理论力学作业新

1、理论力学 练习册 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 模块 1 静力学公理和物体的受力分析 一、补充题 1.1 按照规范的方法 （指数或字母前缀 ）表达下列数据 3784590008N 应为： 或 0.0000003563m 350708kN=( )N 86Mg=( )kg 3.17 20 28 = 1.2 如果已知矢量 A=8i +2j 4k,和 B =1.5i -2j +0.4k 求: 1、A +B 2、A -B 3. A,B 的模及单位矢量 4. A ?B 5. A B 理论力学 练习册 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 二、受力图 1- 1 画出各物体的受力图。下列各图中

2、所有接触均处于光滑面，各物体的自重除图中 已标出的外，其余均略去不计。 P1 P2 (a) C B (b) B (c) q C 已画出的外均不计。 (b) B 1-2 画出下列各物体系中各指定研究对象的受力图。接触面为光滑，各物自重除图中 A D B ( 销钉 A 模块 2 平面汇交力系与平面力偶系 3 理论力学 练习册 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 2- 1 铆接薄板在孔心 A、B 和 C 处受三力作用，如图所示。 F1=100N ，沿铅直方向； F 2=50N ，沿水平方向，并通过点 A；F3=50N，力的作用线也通过点 A ，尺寸如图。求此力 系的合力。 2-2 图示 知 F

3、1=2kN ， 结构中各杆的重量不计， AB 和 CD 两杆铅垂，力 F1和 F 2的作用线水平。已 ，F2=l kN ，CE杆与水平线的夹角为 300，求体系平衡时杆件 CE 所受的力。 BA F2 专业 学号 理论力学 练习册 姓名 日期 商丘工学院 成绩 2- 4 压榨机构如图所示，杆 AB、BC 的 力 F=3kN ，方向水平， h=20mm，l=150mm， 处均为铰链连接。油泵压 模块 3 平面任意力系与摩擦 2-3 在水平梁上作用着两个力偶，其中一个力偶 矩M1=60kN.m，另一个力偶矩 M2=40kN.m ，已知 AB=3.5m，求A、B两支座处的约束反力。 专业 学号 理论

4、力学 练习册 姓名 日期 商丘工学院 成绩 3- 1 露天厂房立柱的底部是杯形基础， 立柱底部用混凝土砂浆与杯形基础固连在一起， 已知吊车梁传来的铅直载荷 F=60kN ，风荷 q=2kN/m ，又立柱自身重 P=40kN，a=0.5m， h=10m，试求立柱底部的约束反力。 a q A 3-2 试求下列各梁的支座反力 qa (a) =20kN q= 2kN/m D 0.8m B 0.8m C a a q 3-3 悬臂式吊车的结构简图如图所示，由DE、AC 二杆组成， A、B、C为铰链连接。已 知P1=5kN，P2=1kN ，不计杆重，试求杆 AC杆所受的力和 B点的支反力。 商丘工学院 理论

5、力学 练习册 专业 学号 姓名 日期 成绩 2m A B C 2m 2m 2m 3- 4 由AC和CD 构成的组合粱通过铰链 C连 荷强度 q=10kN/m ，力偶矩 M =40kN.m ，不计梁 受的力。 它的支承和受力如图所示，已知均布载 、B、D的约束反力和铰链 C处所 3- 6 如图所示组合梁由 AC和DC两段铰接构成， 起重机放在梁上， 已知起重机重 P=50kN ， 重心在铅直线 EC上，起重载荷 P1=10kN ，如不计梁重，求支座 A、B和D三处的约束反力。 商丘工学院 理论力学 练习册 专业 学号 姓名 日期 成绩 3.8 平面桁架受力如图所示。已知 直径为 20cm, 不计

6、构架杆重和 4m 3-7 构架如示，重物 P=800N ，挂于定滑 滑轮重量，不计摩擦。求 C、 E、B 处的约束反 F1=10kN，F2= F3=20kN ，试求桁架 4,5,7,10各杆的内 力。 理论力学 练习册 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 专业 学号 理论力学 练习册 姓名 商丘工学院 日期 成绩 模块 4 空间力系 10 理论力学 练习册 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 4- 1 在图示力系中， F 1=100N，F2=300N， F 3=200N ，各力作用线位置如图所示，求力 系向点 O 简化的结果。 4-2 如图所示的空间构架由三根杆件组成， 在D 端用

7、球铰链连接 链固定在水平地板上。今在 D端挂一重物 P=10kN ，若各杆自重不计 、B和C端也用球铰 4-3 如图所示，三圆盘 A、 OC 在同一平面内， AO 力F 和角。 15cm 、 10cm、 5cm ，三根轴 OA、OB、 角，三个圆盘上分别受三个力偶作用，求使物体平衡所需的 4- 4 某传动轴由 A、B 两轴承支承。圆柱直齿轮的节圆直径d=17.3cm ，压力角 =20o， 在法兰盘上作用一力偶矩为 M=1030N.m 的力偶， 如轮轴的自重和摩擦不计， 求传动轴匀速 11 理论力学 练习册 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 转动时 A、B 两轴承的约束反力。 F 4-

8、6 求图示型材截面形心的坐标。 12 理论力学 练习册 商丘工学院 模块 5 点的运动学 13 理论力学 练习册 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 5- 1 题示曲线规尺各杆长分别为 OA=AB=20cm， CD=DE=AC=AE=5cm。如杆 OA 以等 角速度 rad/ s绕 O 轴转动，并且当运动开始时，杆 OA 水平向右，求尺上 D 点的运 5 动方程和轨迹。 x B C 5-2 图示摇杆滑道机构，销子 弧的半径为 R ，摇杆绕 O 轴以匀 处于水平位置； 试分别用直角坐标法和自然法求销子 见教材） y 5-3 试分别写出图示各平面机构中 方向。 A 点与 B 点的速度和加速度

9、的大小， 并在图上画出其 14 同时在固定的圆 BC 和摇杆 OA 的滑槽中运动。 BC O 轴在 BC 弧所在的圆周上，开始时摇杆 M 的运动方程， 速度及加速度。（答案： 理论力学 练习册 商丘工学院 _ vA aA vA ，试判断在这三种 M O (a) aA aB aB n aA n aB aB aA a n aB 5-4 圆盘作定轴转动，轮缘上一点 圆盘的角速度和角加速度哪个为零， 情况下， 图 (b) 的 哪个不为零。 图 (a)的 M 5- 5 搅拌机的构造如图所示。已知 O1A O2B R，O1O2 AB，杆 O1 A以不变的转速 n 转动。试求构件 BAM 上的 M 点的运动

10、轨迹及其速度和加速度。 15 专业 学号 理论力学 练习册 姓名 日期 商丘工学院 成绩 已知 O1A O2 B 5- 6 在图示机构中， 已知 O1A O2B AM r 0.2m，O1O2 AB 。若轮 O1 按 的规律转动。求当 t=0.5 s时， AB杆上 M 点的速度和加速度。 O1 MB O2 5-7 杆 OA 长 L，由推杆 BC 通过套筒 B 推动而在图面内绕点 O 转动，如图所示。假定 推杆的速度为 v ，其弯头高为 b 。试求杆端 A 的速度的大小 （表示为由推杆至点 O 的距离 x 的函数）。 16 专业 学号 理论力学 练习册 商丘工学院 姓名 日期 成绩 B O 5-8

11、 在图 a 和 b 所示的两种机构中， 置时杆 O2A 的角速度。 已知 O1O2 b 200mm, 1 s 。求图示位 1 30 30 O1 O1 30 30 5-9 图示四连杆平行形机构中， O1A O2B 100mm ，O1A以等角速度2rad/s绕 O1 轴转动。杆 AB 上有一套筒 C，此筒与滑杆 CD 相铰接。机构的各部件都在同一铅直面内。 求当 60 时，杆 CD 的速度和加速度。 17 专业 学号 理论力学 练习册 姓名 日期 商丘工学院 成绩 和速度和加 B 30 时杆 AB 相对 5-10 径为 R 的半圆形凸轮 C 等速 u 水平 如图所示。求 AB 沿铅直方向上升， 见

12、教材） 模块 6 刚体的平面运动 6- 1 如图所示，在筛动机构中，筛子的摆动是由曲柄连杆机构所带动。已知曲柄 OA 的 18 理论力学 练习册 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 转速 n 40r /min ， OA r 0.3m 。当筛子 BC 运动到与点 O 在同一水平线上时， 6-2 曲柄 O 角速度 =2rad/s绕轴 O 转动，带动等边三角形 ABC 作 杆 O1B 铰接，点 C 与套筒铰 接，而套筒可在绕轴 OA=AB=BC=CA=O 2C=1m，当 OA 水平，AB 的角速度 O1B 。板上点 B 与 转动的 杆 O2D 上滑动。 与 BC 在同一直线上时， 求杆 O2D

13、 2。 6-3 图示平面机构中，曲柄 OA 以匀角速度 绕 O 轴转动，半径为 r 的圆轮沿水平直线轨道 作纯滚动。 OA R 2r 。在图示位置时， 60 。试求该瞬时轮缘上 C 点的速度和轮的角 加速度。 19 BAO 90 。求此瞬时筛子 BC 的速度。 商丘工学院 理论力学 练习册 专业 学号 姓名 日期 成绩 A B 6-4 在图示四连杆机构中，已知 OA 10cm, AB 杆的角速度 2rad s ，角加速度 3 rad s2，O 、A 、 O1B。试求该瞬时： （1）AB 杆的角速度和角加速度； （2）O1B O1B。试求该瞬时：（1）AB杆的角速度和角加速度；（2）O1B A

14、位置时， OA 位于同一水平线上，且垂直于 角速度和角加速度。 B 25cm 。 6- 5 在图示平面机构中，已知： OA=CD =1m ，AB=DE =2m ，铰链 C 为 AB 杆中点。在图 示瞬时， 300 ，OA 水平， AB 铅直， OA 杆的角速度4 rad/s，角加速度0 。试 求此瞬时 DE 杆的角速度 E 。 20 理论力学 练习册 商丘工学院 r ，BC 3 3r 。 C 6-6 在图示机构中， 曲柄 OA 长为 r ，绕轴 O 以等角速度 o 转动 求图示位置时，滑块 C 的速度和加速度。 O 60o 模块 7 动力学基本方程与动量定理 7- 1 如图所示， 在曲柄滑道机

15、构中， 活塞和活塞杆质量共为 50kg 。曲柄 OA 长 0.3m，绕 O 轴作匀速转动，转速为 n 120r/ min 。求当曲柄在0 和 90 时，作用在构件 21 专业 学号 BDC 上总的水平力。 理论力学 练习册 姓名 日期 商丘工学院 成绩 B R的偏心轮绕 O 轴以匀角速度转动，推动导板沿铅直轨道运动， 如图所 7-2 半径为 示。导板顶部放有一质量为 物块对导板的最大压力； A m 的物块 A，设偏心距 OC=e ，开始时 OC 沿水平线。求： （ 1） 2）使物块不离开导板的最大值。 30? O M 7- 3 重物 M 重 10 N, 系于 30cm 长的细线上 ,线的另一端

16、系于固定点 O。重物在水平面 内作圆周运动，成一锥摆形状，且细线与铅垂线成30?角。求重物的速度与线的拉力。 22 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 理论力学 练习册 L=2m，物 7- 4 物体 M 重为 P=10N ，置于能绕 y 轴转动的光滑斜面上， 体随同斜面一起以匀转速 n=10r/min 转动，试求绳子的拉力。 7- 5 重为 P 的小车 D 置于光滑水平面上， 如图所示。 与车铰接于 A 点的均质杆 AB长 为 l , 重为 G。初始系统静止，杆 AB与铅垂线成 角，求当杆 AB 倒下至水平位置时，小 车移动的距离。 答案： s=Gl（1 sin ）/2（PG） 理论力学

17、 练习册 姓名 日期 商丘工学院 o M A B 24 专业 学号 成绩 作用， 在铅垂内绕 O 轴转动， 7-6 图示质量为 m、半径为 R 的均质半圆形板， 受 转动的角速度为 ，角加速度为 求此瞬时轴 O 的约束力 ,OC=4R/（3 ） 。 。C点为半圆板的质心，当 OC 与水平线成任意角 时， 7-7 如图所示，两个质量分别为 m1 和 m2 的车厢沿水平直线轨道运动（不计摩擦和阻 力），速度分别为 v1和 v2，设 v1v2。假定 A 与 B 碰撞后以同一水平 u 运动（这种碰撞称为 水平压力。 非弹性碰撞） ，求： 1）速度 u 的大小；（ 2）设碰撞时间为 t =0.5 s，求

18、碰撞时相互作用的 商丘工学院 理论力学 练习册 专业 学号 姓名 日期 成绩 两三棱 b A 7- 8 如图所示，水平面上放一均质三棱柱 A。此三棱柱上又放一 柱的横截面都是三角形，三棱柱 A 是三棱柱 B 的两倍。设三棱柱和水平 求当三棱柱 B 沿三棱柱 A 滑至水平面时，三棱柱 A的位移 s； 模块 8 动量矩定理 8- 1 质量为 m 的均质杆 OA ，长 L，在杆的下端结一质量也为 m，半径为 L/2 的均质圆 盘，图示瞬时角速度为 ，角加速度为 ，则系系统的动量为，系统 对 O 轴的动量矩为 ，需在图上标明方向。 25 理论力学 练习册 商丘工学院 专业 学号 姓名 日期 成绩 8-

19、2 均质细杆质量为 量 m2= 8kg ，如图所示。 加速度。 m1=2 kg ，杆长 l = 1 m ，杆端焊接一均质 求当杆的轴线由水平位置无初速度地绕轴转过 0.2 m, 质 角速度和角 8- 3 重物 A、B 各重 P1和 P2，通过细绳分别缠挂在半径分别 r1和 r2 的塔轮上，如图所 示。塔轮重 P3，回转半径为 。已知 P1r1 P2r2 ，不计绳重，求塔轮的角加速度和O 轴处 的反力。 26 专业 学号 理论力学 练习册 商丘工学院 姓名 日期 成绩 擦地旋转， 8- 4 一半径为 R、质量为 m1的均质圆盘，可绕通过其中心 O 的铅 如图所示。一质量为 m2的人在盘上由点 B

20、 按规律 s 1at 2 沿半径为 r 圆周行走。开始时， 2 圆盘和人静止。求圆盘的角速度和角加速度。 O 2m 8- 5质量为 100kg、半径为 1m的均质圆轮，以转速 n 120r/min绕 O 轴转动，如图所 示。设有一常力 F 作用于闸杆，轮经 10s 后停止转动。已知摩擦系数 f 0.1，求力 F 的 大小。 27 商丘工学院 理论力学 练习册 专业 学号 姓名 日期 成绩 A 2r B C 600 f=1/3， m ，半径为 r ，放在倾斜角为 60o 的斜 A 点，AB 平行于斜面。若圆柱体与斜面间 示。一细绳 8- 6 均质圆柱体质量为 缠在圆柱体上，其一端固定于 试求柱体

21、中心 C 的加速度。 模块 9 9- 1 图示弹簧原长 l 100mm,刚度系数 为 R 100mm 的圆周上。如弹簧的另一端由点 动能定理 k=4 9 kN/m ，一端固定在点 O，此点在半径 B 拉至点 A 和由点 A 拉至点 D， ACBC， OA 和 BD 为直径。分别计算弹簧力所作的功。 28 理论力学 练习册 商丘工学院 9-2 重量为 Q、半径为 r 的卷筒上，作用一力偶矩 m=a b 为常数。 卷筒上的绳索拉动水平面上的重物 B。设重物 B a和b 量为 面之间的滑 动摩擦系数为 f 。绳索的质量不计。当卷筒转过两圈时， 统上 9-3 图示一滑块 均质杆 AB 。现已知滑块沿滑

22、道的速度为 时，求系统的动能。 A 重为 W 可在滑道内滑动，与滑块 A 用铰链连接的是重为 v，杆的角速度为 ，试求当杆与铅垂线的夹角为 P 长为 l 的 29 专业 学号 理论力学 练习册 姓名 日期 商丘工学院 成绩 垂线的夹角 9- 4 长 L、重 P 的均质杆 OA 绕球形铰链 O 以匀角速度 转动 为 ，求杆的动能。 A 9- 5 半径为 R 重为 P1 的均质圆盘 A 放在水平面上。绳子的一端系在圆盘的中心A，另 一端绕过均质滑轮 C 后挂有重物 B。已知滑轮 C的半径为 r，重 P2 ；重物重 P3 。绳子不可 伸长，其质量略去不计。圆盘滚而不滑。系统从静止开始运动。不计滚动摩

23、擦，求重物 B 下落的距离为 x 时，圆盘中心的速度和加速度。 30 理论力学 练习册 商丘工学院 平面滑动， A 的速度。 9- 6 均质杆 AB 为长 L，质量为 m， B 端铰接一质量不计的滑 道运动； A 端铰接一质量也为 m 的物块 A，其上受一水平常力 F 不计摩擦。当 =60o时， A以无初速起动，试求当 AB杆到达铅垂 9- 7 重 P 的均质柱形滚子由静止沿与水平成倾角的平面作无滑动的滚动。这时，重Q 的手柄 OA 向前移动。忽略手柄端头的摩擦，求滚子轴 O 的速度与经过的路程 s 的关系。 商丘工学院 理论力学 练习册 专业 学号 姓名 日期 成绩 动力学普遍定理的综合运用

24、 已知曲柄 OA 轴 O 作匀角速度 心在点 D）。滑块 A 的重量和各处摩擦不 BC 的加速度、轴承 O 的约束反力以及作用在曲柄上 2.1 图示为曲柄滑槽机构， 均质曲柄 OA 绕水平轴 的质量为 m1，OA r，滑槽 BC 的质量为 m2（重心在 计。求当曲柄转至图示位置时，滑槽 的力偶矩 M 。 2.2 滚子 A 质量为 m1沿倾角为的斜面向下滚动而不滑动， 如图所示。 滚子借一跨过滑轮 B 的绳提升质量为 m2的物体 C，同时滑轮 B 绕 O轴转动。 滚子 A与滑轮 B的质量相等， 半 径相等，且都为均质圆盘。求滚子重心的加速度和系在滚子上绳的张力。 （答案：见教材） 32 专业 学号 理论力学 练习册 姓名 日期 商丘工学院 成绩 ，半径均 。如在鼓轮上 ：见教材） 2.3 在图示机构中，