理论力学期末考试复习课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,一、选择填空题,(,每题,2,分,),(,将正确的答案的字母写在空格上,),刚体在一组力螺旋的作用下保持平衡，若力螺旋的中心轴线都是相互平行的，则该力系最多有,_,个独立的平衡方程。,A,：,5,B,：,4,C,：,3,D,：,2,2,2.,正方体上的六个面各作用有一个平面汇交力系，则该力系独立的平衡方程最多有：,A,：,4,个；,B,：,6,个；,C,：,8,个；,D,：,12,个。,3,3.,若某力系由两个空间汇交力系构成，则该力系独立的平衡方程最多有：,A,：,3,个；,B,：,4,个；,C,：,5,个；,D,：,6,个。,4,4.,图示的平面桁架中有,_,根零力杆。,A,：,6,B,：,5,C,：,4,D,：,3,E,：,2,5,5.,图示的平面桁架中有,_,根零力杆。,A,：,2,B,：,3,C,：,4,D,：,5,E,：,6,6,6.,结构如图所示，力,F,与杆,1,和杆,2,平行，不计构件自重，则图示结构中的非零力杆为：,A,：,1,杆；,B,：,2,杆；,C,：,3,杆。,7,5.,刚体上的,A、B,两点各作用有一空间汇交力系，该力系简化的最简结果可能是：,_,A,：,平衡力系；,B,：力偶；,C,：合力；,D,：力螺旋。,5.,空间平行力系简化的最简结果可能是：,_,A,BC,D,A,B,C,5.,空间汇交,(,共点,),力系简化的最简结果可能是：,_,A,C,8,4.,平面运动刚体上三个点,A,、,B,、,C,构成等边三角形，某瞬时各点加速度或速度的矢量如图所示，则图中,_,所示的运动是不可能的。,A,：,图,(a),；,B,：图,(b),；,C,：图,(a),和,(b),。,图,(a),图,(b),9,5.,若作用于刚体上的力系的主矢为非零常矢量,则该刚体可能作：,_,A,：,平移,运动,B,：定轴转动,C,：平面一般运动,D,：非平面运动,A,C,D,10,5.,若刚体上仅作用一常力偶，则该刚体可能作：,_,。,A,：,平移运动,；,B,：定轴转动；,C平面一般运动；,D,：非平面运动。,11,5.,质心在转轴上的匀角速度定轴转动刚体，其惯性力系向转轴上的某一点简化结果可能是：,A,：,零力系；,B,：一个力偶；,C,：一个力；,D,：一个力螺旋。,12,3.,如图所示，杆,AB,的两端分别沿框架的水平边及铅垂边滑动，该框架可绕铅垂边转动，则该系统有,_,个自由度。,A:4,B:3,C:2,D:1,13,3.,图示结构在平面内运动，杆,AB,和,BC,用圆柱铰链连接，则该系统有,_,个自由度。,A:2,B:3,C:4,D:5,14,O,A,B,思考题：,OA,杆绕,O,轴匀角速度转动，均质圆盘在水平地面上纯滚动，确定图示瞬时,(,OA,铅垂,),，地面作用在圆盘上的摩擦力,.,A:,摩擦力向左,B,：摩擦力向右,C:,摩擦力大小为零,15,4.,在惯性系中，若质点所受的合力始终指向某一固定点，则该点可能作,_,。,A,：,空间曲线运动,B,：平面曲线运动,C,：圆周运动,D,：直线运动,4.,若质点的加速度始终垂直于速度,(,均不为零,),，则该点可能作,_,。,4.,若质点所受的合力始终垂直于速度,(,均不为零,),，则该点可能作,_,。,B,C,D,A,B,C,A,B,C,16,5.,如图所示,正方形均质板用两根等长的绳索铅垂吊起,AB,杆,(,质量,不计,),的两端分别与墙壁和板铰接,.,则绳索,1,被剪断后的瞬时,AB杆,_.,A:,受压,B:,受拉,C:,内力为零,17,若增加质点系的动量，则该质点系的动能,_,。,A,：,一定增加,B,：一定不增加,C,：一定守恒,D,：多种可能,不能确定,18,若刚体绕其中心惯性主轴以匀角速度作定轴转动，则下列答案正确的有,_,。,A,：,该刚体的动量为零,B,：该刚体对转轴的动量矩为零；,C,：该刚体的惯性力系等价于零力系；,D,：该刚体是动平衡的。,19,2.,质量为,m,的均质圆盘在质量为,m,的均质板,AB,上纯滚动，板放在水平面上。若在板上作用一水平常力,F,(,如图所示,),，系统由静止开始运动。当系统具有动能时，则,_,。,A,：圆盘中心,C,点相对地面加速度的方向向右；,B,：圆盘的角加速度转向为顺时针；,C,：圆盘与板的接触点具有相同的加速度的；,D,：,A,、,B,、,C,均不正确。,20,2.,半径为,R,质量为,m,的均圆盘在质量为,m,的板上纯滚动，板上作用一水平常力,F,使板向右沿直线平移，在圆盘上作用有一力偶,M,方向如图所示,.,不计滚阻力偶,.,则板作用在圆盘上的摩擦力的方向,:_,。,A,：不能确定,(,已知条件不足,),；,B,：水平向右；,C,：水平向左,.,21,3.,如图所示，非均质细杆,AB,静止地放在光滑水平面上,(oxy,平面内，,AB,平行于,y,轴,),，杆的质心位于,C,点，且,ACBC,。若垂直于AB,杆作用于一水平冲量,I,(,平行于,x,轴,),，则该冲量作用于杆上的,_,时，当冲击结束后，杆对,O,点的动量矩矢量的模最大。,A:A,点；,B:B,点,C:C,点,D:,杆上任意一点。,22,4.,两个相同的均质杆,AC,、,BC(,各质量为,m,，长为,L),由铰链,C,连接在图示平面内运动。已知图示瞬时铰链,C,速度的大小为,u,，杆的角速度大小为,，方向如图,A-D,所示，则该瞬时图,_,所示情况，系统动能最大。,图,A,图,B,图,D,图,C,D,23,二、填空题,(,每空,5,分,共,50,分,),(,将正确答案的最简结果写在空格内,),平面桁架如图所示，该桁架是,_(,选择：静定桁架或静不定桁架,),。,杆件,3,的内力,_(,拉力为正,),。,24,2.,结构及其受力如图所示，已知均布载荷集度,q,=20N/m,，力偶矩的大小,M,=5N,m,，,a,=1m,。则,CD,杆上,C,端所受的约束力的大小为,F,=_ N,。,25,4.,四根杆件用铰链连接如图所示，在水平杆,AB,上作用有一力偶矩为,M,的力偶，则系统平衡时，铅垂杆,AC,的内力,F,=_(,拉力为正,),。,26,2.,三杆等长,L,求平衡时绳索的张力,F,=_.,27,结构在图示位置平衡，则 之间,的关系：,_,。,28,5.,质量为,m,的质点,M,在,OA,管内运动，,OA,管绕水平轴O,在铅垂面内运动，管子与质点,M,间的动滑动摩擦因数为,f,。已知在图示瞬时，,OA,管与水平面的夹角,=,45,，,OA,管的角速度为,，角加速度为零，质点,M,到,O,轴的距离为,L,，质点,M,相对管子的相对速度为 。则图示瞬时，质点,M,受到管子底部的滑动摩擦力的大小,F,=_,；,质点,M,相对于管子的相对加速度,=_,。,29,二、填空题,(,每空,5,分,),(,将最简结果写在空格上,),如图所示，杆,AD,和杆,BC,水平，各杆之间均用光滑圆柱铰链连接，,杆,AD,上作用有一力偶，力偶矩的大小为,2M,，各构件自重不计。求,铰,A,处的约束力 。,答：,=_(,方向标在图中),30,2.,如图所示,均质杆,BC,的,C,端靠在粗糙墙面上,B,端用等长的绳索,AB,拉住,.,绳,AB,与杆,BC,的夹角为,2,若系统在铅垂面内保持平衡,求,C,处摩擦因数的最小值,.,答,:=_,31,3.,系统如图所示。,O,1,A,杆重为,W,，半径为,R,的均质圆盘重为,W,，杆与水平线的夹角为,=60,，,OC,铅垂，不计铰链处的摩擦。无论水平弹簧的拉力有多大，系统都能在图示位置实现自锁。则杆与圆盘间的最小静滑动摩擦因数,f,min,=,_,。,32,2.,若平衡,求杆与水平之间摩擦因数的最小值,=_.,33,2.,求,=_;=_;=_.,34,2.,已知,求,=_;=_35,2.,不计构件自重，求杆,6,的内力,T,=_(,设拉力为正,).,36,如图所示，半径为,r,的圆环在水平面内，绕通过圆环中心的铅垂轴,C,转动，该瞬时其角速度为 ，角加速度为 。质量为,m,，长为,的均质杆,AB,，,A,端铰接于圆环边缘，,B,端靠在圆环上。求此时,杆,AB,的惯性力系向,B,点简化主矢的大小 和主矩的大小 。,37,如图所示，半径为,R,质量为,m,的均质圆盘，绕,O,轴作定轴转动，边缘,上固连一质量为,m,的质点,A,。已知图示瞬时，圆盘的角加速度为零，,角速度为,(,方向如图示，两条虚线互相垂直，,C,为圆盘中心,),。将系,统的惯性力系向圆盘中心,C,点简化，其主矢和主矩的大小分别为：,主矢的大小为,=_,，主矩的大小为,=_,。,38,O,如图所示,质量为,m,的刚体可绕水平轴,O,定轴转动,其质心,C,到轴,O,的距离为,d,相对质心的转动惯量为,该刚体的质量对称面,在图示平面内,.,初始时刚体静止于平衡位置,在距离转轴,处作,用一水平冲量,I,.,若取,OC,与铅垂线夹角,为广义坐标,试给出该刚,体的运动微分方程和初始条件,.,答,:,运动微分方程为,:,_,初始条件为,:_,39,一、填空题,(,每空,5,分,共,55,分,),(,将最简结果写在空格上,),如图所示，半径为,R,的均质圆盘，在铅垂面内可绕,O,轴转动，不计,摩擦。根据题目给出的坐标，建立圆盘的运动微分方程。,运动微分方程为,_,。,40,O,A,B,D,如图所示，三根相同的均质细杆，质量为,m,，长度为,L,，,OD=AB,，建立系统的运动微分方程。,运动微分方程为,_,。,41,边长为,L,的正方形板,ABCD,在图示平面内作平面运动,某瞬时顶,点,A,的加速度为,(,方向如图所示,),板的角速度为,角加速,度为,.,求此时顶点,D,的加速度 的大小,.,42,6.,质量为,m,半径为,r,的均质圆盘沿半径为,R=4r,的固定圆弧纯滚动,已知质心,C,的速度为,v(,方向如图所示,),求圆盘对圆心,O,的动量矩,(,用,v,和,r,表示,逆时针为正,).答,:=_,43,5.,如图所示，半径为,r,、质量为,m,的均质圆盘沿半径,R=3r,的,固定圆柱,面,外侧,纯滚动,，圆盘的角速度为,(,方向如图示,),，则圆盘对圆柱中心,轴,O,的动量矩的大小,=_,。,44,7.,以下两图所示系统均在铅垂面内,均质杆,AB,、,BC,和均质圆盘,C,用,光滑圆柱铰链连接,.,杆的质量均为,m.,圆盘质量为,2m,半径为,R,与地面接触点对地面始终无相对滑动,不计滚阻力偶,;,杆,AB,铅垂,长为,3R;,杆,BC,与水平线的夹角为,.,(1),如左图所示,杆,AB,上作用有一力偶,力偶矩大小为,2M,若系统在图示位置保持平衡,求作用在圆心,C,上水平力,F,的大小,.,答,:,F,=_,(2),如左图所示,若此时杆,AB,的角速度为,求整个系统的动量,p,的大小,.,答,:,p,=_,45,2u,8.,半径为,R,的半圆盘沿水平面匀速平移，速度大小为,2u,，方向如图,所示；杆,OA,在半圆盘的推动下绕,O,轴定轴转动。取圆心,B,为动点，,杆,OA,为动系，求,=30,时，动点,B,的相对速度 ，科氏加速度,，杆,OA,的角速度 和角加速度 。,答,:,=_(,方向标在图中,),=_(,方向标在图中,),=_(,方向标在图中,),=_(,方向标在图中,),46,A:,与圆盘质心的加速度方向相同；,B:,与圆盘质心的加速度方向相反；,C不能确定,(,条件不足,),。,5.,如图所示,均质圆盘,B,在与水平面倾角为 的,固定斜面,A,上纯滚动，,其上作用有一常力偶,M,，则斜面作用在圆盘,B,上的摩擦力的方向,_.,47,2.,如图所示，若斜块在地面上移动，半径为,R,的圆盘,B,在倾角为 的斜块,A,上纯滚动。已知在图示瞬时斜块,A,的速度大小为,u(,方向向右,),，加速,度大小为,a(,方向向右,),，圆盘,B,的角速度为,(,顺时针,),，角加速度为,(,顺时针,),，求该瞬时：,圆盘中心,C,速度的大小,=_,；,圆盘中心,C,加速度的大小,=_,；,圆盘上与斜面接触点,P,的加速度的大小,=_.,。,48,6.质量为,m,的小球,(,视为质点,),可沿半径为,R,的均质圆环运动，该圆环,绕铅垂轴作定轴转动，对转轴的转动惯量为 ，不计转轴的,质量，忽略所有摩擦。如图所示，若当,=0,时，圆环的角速度,为 ，小球相对圆环的速度为 。求,(1),小球运动到图示位置时，,圆环的角速度 ；,(2),若小球有足够大的初始速度，则小球运动到,什么位置时,(,=,？,),，圆环的角速度为零？,答：,(1),=_,；,(2),小球运动到,=_,时，,圆环的角速度为零。,49,7.,不计质量的刚性轴,CD,上固连两个质量均为,m,的质点,A,和,B,绕铅垂轴转动，两个轴承间的距离,CD,=5,r,，几何尺寸如图所示。图示瞬时，该刚体的角速度为,，角加速度为,。则轴承,D,的附加动反力的大小：,F,D,=_,。,50,7.,OD,、,DB,的质量分别为,m,和,4,m,，求：,(1),静止时，轴承,A,处约束力的大小：,。,(2,）匀速转动时，使得轴承,A,处约束力为零的角速度,。,51,计算题,(20,分,),如图所示,均质实心圆柱体,A,质量为,m,薄铁环,B,质量为,2m,半径均为,r,二者用不计质量的细杆,AB,连接,沿倾角为,的斜面纯滚动,.,初始时系统静止,求杆,AB,沿斜面下滑距离,S,时杆的速度大小,v,圆柱,A,的角加速度,以及斜面作用在,A,上的摩擦力 和法向约束力,.(,要求,:,指明研究对象,画出必要的的受力图、速度和加速度矢量图，给出必要的理论依据和解题步骤,.),52,三、计算题,(20,分,),注：,将解题的基本公式和依据及其简洁的解题过程写在试卷上，画出必要的的受力图、速度和加速度矢量图。,如图所示。若轮子在地面上纯滚，不计绳子质量，初始时轮心速度为零。求轮心在主动力,F,的作用下移动,S,距离后，,(1),力,F,所做的功,W,；,(2),轮子的角速度,的大小和方向；,(3),轮子的角加速度,的大小和方向；,(4),地面作用在轮子上的摩擦力,F,s,的大小和方向。,1.,质量为,m,半径为,r,=2,r,o,，质心位于中心轴,C,的轮子放在水平面 上，绕在半径为r,o,的鼓轮上的绳子受到常力,F,的作用，该力与水平面的夹角,=30,，轮子对中心轴,C,的转动惯量 ，,53,6.,长为,2,R,绕,A,轴转动的杆,AB,的右端固连套筒,B,，长为,6,R,的杆,CD,可沿套筒滑动，其,C,端放在水平地面上，如图所示。已知在图示瞬时，,AB,杆的角速度为零，角加速度为,。则在图示瞬时，,AD,AB,，,CD,杆上,C,点相对,AB,杆的相对加速度的大小,=_,，,C,点的绝对加速度的大小,=_,。,54,四、计算题,(15,分,),如图所示,质量为,m,半径为,r,的均质圆盘由质量为,m,的均质杆,OA(A,为圆盘,中心,),铰接在半径为,R,=4,r,的圆柱中心轴,O,上，圆盘,A,在固定的圆柱上,纯,滚动,。初始时，圆盘在最高点,(,=0),，受到微小扰动后，系统由静止开,始运动。求当,=90(,OA,水平,),时，圆盘的角速度 、角加速度,和圆柱作用在圆盘上的摩擦力 。,(,要求：指明研究对象，画出,必要的的受力图、速度和加,速度矢量图，给出必要的理,论依据和解题步骤。,),55,