一、是非题1、若有B A F F的两个力,作用在同一刚体上,则此二力是作用力与反作用力,或是一对平衡力。
( )2、若点的法向加速度为零,则该点轨迹的曲率必为零。
( )3、质点运动的方向一定是合外力的方向。
( )4、作用在同一刚体上的两个力1F 、 2F ,若有 1F = -2F ,则该二力是一对平衡的力,或者组成一个力偶。
( )5、一动点如果在某瞬时的法向加速度等于零,而其切向加速度不等于零,则该点一定作直线运动。
( )6、当质点处于相对平衡(即相对运动为匀速直线运动)时,作用在质点上的主动力、 约束力和牵连惯性力组成平衡力系。
( )二、选择题1、图示两个作用在三角形板上的平面汇交力系(图(a )汇交于三角形板中心,图(b )汇交于三角形板底边中点)。
如果各力大小均不等于零,则图(a )所示力系______________________; 图(b )所示力系______________________。
①可能平衡; ②一定不平衡; ③一定平衡; ④不能确定。
2、绳子的一端绕在滑轮上,另一端与置于水平面上的物块B 相连,若物块B 的运动方程为X =k t 2,其中k 为常数,轮子半径为R 。
则轮缘上A 点的加速度的大小为_____________。
① 2 k ;② (4 k 2 t 2 / R)1/2;③ (4 k 2+16 k 4 t 4 / R 2 )1/2; ④ 2 k +4 k 2 t 2 / R 。
3、船A 重P ,以速度v航行。
重Q 的物体B 以相对于船的速度ū空投到船上,设ū与水平面成600角,且与v在同一铅直平面。
若不计水的阻力,则二者共同的水平速度为_________。
① ( Pv +0.5Qu ) / ( P +Q ); ② ( Pv +Qu ) / ( P +Q );③ ( ( P +Q ) v +Qu ) / ( P +Q)。
4、设力F 在X 轴上的投影为F ,则该力在与X 轴共面的任一轴上的投影____________。
① 一定不等于零; ② 不一定等于零; ③ 一定等于零; ④ 等于F 。
5、当点运动时,若位置矢______,则其运动轨迹为直线;若位置矢______,则其运动轨迹为圆。
① 方向保持不变,大小可变; ② 大小保持不变,方向可变; ③ 大小,方向均保持不变; ④ 大小和方向可任意变化。
6、两均质圆盘A 、B ,质量相等,半径相同,放在光滑水平面上,分别受到F ,'F 的作用,用静止开始运动,若F ='F ,则任一瞬时两圆盘的动量相比较是_________。
① KA >KB ; ② KA <KB ; ③ KA =KB 。
三、填空题1、空间力偶对刚体的作用效应取决于____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2、AB 为机车上的连杆,已知AB//O1O2,机车沿直线轨道运动,且与轨道无相对滑动,轮心速度不变,试在图中画杆上M点速度与加速度的方向。
3、质量均为10( kg )的两个质点A和B的初速度均为零,质点A受到一常力F1=20( N )作用,质点B受到一大小为F2=4 t( N )、方向不变的力作用,则在10秒末质点A的速度大小VA=___________________________;质点B的速度的大小VB=_________________。
4、图示结构受力偶矩为M=300kN.m 的力偶作用。
若a=1m,各杆自重不计。
则固定铰支座D的反力的大小为______________________,方向__________________________。
5、试画出图示三种情况下,杆BC中点M的速度方向。
6、已知长2d的均质细杆质量为M,可绕中点O转动。
杆端各附有一个质量为m 的质点,图示瞬时有角速度ω,角加速度ε,则该瞬时系统的动量的大小为_______________________;对O轴的动量矩的大小为___________________________。
计算题一、单个物体平衡(自找)二、求结构的约束力结构如图所示,A、B为固定铰支座,E为可动铰支座,D、C为中间铰链,已知:P=400kN,Q=600kN,尺寸如图。
各杆自重不计。
试求支座A、B及铰C的约束反力。
解:取CEΣX=0 Xc=0ΣM E(F)=0 Q·15-Yc·30=0 Yc=Q/2=300kN取BDΣM B(F)=0 -S AD sin450·60+P·40+Yc·30=0 S AD=589.26kNΣX=0 S AD cos450+X B=0 X B=-416.6kNΣX=0 S AD sin450-P-Yc+X B=0 Y B=283.33kN图示支架由两杆AD、CE和滑轮组成,B处是光滑铰链连接,在动滑轮上吊有Q=1000N的物体,杆及滑轮自重不计。
已知:L=1 m,r=15cm。
试求支座A、E的约rDCBA解:取整体N2075X 得①0L X r 21L 2Q 0,F m A A E③0Q Y Y 0,Y ②N 2075X X 0,X E A A EN1000Y 得代入③式,N,2000Y 得A E④0L X L Y r T 0,F m Q 21T ,CBE 取E E B图示平面结构,自重不计。
已知:M =500m N ,θ=450,L 1=2m ,L 2=3m , q c =400N/m 。
试求固定端A 及支座C 的反力。
解:取BC ,∑m B (F )=0,N C L 2-21q C L 2•31•2L 2=0∑X=0, X B =0∑Y=0,Y B +N C -21q C L 2=0得 N C =400N ,X B =0,Y B =200N 取AB ,∑X=0, X A -X B /=0∑Y=0,Y A -Y B /=0∑m A (F )=0,MA -M +X B /L 1•sin450-Y B / •cos450•L 1=0得 X A =0,Y A =200N ,M A =782.8N .m框架的B 、C 、D 处均为光滑铰链,AQE DrC BAY AX AYEX EEXEY EBC Y BXBT为固定端约束。
已知0q =2.5 k N/m ,P= 4.5 k N, L= 2 m ,各杆自重不计。
试求A 、B 两处的约束反力。
解:取BC ΣC m (F )= 0 B X • 3 L – P L = 0 B X = 1.5 k N ΣY = 0 B Y = 0 取整体ΣX = 0 A X + B X +21q • 3 L – P = 0 A X = - 4.5 k N ΣY = 0 A Y + B Y = 0 A Y = - B Y = 0 ΣA m (F )= 0 , A M + P • 2 L - q •213 L • 2 L = 0 A M = 12 k N •m图示平面结构,自重不计。
已知q =2 kN/m ,L 1= 2 m,L 2= 3 m 。
试求支座A,B 的反力。
解: 取BC 与DEF 两杆 有 Q = 2 2L qΣC m = 0 5B X -2 22L q = 0 B X = 7.2 k N取整体 ΣX = 0 A X -B X = 0 ΣY = 0 A Y -2 q 2L = 0 ΣA m = 0 7B X +A M - 2 22L q = 0 解得 A X = 7.2 KN ; A Y = 12 KN ; A M = - 14.4 KN •m ]三、求结构的速度与加速度平面如图所示。
已知:OA = 30 cm ,AB = 20 cm 。
在图示位置时,OA 杆的角速度ω= 2 rad/s ,角加速度为零,Ф= 30°,θ= 60°。
试求该瞬时滑块B 的速度和加速度。
解: A v = OA ×ω= 60 cm /s A a = OA ×2 = 120 cm /2s AB 杆作平面运动,P 为其速度瞬心 其角速度 1 = A v / AP = 3 rad /s∴ B v = BP ×1 = 103.9 cm /s以A 为基点B a =A a + n BAa+BA a式中 nBA a = AB ×21 = cm /2s向BA 方向投影B a cos θ= A a cos θ + n BA a∴ B a = 480 cm /2s在图示四杆中,已知:AB =BC =L ,CD =AD =2L ,φ=450。
在图示瞬时A 、B 、C 成一直线,杆AB 的角速度为ω,角加速度为零。
试求该瞬时C 点的速度和加速度。
解:杆BC 的速度瞬心在点C ,故 V C =0∴ ωBC =V B /BC =L ω/L =ω取点B 为基点,则有 CB n CB B C a a a a将上式投影到X 轴,得-a C ·cos300=-a B -a CBn∴ a C =(a B +a CB n )/cos30=23(L ω2+L ω2)/3=43 L ω2/3(垂直CD ,偏上)在图示四连杆中,已知:OA=R ,匀角速度ωo ;杆AB 及BC 均长L=3R 。
在图示瞬解:a) 求 BC∵AO∥BC,AB杆作瞬时平动,0 AB顺时针3// B O B BC OA BC v AO v vb) 求 BC22O O A R AO a选点A为基点,则有BA A B n B a a a a 将左式投影在AB 方向得0 B a , 0 /BC B BCa在图示中,杆AB 绕A 轴转动,CD 杆上的销钉M 在AB 杆的槽中滑动。
当图示位置Φ=300时,角速度为ω,角加速度ε=0。
试用合成运动的方法,求该位置杆CD 的速度及加速度。
解:动点为销钉M ,动系为杆AB(1)Ve=h ω/cos300=2 3h ω/3由r e a V V V得V cd =V a =V e /cos300=4 h ω/3 V r =V a sin300=2h ω/3方向皆如图B OCA a A v Aa Ba BAa Ba A vBn(2)a k =2ωV r =4 h ω2/3 由k e r a a a a a 得a a cos300=a k +a eτa cd =a a =a k / cos300=83h ω/9 方向如图平面如图,已知:曲柄OA =r ,角速度为ω,BF=BC=L,滑块C 可沿铅直槽滑动。