理论力学例题
理论力学例题
1-1画出下列各图中物体A ，ABC 或构件AB ，AC 的受力图。
未画重力的各物体的自重不计，所有接触处均为光滑接触。
(b)(b1)2N 3N(c) (c1)B(e)(e1)Bq(f) (f1)(j) (j1)BF (k) (k1)1-2画出下列每个标注字符的物体的受力图。
题图中未画重力的各物体的自重不计，所有接触处均为光滑接触。
22N(a) (a1)2AxFAx(a2) (a3)3N(b) (b1)N3F ′ (b2) (b3)(h) (h1)2-3F F AxC(i) (i1) (i2)F (i3)(i4)如图2-5a 所示，刚架的点B 作用1水平力F ，刚架重量不计。
求支座A ，D 的约束力。
(a)(b)图2-5解 研究对象：刚架。
由三力平衡汇交定理，支座A 的约束力F A 必通过点C ，方向如图2-5b 所示。
取坐标系Cxy ，由平衡理论得052,0=×−=∑A x F F F（1）051,0=×−=∑A D y F F F（2）式(1)、(2)联立，解得F F F A 12.125==，FF D 5.0=2-6 在图示结构中，各构件的自重略去不计，在构件BC 上作用一力偶矩为M 的力偶，各尺寸如图。
求支座A 的约束力。
解一、研究对象：BC ，受力如图（b）二、列平衡方程，求F B 、F C为构成约束力偶，有解2-8已知梁AB 上作用1力偶，力偶矩为M ，梁长为l ，梁重不计。
求在图2-12a ，2-12b ，2-12c 三种情况下支座A 和B 的约束力。
BAF(a)BF(b)B(c)(c1)图2-12解（a ）梁AB ，受力如图2-12a1所示。
B A F F ,组成力偶，故 BA F F =0=∑A M ，0=−M l F B ， l M F B =，l M F A = （b ）梁AB ，受力如图2-12b1所示。
0=∑A M ， 0=−M l F B ， l M F F A B ==（c ）梁AB ，受力如图2-12c1所示。
理论力学考试题及答案详解
理论力学考试题及答案详解一、选择题（每题2分，共10分）1. 牛顿第一定律又称为惯性定律，它指出：A. 物体在受力时，会改变运动状态B. 物体在不受力时，会保持静止或匀速直线运动C. 物体在受力时，会做圆周运动D. 物体在受力时，会保持原运动状态答案：B2. 根据胡克定律，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，比例系数称为：A. 弹性系数B. 刚度系数C. 硬度系数D. 柔度系数答案：A3. 在理论力学中，一个系统动量守恒的条件是：A. 系统外力为零B. 系统外力和内力都为零C. 系统外力和内力之和为零D. 系统外力和内力之差为零答案：C4. 一个物体做自由落体运动，其加速度为：A. 0B. g（重力加速度）C. -gD. 取决于物体的质量答案：B5. 刚体的转动惯量与以下哪个因素无关？A. 质量B. 质量分布C. 旋转轴的位置D. 物体的形状答案：A二、填空题（每空2分，共10分）6. 一个物体受到三个共点力平衡，如果撤去其中两个力，而保持第三个力不变，物体的加速度将________。
答案：等于撤去的两个力的合力除以物体质量7. 根据动能定理，一个物体的动能等于工作力与物体位移的________。
答案：标量乘积8. 在光滑水平面上，两个冰球相互碰撞后，它们的总动能将________。
答案：守恒9. 一个物体在水平面上做匀速圆周运动，其向心力的方向始终________。
答案：指向圆心10. 刚体的角速度与角动量的关系是________。
答案：成正比三、简答题（共20分）11. 什么是达朗贝尔原理？请简述其在解决动力学问题中的应用。
答案：达朗贝尔原理是分析动力学问题的一种方法，它基于牛顿第二定律，用于处理作用在静止或匀速直线运动的物体上的力系。
在应用达朗贝尔原理时，可以将物体视为受力平衡的状态，即使物体实际上是在加速运动。
通过引入惯性力的概念，可以将动力学问题转化为静力学问题来求解。
12. 描述一下什么是科里奥利力，并解释它在地球上的表现。
理论力学
1、运动分析。----说明机构中主要构件的运动形式。 2、作速度分析，需要画出相关速度，求一点速度或图形角
速度。（若要分析加速度，一般需要求图形的角速度）
画速度 （1）沿点的运动轨迹切线，与相关的角速度方向协调。
（2）要符合速度投影定理。
3、作加速度分析，需要画出相关加速度，求一点加速度 或图形角加速度。 画加速度
例8-10
如图所示，在椭圆规的机构中，曲柄OD以匀角速度ω绕O 轴转动。
OD＝AD＝BD＝l。求：当 60 时，尺AB的角加速度和点A的加速度。
B ABC AB D
O O
O
A A
vD
O
aA
n a BA
a A B
aD
v A
aD
n a AD y’ a AD
n a AD l 2
n x’ a A cos aD cos 2 a AD
y’ n a A 0 aD sin aAD cos a AD sin
x’
若OD变速转动，有什么变化？
a A l
2
a 0 AD AD
a AD 0 AD
解：
（1）动点：OA上的A点
动系：摇杆O1B
（2）运动分析： 绝对运动： 圆周运动。 相对运动： 直线运动。 牵连运动： 摇杆转动。
（3）速度分析与计算
v a r
ve
O ω
va
B vr
A ω1
vr va cos
ve va sin
r 2 O1 1 2 2 O1 A l r ve
理论力学5平面任意力系
P
1m
q
C
2m
A
2m
B
43
P
1m
q
C
XA
2m
A
YA
2m
XB
B
YB
解: ( 1 ) 取整体为研究对象，画受力图.
44
P
1m
q
C
XA
2m
A
2m
XB
B
YA
MA( F ) = 0
YB
- 4 × 3 × 1.5 - 20 × 3 + 4 YB = 0
YB = 19.5 kN
45
P
1m
q
C
XA
2m
2m
A
FR 0, M O (F ) 0
（一）基本平衡方程
Fx = 0 Fy = 0 Mo ( F ) = 0
（一力矩式）
能解 3 个未知量
16
（二）平面任意力系平衡方程旳其他形式
（1） 二力矩式
MA ( Fi ) = 0 MB ( Fi ) = 0 Fx = 0
投影轴 x 不能与矩心 A 和 B 旳连线垂直.
a
G3 A
C
e G1 L G2
B
NA
b
NB
1、满载时，当重物距离右轨最远时，易右翻。 当起重机平衡 m B( F ) = 0 - G1 ·e - G2 ·L - NA ·b+ G3 ·（a+ b） = 0
NA = [ - G1 ·e - G2 ·L + G3 ·（ a+ b）] / b
33
a
G3 A
XA = 14.14 kN
Fy = 0
YA
理论力学试题及答案
理论力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 牛顿第一定律描述的是：A. 物体在受力时的运动状态B. 物体在不受力时的运动状态C. 物体在受力时的加速度D. 物体在受力时的位移答案：B2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力和物体质量的关系是：A. 加速度与作用力成正比，与质量成反比B. 加速度与作用力成反比，与质量成正比C. 加速度与作用力成正比，与质量成正比D. 加速度与作用力成反比，与质量成反比答案：A3. 以下哪个不是刚体的运动特性？A. 刚体的质心保持静止或匀速直线运动B. 刚体的各部分相对位置不变C. 刚体的各部分速度相同D. 刚体的各部分加速度相同答案：C4. 角动量守恒定律适用于：A. 只有重力作用的系统B. 只有内力作用的系统C. 外力矩为零的系统D. 外力为零的系统答案：C5. 以下哪个是能量守恒定律的表述？A. 一个封闭系统的总动能是恒定的B. 一个封闭系统的总势能是恒定的C. 一个封闭系统的总能量是恒定的D. 一个封闭系统的总动量是恒定的答案：C二、简答题（每题10分，共20分）6. 简述牛顿第三定律的内容及其在实际中的应用。
答案：牛顿第三定律，又称作用与反作用定律，表述为：对于两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
在实际应用中，例如在推门时，门对人的作用力和人对门的作用力大小相等，方向相反。
7. 描述什么是简谐振动，并给出一个生活中的例子。
答案：简谐振动是一种周期性振动，其回复力与位移成正比，且总是指向平衡位置。
生活中的例子包括弹簧振子，当弹簧被拉伸或压缩后释放，它会在原始平衡位置附近做周期性的往复运动。
三、计算题（每题15分，共30分）8. 一个质量为m的物体，从静止开始，沿着一个斜面下滑，斜面的倾角为θ。
如果斜面的摩擦系数为μ，求物体下滑的加速度。
答案：首先，物体受到重力mg的作用，分解为沿斜面方向的分力mg sinθ和垂直斜面方向的分力mg cosθ。
理论力学试题及答案
理论力学试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 一个物体在水平面上以速度v匀速直线运动，其动摩擦因数为μ，若物体所受的摩擦力为F，则F等于：A. μvB. μmgC. μND. μ(v^2)答案：B2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比。
这一定律的数学表达式为：A. F = maB. F = m/aC. a = F/mD. a = mF答案：A3. 一个物体从静止开始自由下落，其下落的高度h与时间t的关系为：A. h = gt^2B. h = 1/2gt^2C. h = 2gtD. h = gt答案：B4. 两个物体A和B用轻杆连接，A的质量为mA，B的质量为mB，系统在水平面上以共同速度v向右做匀速直线运动。
若杆的力为F，则F的方向是：A. 向左B. 向右C. 不确定D. 无法判断答案：B5. 一个物体在竖直平面内做圆周运动，当物体通过最高点时，其向心力的来源是：A. 重力B. 杆的支持力C. 绳子的张力D. 重力和杆的支持力的合力答案：D二、填空题（每空2分，共10分）1. 一个物体的质量为2kg，受到的合外力为10N，根据牛顿第二定律，其加速度为______ m/s²。
答案：52. 一个物体做匀加速直线运动，初速度为3m/s，加速度为2m/s²，经过4秒后的速度为______ m/s。
答案：153. 在光滑水平面上，一个物体受到一个大小为5N，方向向右的恒定力作用，物体的质量为1kg，其加速度为______ m/s²。
答案：54. 一个物体在竖直上抛运动中，当其上升的最大高度为20m时，其初速度为______ m/s。
答案：205. 根据动能定理，物体的动能变化等于合外力做的功，若一个物体的动能增加了30J，合外力做的功为______ J。
答案：30三、简答题（共20分）1. 解释什么是科里奥利力，并给出其表达式。
理论力学精选80题
图示机构由四根杆组成，已知：各杆重均为P，长均为L，弹簧原长为L。，弹性系数为K，B端在光滑水平面上。没弹簧受压时不会失隐，试用虚位移原理求系统的平衡位置θ。
计算题
图示结构由ＡＣ、ＣＥ、ＥＤ三个刚杆组成，已知：Ｐ＝３ＫＮ，Ｍ＝１ＫＮ·m，Ｌ＝１m，用虚位面刚架中，自重不计，已知：q1=10KN，m，q2=20KN/m，P=16KN。试求：支座A、B、E的反力。
计算题：
计算题
构架由AC、CD、DB三根杆用铰链C和D连接，其他支承和载荷如图所示。在杆DB的中点E作用集中力F=8kN，均布载荷集度q=4kN/m，力偶矩M=10kN•m，尺寸a=1m。如果不计杆件重，求固定端A的约束力。
理论力学精选80题
北京科技大学理论力学课程组编
计算题
平面结构如图，A、B为固定铰支座，已知：а=1m，α=30o,在铰链D处作用一铅直载荷Q＝１ＫＮ，在AC杆的中点作用一水平载荷Ｐ＝０.4KN，各构件自重不计，试求支座A、B的反力及杆CB，杆CD的内力。
计算题
构架如图，在水平杆ＡＤ的中点Ｅ和Ｄ点，各铰接一直杆ＥＧ及ＤＧ，此二杆在Ｇ点与ＧＨ杆铰接，ＧＨ杆为铅直方向，其在Ｈ点又与水平直杆ＢＨ及直角弯杆ＣＨ铰接，在Ｄ、Ｇ铰上各装一个定滑轮Ⅰ及Ⅱ，半径相同，一无重绳跨过此二滑轮，其一端固于ＢＨ杆的Ｋ点，另一端挂一重为Ｐ的重物，细绳ＬＫ与ＢＨ垂直，已知：Ｐ＝１００Ｎ，q＝２００Ｎ/m，Ｒ＝０.４m，a＝１m，b＝0.6m，滑轮及各杆重不计，求固定铰支座Ａ、Ｂ、Ｃ的反力。
计算题
在平面机构中，已知：ＡＢ＝ＣＤ＝ＥＨ＝r，ＡＣ＝ＢＤ＝ r， Ｋ、Ｅ分别是ＡＣ、ＢＤ的中点，图示瞬时，Ｄ点正好在ＫＨ的连线上，且ＤＨ＝ r，不计自重及摩擦。已知 ，用虚位移原理求平衡时力偶Ｍ的大小。
理论力学练习题
理论力学练习题一、选择题1. 质点系的动量守恒定律适用于以下哪种情况？A. 质点系内部作用力远大于外力B. 质点系内部作用力远小于外力C. 质点系内部作用力与外力相等D. 质点系内部作用力与外力都为零2. 以下哪项不是牛顿运动定律的内容？A. 物体的加速度与作用力成正比B. 物体的加速度与物体质量成反比C. 物体的加速度方向与作用力方向相反D. 物体的加速度方向与作用力方向相同3. 根据角动量守恒定律，以下说法正确的是：A. 角动量守恒定律只适用于刚体B. 角动量守恒定律只适用于质点C. 角动量守恒定律适用于所有物体D. 角动量守恒定律不适用于任何物体二、计算题1. 一个质量为m的物体在水平面上以速度v做匀速直线运动，求其动量大小。
2. 一个质量为m的物体在竖直方向上受到大小为F的力作用，物体的加速度为a。
如果物体从静止开始运动，求物体在t秒后的速度。
3. 一个质量为m的物体在光滑水平面上以角速度ω绕一个固定点做匀速圆周运动，求其向心力大小。
三、简答题1. 描述牛顿第三定律的内容，并举例说明。
2. 简述动量守恒定律的条件和应用。
3. 说明角动量守恒定律在天体物理中的应用。
四、分析题1. 一个质量为m的物体从高度h处自由落体，忽略空气阻力。
请分析其在落地时的动能，并与从同一高度以初速度v0水平抛出时的动能进行比较。
2. 一个质量为m的物体在光滑水平面上，受到一个恒定的力F作用，力的方向与水平面成θ角。
请分析物体的运动状态，并求出其加速度大小。
3. 考虑一个质量为m的物体在光滑水平面上，受到一个大小为F，方向始终与速度方向垂直的力作用。
请分析物体的运动状态，并求出其速度随时间的变化关系。
五、应用题1. 一个质量为2kg的物体在水平面上以5m/s的速度做匀速直线运动，若突然施加一个大小为10N的力，方向与运动方向相反，求物体在2秒后的速度。
2. 一个质量为3kg的物体从静止开始，受到一个大小为20N的恒定力作用，求物体在5秒后的速度和位移。
理论力学试题题目含参考答案
理论力学部分第一章 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。
（ ）2．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
（ ）3．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。
（ ）4．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。
（ ）5．三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。
（ ）6．约束反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1F 和2F ，沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为 。
① 1F －2F ；② 2F －1F ；③ 1F ＋2F ；2．三力平衡定理是 。
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。
3．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。
4．图示系统只受F 作用而平衡。
欲使A 支座约束力的作用线与AB 成30︒角，则斜面的倾角应为________。
① 0︒； ② 30︒；③ 45︒； ④ 60︒。
5．二力A F 、B F 作用在刚体上且0=+B A F F ，则此刚体________。
①一定平衡； ② 一定不平衡；③ 平衡与否不能判断。
三、填空题1．二力平衡和作用反作用定律中的两个力，都是等值、反向、共线的，所不同的是。
2．已知力F沿直线AB作用，其中一个分力的作用与AB成30°角，若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小，则此二分力间的夹角为度。
3．作用在刚体上的两个力等效的条件是。
4．在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有，可以确定约束力方向的约束有，方向不能确定的约束有（各写出两种约束）。
(完整版)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 xyF N F N F NM NmOE 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：13F 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：()()3222c 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。
理论力学练习册及答案同济
理论力学练习册及答案同济一、静力学基础1. 题目：一个均匀的木杆，长度为2m，重量为50kg，一端固定在墙上，另一端自由。
求木杆的重心位置。
答案：木杆的重心位于其几何中心，即木杆的中点。
由于木杆均匀，其重心距离固定端1m。
2. 题目：一个质量为10kg的物体，受到三个力的作用：F1=20N向右，F2=30N向上，F3=15N向左。
求物体的合力大小和方向。
答案：合力F = F1 + F2 + F3 = (20N, 0) + (0, 30N) + (-15N, 0) = (5N, 30N)。
合力大小F = √(5² + 30²) = √(25 + 900) = √925 ≈30.41N。
合力方向与水平线的夹角θ满足tanθ = 30N / 5N = 6，所以θ ≈ 80.53°。
二、动力学基础1. 题目：一个质量为2kg的物体，从静止开始沿直线运动，加速度为5m/s²。
求物体在第3秒末的速度和位移。
答案：速度v = at = 5m/s² × 3s = 15m/s。
位移s = 0.5at² = 0.5 × 5m/s² × (3s)² = 22.5m。
2. 题目：一个质量为5kg的物体，以20m/s的初速度沿直线运动，受到一个恒定的阻力，大小为10N。
求物体在第5秒末的速度。
答案：加速度a = F/m = -10N / 5kg = -2m/s²。
速度v = v0 + at = 20m/s - 2m/s² × 5s = 0m/s。
三、转动动力学1. 题目：一个半径为0.5m的均匀圆盘，质量为10kg，绕通过其中心的轴旋转。
若圆盘的角加速度为10rad/s²，求圆盘的转动惯量。
答案：转动惯量I = mr² = 10kg × (0.5m)² = 2.5kg·m²。
理论力学超典型例题
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例题
最后得杆 AB 的角加速度
3g sin
(c)
4l
利用关系 d d d 把上式化成积分 dt d d
d 3g
sin d
0
4l 0
求得杆 AB的角速度
3g 2l
(cos 0
cos
)
(d )
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例题
杆开始脱离墙壁时它与墙壁所成的角度 1:
MxC N A
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例题
杆的惯性力合成为一个作用在质心
的力 RQ 和一个力偶,两者都在运动平面 内， RQ 的两个分量大小分别是
RxQ = maCx , RyQ = maCy
aAt y
T aC
ε
y
C aCx
x
G
力偶矩 MCQ 的大小是
MCQ = JCz´ε
旋向与ε相反( 如图b)
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例题
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例题6-7
根据虚位移原理的平衡方程，有
δW F δ xC mg δ yD mg δ yE
F 2l(cos1 δ1 cos2 δ2 ) mgl sin 1 δ1 mgl(2sin 1 δ1 sin 2 δ2 )
0
即
mg
F mg
(2F cos1 3mg sin 1)l δ1 (2F cos2 mg sin 2 )l δ2 0
aA = aAn + aA = aCx + aCy + aAC + aACn
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例题
aA = aAn + aA = aCx + aCy + aAC + aACn
理论力学题库及答案详解
理论力学题库及答案详解一、选择题1. 在经典力学中，牛顿第一定律描述的是：A. 物体在没有外力作用下，将保持静止或匀速直线运动状态B. 物体在受到外力作用时，其加速度与所受合力成正比，与物体质量成反比C. 物体的动量守恒D. 物体的角动量守恒答案：A2. 以下哪一项不是牛顿运动定律的内容？A. 惯性定律B. 力的作用与反作用定律C. 动量守恒定律D. 力的独立作用定律答案：C二、填空题1. 根据牛顿第二定律，物体的加速度 \( a \) 与作用力 \( F \) 和物体质量 \( m \) 的关系是 \( a = \frac{F}{m} \)。
2. 一个物体在水平面上以初速度 \( v_0 \) 滑行，摩擦力 \( f \) 与其质量 \( m \) 和加速度 \( a \) 的关系是 \( f = m \cdot a \)。
三、简答题1. 简述牛顿第三定律的内容及其在实际问题中的应用。
答案：牛顿第三定律，也称为作用与反作用定律，指出作用力和反作用力总是成对出现，大小相等、方向相反，作用在两个不同的物体上。
在实际问题中，如火箭发射时，火箭向下喷射气体产生向上的推力，这是作用力；而气体向下的反作用力则推动火箭向上运动。
2. 解释什么是刚体的转动惯量，并给出计算公式。
答案：刚体的转动惯量是描述刚体绕某一轴旋转时惯性大小的物理量，其计算公式为 \( I = \sum m_i r_i^2 \)，其中 \( m_i \) 是刚体各质点的质量，\( r_i \) 是各质点到旋转轴的垂直距离。
四、计算题1. 一个质量为 \( m \) 的物体在水平面上以初速度 \( v_0 \) 滑行，受到一个大小为 \( \mu mg \) 的摩擦力作用，求物体滑行的距离\( s \)。
答案：首先应用牛顿第二定律 \( F = ma \)，得到 \( \mu mg = ma \)。
解得加速度 \( a = \mu g \)。
【精】理论力学经典例题
m2vB
(m1
vr 2ve 20 cm/s
vr C
O
M
w
ve va A
B
小环M的加速度分析如图所示 ：
aa ae ar aC
O
aC 2wvr 2 0.5 20 w
B
20 cm/s2
aen M ar C
ac
a aA
y
aen w 2 OM
a 向y方向投影,有: a
0.52
cos
20
aen
5 cm/s2
2w
4ew
3
1
8ew 2
3
B h
aC aa
art
A
aen q
arn
C
O
w
aa cosq aen cosq arn aC
aa
2 (2ew2
3
3 16ew2 8ew2 ) 2 ew2
2 33
3
9
例13 图示曲杆OBC绕O轴转动，使套在其上的小环M沿固定直 杆OA滑动。已知OB＝10 cm，OB与BC垂直，曲杆的角速度为 0.5rad/s，求当φ=60°时小环M的速度和加速度。
va ve vr
va
vr
A
ve
ve w OA
q
va ve tanq w OA
32 3
3ew
3
C O w
vr
ve
cosq
2ew
3
4
3ew
3
2
加速度分析如图
aa ae ar aC
aen OA w 2 2ew 2
arn
vr 2 R
16ew 2
33
aC
2wvr
《理论力学》章节典型例题(含详解)—精品文档
《理论力学》章节典型例题（含详解）A 卷1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。
其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。
试求固定端A 的约束力。
解：取T 型刚架为受力对象，画受力图.1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布：1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m 。
求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。
解：1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。
求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力.解：1-5、平面桁架受力如图所示。
ABC 为等边三角形，且AD=DB 。
求杆CD 的内力。
1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。
在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。
试计算杆1、2和3的内力。
解：2-1 图示空间力系由6根桁架构成。
在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45º角。
ΔEAK=ΔFBM。
等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。
若F=10kN，求各杆的内力。
2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。
在节点D沿对角线LD方向F。
在节点C沿CH边铅直向下作用力F。
如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，作用力D求各杆的内力。
2-3 重为1P ＝980 N ，半径为r =100mm 的滚子A 与重为2P ＝490 N 的板B 由通过定滑轮C 的柔绳相连。
《理论力学》考试试题解答解析
z
C
E
D
F
O
30°
By
A
x
2012～2013 学年第一学期《理论力学》考试试题及解答
2、圆盘以匀角速度ω 绕定轴 O 转动，如图所示，盘上动点 M 在半 径为 R 的圆槽内以速度 v 相对圆盘作等速圆周运动，以圆盘为动系， 求点 M 的科氏加速度。
M v
ω R
O
2012～2013 学年第一学期《理论力学》考试试题及解答
l2 R2
R l2 R2
轮
aB R
r 2
l2 R2
2011～2012 学年第二学期《理论力学》考试试题及解答
五、如图所示两均质圆轮质量均为 m ，半径为 R ，A 轮绕固定轴 O
转动，B 轮在倾角为θ 的斜面上作纯滚动，B 轮中心的绳绕到 A 轮
上。若 A 轮上作用一力偶矩为 M 的力偶，忽略绳子的质量和轴承
《理论力学》考试试题 及解答
2012～2013 学年第一学期《理论力学》考试试题及解答
一、简单计算题（每题5分，共15分） 1、正三棱柱的底面为等腰三角形，OA=OB=a，在平面ABED内
有一沿对角线AE作用的力F，F与AB边的夹角θ=30º，大小为F。 求该力在x、y、z 轴上的投影及对y、z 轴的矩。
五、图示纯滚动的均质圆轮与物块 A 的质量均为 m ，圆轮半径为 r ， 斜面倾角为θ，物块 A 与斜面间的摩擦系数为 f 。 杆 OA 与斜面平 行，不计杆的质量。试求：⑴ 物块 A 的加速度；⑵ 圆轮所受的摩 擦力；⑶ 杆 OA 所受的力。（20分）
A
O
θ
2012～2013 学年第一学期《理论力学》考试试题及解答
A
D
u O
理论力学精选80题
木支架结构的尺寸如图所示，各杆在A、D、E、F处均以螺栓连接，C、D处用铰链与地面连接，在水平杆AB的B端挂一重物，其重W= 5kN。若不计各杆的重，试求C、G、A、E各点的约束力。
计算题
图示结构各杆自重不计，ＤＥ杆靠在ＡＣ杆的Ｃ端，接触面光滑，已知：Ｐ，Ｍ＝Ｐa，q=Ｐ/a，试求固定端Ａ及铰支座Ｅ的约束反力。
计算题
如图所示滑块连杆铰结系统中，滑块A、B重量均为100N，摩擦因数f=0.5,试求平衡时作用在铰C的铅垂向下力F的大小。
计算题
在图示刚架，已知：P=10kN，M=56kN·m，θ＝60°，L=2m，B、C处为铰接，各构件的自重不计。试求：（1）固定端支座A的反力；（2）铰链C的约束力。
计算题
构架由直角杆AC、CD和直杆DB用铰链C和D连接，其他支承和载荷如图所示。销钉穿过AC和CD两杆，在销钉C上作用铅垂力F=4kN，三角形分布载荷集度q=2kN/m，力偶矩M=6kN•m，图中长度单位为m。如果不计杆件重量，求固定端A的约束力以及销钉C对杆AC和杆CD的作用力。
计算题
如右下图所示平面结构。杆AC与杆DF 互相平行，A、B、C、D、E处均为光滑铰链。已知: 力 的大小，其方向与AC垂直； F处作用一矩为 的力偶。各杆自重不计。试求：
（1）铰A处的反力；
（2）杆BD和杆CE的内力。
计算题
计算题
计算题：
图示构架受载荷MP q作用。已指：长度a，略去各杆重及各处摩擦。试求固定支座A和活动铰支座B的反力。（力的单位为KN，长度单位为 m。）
计算题
在平面刚架中，自重不计，已知：q1=10KN，m，q2=20KN/m，P=16KN。试求：支座A、B、E的反力。
计算题：
计算题
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K
C E 1 2mR 2 FEH 2 R 3maR 3mgR 0 2 FEH m( 4a g ) 0 M 0 （2）： A H D 1 2mR 2 2 FEHR m( g 2a ) R 0 2 2 FCy B 1 R a F 2mR 2 C Cx 2 1 1 得： a g aA 2a g 2mg FEH 6 12 2a A FEH 2ma F 4 FEH mg mg 1 2mR 3 2 D P 2ma 2mg ma a B mg
FKx FCx 0
FKy FCy 0
M K 3R FCy 0
FKx 0
FKy 4.5mg
MK 13.5mgR
解（1）： ma mg FD （2）：3 2mR 2 FDR 2mgR FEH 2 R 21 （3）： 2mR 2 2 FEHR FAR 2 （4）： 2ma FA mg 2 FCy C FCx FA 2mg FEH FA 2a
2 n B B 1
A
2
a a ( a a ) tan θ 1 16tanθ 3.71m/s a a 3.71m/s
B
C B
解: 取小环M为动点，动系固定在杆OC。
va ve vr
e
ve
O
A a
45°
v
v 2R 2 v v v R 2
a r e
M
vr
C
a a a a a a a a
n t a e r c e r r
B
c
aa
a
c
a a a a cos 45
n n a c r e
n a
2
a
30°
t a
ar
a 2 3v a cos 30 9l
例2：半径为R的半圆形凸轮沿水平面向右运动，使杆 OA绕定轴转动。OA=R，在图示瞬时杆OA与铅垂线夹 角=30°，杆端A与凸轮相接触，点O与O1在同一铅直 线上，凸轮的速度为v，加速度为a。求该瞬时杆OA的 角速度和角加速度。
C
2 2
（3）：
MK
FKy K FKx
2
C
Fx 0
FKx 0
FKy 3mg 2ma FEH 0
2a
A
1 2mR 2 2 2 E
Fy 0
MK 0
2mg F EH mg
2ma
1 M K 2mR 2 2 3R 2mg FEH 4 R m( g 2a ) 2 R 0 2
n 2 A
n
t BA
0
B
n A n B
a
t A
a AB 0
2 BA AB
a
n A
x
a
t B
a 0.2 5 1m / s
t
2
a
t
x : a sin θ a cos θ a cosθ a sin θ
n t t n B B A A t n n 2 A A B
t 2
v a 4m / s OB
n
0
BA 2 AB
B
60
a
A
n BA
x
a cos 60 a cos 60 a
B
n
a r
A
B
1 a r 3
2 a AB r 3
n 2 BA AB 2 0
A
BA
2 0
[例2] ：图示机构中，BC=0.05m，AB=0.1m， AB杆A端以匀速vA=0.1m/s沿水平面向右运动， 图示瞬时CB杆处于竖直状态。求该瞬时B点的 加速度和AB杆的角加速度
Ｏ1
r
a a
e
n a
v v a R 3R
2 2 n a a
v v a R 3R
2 n r r
a
n
n a
x
a 30°
t a
a cos 60 a cos 30 a cos 60 a
t a e
a
t r
30°
30°
r
a 3 v a 2 2 3R cos 30
v
A
O
30°
解: 取OA杆上A为动点，动系固定斜面。
va ve vr
v v
e
vr
e
v 2 3 v v cos30 3
r
v a 30°
A
v
30°
ve
O
3 v v sin 30 v 3
a r
a a a
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r
2 2 a
a
n a
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e
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v v a l 3l
a
e a e
D
r v v cos60 v 2 BC 2
CD
3 v r 2
r
A e
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B
a a a a
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a
2
a cos 30 a a
t a e
3 a 2 v r 2
c CD r
c
2
va60° ar
vr
C
CD
aa
2
60°
A
K
C
E
A
H
D
R a
(1) R (2) 4mRa 3mgR 2FEHR (4) R (3)
B
FEH
H
F
D
4mRa FEHR mgR
1 aA 2a g 6
FD a
B
1 4 a g 得： FEH mg 12 3
2mg
FD mg
mg
FCx 0
FCy 4.5mg
E C
D B A
§13-６
普遍定理的综合应用举例
2
C E
解（1）取整体为研究对象。
W 2mgh mg sin 2h
12
2V
D
2
T 0
1
2 2 2 2
B
1 1 3 v T mv mR ( ) A V 2 2 2 R 1 3 2v 1 1 2v 1 3 21 mR ( ) mR ( ) ( 3 1)mv mv 2 2 R 2 2 R 2 4 4
R 2 2 R 2R 0 R 2
2 2 2
a
n e
45°
a
n r
t r
a
[例1] ：已知OA= r , OA杆以匀角速度0转动, AB=6 r , 求该瞬时滑块B的速度和加速度
B 60° 0 O
A 60°
解: OA定轴转动 ; AB平面运动,滑块B平移 AB平面运动,P为速度瞬心
dT P，得： 12mva mgv 由功率方程 dt
得：
B
V
1 a g 12
1 aA 2 a g 6
§13-６
普遍定理的综合应用举例
C VA aA
A
（2）取研究对象如图： dLC MC ( F ) dt
C FCy
C
FCx FEH
d 1 ( 2mR 2C mvAR ) ( FEH mg ) R dt 2 4 得： F mg 3
得： FKx
0
FKy 4.5mg
16 7 M K ( 2a 6 g g g )mR 13.5mgR 3 3
【题2】三个均质圆轮B、C、D具有相同的质量m和相同的半
径分别为 R, 绳重不计，系统从静止释放。设轮D做纯滚动，绳
与轮B、C之间无相对滑动。绳的倾斜段与斜面平行。求：（1） 在重力作用下，质量为m的物体A下落h时轮D中心的速度和加 速度；（2）绳DE段的拉力。
0
A
O
B
C
O1
0
A
O
v
解: AB、BC杆瞬时平移
A
B
v
O1
v
C
C
v v v 0.2 10 2m/s
B A C
B
取点A为基点，则
n t n t B B A A
0
AB
a a a a a a
t BA
n BA
A
a
t A
a a
a 0.2 20m / s
2 2 B B BA
t t n B BA B
2
2
a 0.2 4 3 rad / s 3 AB 3 0.1 2
t BA AB
0.2 0.4 3 a a 3 3 2
t B BA
[例3] ：图示机构中，OA=20cm，O1B=100cm， AB=BC=120cm，0=10rad/s，=5rad/s2，求当 OA与O1B竖直，B点和C点的速度和加速度。
2 D
（2）取轮D如图：
FDE aD
FN D
3 a mR ( F mg sin ) R 2 R
2 D T
mg
3 mg F ma mg sin ( 4 3 sin ) 2 7
T D
F
例1：长为l的OA杆，A端恒与倾角为30°的斜面接触， 并沿斜面滑动，斜面以速度v作匀速直线运动，方向如 图。图示位置OA杆水平，求此时杆端A相对斜面的速度 和加速度。
O A
R Ｏ1
v a
解: 取OA杆上A为动点，动系凸轮。
v v 3 v v v 3 3 2cos30 2 2 v 3v R 3R