武漢理工大學_理論力學_期末考試試題及答案

1、1-1、自重為P=100kN的T字形鋼架ABD,置于鉛垂面內，載荷如圖所示。其中轉矩M=20kN.m，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,長度l=1m。試求固定端A的約束力。1-2 如圖所示，飛機機翼上安裝一臺發(fā)動機，作用在機翼OA上的氣動力按梯形分布：=60kN/m，=40kN/m，機翼重=45kN，發(fā)動機重=20kN，發(fā)動機螺旋槳的反作用力偶矩M=18kN.m。求機翼處于平衡狀態(tài)時，機翼根部固定端O所受的力。 1-3圖示構件由直角彎桿EBD以及直桿AB組成，不計各桿自重，已知q=10kN/m，F(xiàn)=50kN，M=6kN.m，各尺寸如圖。求固定端A處及支座C的約束力。1-4 已知：如圖

2、所示結構，a, M=Fa, , 求：A，D處約束力.解：1-5、平面桁架受力如圖所示。ABC為等邊三角形，且AD=DB。求桿CD的內力。1-6、如圖所示的平面桁架，A端采用鉸鏈約束，B端采用滾動支座約束，各桿件長度為1m。在節(jié)點E和G上分別作用載荷=10kN，=7 kN。試計算桿1、2和3的內力。解：2-1 圖示空間力系由6根桁架構成。在節(jié)點A上作用力F，此力在矩形ABDC平面內，且與鉛直線成45º角。EAK=FBM。等腰三角形EAK，F(xiàn)BM和NDB在頂點A，B和D處均為直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各桿的內力。2-2 桿系由鉸鏈連接，位于正方形的邊和對角線上，如

3、圖所示。在節(jié)點D沿對角線LD方向作用力。在節(jié)點C沿CH邊鉛直向下作用力F。如鉸鏈B，L和H是固定的，桿重不計，求各桿的內力。2-3 裝 訂 線 重為980 N，半徑為r =100mm的滾子A與重為490 N的板B由通過定滑輪C的柔繩相連。已知板與斜面的靜滑動摩擦因數(shù)=0.1。滾子A與板B間的滾阻系數(shù)為=0.5mm，斜面傾角=30º，柔繩與斜面平行，柔繩與滑輪自重不計，鉸鏈C為光滑的。求拉動板B且平行于斜面的力F的大小。2-4 兩個均質桿AB和BC分別重和，其端點和用球鉸固定在水平面，另一端由球鉸鏈相連接，靠在光滑的鉛直墻上，墻面與AC平行，如圖所示。如AB與水平線的交角為45

4、6;，BAC=90º，求A和C的支座約束力以及墻上點所受的壓力。裝 訂 線 3-1 已知：如圖所示平面機構中，曲柄OA=r，以勻角速度轉動。套筒A沿BC桿滑動。BC=DE，且BD=CE=l。求圖示位置時，桿BD的角速度和角加速度。解：3-2 圖示鉸鏈四邊形機構中，=100mm，又=,桿以等角速度=2rad/s繞軸轉動。桿AB上有一套筒C,此套筒與桿CD相鉸接。機構的各部件都在同一鉛直面內。求當=60º時桿CD的速度和加速度。（15分）4-1 已知：如圖所示凸輪機構中，凸輪以勻角速度繞水平O軸轉動，帶動直桿AB沿鉛直線上、下運動，且O，A，B 共線。凸輪上與點A接觸的點為，圖

5、示瞬時凸輪輪緣線上點的曲率半徑為，點的法線與OA夾角為，OA=l。求該瞬時AB的速度及加速度。（15分）解：4-2 已知：如圖所示，在外嚙合行星齒輪機構中，系桿以勻角速度繞轉動。大齒輪固定，行星輪半徑為r，在大輪上只滾不滑。設A和B是行星輪緣 上的兩點，點A在的延長線上，而點B在垂直于的半徑上。求：點A和B的加速度。 4-3 已知：（ 科氏加速度 ）如圖所示平面機構，AB長為l，滑塊A可沿搖桿OC的長槽滑動。搖桿OC以勻角速度繞軸O轉動，滑塊B以勻速沿水平導軌滑動。圖示瞬時OC鉛直，AB與水平線OB夾角為30º。求：此瞬時AB桿的角速度及角加速度。( 20分 )5-1 如圖所示均質圓

6、盤，質量為m、半徑為R, 沿地面純滾動，角加速為。求圓盤對圖中A,C和P三點的動量矩。5-2（ 動量矩定理 ）已知：如圖所示均質圓環(huán)半徑為r，質量為m，其上焊接剛桿OA，桿長為r，質量也為m。用手扶住圓環(huán)使其在OA水平位置靜止。設圓環(huán)與地面間為純滾動。求：放手瞬時，圓環(huán)的角加速度，地面的摩擦力及法向約束力。（15）5-3 11-23 （ 動量矩定理 ）均質圓柱體的質量為m,半徑為r,放在傾角為60º的斜面上，一細繩繞在圓柱體上，其一端固定在A點，此繩和A點相連部分與斜面平行，如圖所示。如圓柱體與斜面間的東摩擦因數(shù)為f=1/3,求圓柱體的加速度。（15）5-4 11-28 （ 動量矩定

7、理 ）均質圓柱體A和B的質量均為m,半徑均為r, 一細繩纏在繞固定軸O轉動的圓柱A上,繩的另一端繞在圓柱B上，直線繩段鉛垂，如圖所示。不計摩擦。求：（1）圓柱體B下落時質心的加速度；（2）若在圓柱體A上作用一逆時針轉向力偶矩M,試問在什么條件下圓柱體B的質心加速度將向上。（ 15分 ）解：6-1 已知：輪O 的半徑為R1 ，質量為m1 ,質量分布在輪緣上; 均質輪C的半徑為R2 ， 質量為m2 ，與斜面純滾動, 初始靜止 。斜面傾角為 ,輪O受到常力偶M 驅動。 求:輪心C 走過路程s 時的速度和加速度。（ 15分 ）6-2 已知均質桿OB=AB=l, 質量均為m，在鉛垂面內運動，AB桿上作用

8、一不變的力偶矩M, 系統(tǒng)初始靜止,不計摩擦。求當端點A 運動到與端點O重合時的速度。 （ 15分 ）解：6-3 已知：重物m, 以v勻速下降，鋼索剛度系數(shù)為k。求輪D突然卡住時，鋼索的最大張力. （ 15分 ）6-4 已知均質桿AB的質量m=4kg,長l=600mm,均勻圓盤B的質量為6kg,半徑為r=600mm, 作純滾動。彈簧剛度為k=2N/mm,不計套筒A及彈簧的質量。連桿在與水平面成30º角時無初速釋放。求（1）當AB桿達水平位置而接觸彈簧時，圓盤與連桿的角速度；（2）彈簧的最大壓縮量。 （ 15分 ）理論力學 期末考試試題1-1、自重為P=100kN的T字形鋼架ABD,置于

9、鉛垂面內，載荷如圖所示。其中轉矩M=20kN.m，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,長度l=1m。試求固定端A的約束力。解：取T型剛架為受力對象，畫受力圖.1-2 如圖所示，飛機機翼上安裝一臺發(fā)動機，作用在機翼OA上的氣動力按梯形分布：=60kN/m，=40kN/m，機翼重=45kN，發(fā)動機重=20kN，發(fā)動機螺旋槳的反作用力偶矩M=18kN.m。求機翼處于平衡狀態(tài)時，機翼根部固定端O所受的力。解：1-3圖示構件由直角彎桿EBD以及直桿AB組成，不計各桿自重，已知q=10kN/m，F(xiàn)=50kN，M=6kN.m，各尺寸如圖。求固定端A處及支座C的約束力。1-4 已知：如圖所示結構，a,

10、 M=Fa, , 求：A，D處約束力.解：1-5、平面桁架受力如圖所示。ABC為等邊三角形，且AD=DB。求桿CD的內力。1-6、如圖所示的平面桁架，A端采用鉸鏈約束，B端采用滾動支座約束，各桿件長度為1m。在節(jié)點E和G上分別作用載荷=10kN，=7 kN。試計算桿1、2和3的內力。解：2-1 圖示空間力系由6根桁架構成。在節(jié)點A上作用力F，此力在矩形ABDC平面內，且與鉛直線成45º角。EAK=FBM。等腰三角形EAK，F(xiàn)BM和NDB在頂點A，B和D處均為直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各桿的內力。2-2 桿系由鉸鏈連接，位于正方形的邊和對角線上，如圖所示。在節(jié)點

11、D沿對角線LD方向作用力。在節(jié)點C沿CH邊鉛直向下作用力F。如鉸鏈B，L和H是固定的，桿重不計，求各桿的內力。2-3 裝 訂 線 重為980 N，半徑為r =100mm的滾子A與重為490 N的板B由通過定滑輪C的柔繩相連。已知板與斜面的靜滑動摩擦因數(shù)=0.1。滾子A與板B間的滾阻系數(shù)為=0.5mm，斜面傾角=30º，柔繩與斜面平行，柔繩與滑輪自重不計，鉸鏈C為光滑的。求拉動板B且平行于斜面的力F的大小。2-4 兩個均質桿AB和BC分別重和，其端點和用球鉸固定在水平面，另一端由球鉸鏈相連接，靠在光滑的鉛直墻上，墻面與AC平行，如圖所示。如AB與水平線的交角為45º，BAC=

12、90º，求A和C的支座約束力以及墻上點所受的壓力。裝 訂 線 3-1 已知：如圖所示平面機構中，曲柄OA=r，以勻角速度轉動。套筒A沿BC桿滑動。BC=DE，且BD=CE=l。求圖示位置時，桿BD的角速度和角加速度。解：3-2 圖示鉸鏈四邊形機構中，=100mm，又=,桿以等角速度=2rad/s繞軸轉動。桿AB上有一套筒C,此套筒與桿CD相鉸接。機構的各部件都在同一鉛直面內。求當=60º時桿CD的速度和加速度。（15分）4-1 已知：如圖所示凸輪機構中，凸輪以勻角速度繞水平O軸轉動，帶動直桿AB沿鉛直線上、下運動，且O，A，B 共線。凸輪上與點A接觸的點為，圖示瞬時凸輪輪緣

13、線上點的曲率半徑為，點的法線與OA夾角為，OA=l。求該瞬時AB的速度及加速度。（15分）解：4-2 已知：如圖所示，在外嚙合行星齒輪機構中，系桿以勻角速度繞轉動。大齒輪固定，行星輪半徑為r，在大輪上只滾不滑。設A和B是行星輪緣 上的兩點，點A在的延長線上，而點B在垂直于的半徑上。求：點A和B的加速度。解： 4-3 已知：（ 科氏加速度 ）如圖所示平面機構，AB長為l，滑塊A可沿搖桿OC的長槽滑動。搖桿OC以勻角速度繞軸O轉動，滑塊B以勻速沿水平導軌滑動。圖示瞬時OC鉛直，AB與水平線OB夾角為30º。求：此瞬時AB桿的角速度及角加速度。( 20分 )5-1 如圖所示均質圓盤，質量為

14、m、半徑為R, 沿地面純滾動，角加速為。求圓盤對圖中A,C和P三點的動量矩。5-2（ 動量矩定理 ）已知：如圖所示均質圓環(huán)半徑為r，質量為m，其上焊接剛桿OA，桿長為r，質量也為m。用手扶住圓環(huán)使其在OA水平位置靜止。設圓環(huán)與地面間為純滾動。求：放手瞬時，圓環(huán)的角加速度，地面的摩擦力及法向約束力。（15）解：5-3 11-23 （ 動量矩定理 ）均質圓柱體的質量為m,半徑為r,放在傾角為60º的斜面上，一細繩繞在圓柱體上，其一端固定在A點，此繩和A點相連部分與斜面平行，如圖所示。如圓柱體與斜面間的東摩擦因數(shù)為f=1/3,求圓柱體的加速度。（15）5-4 11-28 （ 動量矩定理 ）

15、均質圓柱體A和B的質量均為m,半徑均為r, 一細繩纏在繞固定軸O轉動的圓柱A上,繩的另一端繞在圓柱B上，直線繩段鉛垂，如圖所示。不計摩擦。求：（1）圓柱體B下落時質心的加速度；（2）若在圓柱體A上作用一逆時針轉向力偶矩M,試問在什么條件下圓柱體B的質心加速度將向上。（ 15分 ）解：6-1 已知：輪O 的半徑為R1 ，質量為m1 ,質量分布在輪緣上; 均質輪C的半徑為R2 ， 質量為m2 ，與斜面純滾動, 初始靜止 。斜面傾角為 ,輪O受到常力偶M 驅動。 求:輪心C 走過路程s 時的速度和加速度。（ 15分 ）6-2 已知均質桿OB=AB=l, 質量均為m，在鉛垂面內運動，AB桿上作用一不變

16、的力偶矩M, 系統(tǒng)初始靜止,不計摩擦。求當端點A 運動到與端點O重合時的速度。 （ 15分 ）解：6-3 已知：重物m, 以v勻速下降，鋼索剛度系數(shù)為k。求輪D突然卡住時，鋼索的最大張力. （ 15分 ）6-4 已知均質桿AB的質量m=4kg,長l=600mm,均勻圓盤B的質量為6kg,半徑為r=600mm, 作純滾動。彈簧剛度為k=2N/mm,不計套筒A及彈簧的質量。連桿在與水平面成30º角時無初速釋放。求（1）當AB桿達水平位置而接觸彈簧時，圓盤與連桿的角速度；（2）彈簧的最大壓縮量。 （ 15分 ） 考試試題紙（A卷）課程名稱理論力學 班級 題號一二三四五六七八九十總分題分備注

17、:學生不得在試題紙上答題(含填空題、選擇題等客觀題)一、圖示構架，由AB、OD、AD桿組成，各桿自重不計。已知：Q1000N，通過滑輪H與AD的中點E連接，且AC=BC=OC=CD=1m，A、C、D為光滑鉸鏈，求：支座O和鉸鏈C的反力。（15分）二、物塊A和B的重量均為100 N, 用圖示壓桿將B壓緊在水平桌面上阻止其滑動。已知物塊B與桌面間的摩擦系數(shù)為f = 0.5，不計壓桿與物塊B間的摩檫。求鉛垂力P至少為多大才能防止B沿桌面滑動。（15分）三、半圓形凸輪半徑為R。若已知凸輪的平動速度為v，加速度為a，桿AB被凸輪推起，求桿AB的平動速度和加速度。設此時凸輪的中心O和A點的連線與水平線的夾

18、角為60º。（15分）四、曲柄連桿機構如圖，已知：OA=r， OA以勻角速度轉動。試求：AOB90º，OBA30º時，滑塊B的速度和桿AB的角加速度AB 。（15分）五、均質圓盤A和均質圓盤O質量均為m，半徑均為R，斜面傾角為，圓盤A在斜面上作純滾動，盤O上作用有力偶矩為M的力偶。(1)求盤心A沿斜面由靜止上升距離s時的速度；(2)盤O的角加速度(3)繩的拉力(表示為角加速度函數(shù))（15分）六、均質圓柱體重為P，半徑為R，無滑動地沿傾斜平板由靜止自O點開始滾動。平板對水平線的傾角為，試求OA=S時平板在O點的約束反力和圓柱體與板間的摩擦力。板的重力略去不計。（15分）七、四鉸鏈桿組成如圖示的菱形ABCD，B、C、D三點受力如圖示。不計桿重，試用虛位移原理求平衡時應等于多少? （10分） 考試試題紙（B卷）課程名稱理論力學 班級 題號一二三四五六七八九十總分題分備注:學生不得在試題紙上答題(含填空題、選擇題等客觀題)一、圖示結構中，各桿自重不計，D、E處為鉸鏈，B、C為鏈桿約束，A為固定端。已知：q1kN/m，M2 kN.m，L=2m.求：支座A、B的約束反力。（18分）二、起重絞車的制動器由帶制動塊的手柄和制動輪所組成。已知制動輪半徑R0.5m，鼓輪半徑