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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 二力平衡公理 力的平行四边形法则 加减平衡力系公理 力的可传性原理 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;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;整体受力图可在原图上画;WADBCEOriginal FigureADBCEWWFAxFAyFBFBD 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 )e(杆 CE、AH、整体 )f(杆 AD、杆 DB、整体 )g(杆 AB 带轮及较 A、整体 )h(杆 AB、AC、AD、整体 第二章 平面汇交和力偶系 一是非题 1、因为构成力偶的两个力满足 F=-F,所以力偶的合力等于零;2、用解析法求平面汇交力系的合力时,若选用不同的直角坐标系,则所求得的合力不同;3、力偶矩就是力偶;二 电动机重 P=500N,放在水平梁 AC 的中央,如图所示;梁的 A 端以铰链固定,另一端以撑杆 BC 支持,撑杆与水平梁的交角为 300;忽略梁和撑杆的重量,求撑杆 BC 的内力及铰支座 A 的约束力;)(kN5F,kN5FBCA压力 三.拔桩机如图,图示位置 DC 水平、AC 垂直,若 4,N400P,求木桩所受的力F,并求两力的比值：?P/F204P/F,kN8.81F 四一大小为50N的力作用在圆盘边缘的C点上,如图所示,试分别计算此力对B,A,O三点之矩;50N3060R25045OCBA 五在图示结构中,各构件的自重不计;在构件 AB 上作用一矩为 M 的力偶,求支座 A 和 C 的约束力;)a4/(M2FFCA 六.图示为曲柄连杆机构;主动力 F=400N 作用在活塞上;不计构件自重,试问在曲柄上应加多大的力偶矩 M 方能使机构在图示位置平衡 M=60Nm 第三章 平面任意力系 1 一是非题 1、某一平面力系,如其力多边形不封闭,则该力系对任意一点的主矩都不可能为零;2、当平面一般力系向某点简化为力偶时,如果向另一点简化,则其结果是一样的;3、一汇交力系,若非平衡力系,一定有合力;4、若一平面力系对某点之主矩为零,且主矢亦为零,则该力系为一平衡力系;二选择题 1、平面内一非平衡汇交力系和一非平衡力偶系,最后可能合成的情况是 合力偶 一合力 相平衡 无法进一步合成 三.平面力系中各力大小分别为,作用位置如图所示,尺寸单位为 mm;试求力系向 O 点和 O1点简化的结果;xyOA(4,2)F145F2B(-3,2)C(-3,-2)F3O1 四 图示简支梁中,求 AB 两端约束的约束反力;ql2F,0FAB ABLqL2qL2 五图示悬臂梁中,求 A 端的约束反力;2/FLM,FFAAy 六在图示刚架中,已知 qm=3Kn/m,F=62kN,M=10kNm,不计刚架自重;求固定端 A 处的约束力;mkN12M,kN6F,0FAAyAx 第三章 平面任意力系 2 一AC 和 CD 梁通过铰链 C 连接;支承和受力如图所示;均布载荷强度 q10kN/m,力偶 矩M=40kNm;求 支 座A、B、D 的 约 束 力 和 铰 链C 处 所 受 的力;kN15F,kN5F,kN40F,kN15FDCBA 二.构架由杆 AB,AC 和 DF 铰接而成,如图所示;在 DEF 杆上作用一矩为 M 的力偶;不计各杆的重量,求 AB 杆上铰链 A,D 所受的力;a/MF,0F),a2/(MF,0FDyDxAyAx 三.如图所示,组合梁由 AC 和 CD 两段铰接构成,起重机放在梁上;已知起重机重kN 501W,重心在铅直线 EC 上,起重载荷kN 102W;如不计梁重,求支座 A、B 和D 三处的约束反力;kN33.8F,kN100F,kN3.48FDBA 第三章 平面任意力系 3 一平面桁架的支座和载荷如图所示;ABC 为等边三角形,E,F 为两腰中点,又AD=DB;1 判断零杆,2 求杆 CD 的内力 FCD;二平面悬臂桁架所受的载荷如图所示;1 判断零杆,2 求杆 1,2 和 3 的内力;第七章 刚体的基本运动 一是非题 1、某瞬时,刚体上有两点的轨迹相同,则刚体作平动;二.揉茶机的揉桶由三个曲柄支持,曲柄的支座 A、B、C 与支轴 a、b、c 恰成两全等等边三角形,如图所示;三个曲柄长度相等,均为 l=150mm,并以相同的转速min/r45n 分别绕其支座在图示平面内转动;求揉桶中心点 O 的速度和加速度;三.图示曲柄滑杆机构中,滑杆上有一圆弧形滑道,其半径 R=100mm,圆心 O1 在导杆BC 上;曲柄长 OA=100mm,以等角速度s/rad4绕 O 轴转动;求导杆 BC 的运动规律以及当曲柄与水平线间的交角 30时,导杆 BC 的速度;四.机构如图所示,假定杆 AB 在某段时间内以匀速运动,开始时 0;试求当 45时,摇杆 OC 的角速度和角加速度;五.图示机构中齿轮 1 紧固在杆 AC 上,AB=O1O2,齿轮 1 和半径为2r的齿轮 2 啮合,齿轮 2 可绕 O2 轴转动且和曲柄 O2B 没有联系;设lBOAO21,tsinb,试确定)s(2t时,轮 2 的角速度和角加速度;第八章 点的复合运动 1 一.图示曲柄滑道机构中,曲柄长 OA=r,并以等角速度绕 O 轴转动;装在水平杆上的滑槽 DE 与水平线成 60角;求当曲柄与水平线的交角分别为60,30,0时,杆BC 的速度;二.如图所示,摇杆机构的滑杆 AB 以等速 v 向上运动;摇杆长 OC=a,距离 OD=l;求当4时点 C 的速度的大小;三.在图 a 和 b 所示的两种机构中,已知mm 200aOO21,rad/s 31;求图示位置时杆AO2的角速度;第八章 点的复合运动 2 一.图示铰接平行四边形机构中,O1A=O2B=100mm,又 O1O2=AB,杆 O1A 以等角速度=2rad/s 绕 O1轴转动;杆 AB 上有一套筒 C,此筒与杆 CD 相铰接;机构的各部件都在同一铅直面内;求当=600时,杆 CD 的速度和加速度;二.如图所示,曲柄OA长 0.4m,以等角速度=s 绕 O轴逆时针转向转动;由于曲柄的A端推动水平板 B,而使滑杆 C 沿铅直方向上升;求当曲柄与水平线间的夹角=300时,滑杆 C 的速度和加速度 三.半径为 R 的半圆形凸轮 D 以等速 vo沿水平线向右运动,带动从动杆 AB 沿铅直方向上升,如图所示求=300时杆 AB 相对于凸轮的速度和加速度;四 图示曲柄滑杆机构中,滑杆上有一圆弧形滑道,其半径 R=100mm,圆心 O1 在导杆BC 上;曲柄长 OA=100mm,以等角速度s/rad4绕 O 轴转动;当曲柄与水平线间的交角 30时,用点的合成运动求导杆 BC 的速度和加速度;第八章 点的复合运动 3 一.在图 a 和 b 所示的两种机构中,已知mm 200aOO21,rad/s 31;求图示位置时杆AO2的角加速度;二.牛头刨床机构如图所示;已知mm 200AO1,角速度rad/s 21;求图示位置滑枕 CD 的速度和加速度;第九章 刚体的平面运动 1 一是非题 1、纯滚动时轮与平面接触点处的速度为零;2、点的合成运动和刚体平面运动两种分析方法中,动坐标系的运动可以是任何一种刚体运动;二.四连杆机构中,连杆 AB 上固连一块三角板 ABD,机构由曲柄AO1带动,已知曲柄的角速度s/rad2AO1,m1.0AO1,水平距离m05.0OO21,m05.0AD,当211OOAO时,AB平行于21OO,且AD与1AO在同一直线上,30,求三角板速 ABD 的角速度和点 D 的速度;三.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 的转速min/40rnOA,OA=0.3m;当筛子 BC 运动到与点 O 在同一水平线上时,90BAO;求此瞬时筛子 BC 的速度;四 图示机构中,已知：OA=0.1m,DE=0.1m,EF=0.13m,D 距 OB 线为 h=0.1m；OA=4rad/s;在图示位置时,曲柄 OA 与水平线 OB 垂直；且 B、D 和 F 在同一铅直线上;又 DE 垂直于 EF;求杆 EF 的角速度和点 F 的速度;五.图 示 配 汽 机 构 中,曲 柄 OA 的 角 速 度rad/s 20为 常 量;已 知OA=,AC=BC=372.0m;求当曲柄 OA在两铅直线位置和两水平位置时,配汽机构中气阀推杆 DE 的速度;第九章 刚体的平面运动 2 一.曲柄连杆机构中,曲柄 OA 以匀角速度绕 O 轴转动,计算图示瞬时连杆 AB 的角速度及角加速度;二.在图示曲柄连杆机构中,曲柄 OA 绕 O 轴转动,其角速度为0,角加速度为0;在图示瞬时曲柄与水平线间成600角,而连杆AB 与曲柄OA 垂直;滑块 B 在圆形槽内滑动,此时半径 O1B 与连杆 AB 间成 300角;如 OA=r,r32AB,O1B=2r,求在该瞬时,滑块 B 的切向和法向加速度;三.图示机构,曲柄 OA=r,绕 O 轴以等角速度O转动,AB=6r,r33BC,当 ABBC 时,求滑块 C 的速度和加速度;四.如图所示 机构中,各 杆长均为 ,已知 杆 OA 及 O1D 的 角速度分 别为s/rad5OA及,且3/4tan;试求图示位置时：杆 AB 和杆 BD 的角速度；杆 AB 和杆 BD 的角加速度;第九章 运动学综合应用 一.图示曲柄连杆机构带动摇杆 O1C 绕 O1轴摆动;在连杆 AB 上装有两个滑块,滑块 B在水平槽内滑动,而滑块 D 则在摇杆 O1C 的槽内滑动;已知：曲柄长 OA=50 mm,绕 O轴 转 动 的 匀 角 速 度rad/s 10;在 图 示 位 置 时,曲 柄 与 水 平 线 间 90角,60OAB,摇杆与水平线间成 60角；距离mm 70DO1;求摇杆的角速度和角加速度;二 轮 O 半径 R=,在铅垂平面内沿水平方向作纯滚动,轮与杆 AB 在 A 点铰接,AB 杆长为;在图示位置时,A 点在轮的最高处,轮心 O 的速度s/m2vo,加速度2os/m2a；试求该瞬时 B 点的速度和加速度;ABOoaov第三题图 三.如图所示,轮 O 在水平面上滚动而不滑动,轮心以匀速 vo=0.2m/s 运动;轮缘上固连销钉 B,此销钉在摇杆 O1A 的槽内滑动,并带动摇杆绕 O1 轴转动;已知：轮的半径 R=0.5m,在图示位置时,AO1是轮的切线,摇杆与水平面间的交角为600;求摇杆在该瞬时的角速度和角加速度;四.已 知 图 示 机 构 中 滑 块 A 的 速 度 为 常 值,vA=0.2m/s,AB=0.4m;图 示 位 置 AB=BC,=300;求该瞬时杆 CD 的速度和加速度;第十二章 动量矩定理 1 一.小球由不可伸长绳系住,可绕铅垂轴 Oz 转动;绳的另一端穿过铅垂小管被力 F 向下慢慢拉动;不计绳的质量;开始时小球在 M0 位置,离 Oz 轴的距离为 R0,小球以转速min/r120no绕 Oz 轴旋转;当小球在 M1 位置时,2/RR01,求此时小球绕 Oz 轴转动的转速min)/r(n1;二.如图所示,均质圆盘半径为 R,质量为 m,不计质量的细杆长 l,绕轴 O 转动,角速度为,求下列三种情况下圆盘对固定轴的动量矩：a 圆盘固结于杆；b 圆盘绕 A 轴转动,相对于杆 OA 的角速度为-；c 圆盘绕 A 轴转动,相对于杆 OA 的角速度为 三.水平圆盘可绕铅直轴转动,如图所示,其对轴的转动惯量为 Jz;一质量为 m 的质点,在圆盘上作匀速圆周运动,质点的速度为 vO,圆的半径为 r,圆心到盘中心的距离为 l;开始运动时,质点在位置 MO,圆盘角速度为零;求圆盘角速度与角间的关系,轴承摩擦不计;四.质量为 m1,m2的重物系在绳子的两端,两绳分别绕在半径为 r1,r2,并固结在一起的两鼓轮上,鼓轮质量为 m,对 O 轴的转动惯量为 Jo;求鼓轮的角加速度和轴承的约束反力;第十二章 动量矩定理 2 一.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=,求力 F 的大小;二.如图所示,为了求得半径 R=50cm 的飞轮 A 对于通过其重心 O 的轴的转动惯量,在飞轮上系一细绳;绳的末端系一质量 m1=8kg 的重锤,重锤自高度 h=2m 处落下,测得落下时间T1=16s;为了消去轴承摩擦的影响,再用质量m2=4kg的重锤作第二次试验,此重锤自同一高度落下来的时间是 T2=25s;假定摩擦力矩为一常量,且与重锤的重量无关,试计算转动惯量 J;三.已知均质三角形薄板质量为 m,高为 h,求其对底边轴的转动惯量 Jx;四.试求下图所示各均质物体对其转轴的动量矩;第十二章 动量矩定理 3 一.图示均质杆AB长l,质量为m1;杆的B端固连质量为m2的小球,其大小不计;杆上点D连一弹簧,刚度系数为k,使杆在水平位置保持平衡;设初始静止,求给小球B一个垂直向下的微小初位移o后杆 AB 的运动规律和周期;二.均质圆柱体质量为m,半径为,放在倾斜角为 600的斜面上,如图所示;一细绳缠在圆柱体上,其一端固定于 A 点,AB 平行于斜面;若圆柱体与斜面间的摩擦系数f=1/3,试求柱体中心 C 的加速度;三.均质实心圆柱体 A 和薄铁环 B 的质量均为 m,半径都等于 r,两者用杆 AB 铰接,无滑动地沿斜面滚下,斜面与水平面的夹角为,如图所示;如杆的质量忽略不计,求杆 AB 的加速度和杆的内力;四图示均质杆 AB 长为 l,放在铅直平面内,杆的一端 A 靠在光滑的铅直墙上,另一端 B 放在光滑的水平地板上,并与水平面成o角;此后,令杆由静止状态倒下;求 1杆在任意位置时的角加速度和角速度；2 当杆脱离墙时,此杆与水平面所夹的角;