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理论力学(机械工业出版社)第四章虚位移原理习题解答

理论力学(机械工业出版社)第四章虚位移原理习题解答
理论力学(机械工业出版社)第四章虚位移原理习题解答

习 题

4-1 如图4-19所示,在曲柄式压榨机的销钉B 上作用水平力F ,此力位于平面ABC 内,作用线平分∠ABC 。设AB =BC ,∠ABC =θ2,各处摩擦及杆重不计,试求物体所受的压力。

图4-19

0δ)90cos(δδN =--?=∑C B F s F s F W θ

)90cos(δ)902cos(δθθ-?=?-C B s s θθsin δ2sin δC B s s = 虚位移原理

0δ)90cos(δδN =--?=∑C B F s F s F W θ 0δsin δN =-C B s F s F θ

θθθθtan 2

)2sin(sin sin δδ2N F F s s F F C B ===

4-2 如图4-20所示,在压缩机的手轮上作用一力偶,其矩为M 。手轮轴的两端各有螺距同为h ,但方向相反的螺纹。螺纹上各套有一个螺母A 和B ,这两个螺母分别与长为l 的杆相铰接,四杆形成棱形

框,如图所示,此棱形框的点D 固定不动,而点C 连接在压缩机的水平压板上。试求当棱形框的顶角等于2f 时,压缩机对被压物体的压力。

图4-20

??cos δ)290cos(δC A s s =-? C A s s δsin δ2=?

而 θ?δπ

2c o s δP s A =

?θ?θ?tan δπ

sin δcos π22δP

P s C ==

虚位移原理

0δδδN =-=∑C F s F M W θ 0tan δπ

δN =?-?θθP

F M ?cot π

N P

M

F =

4-3 试求图4-21所示各式滑轮在平衡时F 的值,摩擦力及绳索质量不计。

图4-21

虚位移原理

0δδδ=+-=∑A B F s G s F W

(a) A B s s δ2δ= 2

G F =

(b) A B s s δ8δ= 8G F = (c) A B s s δ6δ= 6G F =

(d) A B s s δ5δ= 5

G F =

4-4 四铰连杆组成如图4-22所示的棱形ABCD ,受力如图,试求平衡时θ应等于多少?

图4-22

θθcos δ)290cos(δC B s s =-? C B s s δsin δ2=θ 虚位移原理

0δcos δ2δ=-=∑C B F s G s F W θ

0sin δ2cos δ2=?-θθB B s G s F

θtan =G

F

4-5 在图4-23所示机构中,曲柄OA 上作用一力偶矩为M 的力偶,滑块D 上作用一水平力F ,机构尺寸如图。已知OA =a ,CB =BD =l ,试求当机构平衡时F 与力偶矩M 之间的关系。

图4-23

θθ2cos δcos δB A s s = θθcos δ)290cos(δD B s s =-?

θθθ

θ

cos δ)290cos(2cos cos δD A

s s =-? D A s s δ2tan δ=θ

虚位移原理

0δδδ=-?

=∑D A

F s F a

s M W 02tan δδ=-?

θA A

s F a

s M θ

2tan Fa M =

4-6 机构如图4-24所示,当曲柄OC 绕O 轴摆动时,滑块A 沿曲柄滑动,从而带动杆AB 在铅直导槽K 内移动。已知OC =a ,OK =l ,在点C 垂直于曲柄作用一力F 1,而在点B 沿BA 作用一力F 2。试求机构平衡时F 1和F 2的关系。

图4-24

?tan l y A = ??δsec δ2l y A = 虚位移原理

0δδδ21=+-=∑A F y F a F W ?

0δsec δ221=+-???l F a F

l

a F F ?

212cos =

4-7 如图4-25所示,重物A 和B 的重量分别为G 1和G 2,联结在细绳的两端,分别放在倾斜面上,绳子绕过定滑轮与一动滑轮相连,动滑轮的轴上挂一重量为G 的重物C ,如不计摩擦,试求平衡时G 1和G 2的值。

图4-25

令0δ1≠s ,0δ2=s , 则 2

δs i n δδ1

11)1(s G

s G W F -=∑?

得 2

sin δδ11)1(1

G G s W F F Q -=∑=?

令0δ2≠s ,0δ1=s , 则 2

δsin δδ2

22)2(s G

s G W F -=∑θ

得 2

sin δδ22)2(2

G G s W F F Q -

=∑=θ

令 01=Q F 02=Q F 得 θ?s i n

2s i n

221G

G G

G =

=

4-8 如图4-26所示,重物A 和重物B 分别连结在细绳的两端,重物A 置放在粗糙的水平面上,重物B 绕过定滑轮铅垂悬挂,动滑轮

H 的轴心上挂一重物C ,设重物A 重2G ,重物B 重G ,试求平衡时,

重物C 的重量G 1以及重物A 和水平面间的滑动摩擦因数。

图4-26

令0δ1≠s ,0δ2=s , 则 11

1

)1(δ22

δδs G s G W F ??-=∑μ 得 G G s W F F Q μ22

δδ11)

1(1

-=∑=

令0δ2≠s ,0δ1=s , 则 2

δδδ2

12)2(s G s G W F ?

-=∑

得 2

δδ1

2)

2(2

G G s W F F Q -=∑=

令 01=Q F 02=Q F 得 5.021==μG G

4-9 在图4-27所示机构中,OC =AC =BC =l ,已知在滑块A ,B 上分别作用在F 1,F 2,欲使机构在图示位置平衡。试求作用在曲柄

OC 上的力矩M 。

图4-27

?cos 2l x B = ?sin 2l y A = ??δsin 2δl x B -= ??δcos 2δl y A = 虚位移原理

0δδδδ21=-+-=∑B A F x F y F M W ? 0)δsin 2(δcos 2δ21=-?-?+-?????l F l F M 0sin 2cos 221=++-??l F l F M )sin 2cos (221??F F l M +=

4-10 半径为R 的圆轮可绕固定轴O 转动,如图4-28所示,杆

AB 沿径向固结在轮上,杆端A 悬挂一重为G 的物体,当OA 在铅垂

位置时弹簧为原长。设AB 与铅垂线的夹角为θ时系统处于平衡,试求弹簧刚性系数k 。

图4-28

θ

cos l y A = θθδsin δl y A -=

0δδδk =?--=∑θR F y G W A F

0δδsin =?-θθθθR kR Gl θ

θ

2

sin R Gl k =

4-11 公共汽车用于开启车门的机构如图4-29所示,已知r A O =1,

b B O =1,d C O =2,

c BC =,设所有铰链均为光滑,且设平稳缓慢开启,

试求垂直于手柄OA 的力F 和门的阻力矩M 之间的关系。

图4-29

杆O 1A b

r r r B

A δδ= r

r b r A

B δδ=

杆BC

)](90cos[δ)90cos(δθψθ?--?=--?C B r r

)sin(δ)sin(δθψθ?-=+C B r r

虚位移原理

0δδδ=-=∑d

r M

r F W C

A F 0)sin()sin(=-+-?d M b Fr θ?θψ )

sin()

sin(θ?θψ+-=

b Frd M

4-12 桁架结构及所受载荷如图4-30所示,若已知铅垂载荷F ,试求1、2两杆的内力。

图4-30

求1杆的内力 虚位移原理

045cos δ2δδ1=??+?-=∑??d F d F W F F F =1

求2杆的内力 虚位移原理

0δ45cos δδ2=?+??-=∑θθd F d F W F

F F 22=

4-13 试求图4-31所示连续梁的支座反力。设图中载荷,尺寸均为已知。

图4-31

求F A

A C r r δδ=

虚位移原理

0δ)2(2

1

2δδδ=???+?-=∑C C A A F r l q l r M r F W ql l

M

F A -=

2

求F B

虚位移原理

B C r r δ2δ=

0δ)2(2

1

2δδδδ=???+?-+-=∑C C B B B F r l q l r M r F r F W 02=+-

+-ql l

M

F F B l

M ql F F B -

+=2

求F D 虚位移原理

0δ)2(2

1

2δδδ=???+?+-=∑D D D D F r l q l r M r F W ql l

M

F D +=

2

4-14 一组合结构如图4-32所示,已知F 1=4kN ,F 2=5kN ,求杆1的内力。

图4-32

给杆AC 一个虚位移?δ 则

?δ3δ1=r ?δ2δ2=r ?δ5δδ==E D r r 虚位移原理

0δδsin δsin δδ22111N 1N =++--=∑r F r F r F r F W E D F θθ 0δ2δ3sin δ10211N =++-??θ?F F F

0235

3

10211N =++-F F F

kN 3

11622623211N ==+=F F F

4-15 四根杆用铰连接组成平行四边形ABCD ,如图4-33所示,其中AC 和BD 用绳连接,绳中张力为F AC 和F BD ,试证:BD AC F F BD AC //=

图4-33

解法一

?cos l x B = ?sin l y B =

??δsin δl x B -= ??δcos δl y B = B C x x δδ= B C y y δδ=

虚位移原理

sin δcos δsin δcos δδ2211=-+--=∑????B BD B BD C AC C AC F y F x F y F x F W

1

122sin δcos δsin δcos δ????B B B B BD AC y x y x F F +-=

112

2sin cos cos sin sin cos cos sin ????????l l l l +---=

)

sin()

sin(12????-+=

而在AEB ?中

)sin()

sin()sin()](180sin[1212????????-+=

-+-?==BE AE BD AC 故 BD

AC

F F BD AC =

解法二

理论力学:虚位移原理及分析力学基础

13.虚位移原理及分析力学基础 自由质点系:运动状态(轨迹、速度等)只取决于作用力和运动的起始条件的质点系。 非自由质点系:运动状态受到某些预先给定的限制(运动的起始条件也要满足这些限制条件)的质点系。 约束:非自由质点系所受到的预先给定的限制。 约束方程:用解析表达式表示的限制条件。 几何约束:只限制质点或质点系在空间位置的约束。 运动约束:对于质点或质点系不仅有位移方面的限制,还有速度或角速度方面的限制的约束。 定常约束:约束方程中不显含时间的约束。 非定常约束:约束方程中显含时间的约束。 完整约束:约束方程不包含质点速度,或者包含质点速度但是它可以积分,转换为有限形式的约束。 非完整约束:约束方程包含质点速度、且不可积分不能转换为有限形式的约束。 双面约束:不仅能限制质点在某一方向的运动,还能限制其在相反方向的运动的约束。 单面约束:只能限制质点沿某一方向运动的约束。 自由度数:在具有完整约束的质点系中,唯一地确定系统在空间的位形或构形的独立坐标的数目数。 广义坐标:用来确定质点系位置的独立参数。 虚位移:在给定位置上,质点或质点系在约束所容许的条件下可能发生的任何无限小位移,称为质点或质点系的虚位移。 虚功:作用于质点上的力在该质点的虚位移中所作的元功,用δW 表示。若用F ,δr 分别代表力和虚位移,则虚功的表达式为F W δδ=?F r 。 理想约束:约束力虚功之和等于零的约束。

虚位移原理:具有理想约束的质点系,在给定位置保持平衡的必要和充分条件是,所有作用于该质点系上的主动力在任何虚位移中所作的虚功之和等于零。 作用于质点系上的主动力对应于广义坐标q h 的广义力: 1 n i Qh i i h r F F q ? ? = =? ∑。 平衡稳定性:在保守系统中,(1)受到微小的扰动而偏离平衡位置后,它能返回到原平衡位置,这种平衡状态称为稳定平衡;(2)受到微小的扰动后,再也不能回到原平衡位置,这种平衡状态称为不稳定平衡;(3)不论在哪个位置,总是平衡的,这种平衡状态称为随遇平衡。 动力学普遍方程:在具有理想约束的质点系中,在任一瞬时,作用于各质点上的主动力和虚加的惯性力在任意虚位移上所作虚功之和等于零。

精选-理论力学试题及答案

理论力学试题及答案 (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o 20m ?=,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 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m a 2=的正方形各边分别作用有1F ,2F ,3F ,4F ,且1F =2F =3F =4F =4kN ,该力系向B 点简化的结果为: 主矢大小为R F '=____________,主矩大小为B M =____________ 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2m R =,1m r =,ο30=θ,作用于B 点的力4kN F =,求力F 对A 点之矩A M =____________。 3. 平面力系向O 点简化,主矢R F '与主矩M 10kN F '=,20kN m O M =g ,求合力大小及作用线位置,并画在图上。 D C A B F 1 F 2 F 3 F 4

第3题图 第4题图 4. 机构如图,A O 1与B O 2均位于铅直位置,已知13m O A =,25m O B =,2 3rad s O B ω=,则 杆A O 1的角速度A O 1ω=____________,C 点的速度C υ=____________。 (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 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m r B O A O 4.021===,AB O O =21,A O 1杆的角速度4rad ω=,角加速度22rad α=,求三角板C 点的加速度,并画出其方向。 F O R ' O M

理论力学习题及答案(全)

第一章静力学基础 一、是非题 1.力有两种作用效果,即力可以使物体的运动状态发生变化,也可以使物体发生变形。 () 2.在理论力学中只研究力的外效应。() 3.两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。()4.作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是:两个力的作用线相同,大小相等,方向相反。()5.作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。() 6.三力平衡定理指出:三力汇交于一点,则这三个力必然互相平衡。() 7.平面汇交力系平衡时,力多边形各力应首尾相接,但在作图时力的顺序可以不同。 ()8.约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。() 二、选择题 1.若作用在A点的两个大小不等的力 1和2,沿同一直线但方向相反。则 其合力可以表示为。 ①1-2; ②2-1; ③1+2; 2.作用在一个刚体上的两个力A、B,满足A=-B的条件,则该二力可能是 。 ①作用力和反作用力或一对平衡的力;②一对平衡的力或一个力偶。 ③一对平衡的力或一个力和一个力偶;④作用力和反作用力或一个力偶。 3.三力平衡定理是。 ①共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点; ②共面三力若平衡,必汇交于一点; ③三力汇交于一点,则这三个力必互相平衡。 4.已知F 1、F 2、F 3、F4为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢 关系如图所示为平行四边形,由此。 ①力系可合成为一个力偶; ②力系可合成为一个力; ③力系简化为一个力和一个力偶; ④力系的合力为零,力系平衡。 5.在下述原理、法则、定理中,只适用于刚体的有。 ①二力平衡原理;②力的平行四边形法则; ③加减平衡力系原理;④力的可传性原理; ⑤作用与反作用定理。 三、填空题

理论力学复习题及答案

理论力学自测复习题 静力学部分 一、填空题:(每题2分) 1、作用于物体上的力的三要素是指力的 大小 、 方向 和 作用点 。 2、当物体处于平衡状态时,作用于物体上的力系所满足的条件称为 平衡条件 ,此力系称为 平衡 力系,并且力系中的任一力称为其余力的 平衡力 。 3、力的可传性原理适用于 刚体 ,加减平衡力系公理适用于 刚体 。 4、将一平面力系向其作用面内任意两点简化,所得的主矢相等,主矩也相等,且主矩不为零,则此力系简化的最后结果为 一个合力偶 5、下列各图为平面汇交力系所作的力多边形,试写出各力多边形中几个力之间的关系。 A 、 0321=++F F F 、 B 、 2341F F F F =++ C 、 14320F F F F +++= D 、 123F F F =+ 。 6、某物体只受三个力的作用而处于平衡状态,已知此三力不互相平行,则此三力必 并且 汇交于一点、共面 7、一平面力系的汇交点为A ,B 为力系作用面内的另一点,且满足方程∑m B =0。若此力系不平衡,则其可简化为 作用线过A 、B 两点的一个合力 。 8、长方形平板如右图所示。荷载集度分别为q 1、q 2、q 3、q 4的均匀分布 荷载(亦称剪流)作用在板上,欲使板保持平衡,则荷载集度间必有如下关 系: q 3=q 1= q 4=q 2 。 9、平面一般力系平衡方程的二力矩式为 ∑F x = 0、∑M A = 0、∑M B = 0 ,其适用条件是 A 、B 两点的连线不垂直于x 轴 10、平面一般力系平衡方程的三力矩式为 ∑M A =0、∑M B =0、∑M C =0 ,其适用条件是 A 、B 、C 三点不共线 。 11、正方形平板受任意平面力系作用,其约束情况如下图所示,则其中 a b c f h 属于静定问题; d e g 属于超静定问题。

理论力学习题册答案

第一章 静力学公理与受力分析(1) 一.是非题 1、加减平衡力系公理不但适用于刚体,还适用于变形体。 ( ) 2、作用于刚体上三个力的作用线汇交于一点,该刚体必处于平衡状态。( ) 3、刚体是真实物体的一种抽象化的力学模型,在自然界中并不存在。 ( ) 4、凡是受两个力作用的刚体都是二力构件。 ( ) 5、力是滑移矢量,力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效果。 ( ) 二.选择题 1、在下述公理、法则、原理中,只适于刚体的有 ( ) ①二力平衡公理 ②力的平行四边形法则 ③加减平衡力系公理 ④力的可传性原理 ⑤作用与反作用公理 三.画出下列图中指定物体受力图。未画重力的物体不计自重,所有接触处均为光滑接触。多杆件的整体受力图可在原图上画。 )a (球A )b (杆AB )c (杆AB 、CD 、整体 )d (杆AB 、CD 、整体

)e(杆AC、CB、整体)f(杆AC、CD、整体 四.画出下列图中指定物体受力图。未画重力的物体不计自重,所有接触处均为光滑接触。多杆件的整体受力图可在原图上画。 )a(球A、球B、整体)b(杆BC、杆AC、整体

第一章静力学公理与受力分析(2) 一.画出下列图中指定物体受力图。未画重力的物体不计自重,所有接触处均为光滑接触。多杆件的整体受力图可在原图上画。 W A D B C E Original Figure A D B C E W W F Ax F Ay F B FBD of the entire frame ) a(杆AB、BC、整体) b(杆AB、BC、轮E、整体 )c(杆AB、CD、整体) d(杆BC带铰、杆AC、整体

达朗贝尔原理及虚位移原理知识点总结

达朗贝尔原理 知识总结 1.质点的惯性力。 ?设质点的质量为m ,加速度为,则质点的惯性力定义为 2.质点的达朗贝尔原理。 ?质点的达朗贝尔原理:质点上除了作用有主动力和约束力外,如 果假想地认为还作用有该质点的惯性力,则这些力在形式上形成一个平衡力系,即 3.质点系的达朗贝尔原理。 ?质点系的达朗贝尔原理:在质点系中每个质点上都假想地加上各自的惯 性力,则质点系的所以外力和惯性力,在形式上形成一个平衡力系,可以表示为 4.刚体惯性力系的简化结果 (1)刚体平移,惯性力系向质心C 简化,主矢与主矩为 (2)刚体绕定轴转动,惯性力系向转轴上一点O 简化,主矢与主矩为 其中

如果刚体有质量对称平面,且此平面与转轴z 垂直,则惯性力系向此质量对称平面与转轴z 的交点O 简化,主矢与主矩为 (3)刚体作平面运动,若此刚体有一质量对称平面且此平面作同一平面运动,惯性力系向质心C简化,主矢和主矩为 式中为过质心且与质量对称平面垂直的轴的转动惯量。 5.消除动约束力的条件。 刚体绕定轴转动,消除动约束力的条件是,此转轴是中心惯性主轴(转轴过质心且对此轴的惯性积为零);质心在转轴上,刚体可以在任意位置静止不动,称为静平衡;转轴为中心惯性主轴,不出现轴承动约束力,成为动平衡。 常见问题 问题一在惯性系中,惯性力是假想的(虚加的),达朗贝尔原理也是数学形式上的,物体一般并不是真的处于平衡。 问题二惯性力系一般都是向定点或者质心简化,因此这时惯性力系的主矩,而向其它的点简化,一般上是不成立的。如果一定要向某一任意点A简化,那么要先向定点或质心简化,之后将其移至A点(注意力在平移时将会有附加力偶)。惯性力系的主失是与简化中心无关的。 问题三用达朗贝尔原理解题时,加上惯性力系后就完全转化成静力学问题,其求解方法与精力学完全相同。 问题四物体系问题。每个物体都有惯性力系,因此每个物体的惯性力系向质心(或定点)简化都得到一个力与一个力偶。 虚位移原理 知识点总结 1.虚位移·虚功·理想约束。 在某瞬时,质点系在约束允许的条件下,人所假想的任何无限小位移称为虚位移。虚位移可以是线位移,也可以是角位移。 力在虚位移中所作的功称为虚功。

理论力学课后习题答案

《理论力学》课后答案 习题4-1.求图示平面力系的合成结果,长度单位为m。 解:(1) 取O点为简化中心,求平面力系的主矢: 求平面力系对O点的主矩: (2) 合成结果:平面力系的主矢为零,主矩不为零,力系的合成结果是一个合力偶,大小是260Nm,转向是逆时针。 习题4-3.求下列各图中平行分布力的合力和对于A点之矩。 解:(1) 平行力系对A点的矩是:

取B点为简化中心,平行力系的主矢是: 平行力系对B点的主矩是: 向B点简化的结果是一个力R B和一个力偶M B,且: 如图所示; 将R B向下平移一段距离d,使满足: 最后简化为一个力R,大小等于R B。其几何意义是:R的大小等于载荷分布的矩形面积,作用点通过矩形的形心。 (2) 取A点为简化中心,平行力系的主矢是: 平行力系对A点的主矩是:

向A点简化的结果是一个力R A和一个力偶M A,且: 如图所示; 将R A向右平移一段距离d,使满足: 最后简化为一个力R,大小等于R A。其几何意义是:R的大小等于载荷分布的三角形面积,作用点通过三角形的形心。 习题4-4.求下列各梁和刚架的支座反力,长度单位为m。

解:(1) 研究AB杆,受力分析,画受力图: 列平衡方程: 解方程组: 反力的实际方向如图示。 校核:

结果正确。 (2) 研究AB杆,受力分析,将线性分布的载荷简化成一个集中力,画受力图: 列平衡方程: 解方程组: 反力的实际方向如图示。 校核: 结果正确。 (3) 研究ABC,受力分析,将均布的载荷简化成一个集中力,画受力图:

列平衡方程: 解方程组: 反力的实际方向如图示。 校核: 结果正确。 习题4-5.重物悬挂如图,已知G=1.8kN,其他重量不计;求铰链A的约束反力和杆BC所受的力。

理论力学(14.7)--虚位移原理-思考题答案

第十四章 虚位移原理 答 案 14-1 (1)若认为B处虚位移正确,则A,C处虚位移有错:A处位移应垂直于 O1A向左上方,C处虚位移应垂直向下。若认为C处虚位移正确,则B,A处虚位移有错:B处虚位移应反向,A处虚位移应垂直于O1A向右下方。C处虚位移可沿力的作用线,A处虚位移不能沿力的作用线。 (2)三处虚位移均有错,此种情况下虚位移均不能沿力的作用线。杆 AB,DE若运动应作定轴转动,B,D点的虚位移应垂直于杆AB,DE;杆BC,DE作平面运动,应按刚体平面运动的方法确定点C虚位移。 14-2 (1)可用几何法,虚速度法与坐标(解析)法;对此例几何法与虚速度法比坐标(解析)法简单,几何法与虚速度法难易程度相同。 (2)可用几何法,虚速度法与坐标(解析)法。几何法与虚速度法相似,比较简单。用坐标法也不难,但要注意δθ的正负号。

(3)同(2) (4)用几何法或虚速度法比较简单,可以用坐标法,但比较难。 (5)同(4) 14-3 (1)不需要。 (2)需要。内力投影,取矩之和为零,但内力作功之和可以不为零。 14-4 弹性力作功可用坐标法计算,也可用弹性力作功公式略去高阶小量计算;摩擦力在此虚位移中作正功。 14-5 在平面力系所在的刚体平面内建立一任意的平面直角坐标系,在此刚体平面内任选一点作为基点,写出此平面图形的运动方程。设任一力 的作用点为(x i, y i),且把此坐标以平面图形运动方程表示,设此点产生虚位移,把力 投影到坐标轴上,且写出此点直角坐标的变分,用解析法形式的虚位移表达式,把力的投影与直角坐标变分代入,运算整理之后便可得。

也可以在平面力系所在的刚体平面内任选一点O(简化中心),把平面力系向此点简化得一主矢与主矩,把主矢以 表示,分别给刚体以虚位移 ,由虚位移原理也可得平衡方程。

理论力学试题及答案

一、选择题(每题3分,共15分)。) 1. 三力平衡定理是--------------------。 ① 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点; ② 共面三力若平衡,必汇交于一点; ③ 三力汇交于一点,则这三个力必互相平衡。 2. 空间任意力系向某一定点O 简化,若主矢0≠'R ,主矩00≠M ,则此力系简化的最后结果--------------------。 ① 可能是一个力偶,也可能是一个力; ② 一定是一个力; ③ 可能是一个力,也可能是力螺旋; ④ 一定是力螺旋。 3. 如图所示,=P 60kM ,T F =20kN ,A , B 间 的静摩擦因数s f =0.5,动摩擦因数f =0.4,则物块A 所受的摩擦力F 的大小为-----------------------。 ① 25 kN ;② 20 kN ;③ 310kN ;④ 0 4. 点作匀变速曲线运动是指------------------。 ① 点的加速度大小a =常量; ② 点的加速度a =常矢量; ③ 点的切向加速度大小τa =常量; ④ 点的法向加速度大小n a =常量。 5. 边长为a 2的正方形薄板,截去四分 之一后悬挂在A 点,今若使BC 边保持水平,则点A 距右端的距离x = -------------------。 ① a ; ② 3a /2; ③ 6a /7; ④ 5a /6。 二、填空题(共24分。请将简要答案填入划线内。) T F P A B 30A a C B x a a a

1. 双直角曲杆可绕O 轴转动,图 示瞬时A 点的加速度2s /cm 30=A a , 方向如图。则B 点加速度的大小为 ------------2s /cm ,方向与直线------------成----------角。(6分) 2. 平面机构如图所示。已知AB 平行于21O O ,且AB =21O O =L ,r BO AO ==21,ABCD 是矩形板, AD=BC=b ,1AO 杆以匀角速度ω绕1O 轴转动,则矩形板重心1C 点的速度和 加速度的大小分别为v = -----------------, a = --------------。(4分) (应在图上标出它们的方向) 3. 在图示平面机构中,杆AB =40cm ,以1ω=3rad/s 的匀角速度绕A 轴转动,而CD 以2ω=1rand/s 绕B 轴转 动,BD =BC =30cm ,图示瞬时AB 垂直于CD 。若取AB 为动坐标系,则此时D 点的牵连速度的大小为 -------------,牵连加速度的大小为 -------------------。(4分) (应在图上标出它们的方向) 4. 质量为m 半径为r 的均质圆盘, 可绕O 轴转动,其偏心距OC =e 。图示瞬时其角速度为ω,角加速度为ε。则该圆盘的动量p =--------------,动量矩 =o L ------------------------------------,动能T = -----------------------,惯性力系向O 点的简化结果 为----------------------------------------------------------。 (10分) (若为矢量,则应在图上标出它们的方向) m 3m 3m 4 03O A B A a B A ω D C 1O 2 O 1 C A B C D 1ω2 ωe C ε O

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理论力学(五) 2 理论力学期终试题 (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o 20m ?=,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m a 2=的正方形各边分别作用有1F ,2F ,3F ,4F ,且1F =2F =3F =4F =4kN ,该力系向B 点简化的结果为: 主矢大小为R F '=____________,主矩大小为B M =____________ 向D 点简化的结果是什么? ____________。 (a)(b) P Q o 30 D C A B F 1 F 2 F 3 F 4 R r θ A B O

理论力学(五) 3 第1题图 第2题图 2. 图示滚轮,已知2m R =,1m r =,ο30=θ,作用于B 点的力4kN F =,求力F 对A 点之矩A M =____________。 3. 平面力系向O 点简化,主矢R F '与主矩O M 如图。若已知10kN R F '=,20kN m O M =g ,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,A O 1与B O 2均位于铅直位置,已知13m O A =,25m O B =,2 3rad s O B ω=,则杆A O 1的角速度A O 1ω=____________,C 点的速度C υ=____________。 (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。 O R F ' O M O 2 O 1 C A B 2O B ω A 1m 1m 2m q 0=2kN/m M =4kN·m P =2kN B

清华大学版理论力学课后习题答案大全_____第12章虚位移原理及其应用习题解

解:如图(a ),应用虚位移原理: F 1 ?術 F 2 ? 8r 2 = 0 书鹵 / 、 8r 1 8r 2 tan P 如图(b ): 8 廿y ; 8 厂乔 8r i 能的任意角度B 下处于平衡时,求 M 1和M 2之间的关系 第12章 虚位移原理及其应用 12-1图示结构由8根无重杆铰接成三个相同的菱形。 试求平衡时, 解:应用解析法,如图(a ),设0D = y A = 2l sin v ; y^ 61 sin v S y A =21 cos :心; 溉=61 COST 心 应用虚位移原理: F 2 S y B - R ? S y A =0 6F 2 —2R =0 ; F i =3F 2 习题12-1图 F 2之值。已知:AC = BC 12-2图示的平面机构中, D 点作用一水平力F t ,求保持机构平衡时主动力 =EC = DE = FC = DF = l 。 解:应用解析法,如图所示: y A =lcos ) ; x D =3lsin v S y A - -l sin^ 心;S x D =3I COS ^ & 应用虚 位移原理: —F 2 ? S y A - F I 8x^0 F 2sin J - 3F t cos ^ - 0 ; F 2 = 3F t cot^ 12-3图示楔形机构处于平衡状态,尖劈角为 小关系 习题12-3 B 和3不计楔块自重与摩擦。求竖向力 F 1与F 2的大 F i F 2| (a ) (b) F i 8i - F 2 12-4图示摇杆机构位于水平面上,已知 OO i = OA 。机构上受到力偶矩 M 1和M 2的作用。机构在可

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2010 ~2011 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、如图1.1所示结构,已知力F ,AC =BC =AD =a ,则CD 杆所受的力F CD =( ),A 点约束反力F Ax =( )。 2、如图1.2 所示结构,,不计各构件自重,已知力偶矩M ,AC=CE=a ,A B ∥CD 。则B 处的约束反力F B =( );CD 杆所受的力F CD =( )。 1.1 1.2 3、如图1.3所示,已知杆OA L ,以匀角速度ω绕O 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v r =( );科氏加速度a C =( )。 4、平面机构在图1.4位置时, AB 杆水平而OA 杆铅直,轮B 在水平面上作

纯滚动,已知速度v B ,OA 杆、AB 杆、轮B 的质量均为m 。则杆AB 的动能T AB =( ),轮B 的动能T B =( )。 1.3 1.4 5、如图1.5所示均质杆AB 长为L ,质量为m,其A 端用铰链支承,B 端用细绳悬挂。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ω2=( )。 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ω=10rad/s 时,则AB 杆的角速度ωAB =( )rad/s,BC 杆的角速度ωBC =( )rad/s 。 A B 1.5 7、图1.7所示结构由平板1、平板2及CD 杆、EF 杆在C 、D 、E 、F 处铰接而成,在力偶M 的作用下,在图上画出固定铰支座A 、B 的约束反力F A 、F B 的作用线方位和箭头指向为( )(要求保留作图过程)。

清华大学版理论力学课后习题答案大全_____第12章虚位移原理及其应用习题解

第12章 虚位移原理及其应用 12-1 图示结构由8根无重杆铰接成三个相同的菱形。试求平衡时,主动力F 1与F 2的大小关系。 解:应用解析法,如图(a ),设OD = l θsin 2l y A =;θsin 6l y B = θθδcos 2δl y A =;θθδcos 6δl y B = 应用虚位移原理:0δδ12=?-?A B y F y F 02612=-F F ;213F F = 12-2图示的平面机构中,D 点作用一水平力F 1,求保持机构平衡时主动力F 2之值。已知:AC = BC = EC = DE = FC = DF = l 。 解:应用解析法,如图所示: θcos l y A =;θsin 3l x D = θθδsin δl y A -=;θθδcos 3 δl x D = 应用虚位移原理:0δδ12=?-?-D A x F y F 0cos 3sin 12=-θθF F ;θcot 312F F = 12-3 图示楔形机构处于平衡状态,尖劈角为θ和β,不计楔块自重与摩擦。求竖向力F 1与F 2的大小关系。 解:如图(a ),应用虚位移原理:0δδ2211=?+? r F r F 如图(b ): β θt a n δδt a n δ2 a 1r r r == ;12 δtan tan δr r θ β = 0δtan tan δ1211=? -?r θβF r F ;θ β tan tan 21?=F F 12-4 图示摇杆机构位于水平面上,已知OO 1 = OA 。机构上受到力偶矩M 1和M 2的作用。机构在可能的任意角度θ下处于平衡时,求M 1和M 2之间的关系。 习题12-1图 (a ) 习题12-2解图 习题12-3 (a ) r a (b )

理论力学习题及解答1

理论力学习题及解答 第一章静力学的基本概念及物体的受力分析 1-1 画出指定物体的受力图,各接触面均为光滑面。 1-2 画出下列指定物体的受力图,各接触面均为光滑,未画重力的物体的重量均不计。

1-3 画出下列各物体以及整体受力图,除注明者外,各物体自重不计,所有接触处均为光滑。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 第二章平面一般力系

2-1 物体重P=20kN,用绳子挂在支架的滑轮B上,绳子的另一端接在铰车D 上,如图所示。转动铰车,物体便能升起,设滑轮的大小及滑轮转轴处的摩擦忽略不计,A、B、C三处均为铰链连接。当物体处于平衡状态时,试求拉杆AB和支杆CB所受的力。 2-2 用一组绳悬挂重P=1kN的物体,求各绳的拉力。 2-3 某桥墩顶部受到两边桥梁传来的铅直力P1=1940kN,P2=800kN及制动力T=193kN,桥墩自重W=5280kN,风力Q=140kN。各力作用线位置如图所示,求将这些力向基底截面中心O简化的结果,如能简化为一合力,试求出合力作用线的位置。 2-4 水平梁的支承和载荷如图所示,试求出图中A、B处的约束反力。 2-5 在图示结构计算简图中,已知q=15kN/m,求A、B、C处的约束力。 2-6 图示平面结构,自重不计,由AB、BD、DFE三杆铰接组成,已知:P=50kN,M=40kN·m,q=20kN/m,L=2m,试求固定端A的反力。

图2-6 图2-7 2-7 求图示多跨静定梁的支座反力。 2-8 图示结构中各杆自重不计,D、E处为铰链,B、C为链杆约束,A为固定端,已知:q G=1kN/m,q=1kN/m,M=2kN·m,L1=3m,L2=2m,试求A、B、C 处约束反力。 图2-8 图2-9 2-9 支架由两杆AO、CE和滑轮等组成,O、B处为铰链,A、E是固定铰支座,尺寸如图,已知:r=20cm,在滑轮上吊有重Q=1000N的物体,杆及轮重均不计,试求支座A和E以及AO杆上的O处约束反力。 图2-10 图2-11 2-10 在图示结构中,已知:P1=1kN,P2=0.5kN,q=1kN/m,L1=4m,L2=3m,

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一.选择填空和填空题(每题5分,共30分) 1.某任意力系向O 点简化,得到cm 10N N,10'R ?==O M F ,方向如图所示;若将该力系向A 点简化,则得到: A 。 A. 0N,10R ==A M F ;B. cm 10N N,10'R ?==A M F ;C. cm 0N 2N,10'R ?==A M F 。 2.已知杆AB =40cm ,以rad/s 31=ω绕A 轴转动,而杆CD 又绕B 轴以rad/s 12=ω转动,BC =BD =30cm ,图示瞬时AB ⊥CD ,若取AB 为动坐标,则此时C 点的牵连速度大小为 C 。 A. 30cm/s ; B. 120cm/s ; C. 150cm/s ; D. 160cm/s 。 第1题图 第2题图 3.一直角曲杆(重量不计)上各受力偶M 的作用,如图所示,A 1和A 2处的约束反力分别为F A 1和F A 2,则它们的大小应满足条件 C 。 A. 21A A F F >; B. 21A A F F =; C. 21A A F F <。 第3题图 4.若作用于质点系的外力在某段时间内在固定坐标Ox 轴上投影的代数和等于零,则在这段时间内 B 。 A. 质点系质心的速度必保持不变; B. 质点系动量在x 轴上的投影保持不变; C. 质点系质心必保持不动。 5.物块重量为10N ,放在粗糙水平面上,已知物块与水平面间的静滑动摩擦系数为21.0=f ,动滑

动摩擦系数为2.0=′f ,当物块受一与铅垂线成°=30θ夹角的力N 20=F 作用时(如图),作用在该物块上的摩擦力大小为 5.464N 。 6.匀质细圆环的半径为r ,质量为m 1=m ,与一根质量同为m 2=m ,长为2r 的匀质细直杆OA 刚性连接,可在水平面内以匀角速度ω绕O 轴定轴转动,如图所示。 则系统对O 轴的动量矩为 ω2334mr ;系统的动能为 22317ωmr 。 第5题图 第6题图 二.计算题(本题20分) 如图所示平面机构中,各杆重量不计,已知:q =10kN/m ,F 1=20kN ,F 2=30kN ,尺寸如图,三角形无重板BCD 的B 、D 处为铰链联结,求(1)D 处的约束反力;(2)固定端A 处的约束反力。 解:(1)取BCD 为研究对象,受力如图,列方程: ∑=???=0,0)(2BC F BC F F M D B ,由此得:kN 302==F F D (2)取整体研究,受力如图:平面任意力系,列方程: ???????=×?+×??==+???===∑∑∑0 6)(244,0)(04,00,02121F F q F M F M F q F F F F F F D A A D Ay y Ax x ,由此得:kNm 160,kN 60,0===A Ay Ax M F F

理论力学(机械工业出版社)第四章虚位移原理习题解答

习 题 4-1 如图4-19所示,在曲柄式压榨机的销钉B 上作用水平力F ,此力位于平面ABC 内,作用线平分∠ABC 。设 AB =BC ,∠ABC =θ2,各处摩擦及杆重不计,试求物体所受的压 力。 图4-19 0δ)90cos(δδN =--?=∑C B F s F s F W θ )90cos(δ)902cos(δθθ-?=?-C B s s θθsin δ2sin δC B s s = 虚位移原理 0δ)90cos(δδN =--?=∑C B F s F s F W θ 0δsin δN =-C B s F s F θ θ θθθtan 2 )2sin(sin sin δδ2N F F s s F F C B === 4-2 如图4-20所示,在压缩机的手轮上作用一力偶,其矩为M 。手轮轴的两端各有螺距同为h ,但方向相反的螺纹。螺纹上各套有一个螺母A 和B ,这两个螺母分别与长为l 的杆相铰接,四杆形成棱形框,如图所示,此棱形框的点D 固定不动,而点C 连接在压缩机的水平压板上。试求当棱形

框的顶角等于2f 时,压缩机对被压物体的压力。 图4-20 ??cos δ)290cos(δC A s s =-? C A s s δsin δ2=? 而 θ?δπ 2c o s δP s A = ?θ?θ?tan δπ sin δcos π22 δP P s C == 虚位移原理 0δδδN =-=∑C F s F M W θ 0tan δπ δN =?-?θθP F M ?cot π N P M F = 4-3 试求图4-21所示各式滑轮在平衡时F 的值,摩擦力及绳索质量不计。 图4-21 虚位移原理 0δδδ=+-=∑A B F s G s F W (a) A B s s δ2δ= 2 G F = (b) A B s s δ8δ= 8 G F = (c) A B s s δ6δ= 6 G F = (d) A B s s δ5δ= 5 G F =

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第一章 习题4-1.求图示平面力系的合成结果,长度单位为m。 解:(1) 取O点为简化中心,求平面力系的主矢: 求平面力系对O点的主矩: (2) 合成结果:平面力系的主矢为零,主矩不为零,力系的合成结果是一个合力 偶,大小是260Nm,转向是逆时针。 习题4-3.求下列各图中平行分布力的合力和对于A点之矩。 解:(1) 平行力系对A点的矩是: 取B点为简化中心,平行力系的主矢是: 平行力系对B点的主矩是: 向B点简化的结果是一个力R B和一个力偶M B,且:

如图所示; 将R B向下平移一段距离d,使满足: 最后简化为一个力R,大小等于R B。其几何意义是:R的大小等于载荷分布的矩形面积,作用点通过矩形的形心。 (2) 取A点为简化中心,平行力系的主矢是: 平行力系对A点的主矩是: 向A点简化的结果是一个力R A和一个力偶M A,且: 如图所示; 将R A向右平移一段距离d,使满足: 最后简化为一个力R,大小等于R A。其几何意义是:R的大小等于载荷分布的三角形面积,作用点通过三角形的形心。

习题4-4.求下列各梁和刚架的支座反力,长度单位为m。解:(1) 研究AB杆,受力分析,画受力图: 列平衡方程: 解方程组: 反力的实际方向如图示。 校核: 结果正确。 (2) 研究AB杆,受力分析,将线性分布的载荷简化成一个集中力,画受力图:

列平衡方程: 解方程组: 反力的实际方向如图示。校核: 结果正确。(3) 研究ABC,受力分析,将均布的载荷简化成一个集中力,画受力图: 列平衡方程: 解方程组:

反力的实际方向如图示。 校核: 结果正确。 习题4-5.重物悬挂如图,已知G=1.8kN,其他重量不计;求铰链A的约束反力和杆BC所受的力。 解:(1) 研究整体,受力分析(BC是二力杆),画受力图: 列平衡方程: 解方程组: 反力的实际方向如图示。

理论力学复习题及答案(哈工大版)汇总

一、是非题 1、力有两种作用效果,即力可以使物体的运动状态发生变化,也可以使物体发生变形。 (√) 2、在理论力学中只研究力的外效应。(√) 3、两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。(×) 4、作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是:两个力的作用线相同, 大小相等,方向相反。(√) 5、作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。(×) 6、三力平衡定理指出:三力汇交于一点,则这三个力必然互相平衡。(×) 7、平面汇交力系平衡时,力多边形各力应首尾相接,但在作图时力的顺序可以不同。 (√) 8、约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。(×) 9、在有摩擦的情况下,全约束力与法向约束力之间的(应是最大)夹角称为摩擦角。(×) 10、用解析法求平面汇交力系的平衡问题时,所建立的坐标系x,y轴一定要相互垂直。 (×) 11、一空间任意力系,若各力的作用线均平行于某一固定平面,则其独立的平衡方程最多只有3个。 (×) 12、静摩擦因数等于摩擦角的正切值。(√) 13、一个质点只要运动,就一定受有力的作用,而且运动的方向就是它受力方向。(×) 14、已知质点的质量和作用于质点的力,质点的运动规律就完全确定。(×) 15、质点系中各质点都处于静止时,质点系的动量为零。于是可知如果质点 系的动量为零,则质点系中各质点必都静止。(×) 16、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。 (×) 17、力对于一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。(√) 18、在自然坐标系中,如果速度υ= 常数,则加速度α= 0应是切线方向加速度为零。(×) 19、设一质点的质量为m,其速度 与x轴的夹角为α,则其动量在x轴上的投影为mvx =mvcos a。(√) 20、用力的平行四边形法则,将一已知力分解为F1和F2两个分力,要得到唯一解答,必须具备:已知 F1和F2两力的大小;或已知F1和F2两力的方向;或已知F1或F2中任一个力的大小和方向。 ( √) 21、某力在一轴上的投影与该力沿该坐标轴的分力其大小相等,故投影就是分力。 ( ×) 22、图示结构在计算过程中,根据力线可传性原理,将力P由A点传至B点,其作用效果不变。 (×)

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第一章静力学的基本概念及物体的受力分析 1-1 画出指定物体的受力图,各接触面均为光滑面。 1-2 画出下列指定物体的受力图,各接触面均为光滑,未画重力的物体的重量均不计。 1-3 画出下列各物体以及整体受力图,除注明者外,各物体自重不计,所有接触处均为光滑。 (a) (b)

(c) (d) (e) (f) 第二章平面一般力系 2-1 物体重P=20kN,用绳子挂在支架的滑轮B上,绳子的另一端接在铰车D 上,如图所示。转动铰车,物体便能升起,设滑轮的大小及滑轮转轴处的摩擦忽略不计,A、B、C三处均为铰链连接。当物体处于平衡状态时,试求拉杆AB和支杆CB所受的力。 2-2 用一组绳悬挂重P=1kN的物体,求各绳的拉力。 2-3 某桥墩顶部受到两边桥梁传来的铅直力P1=1940kN,P2=800kN及制动力T=193kN,桥墩自重W=5280kN,风力Q=140kN。各力作用线位置如图所示,求将这些力向基底截面中心O简化的结果,如能简化为一合力,试求出合力作用

线的位置。 2-4 水平梁的支承和载荷如图所示,试求出图中A、B处的约束反力。 2-5 在图示结构计算简图中,已知q=15kN/m,求A、B、C处的约束力。 2-6 图示平面结构,自重不计,由AB、BD、DFE三杆铰接组成,已知:P=50kN,M=40kN·m,q=20kN/m,L=2m,试求固定端A的反力。 图2-6 图2-7 2-7 求图示多跨静定梁的支座反力。 2-8 图示结构中各杆自重不计,D、E处为铰链,B、C为链杆约束,A为固定端,已知:q G=1kN/m,q=1kN/m,M=2kN·m,L1=3m,L2=2m,试求A、B、C 处约束反力。 图2-8 图2-9

理论力学试题及答案

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υ = 常数,则加速度α = 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α,则其动量在x轴上的投影为mv x =mvcos a。 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。 ①主矢等于零,主矩不等于零; ②主矢不等于零,主矩也不等于零; ③主矢不等于零,主矩等于零; ④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N A与N B的关系为。 ①N A = N B;②N A > N B;③N A < N B。 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。 ①半径为L/2的圆弧;②抛物线;③椭圆曲线;④铅垂直线。 4、在图示机构中,杆O1 A//O2 B,杆O2 C//O3 D,且O1 A = 20cm,O2 C = 40cm,CM = MD = 30cm,若杆AO1 以角速度ω= 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。 ①60;②120;③150;④360。

最新理论力学计算题及答案

1. 图示圆盘受一平面力系作用,已知圆盘半径R =0.1m ,F 1=100N ,F 2=200N ,M 0=400Nm 。 求该平面任意力系的合力及其作用线与AC 或其延长线的交点位置。 平面任意力系简化 191.42,54.82,199.12391.347.16R x y F N F N F N M Nm OE m ==-==-=∑∑∑ 2. 求图示桁架中各杆的内力。 桁架内力计算,截面法与节点法:1 3F F = 3. 已知图示结构中2m a =,在外力5kN F =和力偶矩=10kN m M ?作用下,求A 、B 和D 处的约束反力。 力系的平衡条件的应用,隔离体与整体分析: ()()()1010D Ax Ay Bx By A F F F F F kN M kNm ↑=→=↓====

4. 已知图示结构中1m =60,a οθ=,在外力10kN F =和力偶矩0=20kN m M ?作用下,求A 、 C 处的约束反力。 同上()20,0,20,17.32Ax Ay A c F kN F M kNm F kN =→=== 5. 图示构件截面均一,图中小方形边长为b ,圆形半径均为R ,若右图中大方形和半圆形 材料密度分别为12,ρρ,试计算确定两种情况下平面图形的质心位置。 以圆心为原点:() ()3 222c b x =-R b π→-左 以方形下缘中点为原点:()() () 12212123238c 2x = ρπρρρπρ++↑+右

6. 斜坡上放置一矩形匀质物体,质量m=10kg ,其角点A 上作用一水平力F ,已知斜坡角 度θ=30°,物体的宽高比b/h=0.3,物体与斜坡间的静摩擦系数s f =0.4。试确定不致破坏平衡时F 的取值范围。 计算滑动和翻倒两种情况得到(1)滑动平衡范围14.12124.54N F N -≤≤,(2)翻倒平衡范围:8.6962.27N F N ≤≤ 7. 如图机构,折杆OBC 绕着O 轴作顺时针的匀速定轴转动,角速度为ω,试求此时扣环 M 的速度和加速度。 点的合成运动:动系法 2 4sin 2tan ,sin 2M M V OM a OM ?ω?ω? -=??= 8. 悬臂刚性直杆OA 在O 处以铰链连接一圆环,半径R=0.5m ,圆环绕O 逆时针作定轴转 动,在图示瞬时状态下,圆环角速度1rad/s ω=,试求同时穿过圆环与杆OA 的扣环M 的速度和加速度。 9. 摇杆OA 长r 、绕O 轴转动,并通过C 点水平运动带动摇杆OA 运动。图示瞬时摇杆 OA 杆与水平线夹角?,C 点速度为V ,加速度a ,方向如图,试求该瞬时摇杆OA 的角速度和角加速度。

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