理论力学试卷7及答案.doc

湖南工程学院试卷用纸 至 学年第 学期（装 订 线 内 不 准 答 题） 命题教师_审核_课程名称 理 论 力 学 考试 _ _（A、B卷） 适用专业班级 考试形式 （开、闭）题号一二三四五六七八总分计分一、填空题：（每小题6分，共30分）1. 图示杆OA长l=1m，重力P=100N作用在杆的中点，现在A端作用一力偶M 。问：OA杆能否保持平衡？ 答： 。若能平衡，则力偶矩的大小应为 。 第1题图 第2题图2. 如图示平面机构，其连杆为半圆形ABM。已知：O1A=O2B=R，O1 O2= AB， O1A以匀角速度转动，则M点的速度vM= ，加速度aM= 。3.“全约束力与法线之间的夹角，即为摩擦角。”这样的说法是否正确？若不正确，应怎样改正。答： 。4. 飞轮作加速转动，轮缘上一点的运动规律为S=0.1t3（S的单位为m，t的单位s）, 飞轮的半径为R =50cm。当点的速度达到v=30m/s时，该点的切向加速度 = ，法向加速度 = 。专业班级 姓名 学号 共 2 页 第 1 页5. 虚位移和虚位移原理的概念是：虚位移即某瞬时，质点在 条件下，可能实现的 位移。虚位移原理即对于具有理想约束的质点系，使质点系平衡的充要条件是作用于质点系的 在任何虚位移上 等于零。即 二、已知梁AB与BC在B点铰接，A为活动铰链支座，C为固定端约束 。若力偶矩M =20kNm ，均布载荷集度q =15kN/m ，不计梁的自重。求A、B、C三处的约束力。 （14分）三、半圆凸轮的半径为R，以匀速度 向右移动，杆AB能在滑槽中上下平动，杆的端点A始终与凸轮接触，。求图示位置时从动杆AB的速度和加速度。（14分） 湖南工程学院试卷用纸 （装 订 线 内 不 准 答 题） （装 订 线 内 不 准 答 题）BOA四、图示机构中，曲柄OA以匀角速度=4rad/s绕O轴转动。当=45时连杆AB处于水平位置，BD铅垂。设OA=20cm，AB=40cm，BD=15cm。求该瞬时连杆AB和构件BD的角速度。（14分）专业班级 姓名 学号 共 2 页 第 2 页五、高炉运送矿石用的卷扬机如图，鼓轮的半径为R ，质量为m1 ，轮绕O轴转动。小车和矿石总质量为m2 。作用在鼓轮上的力偶矩为M ，鼓轮对转轴的转动惯量为J，轨道的倾角为。设绳的质量和各处摩擦都不计，求小车的加速度a 。（14分）六、物块重P =200N，置于倾角 =30 的斜面上，受水平推力F =500N的作用沿斜面向上移动的距离为S =5m，物块与斜面间的摩擦系数为f =0.25。求力F对物块所作的功及物块动能的增量。（14分）湖南工程学院试卷参考答案及评分标准（ 卷） （装 订 线 内 不 准 答 题） 课程名称_ 理 论 力 学 _一、填空题：（每小题6分，共30分）1. 答： 能平衡 ，力偶矩的大小应为 。2 M点的速度vM= R ，加速度aM= R2 。3. 答：这样的说法不正确。应改为：“最大全约束力与法线之间的夹角，即为摩擦角。”4. =6m/s2 ， =1800 m/s25. 虚位移和虚位移原理的概念是：虚位移即某瞬时，质点在 约束许可的 条件下，可能实现的 任何无限小 位移。虚位移原理即对于具有理想约束的质点系，使质点系平衡的充要条件是作用于质点系的 主动力 在任何虚位移上所做 虚功的和 等于零。即 二、已知梁AB与BC在B点铰接，A为活动铰链支座，C为固定端约束 。若力偶矩M =20kNm ，均布载荷集度q =15kN/m ，不计梁的自重。求A、B、C三处的约束力。（14分）解： 先取AB梁为研究对象 kN （3分） kN （3分）再取BC梁为研究对象 kN （3分） （3分）专业班级 命题老师 至 学年第 学期（第二大题画受力图2分）三、半圆凸轮的半径为R，以匀速度 向右移动，杆AB能在滑槽中上下平动，杆的端点A始终与凸轮接触，。求图示位置时从动杆AB的速度和加速度。（14分）BOAqBOA解：选取杆AB的端点A作为动点，动参考系随凸轮一起平动。 （2分）由几何关系得 （3分）牵连运动为平移时，动点的加速度合成 （2分）牵连加速度，相对加速度，于是 （*） （2分）将式（*）向x方向投影解得 （3分）（画速度和加速度图各1分，共2分）湖南工程学院试卷参考答案及评分标准（ 卷） （装 订 线 内 不 准 答 题）四、图示机构中，曲柄OA以匀角速度=4rad/s绕O轴转动。当=45时连杆AB处于水平位置，BD铅垂。设OA=20cm，AB=40cm，BD=15cm。求该瞬时连杆AB和构件BD的角速度。（14分）解 选AB杆为研究对象 先找到速度瞬心C （2分）由几何关系 （3分） （3分） （3分） （3分）五、高炉运送矿石用的卷扬机如图，鼓轮的半径为R ，质量为m1 ，轮绕O轴转动。小车和矿石总质量为m2 。作用在鼓轮上的力偶矩为M ，鼓轮对转轴的转动惯量为J，轨道的倾角为。设绳的质量和各处摩擦都不计，求小车的加速度a 。（14分）解： 取小车和鼓轮组成质点系，此质点系的动量矩为 （3分）外力对O轴的矩为 （3分）专业班级 至 学年第 学期由外力对O轴的动量矩定理 （4分）解得 （2分）（第五大题画受力图2分）六、物块重P =200N，置于倾角 =30 的斜面上，受水平推力F =500N的作用沿斜面向上移动的距离为S =5m，物块与斜面间的摩擦系数为f =0.25。求力F对物块所作的功及物块动能的增量。（14分）解： 取物块为研究对象 FN = 423.2N （3分）WF =FScos30=2165J （3分）WP= -PSsin30=-500J （2分）W摩= -FfS= -f FN S=-529J （2分）J （2分）（画受力图2分）