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理论力学试题及答案一、是非题（每题2分。正确用，错误用，填入括号内。）1、作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，则此力系必然平衡。 （ ）2、力对于一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。 （ ）3、在自然坐标系中，如果速度 = 常数，则加速度 = 0。 （ ）4、虚位移是偶想的，极微小的位移，它与时间，主动力以及运动的初始条件无关。 （ ）5、设一质点的质量为m，其速度与x轴的夹角为，则其动量在x轴上的投影为mvx =mvcos。 （ ）二、选择题（每题3分。请将答案的序号填入划线内。）1、正立方体的顶角上作用着六个大小相等的力，此力系向任一点简化的结果是 。主矢等于零，主矩不等于零； 主矢不等于零，主矩也不等于零；主矢不等于零，主矩等于零；主矢等于零，主矩也等于零。2、重P的均质圆柱放在V型槽里，考虑摩擦柱上作用一力偶，其矩为M时（如图），圆柱处于极限平衡状态。此时按触点处的法向反力NA与NB的关系为 。NA = NB； NA NB； NA NB。 3、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 。半径为L/2的圆弧； 抛物线； 椭圆曲线； 铅垂直线。4、在图示机构中，杆O1 AO2 B，杆O2 CO3 D，且O1 A = 20cm，O2 C = 40cm，CM = MD = 30cm，若杆AO1 以角速度 = 3 rad / s 匀速转动，则D点的速度的大小为 cm/s，M点的加速度的大小为 cm/s2。 60； 120； 150； 360。5、曲柄OA以匀角速度转动，当系统运动到图示位置（OA/O1 B。ABOA）时，有 ， ，AB 0，AB 0。等于； 不等于。三、填空题（每题5分。请将简要答案填入划线内。）1、已知A重100kN，B重25kN，A物与地面间摩擦系数为0.2。端较处摩擦不计。则物体A与地面间的摩擦力的大小为 。 2、直角曲杆O1AB以匀有速度1绕O1轴转动，则在图示位置（AO1垂直O1 O2）时，摇杆O2 C的角速度为 。3、均质细长杆OA，长L，重P，某瞬时以角速度、角加速度绕水平轴O转动；则惯性力系向O点的简化结果是 （方向要在图中画出）。四、计算题（本题15分）在图示平面结构中，C处铰接，各杆自重不计。已知：qc = 600N/m，M = 3000Nm，L1 = 1 m，L2 = 3 m。试求：（1）支座A及光滑面B的反力；（2）绳EG的拉力。 五、计算题（本题15分）机构如图G已知：OF = 4h/g，R = h/3，轮E作纯滚动；在图示位置AB杆速度为v，= 60，且E FOC。试求：（1）此瞬时OC及E(E为轮E的角速度) （2）求OC。六、计算题（本题12分）在图示机构中，已知：匀质轮C作纯滚动，半径为r、重为PC，鼓轮B的内径为r、外径为R，对其中心轴的回转半径为，重为PB，物A重为PA。绳的CE段与水平面平行，系统从静止开始运动。试求：物块A下落s距离时轮C中心的速度。七、计算题（本题18分）机构如图，已知：匀质轮O沿倾角为的固定斜面作纯滚动，重为P、半径为R，匀质细杆OA重Q，长为，且水平初始的系统静止，忽略杆两端A，O处的摩擦，试求：（1）轮的中心O的加速度。（2）用达朗伯原理求A处的约束反力及B处的摩擦力（将这二力的大小用加速度表示即可）。一、结构如图所示，由、杆件构成，C端放在理想光滑水平面上，AB杆上作用力偶，杆上作用均布载荷，已知，各杆自重不计，试求、处约束反力以及销钉对杆作用力。ABCFM2m2m2mq图2分一个方程2分解：以BC杆为对象：， ，以AB梁为对象：， 二、OA杆长l1，绕O轴定轴转动，带动长为l2的套筒AB在O1D杆上滑动。若设置如图所示的参考基，杆OA的连体基，套筒AB的连体基，并假设为第i个构件上待求点相对于参考基的坐标阵，为基点坐标阵，为第i个构件连体基相对于参考基的方向余弦阵，为构件i上待求点相对于自身连体基的坐标阵，试利用关系式写出机构运动到图示位形时：(1) OA杆和套筒AB相对于参考基的位形；(2)套筒AB的上B点相对于参考基的位置坐标阵。OA杆位形5分，套筒AB位形5分B点相对于参考基的位置坐标阵5分解：图示瞬时方向余弦阵，(1) OA杆的位形套筒AB的位形(2) B点的位置坐标阵三、半径为的圆盘与长度为的直杆AB在盘心A铰接，圆盘沿水平面纯滚，AB杆B端沿铅直墙壁滑动。在图示位置，圆盘的角速度为，角加速度为，杆与水平面的夹角为，试求该瞬时杆端B的速度和加速度。ABr 解：(1) 球速度，速度瞬心C如图， （2分）（2分）（2分）（图1分）ABrAB(2) 球加速度 （图2分） （1分）（1分）以A点为基点求B点加速度 （*）式（*）向轴投影：（2分）（2分）四、图示系统，均质圆盘、质量均为，半径均为，圆盘上作用已知力偶M，使圆盘绕轴转动，通过自重不计的水平绳带动圆盘在水平面上纯滚。试完成：RRMS(1) 用拉格朗日方程求盘心的加速度；(2) 求水平绳的张力；(3) 滑轮与地面的静摩擦力。解：(1) 求加速度选轮的转角为广义坐标 （4分）由运动学知，或 （1分）代入动能得 （1分）广义力：（1分）代入拉氏方程，有，得：（2分）MR又由运动学知圆盘的角加速度 盘心的加速度： （1分）(2) 求绳的张力（5分）法一以轮为研究对象由，即得：法二或以轮为研究对象由，即得：(2) 求摩擦力（5分）以轮为研究对象法一运用质心运动定理， 法二对动点D运用动量矩定理 ，即得：五、图示机构，在铅垂面内，曲柄OA和连杆AB是相同的均质杆，长，自重不计，滑块B重，曲柄OA上作用一力偶，使机构静止平衡。已知静止平衡时曲柄OA与水平线夹角为，试用虚位移原理求机构平衡时力偶。ABAB解：虚功方程 或 (*) （5分）B、C、D三点的y坐标为 ， （3分）求变分： ， （1分）代入(*)式 或 （1分）得： 六、一边长为 a 的正立方体所受的力系如图所示，其中,，试用坐标矩阵法求力系向O点简化的结果。解：建立参考基如图写出两个力的坐标阵，（4分）由主矢，可得主矢的坐标阵（2分）得：，即简化所得的力（1分）假设各力作用点的位置矢量和，对应的坐标阵，（2分）由此写出坐标方阵，（2分）主矩，对应的坐标阵，（2分）这样得：即主矩：（2分）简化的结果是一个力和一个力偶，这个力矢量和力偶矩矢量为：，七、质量不计的圆环如图，在径向焊接一个质量为m、长为r的均质细棒，圆环可在水平面上纯滚，求系统的运动微分方程。（提示：余弦定理：；）解：法一选圆环的转角为广义坐标，圆环的角速度为。(1) 运动分析：轮心的速度，均质细棒质心位于杆中，选轮心为基点可以求得质心速度，而(2) 受力分析： 受力分析如图。(3) 求系统动能和功（5分） （2分）由有等号两边同时对t求导即 （3分）法二选圆环的转角为广义坐标，圆环的角速度为。(1) 运动分析：轮心的速度，均质细棒质心位于杆中，选轮心为基点可以求得质心速度，而(2) 受力分析： 受力分析如图。(3) 求系统动能和势能以轮心为零时位置 拉氏函数 代入拉氏方程 即 法三选圆环的转角为广义坐标，圆环的角速度为。(1) 运动分析：轮心的速度，速度瞬心轨迹为水平直线，轨迹上与瞬心重合点的速度；均质细棒质心位于杆中，选轮心为基点可以求得质心速度，而(2) 受力分析： 受力分析如图。(3) 对速度瞬心运用动量矩定理，即 (*) （2分）（2分）； （2分）(2分)将(*)式向z轴（垂直纸面向外）投影得：即 （2分）(一) 单项选择题（每题2分，共4分） 1. 物块重P，与水面的摩擦角，其上作用一力Q，且已知P=Q，方向如图，则物块的状态为( )。 A 静止(非临界平衡)状态 B 临界平衡状态 C 滑动状态 D 不能确定第1题图 第2题图 2. 图(a)、(b)为两种结构，则( )。 A 图(a)为静不定的，图(b)为为静定的 B 图(a)、(b)均为静不定的 C图(a)、(b)均为静定的 D图(a)为静不定的，图(b)为为静定的(二) 填空题(每题3分，共12分)1. 沿边长为的正方形各边分别作用有，且=，该力系向B点简化的结果为：主矢大小为=_，主矩大小为=_向D点简化的结果是什么？ _。第1题图 第2题图2. 图示滚轮，已知，作用于B点的力，求力F对A点之矩=_。3. 平面力系向O点简化，主矢与主矩如图。若已知，求合力大小及作用线位置，并画在图上。第3题图 第4题图4. 机构如图，与均位于铅直位置，已知，则杆的角速度=_，C点的速度=_。(三) 简单计算题(每小题8分，共24分)1. 梁的尺寸及荷载如图，求A、B处的支座反力。2. 丁字杆ABC的A端固定，尺寸及荷载如图。求A端支座反力。3. 在图示机构中，已知，杆的角速度，角加速度，求三角板C点的加速度，并画出其方向。(四) 图示结构的尺寸及载荷如图所示，q10kN/m，q020kN/m。求A、C处约束反力。(五) 多跨静定梁的支撑、荷载及尺寸如图所示。已知q20kN/m，l2m，求支座A、D、E处的约束反力。(六) 复合梁的制成、荷载及尺寸如图所示，杆重不计。已知q20kN/m，l2m，求1、2杆的内力以及固定端A处的约束反力。(七) 图示机构中，曲柄OAr，以角速度绕O轴转动。，O1CO2Dr，求杆O1C的角速度。(一) 单项选择题 1. A 2. B(二) 填空题1. 0 ； ； 2. 3. 合力，合力作用线位置（通过）4. ； (三) 简单计算1. 取梁为研究对象，其受力图如图所示。有2. 取丁字杆为研究对象，其受力图如图所示。有3. 三角板ABC作平动，同一时刻其上各点速度、加速度均相同。故(四) 解： (1) 以BC为研究对象。其受力图如图(a)所示，分布荷载得 合力Q22.5kN(2) 以整体为研究对象。其受力图如图(b)所示。(五) 解： (1) 以BC部分为研究对象，其受力图如图(b)所示。(2) 以CD部分为研究对象，其受力图如图(c)所示。(3) 以AB部分为研究对象，其受力图如图(d)所示。(六) 解： (1)取BC部分为研究对象，其受力图如图(b)所示。(2)取ED部分为研究对象，其受力图如图(c)所示。(3)取ABC部分为研究对象，其受力图如图(d)所示。(七) 解：杆AB作平面运动，A、B两点的速度方向如图。由速度投影定理，有杆O1C的角速度为 一、 作图题（10分）如下图所示，不计折杆AB和直杆CD的质量，A、B、C处均为铰链连接。试分别画出图中折杆AB和直杆CD的受力图。ABCD二、填空题（30分，每空2分）1.如下图所示，边长为a=1m的正方体，受三个集中力的作用。则将该力系向O点简化可得到： 主矢为（ ， ， ）N；主矩为（ ， ， ）N.m 。2.如下图所示的平面机构，由摇杆、，“T字形”刚架ABCD，连杆DE和竖直滑块E组成，水平，刚架的CD段垂直AB段，且AB=，已知，DE= ，杆以匀角速度绕轴逆时针定轴转动，连杆DE的质量均匀分布且大小为。根据刚体五种运动形式的定义，则“T字形”刚架ABCD的运动形式为 ，连杆DE的运动形式为 。在图示位置瞬时，若杆竖直，连杆DE与刚架CD段的夹角为，则在该瞬时：A点的速度大小为 ，A点的加速度大小为 ，D点的速度大小为 ，连杆DE的速度瞬心到连杆DE的质心即其中点的距离为 ，连杆DE的角速度大小为 ，连杆DE的动量大小为 ，连杆DE的动能大小为 。CEBAD三、计算题（20分）如左下图所示，刚架结构由直杆AC和折杆BC组成，A处为固定端，B处为辊轴支座，C处为中间铰。所受荷载如图所示。已知F=40 kN，M= 20kNm，q=10kN/m，a=4m 。试求A处和B处约束力。四、计算题（20分）机构如右上图所示，和在一条竖直线上，长度的曲柄的一端A与套筒A用铰链连接，当曲柄以匀角速度绕固定轴转动时，套筒A在摇杆上滑动并带动摇杆绕固定轴摆动。在图示瞬时，曲柄为水平位置， 。 试求此瞬时：（1）摇杆的角速度；（2）摇杆的角加速度五、计算题（20分）如下图所示，滚子A沿倾角为=的固定斜面作纯滚动。滚子A通过一根跨过定滑轮B的绳子与物块C相连。滚子A与定滑轮B都为均质圆盘，半径相等均为，滚子A、定滑轮B和物块C的质量相等均为，绳子的质量忽略不计。系统由静止开始运动，试求：BAC（1）物块C的加速度；（2）绳子对滚子A的张力和固定斜面对滚子A的摩擦力。当我被上帝造出来时，上帝问我想在人间当一个怎样的人，我不假思索的说，我要做一个伟大的世人皆知的人。于是，我降临在了人间。我出生在一个官僚知识分子之家，父亲在朝中做官，精读诗书，母亲知书答礼，温柔体贴，父母给我去了一个好听的名字：李清照。小时侯，受父母影响的我饱读诗书，聪明伶俐，在朝中享有“神童”的称号。小时候的我天真活泼，才思敏捷，小河畔，花丛边撒满了我的诗我的笑，无可置疑，小时侯的我快乐无虑。“兴尽晚回舟，误入藕花深处。争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。”青春的我如同一只小鸟，自由自在，没有约束，少女纯净的心灵常在朝阳小，流水也被自然洗礼，纤细的手指拈一束花，轻抛入水，随波荡漾，发髻上沾着晶莹的露水，双脚任水流轻抚。身影轻飘而过，留下一阵清风。可是晚年的我却生活在一片黑暗之中，家庭的衰败，社会的改变，消磨着我那柔弱的心。我几乎对生活绝望，每天在痛苦中消磨时光，一切都好象是灰暗的。“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠词句就是我当时心情的写照。最后，香消玉殒，我在痛苦和哀怨中凄凉的死去。在天堂里，我又见到了上帝。上帝问我过的怎么样，我摇摇头又点点头，我的一生有欢乐也有坎坷，有笑声也有泪水，有鼎盛也有衰落。我始终无法客观的评价我的一生。我原以为做一个着名的人，一生应该是被欢乐荣誉所包围，可我发现我错了。于是在下一轮回中，我选择做一个平凡的人。我来到人间，我是一个平凡的人，我既不着名也不出众，但我拥有一切的幸福：我有温馨的家，我有可亲可爱的同学和老师，我每天平凡而快乐的活着，这就够了。天儿蓝蓝风儿轻轻，暖和的春风带着春的气息吹进明亮的教室，我坐在教室的窗前，望着我拥有的一切，我甜甜的笑了。我拿起手中的笔，不禁想起曾经作诗的李清照，我虽然没有横溢的才华，但我还是拿起手中的笔，用最朴实的语言，写下了一时的感受：人生并不总是完美的，每个人都会有不如意的地方。这就需要我们静下心来阅读自己的人生，体会其中无尽的快乐和与众不同。“富不读书富不久，穷不读书终究穷。”为什么从古到今都那么看重有学识之人？那是因为有学识之人可以为社会做出更大的贡献。那时因为读书能给人带来快乐。自从看了丑小鸭这篇童话之后，我变了，变得开朗起来，变得乐意同别人交往，变得自信了因为我知道：即使现在我是只“丑小鸭”，但只要有自信，总有一天我会变成“白天鹅”的，而且会是一只世界上最美丽的“白天鹅”我读完了这篇美丽的童话故事，深深被丑小鸭的自信和乐观所折服，并把故事讲给了外婆听，外婆也对童话带给我们的深刻道理而惊讶不已。还吵着闹着多看几本名着。于是我给外婆又买了几本名着故事，她起先自己读，读到不认识的字我就告诉她，如果这一面生字较多，我就读给她听整个一面。渐渐的，自己的语文阅读能力也提高了不少，与此同时我也发现一个人读书的乐趣远不及两个人读的乐趣大，而两个人读书的乐趣远不及全家一起读的乐趣大。于是，我便发展“业务”带动全家一起读书现在，每每遇到好书大家也不分男女老少都一拥而上，争先恐后“抢书”，当我说起我最小应该让我的时候，却没有人搭理我。最后还把书给撕坏了，我生气地哭了，妈妈一边安慰我一边对外婆说：“孩子小，应该让着点。”外婆却不服气的说：“我这一把年纪的了，怎么没人让我呀？”大家人你一言我一语，谁也不肯相让读书让我明白了善恶美丑、悲欢离合，读一本好书，犹如同智者谈心、谈理想，教你辨别善恶，教你弘扬正义。读一本好书，如品一杯香茶，余香缭绕。读一本好书，能使人心灵得到净化。书是我的老师，把知识传递给了我；书是我的伙伴，跟我诉说心里话；书是一把钥匙，给我敞开了知识的大门；书更是一艘不会沉的船，引领我航行在人生的长河中。其实读书的真真乐趣也就在于此处，不是一个人闷头苦读书；也不是读到好处不与他人分享，独自品位；更不是一个人如痴如醉地沉浸在书的海洋中不能自拔。而是懂得与朋友，家人一起分享其中的乐趣。这才是读书真正之乐趣呢！这所有的一切，不正是我从书中受到的教益吗？我阅读，故我美丽；我思考，故我存在。我从内心深处真切地感到：我从读书中受到了教益。当看见有些同学宁可买玩具亦不肯买书时，我便想到培根所说的话：“世界上最庸俗的人是不读书的人，最吝啬的人是不买书的人，最可怜的人是与书无缘的人。”许许多多的作家、伟人都十分喜欢看书，例如毛泽东主席，他半边床上都是书，一读起书来便进入忘我的境界。书是我生活中的好朋友，是我人生道路上的航标，读书，读好书，是我无怨无悔的追求。下午13：0017：00B实行不定时工作制的员工，在保证完成甲方工作任务情况下，经公司同意,可自行安排工作和休息时间。312打卡制度3.1.2.1公司实行上、下班指纹录入打卡制度。全体员工都必须自觉遵守工作时间，实行不定时工作制的员工不必打卡。3.1.2.2打卡次数：一日两次，即早上上班打卡一次，下午下班打卡一次。3.1.2.3打卡时间：打卡时间为上班到岗时间和下班离岗时间； 3.1.2.4因公外出不能打卡：因公外出不能打卡应填写外勤登记表,注明外出日期、事由、外勤起止时间。因公外出需事先申请，如因特殊情况不能事先申请，应在事毕到岗当日完成申请、审批手续，否则按旷工处理。因停电、卡钟（工卡）故障未打卡的员工，上班前、下班后要及时到部门考勤员处填写未打卡补签申请表，由直接主管签字证明当日的出勤状况，报部门经理、人力资源部批准后，月底由部门考勤员据此上报考勤。上述情况考勤由各部门或分公司和项目文员协助人力资源部进行管理。3.1.2.5手工考勤制度3.1.2.6手工考勤制申请：由于工作性质，员工无法正常打卡（如外围人员、出差），可由各部门提出人员名单，经主管副总批准后，报人力资源部审批备案。3.1.2.7参与手工考勤的员工，需由其主管部门的部门考勤员(文员)或部门指定人员进行考勤管理，并于每月26日前向人力资源部递交考勤报表。3.1.2.8参与手工考勤的员工如有请假情况发生，应遵守相关请、休假制度，如实填报相关表单。3.1.2.9 外派员工在外派工作期间的考勤,需在外派公司打卡记录;如遇中途出差,持出差证明,出差期间的考勤在出差地所在公司打卡记录;3.2加班管理3.2.1定义加班是指员工在节假日或公司规定的休息日仍照常工作的情况。A现场管理人员和劳务人员的加班应严格控制，各部门应按月工时标准，合理安排工作班次。部门经理要严格审批员工排班表，保证员工有效工时达到要求。凡是达到月工时标准的，应扣减员工本人的存休或工资；对超出月工时标准的，应说明理由，报主管副总和人力资源部审批。 B因员工月薪工资中的补贴已包括延时工作补贴，所以延时工作在4小时（不含）以下的，不再另计加班工资。因工作需要，一般员工延时工作4小时至8小时可申报加班半天，超过8小时可申报加班1天。对主管(含)以上管理人员，一般情况下延时工作不计加班，因特殊情况经总经理以上领导批准的延时工作，可按以上标准计加班。3.2.2.2员工加班应提前申请，事先填写加班申请表，因无法确定加班工时的，应在本次加班完成后3个工作日内补填加班申请表。加班申请表经部门经理同意，主管副总经理审核报总经理批准后有效。加班申请表必须事前当月内上报有效，如遇特殊情况，也必须在一周内上报至总经理批准。如未履行上述程序，视为乙方自愿加班。3.2.2.3员工加班，也应按规定打卡，没有打卡记录的加班，公司不予承认；有打卡记录但无公司总经理批准的加班，公司不予承认加班。3.2.2.4原则上，参加公司组织的各种培训、集体活动不计加班。3.2.2.5加班工资的补偿：员工在排班休息日的加班，可以以倒休形式安排补休。原则上，员工加班以倒休形式补休的，公司将根据工作需要统一安排在春节前后补休。加班可按1：1的比例冲抵病、事假。3.2.3加班的申请、审批、确认流程3.2.3.1加班申请表在各部门文员处领取，加班统计周期为上月26日至本月25日。3.2.3.2员工加班也要按规定打卡，没有打卡记录的加班，公司不予承认。各部门的考勤员(文员)负责加班申请表的保管及加班申报。员工加班应提前申请，事先填写加班申请表加班前到部门考勤员(文员)处领取加班申请表，加班申请表经项目管理中心或部门经理同意，主管副总审核，总经理签字批准后有效。填写并履行完审批手续后交由部门考勤员(文员)保管。3.2.3.3部门考勤员（文员）负责检查、复核确认考勤记录的真实有效性并在每月27日汇总交人力资源部，逾期未交的加班记录公司不予承认。下午13：0017：00度。全体员工都必须自觉遵守工作时间，实行不定时工作制的员工不必打卡。3.1.2.2打卡次数：一日两次，即早上上班打卡一次，下午下班打卡一次。3.1.2.3打卡时间：打卡时间为上班到岗时间和下班离岗时间； 3.1.2.4因公外出不能打卡：因公外出不能打卡应填写外勤登记表,注明外出日期、事由、外勤起止时间。因公外出需事先申请，如因特殊情况不能事先申请，应在事毕到岗当日完成申请、审批手续，否则按旷工处理。因停电、卡钟（工卡）故障未打卡的员工，上班前、下班后要及时到部门考勤员处填写未打卡补签申请表，由直接主管签字证明当日的出勤状况，报部门经理、人力资源部批准后，月底由部门考勤员据此上报考勤。上述情况考勤由各部门或分公司和项目文员协助人力资源部进行管理。3.1.2.5手工考勤制度3.1.2.6手工考勤制申请：由于工作性质，员工无法正常打卡（如外围人员、出差），可由各部门提出人员名单，经主管副总批准后，报人力资源部审批备案。3.1.2.7参与手工考勤的员工，需由其主管部门的部门考勤员(文员)或部门指定人员进行考勤管理，并于每月26日前向人力资源部递交考勤报表。3.1.2.8参与手工考勤的员工如有请假情况发生，应遵守相关请、休假制度，如实填报相关表单。3.1.2.9