理论力学题库第4章
理论力学第四章习题答案
理论力学第四章习题答案理论力学第四章习题答案在理论力学的学习过程中,习题是非常重要的一部分。
通过解答习题,我们可以巩固理论知识,加深对概念和原理的理解,并培养解决实际问题的能力。
本文将为大家提供理论力学第四章习题的详细答案,希望能够对大家的学习有所帮助。
1. 一个质点在力F作用下做直线运动,已知力的大小与时间的关系为F = kt,其中k为常数。
求质点的速度与时间的关系。
解答:根据牛顿第二定律F = ma,将力的大小与时间的关系代入,得到ma = kt。
由于质点做直线运动,所以速度的变化率等于加速度,即v = ∫a dt。
将上式代入,得到v = ∫(kt/m) dt = (k/m)∫t dt = (k/m)(t^2/2) + C。
其中C为积分常数。
因此,质点的速度与时间的关系为v = (k/m)(t^2/2) + C。
2. 一个质点在力F作用下做直线运动,已知力的大小与位置的关系为F = -kx,其中k为常数。
求质点的加速度与位置的关系。
解答:根据牛顿第二定律F = ma,将力的大小与位置的关系代入,得到ma = -kx。
由于质点做直线运动,所以加速度的变化率等于速度的变化率,即a =dv/dt。
将上式代入,得到dv/dt = -kx/m。
将变量分离,得到dv = (-kx/m) dt。
对两边同时积分,得到∫dv = ∫(-kx/m) dt。
积分后得到v = (-kx^2/2m) + C1,其中C1为积分常数。
再次对上式积分,得到∫v dx = ∫((-kx^2/2m) + C1) dx。
积分后得到x = (-kx^3/6m) + C1x + C2,其中C2为积分常数。
因此,质点的加速度与位置的关系为a = (-kx/m)。
3. 一个质点在势能函数U(x) = kx^2/2下做直线运动,已知质点的质量为m。
求质点的速度与位置的关系。
解答:根据势能函数U(x) = kx^2/2,可以求得力的大小与位置的关系为F = -dU(x)/dx = -kx。
理论力学第四章例题资料
先设 处摩擦力达最大值,取杆与轮。
对杆 得 又 得 对轮 得
得
得
当
时,
处无滑动
先设 处摩擦力达最大值,取杆与轮,受力图不变
对杆 得 但 对轮
不变
得
(1)
(2)
(3)
此时
(4)
共有
四个未知数
在
时,解得
即在 当
时, 处不会先滑动 时,解得
处无滑动
例4-7 用几何法求解例5-2。 解: 物块有向上滑动趋势时,
例4-1 已知:
求: 物块是否静止,摩擦力的大小和方向。 解: 取物块,设物块平衡
解得:
(向上)
而
物块处于非静止状态。 向上。
例4-2 已知: 求: 使物块静止,水平推力 的大小。 解:使物块有上滑趋势时,推力为 ,
画物块受力图
(1) (2)
(3)
解得: 设物块有下滑趋势时,推力为 , 画物块受力图:
(1) (2)
(3)
为使物块静止
若 对此题,是否有
? ?
例4-3
已知:
不计凸轮与挺杆处摩擦,不计挺杆质
求:挺杆不被卡量住;之 值。
解:取挺杆,设挺杆处于刚好卡住位置。
解得: 则:挺杆不被卡住时, 。
例4-4 已知:物块重 P, 鼓轮重心位于
各尺寸如图所示:
求: 制动鼓轮所需铅直力F。
处,闸杆重量不 计,
求: 抽拉抽屉不被卡住之e值。
解: 取抽屉,设抽屉刚好被卡住
又 联立解得 则抽屉不被卡住, 。
例4-13 已知:
各构件自重不计,
尺寸如图;
求:保持系统平衡的力偶矩 。
解:设
时,系统即将逆时针方向转动,
《理论力学》第四章 静力学应用专题习题解
第四章 力系的简化习题解[习题4-1] 试用节点法计算图示杵桁架各杆的内力。
解:(1)以整体为研究对象,其受力图如图所示。
由结构的对称性可知, kN R R B A 4==(2)以节点A 为研究对象,其受力图如图所示。
因为节点A 平衡,所以0=∑iyF0460sin 0=+AD N)(62.4866.0/4kN N AD -=-=0=∑ixF060cos 0=+AD AC N N)(31.25.062.460cos 0kN N N AD AC =⨯=-= (3)以节点D 为研究对象,其受力图如图所示。
因为节点D 平衡,所以 0=∑iyF0430cos 30cos 0'0=---AD D C N N 0866.0/4=++AD D C N N 0866.0/4866.0/4=+-D C N0=DC N0=∑ixF030sin 30sin 0'0=-+AD D C D E N N N 05.062.4=⨯+DE NkN4)(akN4AB RkN 2AC23N A )(31.2kN N DE -=(4)根据对称性可写出其它杆件的内力如图所示。
[习题4-2] 用截面法求图示桁架指定杆件 的内力。
解:(a)(1)求支座反力以整体为研究对象,其受力图如图所示。
由对称性可知,kN R R B A 12==(2)截取左半部分为研究对象,其受力图 如图所示。
因为左半部分平衡,所以0)(=∑i CF M0612422843=⨯-⨯+⨯+⨯N 063243=⨯-++N )(123kN N =kN2AC23N A0=∑ixF0cos cos 321=++N N N αθ01252252421=+⋅+⋅N N012515221=+⋅+⋅N N0512221=++N N ……..(1) 0=∑iyF02812sin sin 21=--++αθN N025*******=+⋅+⋅N N02525121=+⋅+⋅N N052221=++N N0544221=++N N ……..(2) 05832=-N)(963.53/582kN N ==)(399.1652963.5252221kN N N -=-⨯-=--=解:(b )截取上半部分为研究对象,其受力图如图所示。
理论力学运动学习题及详解
n a BA
C为研究点
n aC aA aCA ae ar
O2
D
y
n ae a A aCA
AB 0
aA
A
C
aCA 0 n aA aCA ae
A
C
ar
n e
a
n BA
aA aBA
B
aB
r r
2
2 AB
第2章 运动学练习
O2 D
A
vO 2 rω ωO 2ω r r
r
vA
r
O
O
vA 2 rωO 4 rω
第2章 运动学练习
.1已知 OA r , AB l 、 常数,轮滚动,求 vc、ac 。 (1)各连接点速度图
AB 0
vB v A r
对BC: BC
vc CvC ωBC
v R cos
=
v R cos
vO
R
Cv O θ
vO ω CvO v tg θ
v
第2章 运动学练习
课堂练习
2.已知尺寸, 、 r,求vC ?
A
AC
r Cv A
vC
C
B
r
vC AC CvC
AC
Cv
第2章 运动学练习
课堂练习
3.已知、 ,求 v A? r
a 常量, an 0
,点做何种运动( B)。
B.匀变速曲线运动 D.匀变速直线运动
(3)已知点的运动方程为 x 2t 2 4, y 3t 2 3 ,其轨迹方程为(
B)
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
理论力学习题及答案(全)
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.在理论力学中只研究力的外效应。
()3.两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
()4.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。
()5.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。
()6.三力平衡定理指出:三力汇交于一点,则这三个力必然互相平衡。
()7.平面汇交力系平衡时,力多边形各力应首尾相接,但在作图时力的顺序可以不同。
()8.约束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F1和F2,沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为。
①F1-F2;②F2-F1;③F1+F2;2.作用在一个刚体上的两个力F A、F B,满足F A=-F B的条件,则该二力可能是。
①作用力和反作用力或一对平衡的力;②一对平衡的力或一个力偶。
③一对平衡的力或一个力和一个力偶;④作用力和反作用力或一个力偶。
3.三力平衡定理是。
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。
4.已知F1、F2、F3、F4为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢关系如图所示为平行四边形,由此。
①力系可合成为一个力偶;②力系可合成为一个力;③力系简化为一个力和一个力偶;④力系的合力为零,力系平衡。
5.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。
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。
理论力学习题集
理论力学习题集第一章静力学的基本概念及物体的受力分析1-1 画出指定物体的受力图,各接触面均为光滑面。
1-2 画出下列指定物体的受力图,各接触面均为光滑,未画重力的物体的重量均不计。
1-3 画出下列各物体以及整体受力图,除注明者外,各物体自重不计,所有接触处均为光滑。
(a) (b)(c) (d)(e) (f)第二章平面一般力系2-1 物体重P=20kN,用绳子挂在支架的滑轮B上,绳子的另一端接在铰车D 上,如图所示。
转动铰车,物体便能升起,设滑轮的大小及滑轮转轴处的摩擦忽略不计,A、B、C三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时,试求拉杆AB和支杆CB所受的力。
2-2 用一组绳悬挂重P=1kN的物体,求各绳的拉力。
2-3 某桥墩顶部受到两边桥梁传来的铅直力P1=1940kN,P2=800kN及制动力T=193kN,桥墩自重W=5280kN,风力Q=140kN。
各力作用线位置如图所示,求将这些力向基底截面中心O简化的结果,如能简化为一合力,试求出合力作用线的位置。
2-4 水平梁的支承和载荷如图所示,试求出图中A、B处的约束反力。
2-5 在图示结构计算简图中,已知q=15kN/m,求A、B、C处的约束力。
2-6 图示平面结构,自重不计,由AB、BD、DFE三杆铰接组成,已知:P=50kN,M=40kN·m,q=20kN/m,L=2m,试求固定端A的反力。
图2-6 图2-72-7 求图示多跨静定梁的支座反力。
2-8 图示结构中各杆自重不计,D、E处为铰链,B、C为链杆约束,A为固定端,已知:q G=1kN/m,q=1kN/m,M=2kN·m,L1=3m,L2=2m,试求A、B、C 处约束反力。
图2-8 图2-92-9 支架由两杆AO、CE和滑轮等组成,O、B处为铰链,A、E是固定铰支座,尺寸如图,已知:r=20cm,在滑轮上吊有重Q=1000N的物体,杆及轮重均不计,试求支座A和E以及AO杆上的O处约束反力。
理论力学课后习题答案 第4章 运动分析基础
(b)第4章 运动分析基础4-1 小环A 套在光滑的钢丝圈上运动,钢丝圈半径为R (如图所示)。
已知小环的初速度为v 0,并且在运动过程中小环的速度和加速度成定角θ,且 0 < θ <2π,试确定小环A 的运动规律。
解:Rv a a 2nsin ==θ,θsin 2R v a =θθtan cos d d 2tR v a tv a ===,⎰⎰=t v v t R vv 02d tan 1d 0θ t v R R v t s v 00tan tan d d -==θθ⎰⎰-=t s t t v R R v s 0000d tan tan d θθtv R R R s 0tan tan ln tan -=θθθ4-2 已知运动方程如下,试画出轨迹曲线、不同瞬时点的 1.⎪⎩⎪⎨⎧-=-=225.1324tt y tt x , 2.⎩⎨⎧==t y t x 2cos 2sin 3解:1.由已知得 3x = 4y (1) ⎩⎨⎧-=-=t y t x3344 t v 55-=⎩⎨⎧-=-=34y x5-=a 为匀减速直线运动,轨迹如图(a ),其v 、a 图像从略。
2.由已知,得2arccos 213arcsin y x =化简得轨迹方程:2942x y -=(2)轨迹如图(b ),其v 、a 图像从略。
4-3 点作圆周运动,孤坐标的原点在O 点,顺钟向为孤坐标的正方向,运动方程为221Rt sπ=,式中s 以厘米计,t 以秒计。
轨迹图形和直角坐标的关系如右图所示。
当点第一次到达y 坐标值最大的位置时,求点的加速度在x 和y 轴上的投影。
解:Rt s v π== ,R v a π==t ,222n Rt Rv a π==y 坐标值最大的位置时:R Rt s 2212ππ==,12=∴tR a a x π==t ,R a y 2π-=4-4 滑块A ,用绳索牵引沿水平导轨滑动,绳的另一端绕在半径为r 的鼓轮上,鼓轮以匀角速度ω转动,如图所示。
理论力学题库第4章
理论力学题库——第四章一、填空题1. 科里奥利加速度 (“是”或“不是”)由科里奥利力产生的,二者方向 (“相同”或“不相同”)。
2. 平面转动参考系中某一点对静止参考系的加速度的表达式是 ,其中 是相对加速度, 是牵连加速度, 是科里奥利加速度。
4-1.非惯性系中,运动物体要受到 4种惯性力的作用它们是: 惯性力、惯性切向力、惯性离轴力、科里奥利力 。
4-2.在北半球,科里奥利力使运动的物体向 右 偏移,而南半球,科里奥利力使运动的物体向 左 偏移。
(填“左”或“右”)4-3.产生科里奥利加速度的条件是: 物体有相对速度υ'v及参照系转动,有角速度ωv ,且υ'v 与ωv不平行 。
4-4.科里奥利加速度是由参考系的 转动 和 物体的相对运动 相互影响产生的。
4-5.物体在 主动力、约束力和惯性力 的作用下在动系中保持平衡,称为相对平衡。
4-6.重力加速度随纬度增加的主要原因是:地球自转产生的惯性离轴力与地心引力有抵消作用 。
4-7.由于科里奥利力的原因北半球气旋(旋风)一般是 逆时针 旋转的.(顺时针或逆时针)4-8.地球的自转效应,在北半球会使球摆在水平面内 顺时针 转动.(顺时针或逆时针)二、选择题1. 关于平面转动参考系和平动参考系,正确的是( ) A. 平面转动参考系是非惯性系; B. 牛顿定律都不成立; C. 牛顿定律都成立;D.平动参考系中质点也受科里奥利力。
2. 下列关于非惯性系的说法中正确的是:【C 】A 惯性离心力与物体的质量无关;B 科里奥利力与物体的相对运动无关;C 科里奥利力是参考系的转动与物体相对与参考系的运动引起的;D 科里奥利力使地球上南半球河流右岸冲刷比左岸严重。
3. 科里奥利力的产生与下列哪个因素无关?【B 】A 参照系的转动;B 参照系的平动;C 物体的平动;D 物体的转动。
4. 在非惯性系中如果要克服科里奥利力的产生,需要:【D 】A 物体作匀速直线运动;B 物体作匀速定点转动;C 物体作匀速定轴转动;D 物体静止不动。
大学理论力学第四章思考题及答案
第四章思考题4.1为什么在以角速度ω转动的参照系中,一个矢量G 的绝对变化率应当写作G ωG G ⨯+=*dtd dt d ?在什么情况下0=*dtd G ?在什么情况下0=⨯G ω?又在什么情况下0=dt d G ? 4.2式(4.1.2)和式(4.2.3)都是求单位矢量i 、j 、k 对时间t 的微商,它们有何区别?你能否由式(4.2.3)推出式(4.1.2)?4.3在卫星式宇宙飞船中,宇航员发现自己身轻如燕,这是什么缘故?4.4惯性离心力和离心力有哪些不同的地方?4.5圆盘以匀角速度ω绕竖直轴转动。
离盘心为r 的地方安装着一根竖直管,管中有一物体沿管下落,问此物体受到哪些惯性力的作用?4.6对于单线铁路来讲,两条铁轨磨损的程度有无不同?为什么?4.7自赤道沿水平方向朝北或朝南射出的炮弹,落地是否发生东西偏差?如以仰角 40朝北射出,或垂直向上射出,则又如何?4.8在南半球,傅科摆的振动面,沿什么方向旋转?如把它安装在赤道上某处,它旋转的周期是多大?4.9在上一章刚体运动学中,我们也常采用动坐标系,但为什么不出现科里奥利加速度?第四章思考题解答4.1.答:矢量G 的绝对变化率即为相对于静止参考系的变化率。
从静止参考系观察变矢量G 随转动系以角速度ω相对与静止系转动的同时G 本身又相对于动系运动,所以矢量G 的绝对变化率应当写作G ωG G ⨯+=*dt d dt d 。
其中dtd G *是G 相对于转动参考系的变化率即相对变化率;G ω⨯是G 随动系转动引起G 的变化率即牵连变化率。
若G 相对于参考系不变化,则有0=*dtd G ,此时牵连运动就是绝对运动,G ωG ⨯=dtd ;若0=ω即动系作动平动或瞬时平动,则有0=⨯G ω此时相对运动即为绝对运动 dtd dt d G G *=;另外,当某瞬时G ω//,则0=⨯G ω,此时瞬时转轴与G 平行,此时动系的转动不引起G 的改变。
当动系作平动或瞬时平动且G 相对动系瞬时静止时,则有0=dtd G ;若G 随动系转动引起的变化G ω⨯与相对动系运动的变化dt d G *等值反向时,也有0=dt d G 。
第4章理论力学习题解
4.1一质点受一与距离成反比的引力作用在一直线上运动,质点的质量为m ,比例系数为k ,如此质点从距原点O 为a 的地方由静止开始运动,求其到达O 点所需的时间。
解:质点受引力为:xk F -=,其运动微分方程为:xk tm-=d d v (1)即: x k xm -=d d v v分离变量积分:⎰⎰-=x axx k m d d 0v v vxa k m ln212=v)ln(2d d xa mk tx -==v (2)(v 与x 反向,取负值) )ln00ln ),0((∞→→>∴∈xa x xa a x令:y ayex aex xa y yyd 2d )ln(22---===,代入(2)式得;mk ty aey2d d 22-=-分离变量积分:)0:0:(∞→→y a x⎰⎰=-∞t yt mk y ea 0d 2d 22t mk a22π2=故到达O 点所需的时间为: km a t 2π=4.2一质点受力3K xa x F +-=作用,求势能)(x V 与运动微分方程的解。
解:C x a x x xa x x F x V ++=+--=-=⎰⎰2232K 21d )K (d )(适当选取势能零点,使0=C ,则222K 21)(xa x x V +=机械能 =++=2222K 2121xa x xm E 常量 (1)将(1)改写成2222K 242xa x E xm --= (2)质点运动微分方程:32K xa x xm +-= 22K 22xa x xmx +-=⇒ (3)(3)+(2)得22K 44)(2x E xx x m -=+ 即0)K(K 4d d 2222=-+E x mtx (4)(4)式通解:⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=02 K2cos K θt m A Ex当0=x时,222K 21xa x E += 解得KK K)(2max 2a EE x -+=,KK 2aEA -=所以 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+=022K2cos KK Kθt m aE E x4.3若质点受有心力作用而在圆θcos 2a r =上运动时,则5228rh ma F -=,式中m 为质量,h 为速度矩。
理论力学练习题4
一、填空题(每题4分)1、升降机安全装置的计算简图如图,已知墙壁与滑块之间的静摩擦系数为f,构件自重不计,为保证安全制动,α角与f的关系应满足____________。
2、如图所示锻锤,高度h=200mm。
锻锤工作时,受力F作用,工件给它的反作用力F' 有偏心。
已知F=F'=1000kN,偏心距e=20mm,锻锤将与导轨在左侧上面的B点和右侧下面的A接触,接触处的压力大小为____________。
3、半径为r的圆轮沿水平直线轨道作匀速纯滚动,轮心O的速度等于v O,图示瞬时,轮缘上最低点C的速度大小等于_______________;加速度大小与方向分别是___________。
vO4. 平面一般力系具有_________个独立平衡方程,平面平行力系具有_________个独立平衡方程5. 已知力F作用在长方体的右侧面内,各棱边尺寸分别为a、b、c,各坐标轴分别如图示,此力在z轴上的投影等于__________;此力对z轴之矩等于_____________。
二、计算题(本题15分)气动夹具简图,气缸固定在支架上,已知活塞受到向下的总压力F=7.5kN。
四杆AB、BC、AD、DE均为铰链连接,B、D为两个滚轮。
不计杆和轮的重量及各处摩擦,BC、AB、DA和DE是二力杆,图示位置,α=120º,β=30 º,机构平衡,试求工件所承受的压力。
三、计算题(本题10分)如图所示,钥匙的截面为直角三角形,其直角边AB = d1,BC = d2。
设在钥匙上作用一个力偶矩为M的力偶。
试求其顶点A、B和C对锁孔边上的压力。
不计摩擦,且钥匙与锁孔之间的缝隙很小。
四、计算题(本题15分)图示曲柄滑道机构中,曲柄长OA=10cm,以匀角速度ω=20rad/s绕轴O转动,通过铰接在曲柄上的滑块A带动“T”型杆BCDE作往复运动。
求当曲柄与水平线夹角φ=45°时,求“T”型杆的速度和加速度。
理论力学-4-静力学专题
4.1 平面静定桁架的静力分析
工程中的桁架结构
4.1 平面静定桁架的静力分析
工程中的桁架结构
4.1 平面静定桁架的静力分析
工程中的桁架结构
4.1 平面静定桁架的静力分析
人体中的桁架结构
4.1 平面静定桁架的静力分析
人体中的桁架结构
4.1 平面静定桁架的静力分析
设计要求
1.桁架及其工程应用
2.桁架的力学模型
3.桁架静力分析的基本方法
4.1 平面静定桁架的静力分析 1.桁架及其工程应用
桁架(truss):是由杆件彼此在两端通过一定的 连接方式(焊接、铆接或螺栓)形成的几何形状 不变的结构。 平面桁架:桁架中所有杆件都在同一平面内的桁 架。 节点:桁架中的连接接头。
1.工程中的摩擦问题 2.滑动摩擦力 库仑定律 3.摩擦角与自锁现象 4.考虑滑动摩擦时的平衡问题 5.滚动摩阻概述
4.2 考虑摩擦时的平衡问题
1.工程中的摩擦问题
梯子不滑倒的 最大倾角
θ
4.2 考虑摩擦时的平衡问题
钢丝不滑脱
的最大直径
4.2 考虑摩擦时的平衡问题
4.1 平面静定桁架的静力分析
1.节点抽象为光滑铰链连接
4.1 平面静定桁架的静力分析 2.关于非节点载荷的处理
FP
对承载杆进行受 力分析,确定杆端受 力,再将这些力作为 等效节点在载荷施加 在节点上。
FP 2
FP 2
4.1 平面静定桁架的静力分析 3.力学中的桁架模型-简化计算模型
4.2 考虑摩擦时的平衡问题
3.摩擦角与自锁现象
全约束力:法向约束力(FN )和切向约束力(F),这两 个力的合力,即:FR= FN + F 。 摩擦角:全约束力与法线间的夹角的最大值,记为 j m 。
理论力学试题库参考资料
2014级理论力学期末考试试题题库理论力学试题第一章物系受力分析画图题1、2、3、4、5、第二章平面汇交力系计算题1、2、3、4、5、6、7、第三章平面任意力系计算题2、4、5、7、8、第四章空间力系计算题1、2、3、4、5、6、第五章静力学综合填空题1、作用在刚体上某点的力,可以沿着其作用线移动到刚体上任意一点,并不改变它对刚体的作用效果。
2、光滑面约束反力方向沿接触面公法线指向被约束物体。
3、光滑铰链、中间铰链有1个方向无法确定的约束反力,通常简化为方向确定的 2 个反力。
4、只受两个力作用而处于平衡的刚体,叫二力构件,反力方向沿二力作用点连线。
5、约束力的方向与该约束所能阻碍的位移方向相反 .6、柔软绳索约束反力方向沿绳索 ,指向背离被约束物体.7、在平面只要保持力偶矩和转动方向不变,可以同时改变力偶中力的大小和力臂的长短,则力偶对刚体的作用效果不变。
8、力偶的两个力在任一坐标轴上投影的代数和等于零,它对平面的任一点的矩等于力偶矩,力偶矩与矩心的位置无关。
9、同一平面的两个力偶,只要力偶矩相等,则两力偶彼此等效.10、平面汇交力系可简化为一合力 ,其大小和方向等于各个力的矢量和,作用线通过汇交点.11、平面汇交力系是指力作用线在同一平面 ,且汇交与一点的力系.12、空间平行力系共有 3 个独立的平衡方程.13、空间力偶对刚体的作用效果决定于力偶矩大小、力偶作用面方位、力偶的转向三个因素。
14、空间任意力系有 6 个独立的平衡方程.15、空间汇交力系的合力等于各分力的矢量和,合力的作用线通过汇交点 . 第五章静力学综合摩擦填空题1、当作用在物体上的全部主动力的合力作用线与接触面法线间的夹角小于摩擦角时,不论该合力大小如何,物体总是处于平衡状态,这种现象称为自锁现象.2、答案:50N3、答案:φm/24、静摩擦力Fs的方向与接触面间相对滑动趋势的方向相反,其值满足__0<=F S<=F MAX摩擦现象分为滑动摩擦和__滚动摩阻__两类。
理论力学 第4章 静力学应用问题
第4章 静力学应用问题
4.1 主要内容
4.1.2 滑 动 摩 擦 (1)两个相互接触的物体产生相对运动或具有相对运动的趋
势时,彼此在接触部位会产生一种阻碍对方相对运动的作用。
这种现象称为摩擦,这种阻碍作用,称为摩擦阻力。 (2)阻碍彼此间沿接触面公切线方向的滑动或滑动趋势的作 用的摩擦,称为滑动摩擦,相应的摩擦阻力称为滑动摩擦力, 简称摩擦力。
F f FN
f 称为动滑动摩擦因数,简称动摩擦因数。
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第4章 静力学应用问题
4.1.3 滚 动 摩 擦
4.1 主要内容
(1)阻碍两物体在接触部位相对滚动或相对滚动趋势的作用
的摩擦称为滚动摩擦,相应的摩擦阻力实际上是一种力偶,称 之为滚动摩擦阻力偶,简称滚阻力偶。 (2)接触面之间产生的这种阻碍滚动趋势的阻力偶称为静滚 动摩擦阻力偶,简称静滚阻力偶。
F y 0, F7 F8 sin F4 sin 10 0
F8= –22.4 kN (压),F7= 10 kN (拉)
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第4章 静力学应用问题
4.4 例 题 分 析
由于结构和载荷都对称,所以左右两边对称位置的杆件
内力相同,故计算半个屋架即可。现将各杆的内力标在各杆
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第4章 静力学应用问题
例4-3 已知图所示桁架 中∠CAB=∠DBA=60º , ∠CBA = ∠DAB= 30º。 DA、DE、CB、CF均各为 一杆,中间无节点,求桁 架中1、2两杆的内力。
4.4 例 题 分 析
解:先求FNB,以整体为研究对象,画受力图,列方程
哈工大理论力学教研室《理论力学Ⅰ》(第7版)课后习题(第4~7章)【圣才出品】
4-6 如图 4-5 所示,用钢楔劈物,接触面间的摩擦角为φf。劈入后欲使楔不滑出,问 钢楔两个平面间的夹角θ应该多大?楔重不计。
图 4-5 答:处于临界状态时,受力分析如图所示,由几何关系 可知,欲使楔形不滑出,须满足
动物体时,若 A、B 两处均未达临界状况,此时不能使用静摩擦定律
则
不能分别求出 A、B 两处的静滑动摩擦力。若 A 处已达临界状态,且力 F 为已知,则可以
分别求出 A、B 两处的静滑动摩擦力。
4-8 汽车匀速水平行驶时,地面对车轮有滑动摩擦也有滚动摩阻,而车轮只滚不滑。 汽车前轮受车身施加的一个向前推力 F(图 4-7a),而后轮受一驱动力偶 M,并受车身向后 的反力 F’(图 4-7b)。试画全前、后轮的受力图。在同样摩擦情况下,试画出自行车前、 后轮的受力图。又如何求其滑动摩擦力?是否等于其动滑动摩擦力 FN?是否等于其最大静 摩擦力?
答:前轮摩擦力
图 4-7
后轮摩擦力
均不等于滑动摩擦力或最大静摩擦力。
4-9 重为 P,半径为 R 的球放在水平面上,球对平面的滑动摩擦因数是 fs,而滚阻系 数为δ,问:在什么情况下,作用于球心的水平力 F 能使球匀速转动?
答:使球匀速转动的条件是:当
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图 4-1
图 4-2
答:如图所示,由
,可得摩擦力 Fs=100N。因为此时为静摩擦,故不可以用
公式
4-2 如图 4-2 所示,试比较用同样材料、在相同的光洁度和相同的胶带压力 F 作用下, 乎胶带与三角胶带所能传递的最大拉力。
武汉理工大学《理论力学》第1-4章习题参考解答
FBz
M F
x
z
0, 3FT 2 cos 60 FBx 100 0 FBx 4.5 3 7.794kN
0,FAx 3FT 2 cos FBx 0 FAx 3 3 5.196kN
0,FAz G 2FT 2 sin FT 2 sin FBz 0 FAz 6kN
2 sin 3 cos2 2 tan tan( arctan ) cot( arctan( )) 2 cos 3 sin cos
《理论力学》第2章习题题解答
解:⑴当导槽在杆AB上,销子在杆CD上时
取杆AB为研究对象
M 0, F M 0, F
Fx 0, FAB sin
FAB FAD
2
FAD sin
Fy 0, FAB cos
求得:
2
0 2 FA 0
FAB α
A
FAD
2 F
FAD cos
2 cos
2
………(1)
FD
F’AD
②取滚轮D为研究对象
FDE
FDE sin 0
F
x
0, FAD sin
3 3 1 8875 FAx G1 G 2 2218.75N 3 8 4 4
《理论力学》第3-4章习题题解答2
(a)
xC
30 8 4 (20 8) 3 (
20 8 8) 122 2 5.30 30 8 (20 8) 3 23
FBx 7.794kN, FBz 1.5kN
FBx FAz FAx
理论力学静力学第四章习题答案
a tan
zC
3.在平衡位置,不破坏约束的前提下,假定杆 AB 逆时针旋转一个微小的角度 ,则质心 C 的虚位移:
a l cos tan 2
zC
4.由虚位移原理
a sin
2
l sin 2
W ( Fi ) 0 有:
a sin
2
W ( Fi ) 0 有:
(1)
FB rB cos 450 M F2 y2 cos 1500 F3 y3 0
各点的虚位移如下:
rB 6 2
代入(1)式整理可得:
y2 9
y3 3
(6 FB M
9 3 F2 3F3 ) 0 2
δθ δ rA δ rD δ rE δ rB δ rC
rA O A , rB O B , rC O1C
rD O1D , rB rC , rD rE
代入可得: rA 30rE 4.由虚位移原理
W ( Fi ) 0 有:
3.在不破坏约束的前提下给定一组虚位移 x A 0, y A 0, 0 ,如上图所示。 由虚位移原理
W ( Fi ) 0 有:
(2)
M A F 1 y1 F2 y2 F3 y3 M 0
有几何关系可得各点的虚位移如下:
R sin R l cos 杆的质心坐标可表示为: zC sin 2
坐标。由几何关系可知: z A 3.在平衡位置,不破坏约束的前提下,假定杆 AB 顺时针旋转一个微小的角度 ,则质心 C 的虚位移:
zC
4.由虚位移原理
哈尔滨工业大学第7版理论力学第4章课后习题答案_图文(精)
12001.013
3300⋅−=××
−××
−=x M
m N 6.361.013
220020.0100⋅−=××+×−=y M m
N 6.1033.05
22002.013
3300⋅=××
+××=z M主矢N 4262R 2R 2R R =++=x y z F F F F ,N
z B
β
A
C
θ
β
F
1
F
2
F
(a(b
图4-5
解将力F分解为F1,F2,F1垂直于AB而与CE平行,F2平行于AB,如图4-5b所示,这2个分力分别为:
α
sin
1
F
F=,α
cos
2
F
F=
(
(
(
2
1
F
M
F
M
F
M
AB
AB
AB
+
=0
sin
1
+
⋅
=θ
a
Fθ
αsin
sin
Fa
=
4-6水平圆盘的半径为r,外缘C处作用有已知力F。力F位于铅垂平面内,且与C处圆盘切线夹角为60°,其他尺寸如图4-6a所示。求力F对x,y,z轴之矩。
350×
×
+
×
×
−
×
×
−
×
×
×
=
z
M
m
N
4.
19
mm
N
400
19⋅
−
=
⋅
−
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理论力学题库——第四章一、填空题1.科里奥利加速度(“是”或“不是”)由科里奥利力产生的,二者方向(“相同”或“不相同”)。
2.平面转动参考系中某一点对静止参考系的加速度的表达式是,其中是相对加速度,是牵连加速度,是科里奥利加速度。
4-1.非惯性系中,运动物体要受到 4种惯性力的作用它们是:惯性力、惯性切向力、惯性离轴力、科里奥利力。
4-2.在北半球,科里奥利力使运动的物体向右偏移,而南半球,科里奥利力使运动的物体向左偏移。
(填“左”或“右”)4-3.产生科里奥利加速度的条件是:物体有相对速度υ'及参照系转动,有角速度ω,且υ'与ω不平行。
4-4.科里奥利加速度是由参考系的转动和物体的相对运动相互影响产生的。
4-5.物体在主动力、约束力和惯性力的作用下在动系中保持平衡,称为相对平衡。
4-6.重力加速度随纬度增加的主要原因是:地球自转产生的惯性离轴力与地心引力有抵消作用。
4-7.由于科里奥利力的原因北半球气旋(旋风)一般是逆时针旋转的.(顺时针或逆时针)4-8.地球的自转效应,在北半球会使球摆在水平面内顺时针转动.(顺时针或逆时针)二、选择题1.关于平面转动参考系和平动参考系,正确的是()A.平面转动参考系是非惯性系;B.牛顿定律都不成立;C.牛顿定律都成立;D.平动参考系中质点也受科里奥利力。
2. 下列关于非惯性系的说法中正确的是:【C 】A 惯性离心力与物体的质量无关;B 科里奥利力与物体的相对运动无关;C 科里奥利力是参考系的转动与物体相对与参考系的运动引起的;D 科里奥利力使地球上南半球河流右岸冲刷比左岸严重。
3. 科里奥利力的产生与下列哪个因素无关?【B 】A 参照系的转动;B 参照系的平动;C 物体的平动;D 物体的转动。
4. 在非惯性系中如果要克服科里奥利力的产生,需要:【D 】A 物体作匀速直线运动;B 物体作匀速定点转动;C 物体作匀速定轴转动;D 物体静止不动。
5. A 、B 两点相对于地球作任意曲线运动,若要研究A 点相对于B 点的运动,则A(A) 可以选固结在B 点上的作平移运动的坐标系为动系; (B) 只能选固结在B 点上的作转动的坐标系为动系; (C) 必须选固结在A 点上的作平移运动的坐标系为动系; (D) 可以选固结在A 点上的作转动的坐标系为动系。
6..点的合成运动中D(A) 牵连运动是指动点相对动参考系的运动;(B) 相对运动是指动参考系相对于定参考系的运动;(C) 牵连速度和牵连加速度是指动参考系对定参考系的速度和加速度;(D) 牵连速度和牵连加速度是该瞬时动系上与动点重合的点的速度和加速度。
7. dt v d a e e =和dtv d a rr =两式A(A) 只有当牵连运动为平移时成立; (B) 只有当牵连运动为转动时成立;(C) 无论牵连运动为平移或转动时都成立; (D) 无论牵连运动为平移或转动时都不成立。
8.点的速度合成定理D(A) 只适用于牵连运动为平移的情况下才成立; (B) 只适用于牵连运动为转动的情况下才成立; (C) 不适用于牵连运动为转动的情况; (D) 适用于牵连运动为任意运动的情况。
9.点的合成运动中速度合成定理的速度四边形中A(A) 绝对速度为牵连速度和相对速度所组成的平行四边形的对角线; (B) 牵连速度为绝对速度和相对速度所组成的平行四边形的对角线; (C) 相对速度为牵连速度和绝对速度所组成的平行四边形的对角线; (D) 相对速度、牵连速度和绝对速度在任意轴上投影的代数和等于零。
10. 图示机构中,直角形杆OAB 在图示位置的角速度为ω,其转向为顺时针向。
取小环M 为动点,动系选为与直角形杆OAB 固连,则以下四图中的动点速度平行四边形,哪一个是正确的C11. 图示机构中,OA 杆在图示位置的角速度为ω,其转向为逆时针向。
取BCD 构件上的B 点为动点,动系选为与OA 杆固连,则以下四图中的动点速度平行四边形,哪一个是正确的D12. 图示机构中,圆盘以匀角速度ω绕轴O 朝逆时针向转动。
取AB 杆上的A 点为动点,动系选为与圆盘固连,则以下四图中的动点速度平行四边形,哪一个是正确的C(B)(C)(A)(B)(C)(D)13. 曲柄滑道机构中T 形构件BCDE 的BC 段水平,DE 段铅直。
已知曲柄OA 长r ,它在图示位置时的角速度为ω,角加速度为ε,其转向均为顺时针向。
取曲柄OA 上的A 点为动点,动系选为与T 形构件固连。
现欲求动点A 的相对加速度和T 形构件的加速度,标出A 点的各项加速度如图,并取图示的坐标系,则根据加速度合成定理,以下所示的四个表式中,哪一个是正确的A(A)e n a a a cos a sin a :x -=ϕ+ϕτ(B)0=-ϕ-ϕτr n a a a sin a cos a :y(C)0=ϕ+ϕ-ξsin a cos a a :r e n a (D)0=ϕ-ϕ-ητcos a sin a a:r e a14.利用点的速度合成定理v a=v e +v r 求解点的运动时,以下四组已知条件下的问题,哪些可求出确定解?CD(A) 已知v e 的大小、方向和v r 的方向求v a 的大小。
(B) 已知v e 的方向和v r 的大小求v a 的大小。
(C) 已知v a 和v e 的大小和方向求v r 的大小和方向。
(D) 已知v r 和v e 的方向以及v a 的大小和方向求v e 的大小。
15.图示机构中半圆板A 、B 两点分别由铰链与两个等长的平行杆连接,平行杆O 1A 和O 2B 分别绕轴O 1与O 2以匀角速度ω转动,垂直导杆上装一小滑轮C ,滑轮紧靠半圆板,并沿半圆周作相对滑动,使导杆在垂直滑道中上下平移。
若以滑轮C 为动点,以半圆板AB 为动系,分析图示位置滑轮C 的运动速度。
16. 刚体作平面运动时,C(A) 其上任一截面都在其自身平面内运动;(B) 其上任一直线的运动均为平移运动;(C) 其中任一点的轨迹均为平面曲线;(D) 其上点的轨迹也可能为空间曲线。
17.刚体的平面运动可看成是平移和定轴转动组合而成。
平移和定轴转动这两种刚体的基本运动,D(A) 都是刚体平面运动的特例;(B) 都不是刚体平面运动的特例;(C) 刚体平移必为刚体平面运动的特例,但刚体定轴转动不一定是刚体平面运动的特例;(D) 刚体平移不一定是刚体平面运动的特例,但刚体定轴转动必为刚体平面运动的特例。
18.将刚体平面运动分解为平移和转动,它相对于基点A的角速度和角加速度分别用ωA 和εA表示,而相对于基点B的角速度和角加速度分别用ωB和εB表示,则A(A)ωA =ωB, εA=εB;(B)ωA =ωB, εA≠εB;(C)ωA ≠ωB, εA=εB;(D)ωA ≠ωB, εA≠εB.19.平面图形上任意两点A、B的速度在其连线上的投影分别用[vA ]AB和[vB]AB表示,、两点的加速度在其连线上的投影分别用[aA ]AB和[aB]AB表示,则A(A) 可能有[vA ]AB=[vB]AB, [aA]AB≠[aB]AB;(B) 不可能有[vA ]AB=[vB]AB, [aA]AB≠[aB]AB;(C) 必有[vA ]AB=[vB]AB, [aA]AB=[aB]AB;(D) 可能有[vA ]AB≠[vB]AB, [aA]AB≠[aB]AB。
20.设平面图形在某瞬时的角速度为ω,此时其上任两点A、B的速度大小分别用v A 、vB表示,该两点的速度在其连线上的投影分别用[vA]AB和[vB]AB表示,两点的加速度在其连线上的投影分别用[aA ]AB和[aB]AB表示,则当vA=vB时D(A) 必有ω=0;(B) 必有ω≠0;(C) 必有[aA ]AB=[aB]AB;(D) 必有[vA ]AB=[vB]AB;21.平面运动刚体在某瞬时的角速度、角加速度分别用ω、ε表示,若该瞬时它作瞬时平移,则此时A(A) 必有ω=0, ε≠0;(B) 必有ω≠0, ε≠0;(C) 可能有ω≠0, ε≠0;(D) 必有ω=0, ε=0。
22.图示平面机构在图示位置时,AB杆水平,BC杆铅直,滑块A沿水平面滑动的速度vA ≠0、加速度aA=0。
此时AB杆的角速度和角加速度分别用ωAB和εAB表示,BC杆的角速度和角加速度分别用ωBC 和εBC表示,则B(A)00=ε≠ωAB AB ,(B)00≠ε=ωAB AB , (C)00≠ε=ωBC BC , (D)00=ε=ωAB AB ,23. 某瞬时平面图形内任意两点A 、B 的速度分别为v A 和v B ,它们的加速度分别为a A 和a B 。
以下四个等式中哪些是正确的?AD (A) [v A ]AB =[v B ]AB (B) [v A ]x =[v B ]x (C) [a A ]AB =[a B ]AB(D) [a A ]AB =[a B ]AB +[a AB ]AB 24.. 图示平面图形,其上两点A 、B 的速度方向如图,其大小v A =v B ,以下四种情况中,哪些是不可能的?AD25. 图示椭圆规尺的、两点在某瞬时的速度如图,以下四图所画的速度平行四边形中,哪些是正确的?BD26. 图示曲柄连杆机构,在某瞬时A 、B 两点的速度的关系如下,以下四种表示中,哪一个是正确的?D(D) (C)(A) (B) (C) (D)27. 图示四连杆机构,在某瞬时为求连杆AB的角速度ωAB,用以下四种方法求得的结果,哪些是正确的?AD28. 图示平面连杆机构,在图示位置已知曲柄O1A的角速度为ω,以下四种求B29. 直杆ABA vB在AB连线上的投影必相等,以下四种情况哪些是正确的?BD(A) 若vA //vB,则必有vA=vB;(B) 若vA >vB,则A点的速度必大于杆上其它点的速度;(C) 若vA <vB,则A点的速度必小于杆上其它点的速度;(D) 若vA >vB,则直杆的角速度一定不等于零。
30. 图示平面机构,曲柄OA绕轴O作定轴转动,连杆AB的B点由铰链与圆轮中心相连,圆轮沿水平地面作纯滚动,轮缘上的点D与连杆DE相连,E点的滑块可沿垂直滑槽滑动。
以下几种说法,哪些是正确的?ACE(A)(A) C 点为圆轮的瞬心: (B) F 点为杆AB 的瞬心; (C) G 点为杆AB 的瞬心; (D) H 点为AE 的瞬心; (E) I 点为杆DE 的瞬心。
31. 图示平面机构在图示位置O 1A各构件的瞬心位置,以下所确定的瞬心,哪些是正确的?BC (A) E 点为三角板ABC 的瞬心; (B) F 点为三角板ABC 的瞬心;(C) H 点为连杆CD 的瞬心;(D) G 点为连杆CD 的瞬心;(E) H 点为ABCD 的瞬心。