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理论力学期末复习题

1、圆柱O 重G=1000N 放在斜面上用撑架支承如图;不计架重,求铰链A 、B 、C 处反力?解:(1) 研究圆柱,受力分析,画受力图:由力三角形得:(2) 研究AB 杆,受力分析(注意BC 为二力杆),画受力图:(3) 列平衡方程(4) 解方程组:2、求下图所示桁架中杆HI 、EG 、AC 的力?FHC A E答:F F F F HI AC EG -===003、重物悬挂如图,已知G=1.8kN ,其他重量不计;求铰链A 的约束反力和杆BC 所受的力?解:(1) 研究整体,受力分析(BC 是二力杆),画受力图:(2)列平衡方程:(3)解方程组:X A =2.4KN; Y A =1.2KN; S=0,848KN4、三铰门式刚架受集中荷载F P 作用,不计架重,求支座A 、B 的约束力。

答:F A =F B =0。

707F P5、求梁的支座约束力,长度单位为m 。

解:∑M A (F )=0 F B ×4-2×Sin450×6-1.5=O∑M B(F)=0 -F AY×4-2×Sin450×2-1.5=O∑F X=0 F AX+2×coS450=O解得: F AX=-1.41KN,F AY=-1.1KN,F B=2.50KN6、求刚架的支座约束力。

解得:F AX=0 F AY=17KN F B=33KN。

M7、四连杆机构OABO1在图示位置平衡,已知OA=40㎝,O1B=60㎝,作用在曲柄OA上的力偶矩大小为M1=1N.m,求力偶矩M 2的大小及连杆AB所受的力(各杆的重量不计)?解:(1)先取0A杆为研究对象,∑M=0 F AB×OAsin300-M1=0解得:F AB=5N(2)取O1B杆研究。

F′AB= F AB=5N∑M=0 M2- F′AB×O1B=0解得:M2= F′AB×O1B=3N.m飞轮加速转动时,其轮缘上一点M的运动规律为s=0.02 t3(单位为m、s),飞轮的半径R=0.4m。

求该点8、的速度达到v=6m/s时,它的切向及法向加速度。

解:M点做圆周运动,则V=ds/dt=3×0.02 t2=0.06 t2将v=6m/s代入上式,解得 t=10sa t=dv/dt=2×0.06t=1.2m/s2a n= v2/R=90 m/s29、已知点的运动方程:x=50t,y=500-5t2,(x、y单位为m、t单位为s)。

求当t=0时,点的切向加速度、法向加速度及轨迹的曲率半径。

解:a n=v2/ρ=(1/ρ)×[(X′)2+(X′)2]a t=dv/dt =X′X″+ Y′Y″/[(X′)2+(X′)2]1/2a2=( X″)2+( Y″)2X′=50,X″=OY′=-10t,Y″=-10将t=0代入,得a t=0a n=10m/s2ρ=v 2/ a n =250m10、图示铰接平行四杆机构中O 1A=O 2B=1O ㎝,O 1O 2=AB ,杆O 1A 以匀角速度ω=2rad/s 绕O 1轴转动。

AB 杆上有一套筒C 与CD 杆铰接,机构各部分均在同一平面,求φ=600时,杆CD 的速度和加速度?解:取CD 杆上的C 为动点,AB 为动系,对动点作速度分析和加速度分析:11、图示物块重G=200N ,物块与接触面之间的静滑动摩擦因数为33tan ==m s f ϕ,求拉动物体所需的最小力F ?答:N G F m 100sin min ==ϕ12、半圆形凸轮以匀速V 0水平向右运动,推动杆AB 沿铅垂方向运动。

如凸轮半径为R ,求当Φ为300时AB 杆的速度及加速度?解:(1)(2)V AB =V A =Vetan300= V 0 tan300=0.577 V 013、如图所示,偏心凸轮半径为R ,绕O 轴转动,转角φ=ωt (ω为常量),偏心距OC=e ,凸轮带动顶杆AB 沿铅垂直线作往复运动。

求:(1)顶杆的运动方程?(2)顶杆的速度?解:点A可代表AB的运动,运动方程和速度为:14.图示曲柄滑杆机构中,滑杆上有一圆弧形滑道,其半径R=100㎜,圆心O1在导杆BC上。

曲柄长OA=100㎜,以等角速度ω=4rad/s绕O轴转动。

求导杆BC的运动规律及当曲柄与水平线间的交角φ=300时,导杆BC的速度和加速度?解:BC杆为平动,用点O1代表之,其运动方程、速度和加速度为:15、图示摇杆滑道机构中的滑块M同时在固定的圆弧槽BC和摇杆OA的滑道中滑动。

如弧BC的半径为R,摇杆OA的轴O在弧BC的圆周上。

摇杆绕O轴以等角速度ω转动,当运动开始时,摇杆在水平位置。

试给出点M的运动方程,并求其速度和加速度(直角坐标法、自然法均可)?解:16、如图所求,已知0A=1.5m,AB=0.8m。

机构从φ=0开始匀速转动,运动中AB杆始终铅垂,B端速度v B=0.05m/s。

求:(1)运动过程中角φ与时间的关系?(2)点B的轨迹?解:AB杆平动,v A=v B=0.05m/s;17、摇筛机构如图所示,已知O1A=O2B=40㎝,O1O2=AB,杆O1A按Φ=(1/2)Sin(Л/4)t rad的规律摆动,求当t=2s时,筛面中点M的速度和加速度。

答:v M=0,a Mt=-12。

34㎝/s2,a Mn=018、已知OA的转速n=40r/min,OA= r=0.3m。

求图示瞬时,筛子BC的速度?解筛子BC作平移,与CBO夹角为30°,与AB夹角为60°。

且由速度投影定理得19、图示四连杆机构中,OA=O1B=r,AB=2r,曲柄OA以匀角速度ω绕轴O逆时针转动,O与O1两点的连线水平。

在图示位置时,OA⊥001,且曲柄01B也位于水平位置。

求此瞬时:(1)连杆AB的角速度ωAB?(2)曲柄O1B的角速度ωO1B?解:20、如图所示的平面机构中,曲柄OA长100mm,以角速度ω=2rad/s转动。

连杆AB带动摇杆CD,并拖动轮E沿水平面纯滚动。

已知:CD=3CB,图示位置时A,B,E三点恰在一水平线上,且CD⊥ED。

求:此瞬时点E的速度?解:(1)AB作平面运动(2)CD作定轴转动,转动轴:C(3)DE作平面运动()B A ABABv v=()OAvB⋅=ω30cos m2309.030cos=⋅=OAvBω30.6928m sBD Bvv CD vCB=⋅==()cos300.8m scos30E D DEDEE DDEv vv vvv====()21、图示机构中,O 1A=10cm ,O 1O 2铅垂。

在图示瞬时,杆O 2B 角速度ω=1rad/s ,O 1A 水平,φ=30º。

求该瞬时O 1A 的角速度和科氏加速度? 解:动点:套筒A动系:固连在O 2B 上 作速度平行四边形r e a V V V += s cm V a /40=s rad A O /41=ωs cm V r /320= 2/340s cm a C =22、图示机构中,曲柄以匀角速度ω=20rad /s 绕0轴转动,OA =40㎝,AC =CB =20(37)1/2㎝。

当Φ=0时,求气阀推杆DE 的速度?解:Φ=0时,ABC 杆的瞬心为B ,CD 杆瞬时平动,可得:23、图示机构中,曲柄以匀角速度ω=20rad /s 绕0轴转动,OA =40㎝,AC =CB =20(37)1/2㎝。

当Φ=1800时,求气阀推杆DE 的速度?解:Φ=0时,ABC杆的瞬心为B,CD杆瞬时平动,可得:524、如图所示,滑轮重W、半径为R,对转轴O的回转半径为ρ;一绳绕在滑轮上,另一端系一重为P的物体A;滑轮上作用一不变转矩M,忽略绳的质量,求重物A上升的加速度和绳的拉力?解:(1)取滑轮为研究对象,由定轴转动微分方程得Wρ2α/g=M-FR(2)取物体A为研究对象,由动力学基本方程知Pa/g=F-P由于a=Rα(3)解得:a=(M-PR/PR2+Wρ2)Rg; F =P(MR+Wρ2/PR2+Wρ2)。

25、重物A的质量为m1,系在绳子上,绳子跨过一不计质量的固定滑轮D,并绕在鼓轮B上,如图所示。

由于重物下降,带动了轮C,使它沿水平轨道滚动而不滑动。

设鼓轮半径为r,轮C的半径为R,两者固连在一起,总质量为m2,对于其水平轴O回转半径为ρ。

求重物A的加速度?26、圆锥摆,如图所示。

质量m=0.1kg的小球系于长l=0.3m 的绳上,绳的另一端系在固定点O,并与铅直线成角。

如小球在水平面作匀速圆周运动,求小球的速度v与绳的力?解:研究小球:解得:27、质量为m1的平板放在质量均为m2的两个轮子上,平板的速度为V,各接触处没有相对滑动,计算质点系的动量。

答:P=(m1+ m2)V28、一单摆质量为m,绳长为L,开始时绳与铅垂线的夹角为α,摆从A点由静止开始运动,当到达铅垂位置B时与一弹簧相碰,弹簧的刚度为K,略去绳的质量,求弹簧的最大压缩量。

60=θN96.1cos==θmgFsm1.2sin2==mFlvθ解:单摆由A至B,速度由0至v则:(1/2)×mv2=mgL×(1- coSα)由B直至弹簧压缩的极限位置,速度由v到0故有:0-(1/2)×mv2=(1/2)×K×(0-δ2mas)mgL×(1- coSα)=(1/2)×K×δ2mas所以,δmas=[2 mgL×(1- coSα)/K]1/229、椭圆规机构中,OC=AC=CB=l;滑块A和B的质量均为 m,曲柄OC和连杆AB的质量忽略不计;曲柄以等角速度ω绕O轴旋转。

图示位置时,角度ω t 为任意值。

求:图示位置时系统的总动量?解:质点系的质心在C处,其速度矢量垂直于OC,数值为:v C=ω l系统的总质量m C= m A+ m B=2m系统的总动量大小:P= m c v c=2mlω方向沿 v C 方向。

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