理论力学第七版答案
理论力学(I)第七版答案
FN = (m+ m + m2 )g +α(−m r + m2r2 ) 1 11 （3） 研究 m ） 1
F 2 − m2 g = m2a2 = m2r2α T F 2 = m2 (g + r2α) T
3．动量矩守恒定律 ． 常矢量； 若 ∑MO(F(e) ) ≡ 0，则 LO =常矢量； 常量。 若 ∑Mz (F (e) ) ≡ 0，则 Lz =常量。
J。
6. 查表法 物体 的形 状 细直 杆
均质物体的转动惯量 简 图 转动惯量 惯性半 径
m 2 JzC = l 12 m Jz = l 2 3
体积
ρz =
C
l 2 3
l ρz = 3
薄壁 圆筒
Jz = mR2
ρz = R
2R π lh
圆柱
1 JZ = mR2 2 Jx = Jy =
ρz =
R 2
2
（2） 均质细直杆对一端的 ） ml2 转动惯量
3
（3） 均质细直杆对中心轴 ） ml2 的转动惯量
12
4．组合法 ． 例10：已知杆长为 质量为1 ，圆盘半径为 ： l m d 质量为 m 。 2 求： JO。
解： JO = JO杆 + JO盘
1 2 JO杆 = ml 3
1 d 2 d 2 JO盘 = m ( ) + m (l + ) 2 2 2 2 2 3 2 2 = m2 ( d + l + ld) 8 1 2 3 2 2 JO = ml + m2 ( d +l +ld) 1 3 8
J z = J zC + md2
例11-9：均质细直杆，已知 ：均质细直杆， 求：对过质心且垂直于杆的 解：对一端的 z 轴，有
哈尔滨工业大学 第7版 理论力学 第4章 课后习题答案
解 （1）方法 1，如图 4-6b 所示，由已知得
Fxy = F cos 60° ， Fz = F cos 30°
F = F cos 60°cos 30°i − F cos 60°sin 30° j − F sin 60°k = 3 i − 1 Fj − 3 Fk 44 2
41
理论力学（第七版）课后题答案 哈工大.高等教育出版社
A
F
β
MA
C
MB
F
10 N
β M θ − 90° C
MB
(a)
(b)
(c)
图 4-11
解 画出 3 个力偶的力偶矩矢如图 4-11b 所示，由力偶矩矢三角形图 4-11c 可见
MC =
M
2 A
+
M
2 B
=
3 0002 + 4 0002 = 5 000 N ⋅ mm
由图 4-11a、图 4-11b 可得
3 = 250 N 13
FRz = 100 − 200 ×
1 = 10.6 N 5
M x = −300 ×
3 × 0.1 − 200 × 1 × 0.3 = −51.8 N ⋅ m
13
5
M y = −100 × 0.20 + 200 ×
2 × 0.1 = −36.6 N ⋅ m 13
M z = 300 ×
z
F45° F3 F3′ B
F2A
E
F1
C
F5
F6
F F4 45°
D
y
K x
M
(a)
(b)
图 4-9
解 (1) 节点 A 为研究对象，受力及坐标如图 4-9b 所示
理论力学(哈工第七版) 课后练习答案 第三部分
A
ϕ
O
r ϕ
M
W=
2π
∫ 4ϕ dϕ + (m
0
− mB ) g ⋅ 2π r
A B
A mAg
= 8π 2 + (mA − mB ) g ⋅ 2π r = 8π 2 + 1× 9.8 × 2π × 0.5 = 110 (J)
B
mBg
(a)
(b)
7
12-4 图示坦克的履带质量为 m，两个车轮的质量均为 m1。车轮被看成均质圆盘，半径为 R， 两车轮间的距离为 πR。设坦克前进速度为 v，计算此质点系的动能。 解：系统的动能为履带动能和车轮动能之和。将履带分为四部 分，如图b 所示。履带动能：
O
P2 P aB − 1 a A = FN − P 1−P 2 g g
其中， a A = a ， aB = 解得
A
a 2 1 (2 P 1−P 2 )a 2g
B
(a)
FN = P 1+P 2 −
v FN
O
v P 1
A
v aA
v aB B
v P2
(b)
11-1 质量为 m 的点在平面 Oxy 内运动，其运动方程为
得
G1
320
B C
SB
S A = 170 mm S B = 90 mm
(b)
2
10-12 图示滑轮中，两重物 A 和 B 的重量分别为 P1 和 P2。如物体 A 以加速度 a 下降， 不计滑轮质量，求支座 O 的约束力。 解：对整体进行分析，两重物的加速度和支座 O 的约束力如图b 所示。由 动量定理知：
整体受力和运动分析如图b因为0xf所以x方向系统守恒有21cos0brbmvmvv??解得121cosbrmmvvm1所以该系统动能为设此时三棱柱a沿三棱柱b下滑的距离为s则其重力作的功为1sinwmgs??系统动能22b211221sin12cosmmtmmvm由系统动能定理tw即1sinwmgs??上式对时间求导并注意到rdsdtv整理后得22112121sinsincosbbrmmmmvamgvm?????得2b2a212b2b2r2122b21122
哈尔滨工业大学 第七版 理论力学.13
1 2 T履 = ∑ mi vi = TI + TII + TIII + TIV 2
D II A
(a) 图 13-3
IV
2v
C
ω
v
III
Iv=0
(b)
B
由于 v1 = 0, vIV = 2v ，且由于每部分履带长度均为π R ，因此
mI = mII = mIII = mIV = TI =
m 4
1 2 mI vI = 0 2 1 1 m m 2 TIV = mIV v IV = × (2v) 2 = v 2 2 2 4 2 m m 2 II、III 段可合并看作 1 滚环，其质量为 ，转动惯量为 J = R ，质心速度为 v，角速度 2 2 v 为 ω = ，则 R 1 m 1 mv 2 1 m 2 v 2 m 2 TII + TIII = ⋅ v 2 + Jω 2 = + ⋅ R ⋅ 2 = v 2 2 2 4 2 2 2 R m m T履 = 0 + v 2 + v 2 = mv 2 2 2
理论力学（第七版）课后题答案 哈工大.高等教育出版社
第 13 章 动能定理
13-1 如图 13-1a 所示，圆盘的半径 r = 0.5 m，可绕水平轴 O 转动。在绕过圆盘的绳上 吊有两物块 A、B，质量分别为 mA = 3 kg，mB = 2 kg。绳与盘之间无相对滑动。在圆盘上作 用 1 力偶， 力偶矩按 M = 4ϕ 的规律变化 （M 以 N ⋅ m 计， ϕ 以 rad 计） 。 求由 ϕ = 0到ϕ = 2π 时，力偶 M 与物块 A，B 重力所作的功之总和。
第 2 阶段 ：系统通过搁板继续运动 x2 距离后静止。由动能定理
理论力学第七版课后习题答案
理论力学第七版课后习题答案第一章: 引言习题1-11.问题描述：给定物体的质量m=2kg，加速度a=3m/s^2，求引力F。
2.解答：根据牛顿第二定律F=ma，其中m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
代入已知值，可求得F=6N。
习题1-21.问题描述：给定物体的质量m=5kg，引力F=20N，求加速度a。
2.解答：根据牛顿第二定律F=ma，将已知值代入，可求得a=4m/s^2。
第二章: 运动的描述习题2-11.问题描述：一个物体以恒定速度v=10m/s匀速直线运动，经过t=5s，求物体的位移。
2.解答：位移等于速度乘以时间，即s=vt。
代入已知值，可得s=50m。
习题2-21.问题描述：一个物体以初始速度v0=5m/s匀加速直线运动，加速度a=2m/s^2，经过t=3s，求物体的位移。
2.解答：由于物体是匀加速直线运动，位移可以通过公式s=v0t+0.5at^2计算。
代入已知值，可得s=(53)+(0.52*3^2)=45m。
第三章: 动力学基础习题3-11.问题描述：一个物体质量为m=4kg，受到的力F=10N，求物体的加速度。
2.解答：根据牛顿第二定律F=ma，将已知值代入，可求得a=2.5m/s^2。
习题3-21.问题描述：一个物体质量为m=3kg，受到的力F=6N，求物体的加速度。
2.解答：根据牛顿第二定律F=ma，将已知值代入，可求得a=2m/s^2。
第四章: 动力学基本定理习题4-11.问题描述：一个物体质量为m=8kg，受到的力F=16N，求物体的加速度。
2.解答：根据牛顿第二定律F=ma，将已知值代入，可求得a=2m/s^2。
习题4-21.问题描述：一个物体质量为m=6kg，受到的力F=12N，求物体的加速度。
2.解答：根据牛顿第二定律F=ma，将已知值代入，可求得a=2m/s^2。
以上是理论力学第七版课后习题的答案。
希望能对你的学习有所帮助！。
哈尔滨工业大学 第七版 理论力学 第7章 课后习题答案
tan θ =
r sin ϕ h − r cos ϕ
sin ω 0 t h − cos ω 0 t r ]
图 7-5
注意到 ϕ = ω 0 t ，得
θ = tan −1 [
（2）
自 B 作直线 BD 垂直相交 CO 于 D，则
tan θ =
r sin ω 0 t BD = DO h − r cos ω 0 t
80
理论力学（第七版）课后题答案 哈工大.高等教育出版社
7-6 如图 7-6 所示，摩擦传动机构的主动轴 I 的转速为 n = 600 r/min 。轴 I 的轮盘与轴Ⅱ的轮 盘接触，接触点按箭头 A 所示的方向移动。距离 d 的变化规律为 d = 100 − 5t ，其中 d 以 mm 计， t 以 s 计。已知 r = 50 mm ， R = 150 mm 。求： （1）以距离 d 表示轴 II 的角加速度； （2）当 d = r 时，轮 B 边缘上 1 点的全加速度。 解 （1）两轮接触点的速度以及切向加速度相同
∠CBO =
π ， x B = 2 R cos ϕ 2 & B = 2 R + vt （↓） x B (0) = 2 R ， x
(2 R) 2 − x B
2
vt vt 1 2 − 2 2 − ( )2 R R 2R 2 v v ， vC = 2 Rω = − ω =− 2 R sin ϕ sin ϕ sin ϕ = =
两边对时间 t 求导：
vt l
& sec 2 ϕ = ， ϕ & = cos 2 ϕ ， ϕ && = − ϕ
当ϕ =
v l
v l
2v & cos ϕ sin ϕ ⋅ ϕ l
理论力学(百度文库)-第七版答案-哈工大
哈工大理论力学（I）第7版部分习题答案1-2两个老师都有布置的题目2-3 2-6 2-14 2- 20 2-30 6-2 6-4 7-9 7-10 7-17 7-21 8-5 8-8 8-16 8-24 10-4 10-6 11-5 11-15 10-3以下题为老师布置必做题目1-1（i,j）, 1-2(e,k)2-3, 2-6, 2-14，2-20, 2-30 6-2, 6-47-9, 7-10, 7-17, 7-21, 7-268-5, 8-8(瞬心后留), 8-16, 8-24 10-3, 10-4 10-611-5, 11-1512-10, 12-15, 综4，15，16，18 13-11，13-15，13-166-2 图6-2示为把工件送入干燥炉内的机构，叉杆OA=1.5 m在铅垂面内转动，杆AB=0.8 m，A端为铰链，B端有放置工件的框架。
在机构运动时，工件的速度恒为0.05 m/s，杆AB始终铅垂。
设运动开始时，角0=?。
求运动过程中角?与时间的关系，以及点B的轨迹方程。
10-3 如图所示水平面上放1 均质三棱柱A，在其斜面上又放1 均质三棱柱B。
两三棱柱的横截面均为直角三角形。
三棱柱A 的质量为mA三棱柱B 质量mB的 3 倍，其尺寸如图所示。
设各处摩擦不计，初始时系统静止。
求当三棱柱B 沿三棱柱A 滑下接触到水平面时，三棱柱A 移动的距离。
11-4解取A、B 两三棱柱组成1 质点系为研究对象，把坐标轴Ox 固连于水平面上，O 在棱柱A 左下角的初始位置。
由于在水平方向无外力作用，且开始时系统处于静止，故系统质心位置在水平方向守恒。
设A、B 两棱柱质心初始位置（如图b 所示）在x 方向坐标分别为当棱柱B 接触水平面时，如图c所示。
两棱柱质心坐标分别为系统初始时质心坐标棱柱B 接触水平面时系统质心坐标因并注意到得10-4 如图所示，均质杆AB，长l，直立在光滑的水平面上。
求它从铅直位无初速地倒下时，端点A相对图b所示坐标系的轨迹。
哈尔滨工业大学理论力学课后习题答案
----------------------------------------理论力学（第七版）课后题答案哈工大 . 高等教育出版社--------------------------------第 1章静力学公理和物体的受力分析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。
FN1 APFN 2(a)(a1)FTAPFN(b)(b1)A FN1P BFN 3FN 2(c)(c1)FTBFAyP1AP2F Ax(d) (d1)FA FBFA B (e) (e1)1理论力学（第七版）课后题答案哈工大 . 高等教育出版社qFFAy F BA FAxB(f) (f1)FBC F CF A A(g)(g1)FAy FCCA FAx BP1 P2(h)(h1)BFCF CDFAxAF Ay(i) (i 1)(j)(j1)BF B FCPF AyF AxA(k)(k1) 2理论力学（第七版）课后题答案哈工大 . 高等教育出版社FCA FABCF ACAF ABFACBA PFBA(l) (l1)(l2) (l3) 图1-11-2 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。
B F N1C FN 2F N P2(a)(a1)F N1BFN1C F N 2FNP2PP1FAyF Ay1FAxFAxA A(a2)(a3)FN1APBFN31P2FN 2 (b)(b1)F NA B FN3P2PF N F N 21(b2) (b3)3理论力学（第七版）课后题答案哈工大 . 高等教育出版社(c)FTDFN2 BP1F N1(c2)(d)F AyA FAxCD FN2B P2P1FN1(c1)F AyA FAxF TP 2(c3)F AyFBqAF Ax C DBFC(d1)FAy FDyqqF BDB F FDxDy (d3)(e)FC(d2)F AyqFAxA BFCyPC FCx(e1)(f)F AyFAxAF1FAyA FBqBxB FBx FCxC PFByFBy FCy(e2) (e3)CF2 FByFAx FBxB(f1)4理论力学（第七版）课后题答案哈工大 . 高等教育出版社F1FAyAFAyF AxAFCxCFCyF Ax(f2)(g)FTD CFCx(g2)CFCyFAyA FAxF BBDF 1FCxF2F ByFBxB(f3)F BCBP(g1)F CyF TC FCxP(g3)F Cy FB(h)FAyAF BBFAx(h1)AF AxFAyCF2FCx B(h2)(i)FCyFCx CF CyA F EFOyF FOxC DFCx EO B(i1) (i2)5理论力学（第七版）课后题答案 哈工大 . 高等教育出版社A AF AxFF AyF E E C DFOyFBy FB yO FOxFBx F BxB B(i3) (i4)FAyD EFCxA F Ax CC FBy F TH FBy FCy BPBFBxFB x(j )(j1) (j2)FAy F DyFDF T2F T 2 E FAx CF C x EyF Dx F Ex A D FDx E FF T1F Ey F T3ExF Dy F (j3)(j4)(j5)CyEF F B D CEF CxB F CyF(k1)DE(k)FF BFCBFCxE CFCy90FD D DEFAy AyFA FAx A FAx(k2) (k3)6理论力学（第七版）课后题答案哈工大 . 高等教育出版社AF A(l)(l1) F2F D DEFE(l3)或F 1 F B FDy F Dy F 2F DxB D F Dx DC EF ExFC F Ey(l2) ’(l3) ’F AD(m)F ADDE HF B F1FF DBBB DCF C(l2)F1 F2DBA C EFA FC FE(l4)F1F2DBAC E FExF A F C F Ey(l4) ’AFCyFCxCF1B(m1)FADF2AF E FH D FAD(m2) (m3)7理论力学（第七版）课后题答案哈工大 . 高等教育出版社A FN AF kFOyO (n)FN1B D qF BF N 2FN3(n2)BF AA(o)BFN B FOx B(n1)FD FFCFEF GG C E(o1)FB DF BD FA FA F BF CFD C(o2) (o3)图 1-2F ED F F F(o4)E8理论力学（第七版）课后题答案 哈工大 . 高等教育出版社 第2章 平面汇交力系与平面力偶系2-1 铆接薄板在孔心 A ， B 和 C 处受 3 个力作用，如图 2-1a 所示。
理论力学(第七版)2
va =
得
va = 2 aω cos 30° aω 1 = 2 aω
ω=
ω1
2
= 1.5 rad/s （逆）
（b）套筒 A 为动点，动系固结于杆 O1 A ；绝对运动为绕 O2 圆周运动，相对运动为沿
va = O2 A ⋅ ω1 = 2aω cos 30° ， ve = O1 Aω1 = aω 1 ve aω 1 由图 b1： v a = = cos30° cos30° aω 1 得 2aω cos 30° = cos 30° 2 ω = ω 1 = 2 rad/s （逆） 3 8-8 图 8-8a 所示曲柄滑道机构中，曲柄长 OA = r ，并以等角速度 ω 绕轴 O 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 ϕ = 0° ， 30° ， 60° 时，杆 BC 的速度。
y
如图 8-9a 所示，摇杆机构的滑杆 AB 以等速 v 向上运动，初瞬时摇杆 OC 水平。
摇杆长 OC = a ，距离 OD = l 。求当 ϕ =
va ve
C
vr
O
(a) 图 8-9
ϕ
l
(b)
A D
v
x
解 套筒 A 为动点，动系固结于杆 OC；绝对运动为上下直线，相对运动沿 OC 直线， 牵连运动为绕 O 定轴转动。速度分析如图 8-9b 所示，设杆 OC 角速度为 ω ，其转向逆时 针。由题意及几何关系可得 va = v （1）
ve1 − v r1 cos 30° = ve2 b b ω − ω ve1 − ve2 cos30° 1 cos30° 2 4b = = (ω 1 − ω 2 ) v r1 = cos30° cos30° 3 式（3）向 v r2 方向投影，得 1 2b (ω 1 − ω 2 ) = 0.4 m/s v r2 = v r1 = 2 3 0.1 ve2 = × 3 = 0.346 m/s 3 2 ⎧v = v 2 + v 2 = 0.529 m/s e2 r2 ⎪ a 所以 ⎨ ve2 0.346 = ,θ = 40.9° ⎪tan θ = 0 .4 v r2 ⎩
哈尔滨工业大学 第七版 理论力学.14
m2 g )l sin ϕ − FI l cos ϕ = 0 2
ω2 =
2m1 + m2 g tan ϕ 2m1 (a + l sin ϕ )
14-5 曲柄滑道机械如图 14-5a 所示，已知圆轮半径为 r，对转轴的转动惯量为 J，轮上 作用 1 不变的力偶 M，ABD 滑槽的质量为 m，不计摩擦。求圆轮的转动微分方程。
∑ M x = 0, M − 2 FI ⋅ l cos ϕ = 0
其中 代入前式得
FI = m ⋅ l sin ϕ ⋅ ω 2
209
理论力学（第七版）课后题答案 哈工大.高等教育出版社
k (ϕ − ϕ 0 ) − 2 ⋅ m ⋅ l sin ϕ ⋅ ω 2 ⋅ l cos ϕ = 0
ω=
k (ϕ − ϕ 0 ) ml 2 sin 2ϕ
y
m2 g 2
FAy
A FI
FAx
x
ϕ
m1 g
(a) 图 14-4
(b)
解
取调速器外壳为研究对象，由对称可知壳与圆盘接触处所受约束力为 FN = m2 g/2
取左圆盘为研究对象，受力如图 14-4b 所示，惯性力为
FI = m1 ⋅ (a + l sin ϕ )ω 2
由动静法
∑ M A = 0, (m1 g +
FI
a
FI
a
FS FN mg
(a) (b) 图 14-1
A FN mg
(c)
FS
解 取圆柱形零件为研究对象，作受力分析，并虚加上零件的惯性力 FI。 （1）零件不滑动时，受力如图 14-1b 所示，它满足以下条件： 摩擦定律
Fs ≤ f s FN
理论力学(第七版)思考题答案
理论力学思考题答案1-1 （1）若F 1=F 2表示力，则一般只说明两个力大小相等，方向相同。
（2）若F 1=F 2表示力，则一般只说明两个力大小相等，方向是否相同，难以判定。
（3）说明两个力大小、方向、作用效果均相同。
1-2 前者为两个矢量相加，后者为两个代数量相加。
1-3 （1）B 处应为拉力，A 处力的方向不对。
（2）C 、B 处力方向不对，A 处力的指向反了。
（3）A 处力的方向不对，本题不属于三力汇交问题。
（4）A 、B 处力的方向不对。
1-4 不能。
因为在B 点加和力F 等值反向的力会形成力偶。
1-5 不能平衡。
沿着AB 的方向。
1-7 提示：单独画销钉受力图，力F 作用在销钉上；若销钉属于AC ，则力F 作用在AC 上。
受力图略。
2-1 根据电线所受力的三角形可得结论。
2-2不同。
2-3（a ）图和（b ）图中B 处约束力相同，其余不同。
2-4（a ）力偶由螺杆上的摩擦力和法向力的水平分力形成的力偶平衡，螺杆上的摩擦力与法向力的铅直方向的分力与N F 平衡。
（b ）重力P 与O 处的约束力构成力偶与M 平衡。
2-5可能是一个力和平衡。
2-6可能是一个力；不可能是一个力偶；可能是一个力和一个力偶。
2-7一个力偶或平衡。
2-8（1）不可能；（2）可能；（3）可能；（4）可能；（5）不可能；（6）不可能。
2-9主矢：''RC RA F F =，平行于BO ；主矩：'2C RA M aF =，顺时针。
2-10正确：B ；不正确：A ，C ，D 。
2-11提示：OA 部分相当一个二力构件，A 处约束力应沿OA ，从右段可以判别B 处约束力应平行于DE 。
3-13-2 （1）能；（2）不能；（3）不能；（4）不能；（5）不能；（6）能。
3-3 （1）不等；（2）相等。
3-4 （1）'()B Fa =-M j k ；（2）'RC F =-F i ，C Fa =-M k 。
理论力学(哈工第七版) 课后练习答案 第二部分
5-1 图示曲线规尺的各杆， 长为OA =AB =200 mm ，CD = DE = AC = AE = 50mm 。
如杆 OA 以等角速度 rad/s 5πω=绕 O 轴转动，并且当运动开始时，杆 OA 水平向右，求尺上点 D 的运动方程和轨迹。
解：如图所示 ∠AOB =ωt ，则点 D 坐标为cos D x OA t ω=⋅sin 2sin D y OA t AC t ωω=⋅−⋅代入已知数据，得到点 D 的运动方程为200cos 5D x t π=× 200sin250sin 55100sin 5D y t t tπππ=×−××=×把以上两式消去 t 得点 D 轨迹方程22221200100x y += 即，D 点轨迹为中心在（0, 0），长半轴为0.2 m ，短半轴为0.1 m 的椭圆。
6-4 机构如图所示，假定杆AB 以匀速v 运动，开始时0ϕ=。
求当4πϕ=时，摇杆OC 的角速度和角加速度。
解：依题意，在0ϕ=时，A 在D 处。
由几何关系得tan vt l ϕ=杆OC 的运动方程为arctanvt lϕ= 角速度222vll v tωϕ==+& 角加速度322222()v lt l v t αϕ==+&&当4πϕ=时，vt l =。
将vt l =代入上二式得 2v lω=222v lα=另解：几何关系 tan vtlϕ=两边对t 求导，可得 2sec v l ϕϕ=& 即 2cos v l ϕϕ=& ；再求导，得 2cos sin v l ϕϕϕϕ=−⋅&&& ，将4πϕ=时，vt l=代入上二式得2vlωϕ==& 222v lαϕ==&&6-5 如图所示，曲柄 CB 以等角速度0ω绕轴 C 转动，其转动方程为0t ϕω=。
滑块 B 带动摇杆 OA 绕轴 O 转动。
哈工大理论力学(I)第七版答案、高等教育出版社出版
哈工大理论力学（I）第7版部分习题答案1-2两个老师都有布置的题目2-3 2-6 2-14 2- 20 2-30 6-2 6-4 7-9 7-10 7-17 7-21 8-5 8-8 8-16 8-24 10-4 10-6 11-5 11-15 10-3以下题为老师布置必做题目1-1（i,j）, 1-2(e,k)2-3, 2-6, 2-14，2-20, 2-30 6-2, 6-47-9, 7-10, 7-17, 7-21, 7-268-5, 8-8(瞬心后留), 8-16, 8-24 10-3, 10-4 10-611-5, 11-1512-10, 12-15, 综4，15，16，18 13-11，13-15，13-166-2 图6-2示为把工件送入干燥炉内的机构，叉杆OA=1.5 m在铅垂面内转动，杆AB=0.8 m，A端为铰链，B端有放置工件的框架。
在机构运动时，工件的速度恒为0.05 m/s，杆AB始终铅垂。
设运动开始时，角0=?。
求运动过程中角?与时间的关系，以及点B的轨迹方程。
10-3 如图所示水平面上放1 均质三棱柱A，在其斜面上又放1 均质三棱柱B。
两三棱柱的横截面均为直角三角形。
三棱柱A 的质量为mA三棱柱B 质量mB的 3 倍，其尺寸如图所示。
设各处摩擦不计，初始时系统静止。
求当三棱柱B 沿三棱柱A 滑下接触到水平面时，三棱柱A 移动的距离。
11-4解取A、B 两三棱柱组成1 质点系为研究对象，把坐标轴Ox 固连于水平面上，O 在棱柱A 左下角的初始位置。
由于在水平方向无外力作用，且开始时系统处于静止，故系统质心位置在水平方向守恒。
设A、B 两棱柱质心初始位置（如图b 所示）在x 方向坐标分别为当棱柱B 接触水平面时，如图c所示。
两棱柱质心坐标分别为系统初始时质心坐标棱柱B 接触水平面时系统质心坐标因并注意到得10-4 如图所示，均质杆AB，长l，直立在光滑的水平面上。
求它从铅直位无初速地倒下时，端点A相对图b所示坐标系的轨迹。
理论力学答案 第七版
P FAx
(k1)
理论力学（第七版）课后题答案 哈工大.高等教育出版社
FCA
C A
FAB
′ FAC ′ FAB
A
FAC
B
FBA
(l)
(l1) 图 1-1
(l2)
P (l3)
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。
C
FN 2
因对称
= 2 000 N
FT B = FT A = 2 010 N
2-7 如图 2-7a 所示液压夹紧机构中，D 为固定铰链，B，C，E 为活动铰链。已知力 F， 机构平衡时角度如图 2-7a，求此时工件 H 所受的压紧力。
y
y
y
F FN B FBC
′ FBC
θ
FCD x
′ FCE
θ
E
FN E
θ
B
C
FT A
y
10 m
10 m P/2 O
θ
(a) 图 2-6
D
C
FT C x
(b)
解 本题为悬索问题，这里采用近似解法，假定绳索荷重均匀分布。取 AC 段绳索为研 究对象，坐标及受力如图 2-6b 所示。图中：
W1 =
由平衡理论得
P = 200 N 2
(1)
∑ Fx = 0, FT C − FT A cosθ = 0
FE
F
D
C
O (i1)
E
B
(i2)
(i)
5
理论力学（第七版）课后题答案 哈工大.高等教育出版社
A
′ FAx
A
F C
哈尔滨工业大学 第七版 理论力学 第7章 课后习题答案
解
设轮缘上任 1 点 M 的全加速度为 a，切向加速度 a t = rα ，法向加速度 a n = ω r ，如图
2
7-11b 所示。
tan θ =
把
α=
dω ， θ = 60° 代入上式，得 dt
at α = 2 an ω
dω tan 60° = dt2
ω
分离变量后，两边积分：
∫ω
得
ω
0
dω
ω
2
=∫
⎤ ⎡ ⎥ ⎢ sin ω t 0 θ = tan −1 ⎢ ⎥ ⎢ h − cos ω 0 t ⎥ ⎥ ⎢ ⎦ ⎣r
故
50 π ⋅ 600 100π r ω1 = rad/s ⋅ = 100 − 5t 30 10 − 0.5t d dω 5 000 π d ⎛ 1 000π ⎞ α2 = 2 = ⎜ ⎟= dt dt ⎝ 100 − 5t ⎠ (100 − 5π )2
故得
h1 =
h4 = 2 mm 6
图 7-7
7-8 如图 7-8 所示，纸盘由厚度为 a 的纸条卷成，令纸盘的中心不动，而以等速 v 拉纸条。求 纸盘的角加速度（以半径 r 的函数表示） 。 解 纸盘作定轴转动，当纸盘转过 2π rad 时半径减小 a。设纸盘转过 dθ 角时半径增加 dr ，则
dθ =
y
B
t aB
α j
O
vA x
ω
(a) 图 7-12
aC
(b)
i 45° A n
C
t aC
解
由图 7-12b 得出
84
理论力学（第七版）课后题答案 哈工大.高等教育出版社
v A = 0.2 j m/s ， v A = ω × Ri ， ω × 0.1i = 0.200 j ， ω = 2k ，
哈尔滨工业大学 第七版 理论力学11
上式代入式（4）得
FN = 4mB g − mB
11-10 如图 11-10a 所示，质量为 m 的滑块 A，可以在水平光滑槽中运动，具有刚性系 数为 k 的弹簧 1 端与滑块相连接，另 1 端固定。杆 AB 长度为 l，质量忽略不计，A 端与滑 块 A 铰接，B 端装有质量 m1，在铅直平面内可绕点 A 旋转。设在力偶 M 作用下转动角速度 ω 为常数。求滑块 A 的运动微分方程。
质量为 m2 的小车 D，由绞车拖动，相对于平台的运动规律为 s = 不计绞车的质量，求平台的加速度。
1 2 bt ，其中 b 为已知常数。 2
m2 g
y
S D
A
vr
m1 g FN
B
ω
v
(a) 图 11-8
x
(b)
解
受力和运动分析如图 11-8b 所示
& = bt vr = & s ar = & s& = b a Da = a e + a r = a AB + a r a Da = ar − a AB m2 (a r − a AB ) − m1a AB = F F = f (m1 + m2 ) g
1
(
)
开伞后，他受重力 mg 和阻力 F 作用，如图 11-2 所示。取铅直轴 y 向下为正， 根据动量定理有
mg y
图 11-2
mv 2 − mv1 = I y = (mg − F )t
由题知：当 t=5 s 时，有 v2=4.3 m/s 即
60 × (4.3 − 44.3) = (60 × 9.8 − F ) × 5
棱柱 B 接触水平面时系统质心坐标
a b ⎤ ⎡ m A (l − ) + m B ⎢l − (a − )⎥ 3 3 ⎦ 3(m A + m B )l − a (m A + 3m B ) + m B b ⎣ ′ = xC = m A + mB 3(m A + m B )
哈尔滨工业大学 第七版 理论力学12
求飞轮的转动惯量和轴承的摩擦力矩。
Mf
ω
FAx
A
FAy
m1 g
(a)
(b)
图 12-8
解 取飞轮 A 及重物为质点系，设摩阻力偶矩为 Mf，飞轮转动惯量为 JA，如图 12-8b
所示。根据对轴 A 的投影式动量矩定理有
dLA dt
=
−M f
+ m1gR ， LA
=
J Aω
+ m1ωR2
两边积分得
(J A + m1R2 )dω = (M f +m1gR)dt
LO = m ⋅ vA ⋅ 2R + J Aωa
=
m ⋅ 2RωO
⋅ 2R +
1 mR2 2
⋅ (ωO
+ ωr )
= 5ωOmR2
=
20
kgm 2 /s
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理论力学（第七版）课后题答案 哈工大.高等教育出版社
（3）在图 12-2c1 中，轮 A 绕 O 作圆周曲线平移
LO = m ⋅ 2RωO ⋅ 2R + J Aωa
12-10 如图 12-10 所示离心式空气压缩机的转速 n = 8 600 r/min，体积流量 qV = 370 m3/min，第 1 级叶轮气道进口直径为 D1 = 0.355 m，出口直径为 D2 = 0.6 m。气流进口绝对
速度 v1 = 109 m/s，与切线成角θ1 = 90° ；气流出口绝对速度 v2 = 183 m/s，与切线成角
(a)
(b)
图 12-4
解 以人和圆盘为质点系，由于作用于系统的外力（重力和轴 O 的约束力）对轴 O 的
矩均为零，所以人和圆盘组成的系统对轴 O 的动量矩守恒。设人在盘上绕轴 O 顺时针走圆
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3-4 在图示刚架中，已知q ＝3kN/m ，F 可＝62kN ，M ＝10kN ⋅m ，不计刚架自重。
求固
定端A 处的约束反力。
【知识要点】 平面的任意力系的平衡方程及应用，单个物体的平衡问题
【解题分析】 本题应注意固定端A 处的受力分析，初学者很容易丢掉约束力偶。
【解答】 以刚架为研究对象，受力如图。
题3－4图
∑=-⨯+=045cos 42
1,00F q F F Ax x ∑=-=045sin ,00F F F Ay y
∑=⨯+⨯--⨯⨯-
=0445cos 345sin 3
4421,0)(00F F M q M F M A A 解得 F A x =0, F A y =6kN, M A =m kN ⋅12 3-8 如图所示，行动式起重机不计平衡锤的重为P ＝500kN ，其重心在离右轨1.5m 处。
起
重机的起重量为P 1＝250kN ，突臂伸出离右轨10m 。
跑车本身重量略去不计，欲使跑车满载或空载时起重机均不致翻倒，求平衡锤的最小重量P 2以及平衡锤到左轨的最大距离x 。
题3－8图
【知识要点】 平面平行力系的平衡方程及应用，单个物体的平衡问题。
【解题分析】 本题仍为翻倒问题，存在两种临界状态。
【解答】 以起重机为研究对象，受力如图。
若满载不翻倒
0105.13)3(,0)(12=---+=∑P P F x P F M
NA B 由 F NA ≥0,得P 2（x+3）≥3250 (1) 若空载不翻倒 05.43,0)(2∑=-+=P F x P F M NB A
由 F NB ≥0得22502≤x P (2) 由式（1）、（2）得kN P P 3.3331000322≥≥即
把kN P 3.3332=代入（2）得x ≤6.75m
3-11 如图所示，组合梁由AC 和DC 两段铰接构成，起重机放在梁上。
已知起重机重P 1＝50kN ，重心在铅直线EC 上，起重载荷P 2＝10kN ，如不计梁重，求支座A 、B 和D 三处的约束反力。
【知识要点】 平面任意力系得平衡方程及应用，物体系得平衡问题。
【解题分析】 先研究起重机，再研究连续梁。
连续梁一般先研究附梁最后研究主梁。
【解答】 以起重机为研究对象，受力如图。
题3-11图
0512,0)(21=⨯-⨯-⨯=∑P P F F M NG F
解得 F NG =50kN
以梁CD 为研究对象，受力如图。
016,0)(=⨯'-⨯=∑H G ND C F F F M
解得 F ND ＝8.33kN 以整体为研究对象，受力如图。
0,0==∑Ax x F F
∑=+--+=0,021ND NB AY y F P P F F F
∑=0)(F M A
036101212=⨯+⨯-⨯-⨯NB ND F P P F
解得 F A x =0, F A y ＝－48.33kN , F NB =100kN
3-21 图示构架中，物体P 重1200N ，由细绳跨过滑轮E 而水平系于墙上，尺寸如图。
不计杆和滑轮的重量，求支承A 和B 处的约束反力，以及杆BC 的内力FR 。
【知识要点】 平面任意力系得平衡方程，构架得平衡问题
【解题分析】 在求解二力杆BC 的内力时，不能以杆BC 为研究对象，因为其上没有已知条件。
本题也可以通过研究杆CDE 和滑轮求解F BC 。
【解答】 以整体为研究对象，受力如图。
)5.1(4)2(,0)(0
,00
,0=-⨯-⨯--⨯=+-==-=∑∑∑r F F r P F M F P F F F F F T Ay B NB Ay Y T Ax x ＝ 其中 F T = P
解得 F A x ＝1200N ，F A y =150N, F NB =1050N
以杆ADB 为研究对象，受力如图。
0222sin ,0)(=⨯-⨯+⨯=∑Ay NB BC D F F F F M θ
解得 F BC =－1500N
3-27 在图示构架中，各杆单位长度的重量为30N/m ，载荷P ＝1000N ，A 处为固定端，B 、
C 、
D 处为铰链。
求固定端A 处及B 、C 铰链处的约束反力。
【知识要点】 平面任意力系的平衡方程，构架的平衡问题。
【解题分析】研究整体求得A 处反力。
再研究AC 可列三个独立方程，需补充一个方程。
研究CD ，对点D 取矩可得补充方程。
杆BD 非二力杆。
【解答】 以整体为研究对象，受力如图。
题3－27图
∑∑∑=---==----===0632,0)(0,00
,03
2321P P P M F M P P P P F F F F A A Ay y Ax x
其中 P 1 =P 3 =180N, P 2 =150N
解得 F A x =0 , F A y =1510N, M A =6840N ·m
以杆CD 为研究对象，受力如图。
∑=-+'=024,0)(1P P F F M Cy D
解得 N F Cy
455=' 以杆ABC 为研究对象，受力如图。
∑∑∑=++==++==++=0
36,0)(0,00,0Bx Ax A C Cy By Ay y Cx Bx Ax x F F M F M F F F F F F F F
解得 F B x =－2280N ， F B y =－1785N, F C x =2280N 3-29 图示构架，由直杆BC 、CD 及直角弯杆AB 组成，各杆自重不计，载荷分布及尺寸如图。
销钉B 穿透AB 及BC 两构件，在销钉B 上作用一铅垂力F 。
已知q ，a ，M ，且2qa M =。
求固定端A 的约束力及销钉B 对杆BC ，杆AB 的作用力。
【知识要点】 平面任意力系得平衡方程，构架的平衡问题。
【解题分析】 求销钉B 对杆BC 和杆AB 的作用力需把销钉B 与杆AB 、BC 分离。
掌握三角形载荷的处理方法。
【解答】 以杆CD 为研究对象，受力如图。
∑=⨯
-=02,0)(a qa aF F M Cx D 解得 qa F Cx 2
1= 以杆BC 为研究对象（含销钉B ），受力如图。
题3－29图
0,0)(0,0=+-=='-=∑∑Pa a F M F M F F F BAy C Cx BAx x
解得 qa F F BAx BAx 2
1==' qa P F F BAy BAy
+==' 以弯杆AB （不含销钉B ）为研究对象，受力如图。
∑∑∑=⨯⨯-⨯'+'-=='-=='-⨯+
=032
130)(0,0032
1,0a a q a F a F M F M F F F F a q F F BAx BAy A A BAy Ay y BAx Ax x ， 解得 F A x =－qa ，F A y ＝P+qa, M A =(P+qa)a
3-35 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 。
求杆CD 的内力F 。
【知识要点】 平面简单桁架的内力计算。
【解题分析】 本题先以整体为研究对象求得支座B 的反力，然后用截面法截出杆FB ，求
得杆CF 内力，再以点C 为研究对象求得杆CD 内力。
【解答】 以整体为研究对象，受力如图。
题3－35图
∑=⋅⋅
-⋅=060sin 21,0)(0AB F AB F F M NB A 解得 F F FC 2
1= 以节点C 为研究对象，受力如图。
∑∑=---==-=030cos 30cos ,0030sin 30sin ,00000CF CE CD y CE CF x F F F F F F F
解得 F F F CD 866.02
3-=-= 3-38 平面桁架的支座和载荷如图所示，求杆1、2和3的内力。
【知识要点】 平面简单桁架的内力计算。
【解题分析】 截出CDF ，求得杆2，3内力。
再以点C 为研究对象，求得杆1的内力。
【解答】 由截面法截取CDF 部分，受力如图。
题3－38图
32,0)(0
,023=--==-=∑∑aF aF F M F F D x 解得 F F F 3
2,023-== 以节点C 为研究对象，受力如图。
∑=⋅-⋅=032,0)(21a F a F F M F 解得 F F 941-
=。