3 2.45、

5、如图2.5所示，两齿条分别以速度v1、v2，沿相反向运动，两齿条之间夹有一齿轮，其半径为r，设v1>v2，则齿轮中心o点的速度大小应为（ ）。a、 b、 c、 d、6、如图2.6所示，已知f1、f2、f3、f4为作用于刚体上a、b、c、d四点的平面一般力系，其力矢关系如图2.1所示为平行四边形，由此可知（ ）。a、力系可合成为一个力偶 b、力系可合成一个力c、 力系可简化为一个力和一个力偶 d、力系的合力为零,力系平衡2.5 2.67、刚体作平面运动，在任一瞬时，若选a点为基点，则b点绕a点运动的速度为vba, 若选b点为基点，则a点绕b点运动的速度为vab,对于vba与vab， 以下正

6、确的说法是（ ）。a、 大小相等，方向也相同 b、 大小相等，方向不同 c、 大小不相等，方向相同 d、 大小不相等，方向也不同三、计算题（15 分）如图三所示，左半拱acd、横梁de、右半拱egb的自重均不计，三者铰接成桥梁结构，a、b为固定铰支座，d、e为中间铰，c为可动铰支座。铅直向下的集中荷载p=300 kn，q=350 kn，图中尺寸单位为米。求结构平衡时a、c、d、e处的约束反力。图三四、计算题（15 分）如图四所示结构由杆ab、bc和cd铰接而成中，不计各杆自重，b、c处为光滑铰链，已知力偶矩m=20kn.m, p=10kn ，q=10 kn/m。 求固定端a与固定铰支座d的约束

7、反力。图四五、计算题（14分）在图五所示，均质圆盘a质量为m，半径为r，置于倾角为300的斜面上，今在圆盘中心a系一与斜面平行的细绳，绳绕过一质量为m，半径为r的滑轮o（视为均质圆盘）与质量也为m的物块c相连，物块c与固定水平面间的滑动摩擦因数为0.1，在重力作用下，系统由静止开始运动，圆盘a向下做纯滚动。求：（1）物块c的加速度；（2）圆盘a所受的摩擦力；（3）轮o两边绳ab段和bc段的拉力。图五2010 2011 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、三基类 2f ，f 2、三基类 ， 3、三基类 l， 2l2 4、 mvb2， mvb2

8、 5、3g/2l ，3g/2l 6、三基类0，37、 二、单项选择题（每题 4 分，共28分）1、三基类 a 2、三基类 c 3、三基类 b 4、三基类 a，d 5、三基类 a 6、三基类 a 7、三基类 b三、计算题（15 分）三基类解：（1）以de为研究对象,受力如图：（8分）e=0, fdy×7q×2=0 fdy=100 kn=0, fdx fe×cos450=0 fdx=250 kn=0, fdy fe×sin450-q=0 fe=250 kn（2）以acd为研究对象,受力如图：（7分）a=0, fdx ×5fdy×5p

9、15;1fc×5=0 fc=90 kn=0, fax fdx fc =0 fax=160 kn=0, fay fdy p=0 fay=400 kn四、计算题（15 分）一般综合型教师答题时间： 8 分钟 解：（1）以bc、cd杆为研究对象,受力如图：（4分）结构对称：fby = fdy = q×2=20kn fbx= fdx （2）以cd杆为研究对象,受力如图：（4分）c=0, fdy×2 fdx×2q×2 ×1=0，fdx=10 kn（3）以ab为研究对象,受力如图：（7分）a=0, mafby×2mp×1=0=

10、0, fax fbx =0 =0, fay - fby p =0 fax =10 kn fay =30 kn ma = 70kn.m五、计算题（14分）答：1、用动能定理计算轮a下降路程s时的物块c的速度和加速度v、a（6分）以系统为研究对象, 轮a作纯滚动。重力作功：mg.s. sin300mgf.s = 0.4 mg.s计算系统的动能： t1=0t2= mv2jo2.mv2mv2其中：jomr2 （3）按动能定理：t2- t1= mv2 = 0.4 mg.s两边对时间求导：a = g2、用刚体平面运动方程计算轮a所受的摩擦力ff：（4分）jaa=ff.r ，ja m r2, c=ff= m

11、g3、计算绳子两边的拉力fab、fbc（4分）物体c：fbc mgfm a， fbc mg轮o：fab.rfbc .rjoo, o= fab = mg2010 2011 学年度第 二 学期 理论力学 试卷（b卷）一、填空题（每小题 4 分，共 28分）以下内容由教师填写1、如图1.1所示刚架,已知水平力f，则支座a的约束反力fa=（ ）；支座b的约束反力fb=（ ）。2、图1.2中f1和f2分别作用于a、b两点，且f1、f2与c点共面，则在a、b、c三点中（ ）点加一适当大小的力使系统平衡；加一适当大小的力偶能使系统平衡吗（ ）。1.1 1.23、圆盘做定轴转动,轮缘上一点m的加速度a分别有图

12、示三种情况.则在该三种情况下,（ ）圆盘的角速度=0,（ ）圆盘的角加速度=0。 a b c1.34、质量为m，半径为r的均质圆盘可绕通过边缘o点且垂直于盘面的水平轴转动，设圆盘从最高位置无初速度的开始绕o轴转动，如图1.4所示。求当圆盘运动至图示位置，即圆盘中心c和轴o的连线通过水平位置时圆盘的角速度（ ）和角加速度（ ）。5、如图1.5物体a重10n,与斜面间摩擦因数为0.4,物体b重5n,则物体a与斜面间摩擦力的大小为（ ）,方向为（ ）。1.4 6、已知物块b以匀速度v水平向左运动，图1.6示瞬时物块b与杆oa的中点相接触，oa长l。如以物块b上的角点c为动点，动系建立在oa杆上，则该

13、瞬时杆oa的角速度=（ ），杆端a点的速度大小va=（ ）, 科氏加速度ac=（ ）。7、直角曲杆abc在如图1.7所示平面内可绕o轴转动，已知某瞬时a点加速度aa=5 m/s2，方向如图，则该瞬时曲杆的角速度=（ ）rad/s，角加速度=（ ）rad/s2。1.6 1.7二、单项选择题（每小题 4 分，共28 分）1、已知f1、f2、f3、f4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（ ）。a、力系可合成为一个力偶 b、力系可合成一个力c、 力系可简化为一个力和一个力偶 d、力系的合力为零,力系平衡2、如图2.2所示均质细杆重为p，a端为固定铰支座，b端用

14、绳子跨过不计摩擦和质量的滑轮c后与一重为q的物体相连，ab=ac。则ab杆平衡时的角为（ ）。a 2 b c d 2.1 2.23、在图2.3所示的四连杆机构中，oa以角速度绕o轴匀速转动。当杆oa铅垂时，杆o1b水平，而且o、b、o1在同一水平线上，已知oa =ab = o1b，则该瞬时杆o1b的角速度大小和转向为（ ）。a、（逆时针） b、（顺时针） c、2（顺时针） d、2（逆时针）4、如图2.4所示，两齿条分别以速度v1、v2，沿相同方向运动，两齿条之间夹有一齿轮，其半径为r，设v1>v2，则齿轮中心o点的速度大小应为（ ）。a 、 b 、 c 、 d 、 2.3 2.45、如图

15、2.5所示杆ab和cd的自重不计，且在c处光滑接触，若作用在ab杆上的力偶的矩为m1 ，则欲使系统保持平衡，作用在cd杆上的力偶的矩m2（ ）。 a、m2m1 b、m2m1 c、m2m1 d、m2m16、如图所示2.6两直角弯杆ac、bc在c点铰接,如把力偶m从ac杆移至bc杆上，则两种情况下支座a、b的约束反力的大小与方向为（ ）。a、大小与方向都相同 b、大小与方向都不同c、大小相同，方向不同 d、大小不同，方向相同2.5 2.67、质量为m的均质圆轮，平放在光滑的水平面上，其受力情况如图2.5所示，r=2r。设开始时圆轮静止，则圆轮作平面运动的是（ ）图。 a b c d2.7三、计算题

16、（15 分）如图三所示,结构由ab杆、de杆和bcd杆组成，不计各构件自重，ab杆上作用有均布荷载q，ed杆上作用有矩为m的力偶， 求固定端a、固定铰支座e的约束反力及bcd杆的内力。图三四、计算题（15 分）如图四所示,已知：p=qa,m=qa2,bc=cd,be=ec,q,a,=300，不计构件自重，c处光滑接触。求平衡结构中固定端a、固定铰支座b的约束反力及c处的内力。图四五、计算题（14 分）如图五所示，均质圆轮a和物块b质量均为m，圆轮a的半径r，ab杆（a、b为中间铰）的质量不计，始终平行于斜面，斜面倾角为。已知斜面与物块b及圆轮a之间的摩擦因数为f，圆轮在斜面上作纯滚动，系统在斜

17、面上从静止开始运动，求：1 物块b的加速度。2 圆轮a所受的摩擦力。图五2010 2011 学年度第 二 学期 理论力学 试卷（ b 卷）一、填空题（每小题 4 分，共28 分）1、三基类 f , f/2 2、三基类 a, 不能 3、三基类 a，c4、, 5、三基类 2n，向上 6、三基类 v/l，v，7、三基类 2, 3二、单项选择题（每小题 4 分，共28 分）1、三基类d 2、三基类 a 3、三基类 b 4、三基类 d 5、三基类 c 6、三基类 b 7、b三、计算题（15 分解：（1）以de杆为研究对象,受力如图：（7分）c=0, fe×3a.sin600m=0 fe= fd

18、 = fbcd = （2）以ab为研究对象,受力如图：（8分）a=0, mafb×cos300×2a2qa2=0=0, fax fb×cos600=0 =0, fay fb×cos300-q×2a =0 fax = fay =2qa ma = 2qa2四、计算题（15 分） 解：（1）以bd杆为研究对象,受力如图：（8分）b=0, fc×2ap×a.sin300q×2a ×3a=0 =0, fbx p×cos300=0 =0, fby fc p×sin300-q×2a =0 fc= 3.25qa fbx= qa fby =-0.75qa（2）以ac为研究对象,受力如图：（7分）a=0, mafc×2