理论力学期末考试试卷(含答案)A.doc

quilt n. 被子；棉被adj. 相反的；相违的好斗的aurochs n. 原牛（古代欧洲野牛，已灭complicated adj. 复杂的；难懂的in advance 提前various adj. 不同的；各种各样的atom n. 原子politics n. 政治（学）settle down 定居；平静下来；专心于同济大学课程考核试卷（A卷）2006 2007学年第一学期命题教师签名： 审核教师签名：课号： 课名：工程力学 考试考查：此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、重考( )试卷年级 专业 学号 姓名 得分 题号一二三四五六总分题分301015151515100得分一、 填空题（每题5分，共30分）1刚体绕OZ轴转动，在垂直于转动轴的某平面上有A，B两点，已知OZA=2OZB，某瞬时aA=10m/s2，方向如图所示。则此时B点加速度的大小为_5m/s2；（方向要在图上表示出来）。与OzB成60度角。2刻有直槽OB的正方形板OABC在图示平面内绕O轴转动，点M以r=OM50t2（r以mm计）的规律在槽内运动，若（w以rad/s计），则当t=1s时，点M的相对加速度的大小为_0.1m/s2_；牵连加速度的大小为_1.6248m/s2_。科氏加速度为_m/s2_，方向应在图中画出。方向垂直OB，指向左上方。3质量分别为m1=m，m2=2m的两个小球M1，M2用长为L而重量不计的刚杆相连。现将M1置于光滑水平面上，且M1M2与水平面成角。则当无初速释放，M2球落地时，M1球移动的水平距离为_（1）_。（1）；（2）；（3）；（4）0。4已知OA=AB=L，w=常数，均质连杆AB的质量为m，曲柄OA，滑块B的质量不计。则图示瞬时，相对于杆AB的质心C的动量矩的大小为_，（顺时针方向）_。5均质细杆AB重P，长L，置于水平位置，若在绳BC突然剪断瞬时有角加速度a，则杆上各点惯性力的合力的大小为_，（铅直向上）_，作用点的位置在离A端_处，并在图中画出该惯性力。6铅垂悬挂的质量-弹簧系统，其质量为m，弹簧刚度系数为k，若坐标原点分别取在弹簧静伸长处和未伸长处，则质点的运动微分方程可分别写成_和_。二、计算题（10分）图示系统中，曲柄OA以匀角速度w绕O轴转动，通过滑块A带动半圆形滑道BC作铅垂平动。已知：OA=r=10cm，w=1rad/s，R=20cm。试求j=60时杆BC的加速度。解：动点：滑块A，动系：滑道BC，牵连平动由正弦定理得： 5分 向方向投影： 10分三、计算题（15分）图示半径为R的绕线轮沿固定水平直线轨道作纯滚动，杆端点D沿轨道滑动。已知：轮轴半径为r，杆CD长为4R，线段AB保持水平。在图示位置时，线端A的速度为，加速度为，铰链C处于最高位置。试求该瞬时杆端点D的速度和加速度。解：轮C平面运动，速度瞬心P点（顺钟向）（顺钟向） 3分选O为基点杆CD作瞬时平动，8分选C为基点 :得（方向水平向右） 15分四、计算题（15分）在图示机构中，已知：匀质轮作纯滚动，半径为r ，质量为m3 ，鼓轮的内径为 r ，外径为，对其中心轴的回转半径为 ，质量为m 2 ，物的质量为m 1 。绳的段与水平面平行，系统从静止开始运动。试求：（） 物块下落距离s时轮中心的速度与加速度；（） 绳子段的张力。解：研究系统：T 2 T 1 = W i + J C 2 +J B 2 + = m 1 g s 5分式中：，代入得：v C = 7分式两边对t求导得：a C = 10分对物：m = ，即：m 1 a A = m 1 g F ADF AD = m 1 g m 1 a A = m 1 g 15分五、计算题（15分）在图示桁架中，已知：F，L。试用虚位移原理求杆CD的内力。解：去除CD杆，代以内力和，且，设ACHE构架有一绕A之虚位移dq ，则构架BDGF作平面运动，瞬时中心在I，各点虚位移如图所示，且：， 4分由虚位移原理有： 8分由dq 的任意性，得： （拉力） 11分 15分六、计算题（15分）在图示系统中，已知：匀质圆柱A的质量为m1，半径为r，物块B质量为m2，光滑斜面的倾角为b，滑车质量忽略不计，并假设斜绳段平行斜面。试求 ：（1） 以q 和y为广义坐标，用第二类拉格朗日方程建立系统的运动微分方程；（2） 圆柱A的