单元四工程力学基础参考答案

单元四工程力学基础4-1“分力一定小于合力”这种说法对不对?为什么?试举例说明。答："分力一定小于合力"这种说法是正确的。这是因为分力是合力在某个特定方向上的分量，其大小不能超过合力的大小。举个简单的例子来说明。假设有一个物体被两个力同时作用，一个力向左施加10牛的力，另一个力向右施加15牛的力。在这种情况下，合力为这两个力的矢量和，即15牛-10牛=5牛。分力是合力在不同方向上的分量，即向左的分力是10牛，向右的分力是15牛。可以看到，分力的大小分别小于合力的大小。因此，根据向量合成的原理，分力的大小一定小于合力的大小。4-2如题4-2图所示,试将作用于A点的力F依据下述条件分解为两个力:（1）沿AB、AC方向（见题4-2图（a））；（2）已知分力F（见题4-2图（b））；（3）一分力沿已知方向MN，另一分力为数值最小（见题4-2图（c））。答：略。4-3如题4-3图,试解释当杆AB与转轴О共线时最不好转动。答：略。4-4为什么力偶不能与一力平衡，如何解释题4-4图所示转轮的平衡现象?答：略。4-5F1、F2、F3三力共拉一碾子，已知F1=1kN、F答：略。4-6试求如题4-6图中,F对O点的力矩。F=1000N，l=300mm，a=80mm，α=β=45°，θ=15°。答：略。4-7题4-7图示摆锤重G,其重心A到悬挂点О的距离为L。试求在图示3位置时，力G对点O的力矩。答：略。4-8题4-8图示之齿轮齿条压力机在工作时,齿条BC作用于齿轮О上的力Fn=2kN,方向如图所示,压力角α0=20°,齿轮节圆直径D=80mm。求答：略。4-9点的速度大小是常量，点的加速度一定等于零，这种说法对吗?应该怎样认识?答：不一定；点的速度大小并不一定是常量，而是取决于点在运动过程中的加速度情况。点的加速度可以是非零的，也可以是零。当点的速度大小保持恒定并且点的加速度等于零时，我们可以说点的速度大小是常量。这种情况下，点沿着直线或者曲线做匀速直线运动或匀速曲线运动。然而，当点的速度大小发生变化，或者点的加速度不等于零时，我们不能说点的速度大小是常量。这种情况下，点将经历加速度引起的速度变化，即加速度导致点的速度在时间上变化的情况。因此，我们需要根据点的加速度情况来判断点的速度是否是常量。如果点的加速度为零，那么点的速度大小将保持不变；如果点的加速度不为零，那么点的速度大小将随时间发生变化。4-10质点（刚体的质心）沿半径R=1000m的圆弧运动，其运动方程为S=40t-t2答：略。4-11点作直线运动，其运动方程式为S=t3答：略。4-12点的运动方程为x=3t，y=4t-3t2，求t=1答：略。4-13动点M的运动由下列方程给定:求t=1s时动点的切向速度与加速度。答：略。4-14曲柄滑块机构如题4-14图，曲柄OB逆时针方向转动，角Φ=ωt(角速度ω为常量)。已知AB=OB=R，BC=l，且L>R。试求连杆AC上C点的运动方程和轨迹方程。如l=R，C点的运动方程和轨迹方程将如何?答：略。4-15如题4-15图示导杆机构由摇杆BC、滑块A和曲柄0A组成,已知OA=OB=10cm，BC杆绕B轴按Φ=10t（式中Φ以rad计，t以s计）的规律转动，并通过滑块A在BC上滑动而带动OA杆绕О轴转动，试用自然法和坐标法求滑块A的运动方程及速度和加速度。答：略。4-16如题4-16图所示悬臂式起重机的起重臂以角速度ω=0.1πrad/s绕铅垂轴线AB转动，并以v1答：略。4-17倾角为45°的斜面体以v1=lm/s的速度沿水平做直线运动,物体A以v2=答：略。4-18在直径d=40mm的工件上，需铣削与轴线成α=20°的槽，如题4-18图所示。已知铣刀相对工件的速度v=50mm/min。求铣床的纵向进给速度和工件的圆周速度。答：略。4-19如题4-19图所示，车床主轴的转速n=30r/min，工件的直径D=40mm，车刀的纵向进给速度为10mm/s。试求车刀相对于工件的速度。答：略。4-20题4-20图所示内圆磨床的砂轮直径d=60mm，转速n1=10000r/min，工件的孔径D=80mm，转速n2=500r/min，n1答：略。4-21如题4-21图所示，曲柄CB以等角速度ω0绕C轴转动,其转动方程为Φ=ω答：略。4-22一飞轮绕固定轴转动如题4-22所示,其轮缘上一点的全加速度与轮半径的交角恒为60°。当运动开始时,其转角Φ0=0，角速度为ω0答：略。4-23一定轴转动的刚体，在初瞬时的角速度ω0=20rad/s，刚体上一点的运动规律S=t+t答：4-24如题4-24图所示，质量m=3kg的小球，在铅垂面内摆动，绳长l=0.8m，当θ=60°时，绳中的拉力为25N，求这一瞬时小球的速度和加速度。答：略。4-25一电动机重G=980kN，由静止开始沿水平直线轨道作匀加速运动，经过路程S=100m后，速度达到v=36km/h。若行车阻力是车重的0.01倍，试求电动机总的牵引力。答：略。4-26一个重G0=1000N,半径r=0.4m的均质轮绕О点作定轴转动,其转动惯量I=8kg·m3，轮上绕有绳索，下端挂有G=答：略。4-27如题4-26图所示，圆盘重0.6kN，半径R=0.8m，转动惯量I0=100kg·m2，在半径为R处绕有z绳索，其上挂GA答：略。4-28应力的种类有哪几种?答：应力的种类有以下几种：张应力：指物体在拉伸力作用下受到的应力，作用于物体的内部，导致物体的长度增加。压应力：指物体在受到压缩力作用下受到的应力，作用于物体的内部，导致物体的长度减小。剪应力：指物体内部相邻部分之间的切变力产生的应力，作用于物体的平面上，导致物体发生形变。弯曲应力：指物体在受到弯曲力作用下受到的应力，作用于物体的内部，导致物体产生弯曲变形。扭转应力：指物体在受到扭转力作用下受到的应力，作用于物体的内部，导致物体产生扭转变形。接触应力：指物体表面在接触点处受到的应力，由于接触面上的力集中，导致局部应力增大。4-29机械零件的主要失效形式有哪几种?答：机械零件的主要失效形式包括以下几种：疲劳失效：由于长时间的交变载荷作用，零件发生疲劳裂纹并最终断裂。磨损失效：由于零件表面之间的相对运动，引起摩擦和磨损，导致零件尺寸变化或表面质量下降。腐蚀失效：由于零件与环境中的腐蚀介质发生化学反应，导致零件表面腐蚀或腐蚀裂纹。塑性变形失效：由于零件受到超过其强度限制的载荷作用，导致零件发生塑性变形或塑性破坏。热疲劳失效：由于零件长时间受到高温循环载荷作用，导致材料内部产生热疲劳裂纹并最终断裂。弹性变形失效：由于零件受到弹性变形超过其可恢复程度的载荷作用，导致零件变形永久性或弹性恢复性降低。4-30什么叫安全系数?什么叫许用应力?答：安全系数是指工程设计中采用的一种安全措施，用于衡量结构或设备的强度和可靠性。它是指实际工作状态下的承载能力与设计要求或标准规定的最小要求之间的比值。安全系数越大，表示结构或