武汉科技职业学院《计算结构力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、一个质量为M的物体放在光滑水平面上，一个质量为m的物体以速度v与M发生完全非弹性碰撞，碰撞后的共同速度是多少？（）A.mv/(M+m)B.Mv/(M+m)C.(M+m)v/MD.(M+m)v/m2、一个物体从地面以初速度v0竖直向上抛出，忽略空气阻力，经过时间t到达最高点。已知重力加速度为g，则物体能上升的最大高度为多少？（）A.v0t-1/2gt^2B.v0^2/2gC.v0t+1/2gt^2D.v0t3、在圆周运动中，线速度、角速度和周期等概念是重要的物理量。关于它们之间的关系，以下哪一个表述是不正确的？（）A.v=ωr，其中v是线速度，ω是角速度，r是半径B.ω=2π/T，其中T是周期C.线速度的大小与角速度成正比，与半径成反比D.周期越小，角速度越大4、在一个固定的斜面上，有一个物块在平行于斜面的力F作用下向上运动，已知斜面倾角为θ，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，以下关于物块加速度大小的表达式，正确的是？（）A.（F-mgsinθ-μmgcosθ）/mB.（F-mgsinθ+μmgcosθ）/mC.（F+mgsinθ-μmgcosθ）/mD.（F+mgsinθ+μmgcosθ）/m5、一物体在水平面上做匀减速直线运动，初速度为v0，加速度大小为a。经过时间t后速度减为零，则物体在这段时间内的位移大小为多少？（）A.v0t-0.5at^2B.v0t+0.5at^2C.0.5v0tD.0.5v0t-0.5at^26、一个质量为m的物体在倾角为θ的斜面上静止，斜面对物体的支持力和摩擦力分别是多少？（）A.N=mgcosθ，f=mgsinθB.N=mgsinθ，f=mgcosθC.N=mg，f=0D.N=0，f=mg7、在研究万有引力定律时，以下关于引力常量G的描述，哪一项是错误的？（）A.G是一个常量，其数值由实验测定B.G的数值在国际单位制中是6.67×10^-11N·m^2/kg^2C.引力常量G的大小与物体的质量和距离无关D.不同的天体系统中，引力常量G的数值可能不同8、在流体力学中，纳维-斯托克斯方程描述了流体的运动规律。对于不可压缩流体的稳态流动，该方程可以简化为？（）A.欧拉方程B.伯努利方程C.连续性方程D.以上都不是9、一个质量为m的汽车在半径为R的弯道上以速度v行驶，若路面与轮胎之间的最大静摩擦力为fmax，为了保证汽车不发生侧滑，v应满足什么条件？（）A.v≤√fmaxR/mB.v≥√fmaxR/mC.v≤√fmaxm/RD.v≥√fmaxm/R10、在一个匀强磁场中，有一个带电粒子以速度v垂直于磁场方向入射，电荷量为q，质量为m，磁感应强度为B，以下关于粒子做圆周运动的半径的表达式，正确的是？（）A.mv/qBB.mqB/vC.mvB/qD.mq/vB11、一物体在光滑水平面上受到两个互相垂直的力F1和F2的作用，F1=3N，F2=4N，物体的加速度大小为多少？（）A.5m/s^2B.7m/s^2C.1m/s^2D.25m/s^212、一个质量为m的物体，在一个与水平方向成α角的斜面上匀速下滑。已知斜面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则物体受到的摩擦力大小为多少？（）A.μmgcosαB.mgsinαC.μmgD.mg(sinα-μcosα)13、在一个固定的光滑圆环轨道上，有一个小球从最高点由静止开始下滑。若圆环半径为R，小球滑到最低点时的速度大小为多少？（）A.√gRB.√2gRC.2√gRD.4√gR14、一个质量为m的物体以初速度v0竖直上抛，上升的最大高度是多少？（）A.v0²/2gB.v0²/gC.2v0²/gD.g/v0²15、一个物体在竖直方向上做自由落体运动，经过A、B两点的速度分别为v1、v2，A、B两点的距离为h，以下关于物体经过A、B两点所用时间的表达式，正确的是？（）A.（v2-v1）/gB.（v2^2-v1^2）/（2gh）C.2h/（v2+v1）D.（v2-v1）/（2g）二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述在一个带电粒子在磁场中做圆周运动并同时受到电场力线性变化的问题中，如何分析粒子的运动轨迹和速度变化？2、（本题5分）在弹性力学的研究范围内，详细阐述如何通过数学模型来描述物体在受到外力作用时的应力和应变分布情况？3、（本题5分）材料力学中，解释如何分析具有残余应力的结构在后续载荷作用下的力学响应？4、（本题5分）简述在流体力学中，流线和迹线的概念，并说明它们在分析流体流动中的作用和区别。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入论述非牛顿流体的特性和流动规律，包括宾汉流体、假塑性流体和胀塑性流体的特点和流变方程。分析非牛顿流体在食品工业、石油开采等领域的应用和相关问题，探讨如何测量和描述非牛顿流体的力学行为。2、（本题5分）深入探讨力学中的粘弹性材料，包括粘弹性材料的力学模型（如麦克斯韦模型、开尔文模型），分析粘弹性材料的应力-应变关系和松弛特性，研究粘弹性材料在工程中的应用（如橡胶、聚合物），以及粘弹性材料的实验研究方法。3、（本题5分）深入探讨弹性力学中的热应力问题，包括温度变化引起的应力和变形分析，研究热膨胀系数对热应力的影响，分析热应力在复合材料、电子器件中的重要性，以及热应力问题的求解方法和控制策略。4、（本题5分）深入探讨动量守恒定律和能量守恒定律在碰撞、爆炸等物理过程中的应用。分析在不同类型的碰撞（如完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞）中，动量和能量的转化与守恒关系，并通过具体实例计算相关物理量。5、（本题5分）全面分析材料在多轴应力状态下的屈服和破坏准则，解释常用的屈服准则（如Tresca准则、VonMises准则）的数学表达式和物理意义。通过实验数据和实际工程案例，说明屈服和破坏准则在材料强度评估和结构失效分析中的应用。探讨在复杂应力环境下，如何准确预测材料的屈服和破坏行为，以及新的屈服和破坏理论的发展趋势。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）在水平地面上，有一个质量为10kg的木箱，现用一个与水平方向成30°角、大小为50N的力拉木箱，使木箱在水平地面上移动了10m，求拉力做的功和摩擦力做的功。2、（本题10分）一长为10m的轻绳，一端固定在天花板上，另一端系一质量为2kg的小球，将小球拉至与水平方向成30°角的位置由静止释放，求小球摆至最低点时的速度大小。3