理论力学动力学复习题
对上式两边同除dt得:
aO= =
对滑块A按质心运动定理:
F-FSA+mg·sinβ=m aA其中:aA=aO
FNA-mg·cosβ= 0
由上可得:F=
9.图示匀质平板位于铅直面内的水平位置。已知:平板长为l,宽为b,质量为m,对质心C的转动惯量为JC= m(l2+b2)。试用达朗贝尔原理求在撤去B支座销钉瞬时:
(1)平板的角加速度;
(2)支座A的约束力。2012运动学与动力学
解:由MA( )= 0MgA-mg = 0
式中:MgA=JAJC+m )
得:=
由Fx= 0得:FAx= 0
由Fy= 0FAy+FgA-mg= 0
得:FAy=
10.在图示系统中。已知:匀质细杆的质量为m,长为了l,可绕一端O铰在铅直平面内转动。设将杆拉到铅直位置,从静止释放,试求杆转至水平位置时的角速度,角加速度及O处的约束力。
解:
以铰链C为动点,杆OAB为动系。
因
得
又有
x:
故
6.在图示平面机构中,半径为R的半圆环OC绕O轴转动,并带动套在其上的小圈M沿固定的竖直杆AB滑动。若角速度为已知常量,试求图示位置(OC⊥AB)时,小圈M的绝对速度和绝对加速度。
解:
取M为动点,半圆环OC为动系。
由
得
又有
由
方向投影得:
得
7\在图示机构中,已知:两纯滚动匀质轮的质量各为m,板的质量为2m,倾角β=30 ˚,初瞬时板的质心C1位于图示CD的中央。试求该瞬时:
BC:
故
y:
故
取A为基点
式中 ,
x:
y:
3.在图示平面机构中,已知:杆OA以匀角速度 绕定轴O转动,OA=AC=r,O1B=2r,=30°。在图示位置时,OA,CB水平,O1B,AC铅垂。试求此瞬时:
⑴板上点C的速度;
⑵杆O1B的角速度;
⑶杆O1B的角加速度。
解:
板ABC的速度瞬心在P点
(方向如图示)
解:杆OA:应用动能定理: JOω2=mg
式mg
得:=
应用质心运动定理:
FOx=-mω2 =- mg
FOy=mg-m = mg
11.在图示机构中,已知:两匀质细杆长AB=OD=l,质量均为m,垂直固结成T形,且AD=DB,初瞬时OD段静止于水平位置。试求杆转至β角时的角速度、角加速度及轴O处的约束力。
得:FA=
8.在图示机构中,已知:纯滚动的匀质轮与物A的质量均为m,轮半径为r,斜面倾角为β,物A与斜面间的动摩擦因数为f,不计杆OA的质量。试求:
(1)O点的加速度;
(2)杆OA的内力。
解:对系统按动能定理:dT=ΣδWi
d ( mvA2+ m vo2+ Joω2) =
mgdlsinβ+mgdlsinβ-f mgcosβ·dl
(1)轮中心的加速度;
(2)接触处A的摩擦力。
.解:由动能定理:dT=ΣδWi
d [m( 2v)2+mv2+JA( )2] =
2mg· 2 ds· sin+ 2mgds· sin
对上式两边同除dt得:a= =
分别由板、轮平面运动微分方程:
2mg· sin-2Fs 1= 2m· 2a
(F1+FA)r=
1.在图示平面机构中,菱形板分别与杆AA1和BB1铰接,两杆可分别绕轴A1和轴B1作定轴转动。AB=BD=20cm,AA1=25cm。当 =30°,AA1BB1时,设平板的角速度 =2rad/s。试求此瞬时点D的速度和杆AA1的角速度。
解:
菱形板的速度瞬心在P点,故
杆AA1的角速度
(顺钟向)
D点的速度
(顺钟向)
(顺钟向)
选点A为基点,则
将上式向BA方向投影,得
(顺钟向)
4.曲柄滑块机构如图,已知:OA=r,AB=L,OA以匀角速度转动。试求=90°时杆AB的角加速度。
解:
因杆AB作瞬时平动,故
取点A为基点
由加速度矢量合成关系,得
角加速度
(逆钟向)
5.在图示平面机构中 ,直角杆OAB绕轴O转动,套筒C可在AB段滑动,O、C、D位于同一铅垂线上。已知OA=r,当=30°时,直角杆OAB的角速度为,角加速度为零。试求该瞬时杆CD的速度和加速度。
(斜向左下方)
2.等腰三角形平板ABC的腰长AB=BC=5 cm,AC=6 cm,端点A和端点B分别在水平面上和斜面上运动。斜面与铅垂线之间的夹角= 。在图示位置时,AC边铅垂,平板的角速度=4 rad/s,角加速度=5 rad/s2。试求该瞬时A,B和C三点的加速度的大小。
解:
平板取A为基点
式中
,
动能定理:T1= 0
JO∙2= lmgsinβ
式中:JO= ml2
得:=
对上式微分得: =
质心加速度:an=2∙ l= gsinβ
at= · l= gcosβ
达朗伯原理:F1+ 2man+ 2mgsinβ= 0
―F2―2mat+ 2mgcosβ= 0
得:F1=-
F2=