2.物块重Q,放在粗糙的水平面上,其摩擦角中θ=20°,若力P作用于摩擦角之外,并已知α=30°,P=Q,物体是否能保持静止 。
①能;②不能;③处于临界状态;④P与Q的值比较小时能保持静止,否则不能。
3.在半径均为r的可绕O轴转动的二相同的圆轮上,分别作用着力F和力偶矩为m=Fr的 力偶。则在此两种情况下圆轮的角加速度 ;O处的约束反力 。 ①相同;②不相同。
题3图 题4图 题5图
4.边长为l的均质正方形平板,位于铅垂平面内并置于光滑水平面上,如图示,若给平板一微小扰动,使其从图示位置开始倾倒,平板在倾倒过程中,其质心C点的运动轨迹是 。 ①半径为l/2的圆弧;②抛物线;③椭圆曲线;④铅垂直线。 5.已知刚体质心C到相互平行的z’、z轴的距离分别为a、b,刚体的质量为m,对z轴的转动惯量为Jz’ ,则Jz’的计算公式为 。 6.图示机构中,已知O1A=O2B,当O1A∥O2B时,O1A杆与O2B杆的角速度、角加速度分别为ω1、ε1与ω2、ε2,则该瞬时 。 ① ω1=ω2,ε1=ε2;②ω1≠ω2,ε1=ε2; ③ω1=ω2,ε1≠ε2;④ω≠ω,ε1≠ε2
7.刚体作定轴转动、为了消除动反力,其转动轴必须是 。 ①惯性主轴;
题6图 ②中心惯性主轴;
③转动轴垂直于刚体对称面。
二、填空题(每题3分,请将简要答案填入划线内) 1.一质量为2kg的小球,从高h=19.6m处无初速地下落至地面,又以速度u=10m/s铅直回跳,则恢复系数为 。 2.在(a)、(b)二图中,杆OA均长r,均以角速度θ转动,杆AB均长l,图(b)中杆BC长r,且平行杆AO,则图示两机构中,B点速度的大小为:
图(a)的vB= ;图(b)的vB= 。(方向均应在图上标明)。
(a) (b)
题2图 题3图
3.质量m=1Ikg,长 l=1m的均质细杆在铅直面内绕其一端O按规律中θ=t-(3/2)t2转动,
t以s计,θ以rad计,则t=1s时,该杆的惯性力系向点O简化的主矢和主矩的大小分别等于 和 。
4.均质杆AB,长l,重Q,可绕O轴转动。图示瞬时有角速度ω,角加速度ε,则杆AB在该瞬时:动量的大小为 ;对O点的动量矩的大小为 。动能为 。 5.已知力P沿正六面体对顶线DA作用,且P=10 0 0N。则该力对z轴的力矩为 6.刚性系数为天的弹簧一端固定,另一端悬挂质量为m的物体,此系统的固有频率等于 ;若把弹簧原长的中点O固定,则系统的固有频率等于 。
题4图 题5图 题6图 题7图
7.图示机构中OlA∥O2B,O1A=O2B,当杆O1A处于水平位置时,θ=60°,不计摩擦。用虚位移原理求解时,D、E点虚位移的比值
为δrD:δrE= ,若已知力Q,则平衡时力P的大小为 8.均质细杆OA长l,重P,其一端用光滑铰链与半径为r、重为Q的均质圆轮中心O连接,今在圆轮上作用一常力矩M,使其沿水平直线轨道作纯滚动。则该系统有 个自由度,若取θ及x为广义坐标,则相应于中的广义力为 。
题8图
三、计算题。
1.图示结构由不计自重AD、BH、EC三杆铰接组成,A为固定铰支座,BH杆的H端与光滑平面接触。已知:力 P,l=1m。试求铰链B的约束反力。(12分)
题1图 题2图 题3图
2.图示一滑轮可绕水平轴O转动,在滑轮上跨过一不可伸长的绳,绳的一端悬挂质量为m的重物,另一端固结在铅直的弹簧上,弹簧的刚性系数为k。设滑轮质量为M,均匀分布于轮缘上,且绳与滑轮间无滑动。求重物振动的运动微分方程以及振动周期。(10分) (可采用拉格朗日方程求解)。
3.在图示机构中:铅垂作用力P,角θ,AC=BC=EC=FC=DE=l。各杆重不计。试用虚位移原理求支座A的水平约束力。( 10分) 题4图 题5图
4.在图示平面机构中,已知:OA以匀角速度ω0绕 O轴转动, OA=10cm, AB=2 0cm, h =2 0cm;当中θ=6 0°时, OA⊥OB。试求该瞬时摇杆O1E的角速度ω1和角加速度ε1。 (15分)
5.在图示机构中,已知:匀质轮C作纯滚动,半径为r、重为P3。鼓轮B的内径为r、外径为R对其中心轴的回转半径为ρ,重为 P2,物 A重为 P1。绳的 CE段与水平面平行,系统从静止开始运动。试求:
(1)物块A下落s距离时轮c中心的速度、加速度; (2)绳子AD段的张力。 (15分)
中国矿业大学1999年理论力学(B)试题
一、组合梁由AC和BC用铰C连接而成,A为铰支座,B和D为滚动支座。已知:P=5 kN,q=2.5kN/m,M=5kN·m,l=8m,试求支座A、B和D处的约束反力。 (15分)
题一图 题二图
二、图示承重装置中,A,B,C均为铰链,重为P的物体用绕在滑轮D上的绳连结如图。设P= 4 9 0 N,滑轮半径r=0.15 m,AB= BD=BC=0.5m, CE=0.3 5m, a= q=4 5°, 试求A,C处的约束反力。 (15分)
三、曲柄OA以角速度ω=2 rad/s绕轴O转动,并带动等边三角形ABC运动。B与O1B铰接,
C与套筒铰接,而套简可在绕O2轴转动的杆O2D上滑动。设OA=AB=O2C=100cm,当OA水平、AB与O2D铅直、CB与O1B在同一直线上时,求杆O2D的角速度ωO2D。 (l5分)
题三图 题四图
四、曲柄AB以匀角速度ω=10rad/s转动,并通过 BC带动杆CD,已知:AB=lm,AD=3m,BC=CD=2m,试求:当曲柄AB处于水平位置时,BC杆的角速度和角加速度。(1分)
五、图示系统中,当物块M离地面的距离为h时,系统处于平衡。现给M以向下的初速度v0使其恰能到达地面处,求v0应为多大?已知:物块M和滑轮A和B的重量均为P,且A、B均看成均质圆盘。弹簧的刚性系数为尽,绳重不计,绳与轮间无滑动。(20分)
题五图 题六图
六、塔轮与悬壁梁AB连结如图示,AB的重量不计,支架O到固定端的距离为l。设塔轮的质量为m,对O轴的转动惯量为J。大小半径分别为R、r,不可伸长的绳挂质量为m1、m2的两物体,如图示,今在塔轮上外加力偶矩M,求A处的约束反力。 (20分)
中国矿业大学1998年理论力学试题
一、图示结构,各杆自重不计,已知:M=100N·m,分布力的集度 q=40N/m, l=2m,θ=3 0°;A、D、E为铰链联接,G、B、C为固定铰支座,试求杆1、2、3的内力(15分)。
二、不计自重的杆AB、AC、BC、AD连接如图示。其中C为固定铰支座,A、E为光滑铰链,B、D为光滑接触。在水平杆AB上作用有铅垂向下的力P。求证:不论力P作用在AB杆上的任何位置,杆 AC总是受到大小等于力P的压力(15分)。
题一图 题二图
三、图示机构中,设杆AB以匀速u向上运动,点O到AB的距离为l。求当中Ф=Π/4时,摇杆OC的角速度和角加速度(1分)。 题三图 题四图
四、圆轮沿直线水平轨道向右作只滚动而不滑动的运动,AB杆的A端铰接在圆轮边缘上,B端可沿45°的斜面滑动。已知:圆轮轮心C的速度vc=lin/s,半径 R=0.5m,杆 AB长为l=2m,试求图示位置(AB杆水平,∠ADC=30°)时B的速度和加速度(15分)。
五、如图所示,重为P、半径为R的均质圆轮由静止开始沿倾角α=30°的斜面作只滚动而不滑动的运动,并带动重为Q的均质细杆OA运动,运动过程中OA杆始终与水平面平行,略去A处的摩擦,试求: (1) 圆轮质心O的加速度(10分); (2) OA杆A处的反力(10分)。 题五图 题六图
六、塔轮O绕质心O转动,对O的转动惯量为人,大小半径分别为R、r,不可伸长的质量不计的绳绕在塔轮上,并且分别与质量为m1、m2的两物体相连。今在塔轮上外加常力矩M,试求ml的加速度a(20分)。(本题要求:用各种可能的方法求解,即用多种方法求解。)