理论力学期末标准试卷及详解答案

1、20112012学年度第学期«理论力学试卷（A卷）、填空题（每小题4分，共28分）1、如图1.1所示结构,已知力F, AC = BC = AD =a,则CD杆所受的力Fcd2、/ CD。）,A点约束反力Fax=（）。如图1.2所示结构，不计各构件自重,已知力偶矩 M, AC=CE=a, AB则B处的约束反力Fb=（）;CD杆所受的力Fcd二（1.23、如图1.3所示，已知杆OA长V2L,以匀角速度绕。轴转动，如以滑块A为动点，动系建立在BC杆上，当BO铅垂、BC杆处于水平位置时，滑块 A的相对速度Vr=();科氏加速度ac二()。则杆AB的动能Tab=4、平面机构在图1.4位置时，A

2、B杆水平而OA干铅直，轮B在水平面上作纯滚动，已知速度Yb, OA干、AB杆、轮B的质量均为m。0Ao。1.45、如图1.5所示均质杆AB长为L,质量为m,其A端用钱链支承出端用细纯 悬挂。当B端细绳突然剪断瞬时,杆AB的角加速度=()，当杆AB转到与水平线成300角时，AB杆的角速度的平方2=()。6、图1.6所示机构中，当曲柄OA铅直向上时，BC杆也铅直向上，且点B和点 O在同一水平线上；已知OA=0.3m,BC=1m , AB=1.2m,当曲柄OA具有角速度 =10rad/s时，则AB杆的角速度ab=( ) rad/s,BC杆的角速度bc=( ) rad/s。作用线方位和箭头指向为()(

3、要求保留作图过程)0F处较接Fa、Fb 的1.7二、单项选择题（每小题4分，共28分）1、如图2.1所示，四本相同的书，每本重均为 P,设书与书间的摩擦因数 为0.1 ,书与手间的摩擦因数为0.25,欲将四本书一起抱起，则两侧手应加的压 力至少大于（）。A、 10P B 、 8P C 、 6P D 、 4P2、如图2.2所示，重Q=200N的三角形板，用等长杆 O1A, O2B支持着。 设O1O2=AB,杆重及摩擦不计。若能使三角形板在角a =300时保持平衡，则水 平力P的大小应为（）。A P=115.47B、P=200 C P=364ND、P=173N2.22.13、平面杆机构如图2.3示

4、，各杆重量不计，AB = CD=a。已知AB杆上作 用一力偶M1,如在CD杆上作用一力偶M2。则机构平衡时，M1与M2之间的大 小为（）。A M = M2 B、M1=J3 M2c、M1=-M2d、M13=M224、如图2.4所示直角刚杆AO = 2m, BO = 3m,已知某瞬时A点的速度vA =6m/s；而B点的加速度与 BO成a= 60°角。则该瞬时刚杆的角速度3 =rad/s,角 加速度 a=rad/S2。A、3B、3G 5.3D、9 32.32B、v1 v2ViV22D、v1v22.45、如图2.5所示，两齿条分别以速度 vi、V2,沿相反向运动，两齿条之间夹有一齿轮，其半径

5、为 R,设V1>V2,则齿轮中心。点的速度大小应为（）.6、如图2.6所示，已知Fi、F2、F3、F4为作用于刚体上 A B G D四点的平面一般力系，其力矢关系如图 2.1所示为平行四边形，由此可知A、力系可合成为一个力偶R力系可合成一个力G力系可简化为一个力和一个力偶V2FTcD、力系的合力为零，力系平衡2.52.67、刚体作平面运动，在任一瞬时，若选 A点为基点，则B点绕A点运动的 速度为VBA,若选B点为基点，则A点绕B点运动的速度为VAB,对于VBA与VAB,以下正确的说法是（）。A、 大小相等，方向也相同B、大小相等，方向不同C、 大小不相等，方向相同D大小不相等，方向也不同

6、三、计算题（15分）如图三所示，左半拱ACD横梁DE右半拱EGB的自重均不计，三者较接 成桥梁结构，A、B为固定较支座，D E为中间较，C为可动较支座。铅直向下的集中荷载P=300 kN, Q=350 kN,图中尺寸单位为米。求结构平衡时A C D E处的约束反力。12图三四、计算题（15分）如图四所示结才由杆AB、BC和CD较接而成中，不计各杆自重，B、C处为 光滑银链，已知力偶矩M=20kN.m, P=10kN , q=10 kN/m。求固定端A与 固定较支座D的约束反力。图四五、计算题（14分）在图五所示，均质圆盘A质量为半彳全为R,置于彳K角为300的斜面上，今在圆盘中心A系一与斜面平

7、行的细纯，绳绕过一质量为 限半彳全为R的滑轮O（视为均质圆盘）与质量也为m的物块C相连，物块C与固定水平面间的滑动摩擦因数为0.1 ,在重力作用下，系统由静止开始运动，圆盘A向下做纯滚动。求：（1）物块C的加速度；（2）圆盘A所受的摩擦力；（3）轮O两边纯AB段和BC段的拉力B图五20102011学年度第 二 学期«理论力学试卷（A卷）一、填空题（每小题4分，共28分）1、三基类272F , F 2、 三基类M,逾3、三基类Leo, 2L2a 3a24、J mvB2, 3 mvB2 5、3g/2 L , 3g/2 L 6、三基类0, 37、二、单项选择题（每题4分，共28分）1、三基

8、类A 2、三基类C 3、三基类B 4、三基类A, D 5、三基类A 6、三基类A 7、三基类B解：（1）以DE为研究对象，受力如图：（8分）M E=0, FDyX7+QX 2=0FDy = 100 kN0Fx =0,FDx 一 FeX cos45 =0Fdx=250kNFy =0,FDy + FeX Sin45 0-Q=0Fe=250 我kN（2）以ACD为研究对象，受力如图：（7分）M A=0,Fdx X5 FDyX5PX 1-FcX5=0Fc=90kNFx=0,Fax Fdx- Fc =0Fax=160 kNFy=0,FAy FDy - P=0FAy=400 kN四、计算题（15分）一般综

9、合型教师答题时间：8分钟qLLLJ1UJCFBx -D FDxf VFByk解：（1）以BG C的为研究对象，受力如图：（4分）结构对称：FBy = F Dy = q X 2=20kNFBx= Fdx（2）以CD杆为研究对象，受力如图：（4分）M c=0, F DyX2 FdxX 2-qX2 x 1=0, Fdx=10 kN（3）以AB为研究对象，受力如图：（7分）M A=0, M A- FByX2 Mk PX 1=0Fx =0,Ax 一 Fbx =0Fy =0,Ay- F By P =0Fax =10 kN FAy =30 kN M A = 70kN.m五、计算题（14分）答：1、用动能定理

10、计算轮A下降路程s时的物块C的速度和加速度v、a （6分） 以系统为研究对象，轮A作纯滚动。重力作功：皿=mg.s. sin30 ° mgf.s = 0.4mg.s计算系统的动能：Ti=0丁2= mv2 + Jo co 2+ . mv2= mv22242其中：Jo= mR2 co =(3)按动能定理：T2- T 1= W|mv2 = 0.4 mg.s两边对时间求导：a = g15ac=一R2、用刚体平面运动方程计算轮 A所受的摩擦力Ff: （4分）Ja A=Ff.R , Jam R2, 21行mg3、计算绳子两边的拉力Fab Fbc（4分）物体 C: Fbc mgf = m a ,F

11、bc=7_30mg轮 O: FarRFbc . R= Jo o,o=Fab =3 mg1020102011学年度第 二 学期«理论力学试卷（B卷）、填空题（每小题4分，共28分）以下内容由 教师填写1、如图1.1所示刚架，已知水平力F,则支座A的约束反力Fa=（）；支座B的约束反力Fb=（）。2、图1.2中F1和F2分别作用于A B两点，且F1、F2与C点共面，则在A B、C点中（）点加一适当大小的力使系统平衡；加一适当大小的力偶能使系F2AIB旧I1.11.23、圆盘做定轴转动，轮缘上一点M的加速度a分别有图示三种情况.则在该三种情况下，（）圆盘的角速度=0,（）圆盘的角加速度a=

12、0oMaOaOOABC1.34、质量为m,半彳全为R的均质圆盘可绕通过边缘。点且垂直于盘面的水平轴转动，设圆盘从最高位置无初速度的开始绕。轴转动，如图1.4所示。求当圆盘运动至图示位置，即圆盘中心C和轴。的连线通过水平位置时圆盘的角速度 =()和角加速度 =()。5、如图1.5物体A重10N,与斜面间摩擦因数为0.4，物体B重5N,则物体A 与斜面间摩擦力的大小为()，方向为()。1.46、已知物块B以匀速度v水平向左运动，图1.6示瞬时物块B与杆OA的中 点相接触，OAfe L。如以物块B上的角点C为动点，动系建立在OA杆上，则该 瞬时杆OA的角速度=()，杆端A点的速度大小Va=(),科氏

13、加速度ac二()。7、直角曲杆ABCft如图1.7所示平面内可绕。轴转动，已知某瞬时A点加 速度aA=5 m/s 2,方向如图，则该瞬时曲杆的角速度=()rad/s,角加速度a 二（)rad/s2。1.61.7、单项选择题（每小题4分，共28分）1、已知Fi、F2、F3、F4为作用于刚体上的平面汇交力系，其力矢关系如图A、力系可合成为一个力偶R力系可合成一个力G力系可简化为一个力和一个力偶D、力系的合力为零，力系平衡2.1所示为平行四边形，由此可知（）2、如图2.2所示均质细杆重为P, A端为固定较支座，B端用绳子跨过不计 摩擦和质量的滑轮C后与一重为Q的物体相连，AB=AC。则AB杆平衡时的

14、 角 为（）。AC - QA 2arcsin Pc . 2QC arcsin - P. QB arcsin Pc - QD arcsin -2P2.12.23、在图2.3所示的四连才f机构中，OA以角速度绕O轴匀速转动。当杆OA铅垂时，杆OiB水平，而且O、B、Oi在同一水平线上，已知OA =AB = OiB,则该瞬时杆OiB的角速度大小和转向为（A、（逆时针）B、（顺时针）C、2（顺时针）D、2（逆时针）4、如图2.4所示，两齿条分别以速度VI、 V2,沿相同方向运动，两齿条之间夹有一齿轮,其半径为R,设V1>V2,则齿轮中心O点的速度大小应为（）八 V1V2A 、 2B、v1 v2C

15、、v1v2D、v1 v22OOi图 11-4、R2.43MB、M= 3 MC、M= MD、M=2.35、如图2.5所示杆AB和CD的自重不计，且在C处光滑接触，若作用在AB 杆上的力偶的矩为M ,则欲使系统保持平衡，作用在 CD杆上的力偶的矩M =3 .M36、如图所示2.6两直角弯杆AG BC在C点较接，如把力偶M从AC杆移至BC杆上，则两种情况下支座 A B的约束反力的大小与方向为（A、大小与方向都相同B、大小与方向都不同2.6RF2FABCD2.57、质量为m的均质圆轮，平放在光滑的水平面上，其受力情况如图2.5所示，R=2r。设开始时圆轮静止，则圆轮作平面运动的是（）图。2.7、计算题

16、（15分）如图三所示，结构由AB杆、DE杆和BCD杆组成，不计各构件自重，AB 杆上作用有均布荷载q, ED杆上作用有矩为M的力偶，求固定端A、固定较 支座E的约束反力及BCD杆的内力。qHill 川 ICAB7E 2a 一 a .D图三四、计算题（15分）如图四所示，已知：P=qa,M=qa,BC=CD,BE=EC,q,a,8 =30、不计构件自重，C处 光滑接触。求平衡结构中固定端 A、固定较支座B的约束反力及C处的内力。0-L a 2a-AqEB五、计算题（14分）M如图五所示，均质圆轮A和物块B质量均为m,圆轮A的半径r, AB杆（A、B 为中间钱）的质量不计，始终平行于斜面，斜面倾角

17、为。已知斜面与物块B及圆轮A之间的摩擦因数为f,圆轮在斜面上作纯滚动，系统在斜面上从静止开始 运动，求：1 .物块B的加速度。2 .圆轮A所受的摩擦力。e 图五20102011学年度第 二 学期«理论力学试卷（B卷）一、填空题（每小题4分，共28分）1、三基类F , F/2 2、三基类A,不能3、三基类A, C4、的g, - 5、三基类2N,向上 6、三基类v/L , v, "v3R 3RL7、三基类2,3二、口单项选择题（每小题4分，共28分）1、三基类D 2、三基类A 3、三基类B 4、三基类D5、三基类C 6、三基类B 7、B三、计算题（15分拜F）A. . MA,E

18、 2aa D2aaia解：（1）以DE杆为研究对象，受力如图：（7分）M c=0, FEX3a.sin60 0M=0Fe= Fd = Fbcd = 2M3 一 3a（2）以AB为研究对象，受力如图：（8分）M a=0,Ma+ FBXcos30°x2a 2qa2=0Fx =0,Fax Fb X COS60 =0Fy =0,Fay + Fb x cos30 -q x 2a =0Fax =M3 3aFAy =2qa M3aM a = 2qa 2M3四、计算题（15分）FC解：（1）以BD杆为研究对象，受力如图：（8分）M b=0, FcX 2a Px a.sin30 0 qx 2a X3a=0Fx=0,Fbx - PX cos300=0Fy =0,FBy + Fc -PX sin30 0-q x 2a =0Fc= 3.25qaFbx=qaFBy =-0.75 qa（2）以AC为研究对象，受力如图：（7分）M a=0,Ma+ FcX2aM=0Fx =0,Fax =0Fy =0,FAy - Fc =0Fax = 0 FAy =3.25qa2M