10.均质杆AD重W,BC杆重不计,如将两杆于AD的中点C搭在一起,杆与杆之间的静摩擦系数f=0.6。试问系统是否静止。
11.已知:G=100N,Q=200N,A与C间的静摩擦系数f1=1.0,C与D之间的静摩擦系数f2=0.6。试求欲拉动木块C的Pmin=?
12.曲柄连杆机构中OA=AB,不计OA重量,均质杆AB重P,铰A处作用铅垂荷载2P,滑块B重为Q,与滑道间静滑动摩擦系数为f,求机构在铅垂平面内保持平衡时的最小角度φ。
第四章 刚体静力学专门问题参考答案
一、是非题
1、错 2、错 3、错 4、错 5、错 6、错 7、对 8、对 二、选择题
1、③ 2、①①①① 3、③ 4、② 5、③ 6、① 三、填空题
1、杆①的内力为:?2Q。杆②的内力为:Q。
2、如果作用于物体的全部主动力的合力的作用线在摩擦角之内,则不论这个力怎么大,物体必保持静止的一种现象。
3、α=Arc tg f=26.57° 4、滑动;503/3N 5、6.7KN 6、翻倒;T=0.683P 四、计算题
1、解:取整体;ΣmA(F)=0
-2Pαcos45°-Pαcos45°+3Pαcos45°-4αcos°YE=0 ∴YE=1500KN
ΣY=0 YA+YE-P·3=0 ∴YA=1500KN 用截面I-I截割留左部分
ΣmB(F)=0 SACαsin45°-YAαcos45°=0 SAC=1500KN
ΣY=0 -SBCsin45°-P+YA=0 SBC=707KN ΣX=0 SAC+SBD+SBCcos45°=0 SBD=-2000KN
2、解:取整体
ΣmA=0, YB·8L-P·4L=0 ∴ YB=P/2 取图示部分
DO=2·DE=6L Σmo=0,
-YB·2L+SCD·cos45°·4L+SCD·sin45°·2L=0 解得;SCD=0.236P
3、解:对整体 ΣmA(F)=0,
-P·2b+2ap+NE·5b=0,NE=2P(b-a)/5b 部分桁架 ΣmH(F)=0, S1 a+NE b=0,S1=-2P(b-a)/5a
节点F ΣX=0, S2=S1=-2P(b-a)/5a
4、解:用几何法
(1)P⊥R是最省力,此时 β=θ+φm (2)Pmin/sin(φm+θ)=Q/sin90°
∴ Pmin=Q·sin(θ+φm)
5、解:选半圆体为研究对象,
由:ΣX=0 Q-Fm=0 ΣY=0 N-P=0
ΣmA(F)=0
Pa·sinθ-Q(R-R·sinθ)=0 Fm=Nf
由上述方程联立,可求出在临界平衡状态下的θ
K为
?K?arcsin??6、解:对AB杆。
?3?f?4?3?f????
ΣmD(F)=0, NA·25-W·cos45°·20=0 NA=22W/5 Σmc(F)=0,
111W·5·2×2+F·25·2×2-N·25·2×2=0
F=(22-1)W/5
又F≤fN ∴f≥(22-1)/22=0.646
7、解:(1)取物块A为研究对象
ΣY=0 NA-G-P·sin30°=0 NA=12.5N FAmax=NA·f=2.5N
使A沿B物块运动的力 Px=P·cos30°=4.33N Px>FAmax
所以A物块沿B物块运动 取整体为研究对象
ΣY=0 NC-2G-P·sin30°=0 NC=22.5N FBmax=NC·f=4.5N 所以B物块不动
(2)由上面计算可知A物块上摩擦力为 FAmax= 2.5N
取B物块为研究对象,因B物块不动 ΣX=0 FAmax-FB=0 FB=FAmax=2.5N
8、解:不翻倒时:
ΣmA(F)=0 Q1·2+P·0.4=0 此时Q=Q1= 0.2KN 不滑动时:
ΣX=0 Fmax-Q2=0 ΣY=0 -P+N=0 此时Q=Q2=Fmax=0.3KN
所以物体保持平衡时:Q=Q1=0.2KN
9、解:(一)假设先滑动
对桌子 ΣX=0 Q-(FA+FB)=0 ΣY=0 NA+NB-P=0 又 FA+FB≤f(NA+NB) ∴ Q≤fP
(二)假设先翻倒
对桌子 ΣmB=0 P·L1-Q·L2=0 ∴ Q=PL1/L2
∴ 所求之Q应满足 fP≤Q≤L1 P/L2
10、解:取AB杆,假设AB杆处于平衡状态
ΣmA(F)=0,L·cos60°W+S·cos30°×L=0
∴ S=W/3
N=S·cos30°=W/2 F=S·sin30°=0.288W
Fmax=fN=0.3W ∵F<Fmax ∴系统处于静止状态
11、解:取AB
ΣmB(F)=0
12AB·sin45°·G-AB·N·sin-AB·Fmax·sin45°=0
Fmax=Nf1
∴ N=G/2(1+f1)=25N 取C
ΣY=0, N1-Q-N?=0 ∴ N1=225N
ΣX=0, Pmin-Fmax?-F1 max=0 ∴ Pmin=160N
12、解:取AB,使φ处于最小F=fN 设AB=L
1ΣmB(F)=0 L So A sinφ—2P·Lcosφ-P·2Lcosφ=0
1S o A=45P/sinφ
1ΣY=0 N-2P-P-Q+SO Asinφ=0 N=47P+Q
1ΣX=0 -F+ SO Asinφ=0 F=f·4(7P+4Q)
tgφ=5P/(7Pf+4Qf)
φmin=a r c tg[5P/(4Qf+7Pf)]
第五章 运动学基础
一、是非题
1.已知直角坐标描述的点的运动方程为X=f1(t),y=f2(t),z=f3(t),则任一瞬时点的速度、加速度即可确定。 ( )
2.一动点如果在某瞬时的法向加速度等于零,而其切向加速度不等于零,尚不能决定该点是作直线运动还是作曲线运动。 ( )
3.切向加速度只表示速度方向的变化率,而与速度的大小无关。 ( ) 4.由于加速度a永远位于轨迹上动点处的密切面内,故a在副法线上的投影恒等于零。 ( )
5.在自然坐标系中,如果速度υ=常数,则加速度α=0。 ( ) 6.在刚体运动过程中,若其上有一条直线始终平行于它的初始位置,这种刚体的运动就是平动。 ( )
7.刚体平动时,若刚体上任一点的运动已知,则其它各点的运动随之确定。 ( ) 8.若刚体内各点均作圆周运动,则此刚体的运动必是定轴转动。 ( ) 9.定轴转动刚体上点的速度可以用矢积表示为v=w×r,其中w是刚体的角速度矢量,r是从定轴上任一点引出的矢径。 ( )
10、在任意初始条件下,刚体不受力的作用、则应保持静止或作等速直线平动。( ) 二、选择题
1、已知某点的运动方程为 S=a+bt2(S以米计,t以秒计,a、b为常数),则点的轨迹 。
① 是直线; ② 是曲线; ③ 不能确定。
2、一动点作平面曲线运动,若其速率不变,则其速度矢量与加速度矢量 。 ① 平行; ② 垂直; ③ 夹角随时间变化。
3、刚体作定轴转动时,切向加速度为 ,法向加速度为 。
① r×? ② ?×r ③ ?×v ④ v×?
4、杆OA绕固定轴O转动,某瞬时杆端A点的加速度?分别如图(a)、(b)、(c)所示。则该瞬时 的角速度为零, 的角加速度为零。
①图(a)系统;②图(b)系统;③图(c)系统。
三、填空题
1、点在运动过程中,在下列条件下,各作何种运动?