理論力學試題與答案

1、2010 2011 學年度第 二 學期 理論力學 試卷（A卷）一、填空題（每小題 4 分，共 28 分）1、如圖1.1所示結構,已知力F，ACBCADa，則CD桿所受的力FCD（ ），A點約束反力FAx=（ ）。2、如圖1.2 所示結構，,不計各構件自重，已知力偶矩M，AC=CE=a，ABCD。則B處的約束反力FB=（ ）；CD桿所受的力FCD=（ ）。 1.1 1.23、如圖1.3所示，已知桿OA長L，以勻角速度繞O軸轉動，如以滑塊A為動點，動系建立在BC桿上，當BO鉛垂、BC桿處于水平位置時，滑塊A的相對速度vr=（ ）；科氏加速度aC=（ ）。 4、平面機構在圖1.4位置時， AB桿水平

2、而OA桿鉛直，輪B在水平面上作純滾動，已知速度vB，OA桿、AB桿、輪B的質量均為m。則桿AB的動能TAB=（ ），輪B的動能TB=（ ）。 1.3 1.45、如圖1.5所示均質桿AB長為L,質量為m,其A端用鉸鏈支承,B端用細繩懸掛。當B端細繩突然剪斷瞬時, 桿AB的角加速度=（ ），當桿AB轉到與水平線成300角時，AB桿的角速度的平方2=（ ）。6、圖1.6所示機構中,當曲柄OA鉛直向上時,BC桿也鉛直向上,且點B和點O在同一水平線上；已知OA=0.3m,BC=1m，AB=1.2m,當曲柄OA具有角速度=10rad/s時,則AB桿的角速度AB=（ ）rad/s,BC桿的角速度BC=（ ）

3、rad/s。 7、圖1.7所示結構由平板1、平板2及CD桿、EF桿在C、D、E、F處鉸接而成，在力偶M的作用下，在圖上畫出固定鉸支座A、B的約束反力FA、FB的作用線方位和箭頭指向為（ ）（要求保留作圖過程）。 1.7二、單項選擇題（每小題 4 分，共28 分）1、如圖2.1所示，四本相同的書，每本重均為P，設書與書間的摩擦因數(shù)為0.1，書與手間的摩擦因數(shù)為0.25，欲將四本書一起抱起，則兩側手應加的壓力至少大于（ ）。A、 10P B、 8P C、 6P D、 4P2、如圖2.2所示，重Q=200N的三角形板，用等長桿O1A，O2B支持著。設O1O2=AB，桿重及摩擦不計。若能使三角形板在角

4、=300時保持平衡，則水平力P的大小應為（ ）。A、P=115.47 B、P=200 C、P=364N D、P=173N 2.1 2.23、平面桿機構如圖2.3示，各桿重量不計，ABCDa。已知AB桿上作用一力偶M1，如在CD桿上作用一力偶M2。則機構平衡時，M1與M2之間的大小為（ ）。A、 M1M2 B、 M1M2 C、 M1M2 D、 M1M24、如圖2.4所示直角剛桿AO = 2m，BO = 3m，已知某瞬時A點的速度 = 6m/s；而B點的加速度與BO成= 60°角。則該瞬時剛桿的角速度 rad/s，角加速度= rad/s2。A、3 B、 C、5 D、9 2.3 2.45、

5、如圖2.5所示，兩齒條分別以速度v1、v2，沿相反向運動，兩齒條之間夾有一齒輪，其半徑為R，設v1>v2，則齒輪中心O點的速度大小應為（ ）。A、 B、 C、 D、6、如圖2.6所示，已知F1、F2、F3、F4為作用于剛體上A、B、C、D四點的平面一般力系，其力矢關系如圖2.1所示為平行四邊形，由此可知（ ）。A、力系可合成為一個力偶 B、力系可合成一個力C、 力系可簡化為一個力和一個力偶 D、力系的合力為零,力系平衡2.5 2.67、剛體作平面運動，在任一瞬時，若選A點為基點，則B點繞A點運動的速度為vBA, 若選B點為基點，則A點繞B點運動的速度為vAB,對于vBA與vAB， 以下正

6、確的說法是（ ）。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、計算題（15 分）如圖三所示，左半拱ACD、橫梁DE、右半拱EGB的自重均不計，三者鉸接成橋梁結構，A、B為固定鉸支座，D、E為中間鉸，C為可動鉸支座。鉛直向下的集中荷載P=300 kN，Q=350 kN，圖中尺寸單位為米。求結構平衡時A、C、D、E處的約束反力。圖三四、計算題（15 分）如圖四所示結構由桿AB、BC和CD鉸接而成中，不計各桿自重，B、C處為光滑鉸鏈，已知力偶矩M=20kN.m, P=10kN ，q=10 kN/m。 求固定端A與固定鉸支座D的約束

7、反力。圖四五、計算題（14分）在圖五所示，均質圓盤A質量為m，半徑為R，置于傾角為300的斜面上，今在圓盤中心A系一與斜面平行的細繩，繩繞過一質量為m，半徑為R的滑輪O（視為均質圓盤）與質量也為m的物塊C相連，物塊C與固定水平面間的滑動摩擦因數(shù)為0.1，在重力作用下，系統(tǒng)由靜止開始運動，圓盤A向下做純滾動。求：（1）物塊C的加速度；（2）圓盤A所受的摩擦力；（3）輪O兩邊繩AB段和BC段的拉力。圖五2010 2011 學年度第 二 學期 理論力學 試卷（ A 卷）一、填空題（每小題 4 分，共28 分）1、三基類 2F ，F(xiàn) 2、三基類 ， 3、三基類 L， 2L2 4、 mvB2， mvB2

8、 5、3g/2L ，3g/2L 6、三基類0，37、 二、單項選擇題（每題 4 分，共28分）1、三基類 A 2、三基類 C 3、三基類 B 4、三基類 A，D 5、三基類 A 6、三基類 A 7、三基類 B三、計算題（15 分）三基類解：（1）以DE為研究對象,受力如圖：（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為研究對象,受力如圖：（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、計算題（15 分）一般綜合型教師答題時間： 8 分鐘 解：（1）以BC、CD桿為研究對象,受力如圖：（4分）結構對稱：FBy = FDy = q×2=20kN FBx= FDx （2）以CD桿為研究對象,受力如圖：（4分）C=0, FDy×2 FDx×2q×2 ×1=0，F(xiàn)Dx=10 kN（3）以AB為研究對象,受力如圖：（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、計算題（14分）答：1、用動能定理計算輪A下降路程s時的物塊C的速度和加速度v、a（6分）以系統(tǒng)為研究對象, 輪A作純滾動。重力作功：mg.s. sin300mgf.s = 0.4 mg.s計算系統(tǒng)的動能： T1=0T2= mv2Jo2.mv2mv2其中：JomR2 （3）按動能定理：T2- T1= mv2 = 0.4 mg.s兩邊對時間求導：a = g2、用剛體平面運動方程計算輪A所受的摩擦力Ff：（4分）JAA=Ff.R ，JA m R2, C=Ff= m

11、g3、計算繩子兩邊的拉力FAB、FBC（4分）物體C：FBC mgfm a， FBC mg輪O：FAB.RFBC .RJoo, o= FAB = mg2010 2011 學年度第 二 學期 理論力學 試卷（B卷）一、填空題（每小題 4 分，共 28分）以下內容由教師填寫1、如圖1.1所示剛架,已知水平力F，則支座A的約束反力FA=（ ）；支座B的約束反力FB=（ ）。2、圖1.2中F1和F2分別作用于A、B兩點，且F1、F2與C點共面，則在A、B、C三點中（ ）點加一適當大小的力使系統(tǒng)平衡；加一適當大小的力偶能使系統(tǒng)平衡嗎（ ）。1.1 1.23、圓盤做定軸轉動,輪緣上一點M的加速度a分別有圖

12、示三種情況.則在該三種情況下,（ ）圓盤的角速度=0,（ ）圓盤的角加速度=0。 A B C1.34、質量為m，半徑為R的均質圓盤可繞通過邊緣O點且垂直于盤面的水平軸轉動，設圓盤從最高位置無初速度的開始繞O軸轉動，如圖1.4所示。求當圓盤運動至圖示位置，即圓盤中心C和軸O的連線通過水平位置時圓盤的角速度（ ）和角加速度（ ）。5、如圖1.5物體A重10N,與斜面間摩擦因數(shù)為0.4,物體B重5N,則物體A與斜面間摩擦力的大小為（ ）,方向為（ ）。1.4 6、已知物塊B以勻速度v水平向左運動，圖1.6示瞬時物塊B與桿OA的中點相接觸，OA長L。如以物塊B上的角點C為動點，動系建立在OA桿上，則該

13、瞬時桿OA的角速度=（ ），桿端A點的速度大小vA=（ ）, 科氏加速度aC=（ ）。7、直角曲桿ABC在如圖1.7所示平面內可繞O軸轉動，已知某瞬時A點加速度aA=5 m/s2，方向如圖，則該瞬時曲桿的角速度=（ ）rad/s，角加速度=（ ）rad/s2。1.6 1.7二、單項選擇題（每小題 4 分，共28 分）1、已知F1、F2、F3、F4為作用于剛體上的平面匯交力系，其力矢關系如圖2.1所示為平行四邊形，由此可知（ ）。A、力系可合成為一個力偶 B、力系可合成一個力C、 力系可簡化為一個力和一個力偶 D、力系的合力為零,力系平衡2、如圖2.2所示均質細桿重為P，A端為固定鉸支座，B端用

14、繩子跨過不計摩擦和質量的滑輪C后與一重為Q的物體相連，AB=AC。則AB桿平衡時的角為（ ）。A 2 B C D 2.1 2.23、在圖2.3所示的四連桿機構中，OA以角速度繞O軸勻速轉動。當桿OA鉛垂時，桿O1B水平，而且O、B、O1在同一水平線上，已知OA =AB = O1B，則該瞬時桿O1B的角速度大小和轉向為（ ）。A、（逆時針） B、（順時針） C、2（順時針） D、2（逆時針）4、如圖2.4所示，兩齒條分別以速度v1、v2，沿相同方向運動，兩齒條之間夾有一齒輪，其半徑為R，設v1>v2，則齒輪中心O點的速度大小應為（ ）。A 、 B 、 C 、 D 、 2.3 2.45、如圖

15、2.5所示桿AB和CD的自重不計，且在C處光滑接觸，若作用在AB桿上的力偶的矩為M1 ，則欲使系統(tǒng)保持平衡，作用在CD桿上的力偶的矩M2（ ）。 A、M2M1 B、M2M1 C、M2M1 D、M2M16、如圖所示2.6兩直角彎桿AC、BC在C點鉸接,如把力偶M從AC桿移至BC桿上，則兩種情況下支座A、B的約束反力的大小與方向為（ ）。A、大小與方向都相同 B、大小與方向都不同C、大小相同，方向不同 D、大小不同，方向相同2.5 2.67、質量為m的均質圓輪，平放在光滑的水平面上，其受力情況如圖2.5所示，R=2r。設開始時圓輪靜止，則圓輪作平面運動的是（ ）圖。 A B C D2.7三、計算題

16、（15 分）如圖三所示,結構由AB桿、DE桿和BCD桿組成，不計各構件自重，AB桿上作用有均布荷載q，ED桿上作用有矩為M的力偶， 求固定端A、固定鉸支座E的約束反力及BCD桿的內力。圖三四、計算題（15 分）如圖四所示,已知：P=qa,M=qa2,BC=CD,BE=EC,q,a,=300，不計構件自重，C處光滑接觸。求平衡結構中固定端A、固定鉸支座B的約束反力及C處的內力。圖四五、計算題（14 分）如圖五所示，均質圓輪A和物塊B質量均為m，圓輪A的半徑r，AB桿（A、B為中間鉸）的質量不計，始終平行于斜面，斜面傾角為。已知斜面與物塊B及圓輪A之間的摩擦因數(shù)為f，圓輪在斜面上作純滾動，系統(tǒng)在斜

17、面上從靜止開始運動，求：1 物塊B的加速度。2 圓輪A所受的摩擦力。圖五2010 2011 學年度第 二 學期 理論力學 試卷（ B 卷）一、填空題（每小題 4 分，共28 分）1、三基類 F , F/2 2、三基類 A, 不能 3、三基類 A，C4、, 5、三基類 2N，向上 6、三基類 v/L，v，7、三基類 2, 3二、單項選擇題（每小題 4 分，共28 分）1、三基類D 2、三基類 A 3、三基類 B 4、三基類 D 5、三基類 C 6、三基類 B 7、B三、計算題（15 分解：（1）以DE桿為研究對象,受力如圖：（7分）C=0, FE×3a.sin600M=0 FE= FD

18、 = FBCD = （2）以AB為研究對象,受力如圖：（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、計算題（15 分） 解：（1）以BD桿為研究對象,受力如圖：（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為研究對象,受力如圖：（7分）A=0, MAFC×2aM=0=0, FAx =0