理论力学之静力学习题答案北航

静力学

（MADE BY 水水）

1-3 试画出图示各结构中构件AB 的受力图

F Ax

F A y

F B

(a)

(a)

F D

F Bx

F By

1-4 试画出两结构中构件ABCD 的受力图

1-5 试画出图a 和b 所示刚体系整体合格构件的受力图

1-5a

1-5b

F Ax

F A y F By

F A

F Bx

F A

F Ax

F A y F Dx

F Dy

W

T E

F Cx

F C y

W

F Ax

F A y

F Bx

F B y

F Cx

F C y

F Dx

F Dy

F Bx

F By

T E

N’

F B

F D

F A N

F A

F B

F D

1-8在四连杆机构的ABCD 的铰链B 和C 上分别作用有力F 1和F 2，机构在图示位置平衡。试求二力F 1和F 2之间的关系。

解：杆AB ，BC ，CD 为二力杆，受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。 解法1(解析法)

假设各杆受压，分别选取销钉B 和C 为研究对象，受力如图所示： 由共点力系平衡方程，对B 点有：

对C 点有：

解以上二个方程可得：

解法2(几何法)

分别选取销钉B 和C 为研究对象，根据汇交力系平衡条件，作用在B 和C 点上的力构成封闭的力多边形，如图所示。 对B 点由几何关系可知：

对C 点由几何关系可知：

解以上两式可得：

2-3 在图示结构中，二曲杆重不计，曲杆AB 上作用有主动力偶M 。试求A 和C 点处的约束力。

解：BC 为二力杆(受力如图所示)，故曲杆AB 在B 点处受到约束力的方向沿BC 两点连线的方向。曲杆AB 受到主动力偶M 的作用，A 点和B 点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲

F AB

F CD

杆AB 保持平衡。AB 受力如图所示，由力偶系作用下刚体的平衡方程有（设力偶逆时针为正）：

其中：。对BC 杆有：

。A ，C 两点约束力的方向如图所示。

2-4四连杆机构在图示位置平衡，已知OA=60cm,BC=40cm,作用在BC 上力偶的力偶矩M 2＝1N ·m 。试求作用在OA 上力偶的力偶矩大小M 1和AB 所受的力。各杆重量不计。

解：

机构中AB 杆为二力杆，点A,B 出的约束力方向即可确定。由力偶系作用下刚体的平衡条件，点O,C 处的约束力方向也可确定，各杆的受力如图所示。对BC 杆有： 对AB 杆有： 对OA 杆有：

求解以上三式可得：， ，方向如图所示。

2-6等边三角形板ABC,边长为a ，今沿其边作用大小均为F 的力，方向如图a,b 所示。试分别求其最简简化结果。

解：2-6a F B

F C

F A

F O

O F A

F B F B

F C C

x F R

M A

F R

d y

坐标如图所示，各力可表示为:

，，

先将力系向A点简化得（红色的）：

，

方向如左图所示。由于，可进一步简化为一个不过A点的力(绿色的)，主矢不变，其作用线距A点的距离，位置如左图所示。

2-6b

同理如右图所示，可将该力系简化为一个不过A点的力（绿色的），主矢为：

其作用线距A点的距离，位置如右图所示。

简化中心的选取不同，是否影响最后的简化结果？

2-13图示梁AB一端砌入墙内，在自由端装有滑轮，用以匀速吊起重物D。设重物重为P, AB 长为l，斜绳与铅垂方向成角。试求固定端的约束力。

法1

解：

整个结构处于平衡状态。选择滑轮为研究对象，受力如图，列平衡方程（坐标一般以水平向右为x轴正向，竖直向上为y轴正向，力偶以逆时针为正）：

选梁AB为研究对象，受力如图，列平衡方程：

求解以上五个方程，可得五个未知量分别为：

（与图示方向相反）

（与图示方向相同）

（逆时针方向）

法2

解：

设滑轮半径为R。选择梁和滑轮为研究对象，受力如图，列平衡方程：求解以上三个方程，可得分别为：

P

B

F

Bx

F

By

P

M

A

F

Bx

F

By

F

Ax

F

A y

M

A

P

F

Ax

F

A y

P

（与图示方向相反） （与图示方向相同） （逆时针方向）

2-18均质杆AB 重G ，长l ，放在宽度为a 的光滑槽内，杆的B 端作用着铅垂向下的力F ，如图所示。试求杆平衡时对水平面的倾角。 解：

选AB 杆为研究对象，受力如图所示，列平衡方程：

求解以上两个方程即可求得两个未知量，其中：

未知量不一定是力。 2-27如图所示，已知杆AB 长为l ，重为P ，A 端用一球铰固定于地面上，B 端用绳索CB 拉住正好靠在光滑的墙上。图中平面AOB 与Oyz 夹角为，绳与轴Ox 的平行线夹角为，已知。试求绳子

的拉力及墙的约束力。 解：

选杆AB 为研究对象，受力如下图所示。列平衡方程：

由和可求出。平衡方程可用来校核。

思考题：对该刚体独立的平衡方程数目是几个？

2-29图示正方形平板由六根不计重量的杆支撑，连接处皆为铰链。已知力作用在平面BDEH 内，并与对角线BD 成角，OA=AD 。试求各支撑杆所受的力。 解：

杆1，2，3，4，5，6均为二力杆，受力方向沿两端点连线方向，假设各杆均受压。选板ABCD 为研究对象，受力如图所示，该力系为空间任意力系。采用六矩式平衡方程：

(受拉)

(受压) (受压)

(受拉)

本题也可以采用空间任意力系标准式平衡方程，但求解代数方程组非常麻烦。类似本题的情况采用六矩式方程比较方便，适当的选择六根轴保证一个方程求解一个未知量，避免求解联立方程。

A

N A N D

D

2-31如图所示，欲转动一置于V形槽中的棒料，需作用一力偶，力偶矩。已知棒料重，直径。试求棒料与V形槽之间的静摩擦因数。

解：

取棒料为研究对象，受力如图所示。

列平衡方程:

补充方程：

五个方程，五个未知量，可得方程：

解得。当时有：

即棒料左侧脱离V型槽，与题意不符，故摩擦系数。

2-33均质杆AB长40cm，其中A端靠在粗糙的铅直墙上，并用绳子CD保持平衡，如图所示。设，平衡时角的最小值为。试求均质杆与墙之间的静摩擦因数。

解：

当时，取杆AB为研究对象，受力如图所示。

列平衡方程：

附加方程：

四个方程，四个未知量，可求得。

2-35在粗糙的斜面上放着一个均质棱柱体，A，B为支点，如图所示。若，A和B于斜面间的静摩擦因数分别为和，试求物体平衡时斜面与水平面所形成的最大倾角。

解：选棱柱体为研究对象，受力如图所示。假设棱柱边长为a，重为P，列平衡方程

如果棱柱不滑动，则满足补充方程时处于极限平衡状态。

解以上五个方程，可求解五个未知量，其中：

(1)

当物体不翻倒时，则：

(2)

即斜面倾角必须同时满足(1)式和(2)式，棱柱才能保持平衡。

3-10AB,AC和DE三杆连接如图所示。杆DE上有一插销H套在杆AC的导槽内。试求在水平杆DE的一端有一铅垂力作用时，杆AB所受的力。设，杆重不计。

解：

假设杆AB，DE长为2a。取整体为研究对象，受力如右图所示，列平衡方程：

取杆DE为研究对象，受力如图所示，列平衡方程：

取杆AB为研究对象，受力如图所示，列平衡方程：

(与假设方向相反)

(与假设方向相反)

(与假设方向相反)

F

Cx

F

Cy

F

Bx

F

By

F

Dx

F

Dy

F

Hy

F

Bx

F

By

F

Dy F

Dx

F

Ax

F

Ay

3-12和四杆连接如图所示。在水平杆AB 上作用有铅垂向下的力。接触面和各铰链均为光滑的，杆重不计，试求证不论力的位置如何，杆AC 总是受到大小等于的压力。 解：

取整体为研究对象，受力如图所示，列平衡方程：

取杆AB 为研究对象，受力如图所示，列平衡方程：

杆AB 为二力杆，假设其受压。取杆AB 和AD 构成的组合体为研究对象，受力如图所示， 列平衡方程：

解得，命题得证。

注意：销钉A 和C 联接三个物体。

3-14两块相同的长方板由铰链C 彼此相连接，且由铰链A 及B 固定，如图所示，在每一平板内都作用一力偶矩为的力偶。如，忽略板重，试求铰链支座A 及B 的约束力。

解：

取整体为研究对象，由于平衡条件可知该力系对任一点之矩为零， 因此有：

即必过A 点，同理可得必过B 点。也就是和是大小相等， 方向相反且共线的一对力，如图所示。 取板AC 为研究对象，受力如图所示，列平衡方程：

解得： (方向如图所示)

3-20如图所示结构由横梁和三根支承杆组成，载荷及尺寸如图所示。试求A 处的约束力及杆1，2，3所受的力。 解：

F C x

F C y F D

F ABx

F ABy

F B

F AC

B

F Cx F Cy

P F Ax

F Ay

N

1

支撑杆1，2，3为二力杆，假设各杆均受压。选梁BC 为研究对象，受力如图所示。其中均布载荷可以向梁的中点简化为一个集中力，大小为2qa ，作用在BC 杆中点。列平衡方程：

(受压) 选支撑杆销钉D 为研究对象，受力如右图所示。列平衡方程：

(受压)

(受拉)

选梁AB 和BC

为研究对象，受力如图所示。列平衡方程： (与假设方向相反)

(

逆时针)

3-21二层三铰拱由和四部分组成，彼此间用铰链连接，所受载荷如图所示。试求支座的约束力。 解：

选整体为研究对象，受力如右图所示。列平衡方程：

(1)

由题可知杆DG 为二力杆，选GE 为研究对象，作用于其上的力汇交于点G ， 受力如图所示，画出力的三角形，由几何关系可得：

。

取CEB 为研究对象，受力如图所示。列平衡方程：

代入公式(1)可得：

3-24均质杆AB 可绕水平轴A 转动，并搁在半径为的光滑圆柱上，圆柱放在光滑的水平面上，用不可伸长的绳子AC 拉在销钉A 上，杆重16N ，。试求绳的拉力和杆AB 对销钉A 的作用力。

F By

F F

F Ax

F Ay

F 3

F 2

M A F Ax F Ay F Bx

F By

F E F G

F F Cy F Cx

F E

F By

F Bx

解：

取杆AB 为研究对象，设杆重为P ，受力如图所示。列平衡方程：

取圆柱C 为研究对象，受力如图所示。列平衡方程：

注意：由于绳子也拴在销钉上，因此以整体为研究对象求得的A 处的约束力不是杆AB 对销钉的作用力。

3-27均质杆AB 和BC 完全相同，A 和B 为铰链连接，C 端靠在粗糙的墙上，如图所示。设静摩擦因数。试求平衡时角的范围。 解：

取整体为研究对象，设杆长为L ，重为P ，受力如图所示。列平衡方程：

(1)

取杆BC 为研究对象，受力如图所示。列平衡方程：

(2)

补充方程：，

将(1)式和(2)式代入有：，即。

3-30如图所示机构中，已知两轮半径量，各重，杆AC 和BC 重量不计。轮与地面间的静摩擦因数，滚动摩擦系数。今在BC 杆中点加一垂直力。试求：平衡时的最大值； 当时，两轮在D 和E 点所受到的滑动摩擦力和滚动摩擦力偶矩。 解：

取整体为研究对象，受力如图所示，列平衡方程：

由题可知，杆AC 为二力杆。作用在杆BC 上的力有主动力，以及B 和C 处的约束力和，由三力平衡汇交，可确定约束力和的方向如图所示，其中：，杆AC 受压。

F Ax F Ay

F N F s P

P F Bx

F By F N F s

P

F ND

F NE

F SD F SE

M E

M D

B

F AC

取轮A 为研究对象，受力如图所示，设的作用线与水平面交于F 点，列平衡方程：

取轮B 为研究对象，受力如图所示，设的作用线与水平面交于G 点，列平衡方程：

解以上六个方程，可得： ， ，

， 若结构保持平衡，则必须同时满足：

，，，

即：

， 因此平衡时的最大值，此时： ，

3-35试用简捷的方法计算图中所示桁架1，2，3杆的内力。 解：

由图可见杆桁架结构中杆CF ，FG ，EH 为零力杆。用剖面SS 将该结构分为两部分，取上面部分为研究对象，受力如图所示，列平衡方程：

(受拉)

(受拉) (受压)

3-38如图所示桁架中，ABCDEG 为正八角形的一半，各杆相交但不连接。试求杆BC 的内力。

解：假设各杆均受压。取三角形BCG 为研究对象，受力如图所示。列平衡方程：

(受压)

取节点C

SD F S F G

F H

S F EG F CD F AB F BC F CD CG

其中：，解以上两个方程可得：(受压)

3-40试求图中所示桁架中杆1和2的内力。 解：

取整体为研究对象，受力如图所示。列平衡方程：

用截面S-S 将桁架结构分为两部分，假设各杆件受拉，取右边部分为研究对象，受力如图所

示。列平衡方程：

(受拉)

(受拉)

B

F Ay

F B F 1 F 3 F 4 F 5

F 2

4-1力铅垂地作用于杆AO 上,。在图示位置上杠杆水平，杆DC 与DE 垂直。试求物体M 所受的挤压力的大小。 解：

1.选定由杆OA ，O 1C ，DE 组成的系统为研究对象，该系统具有理想约束。作用在系统上的主动力为。

2.该系统的位置可通过杆OA 与水平方向的夹角完全确定，有一个自由度。选参数为广义坐标。

3.在图示位置，不破坏约束的前提下，假定杆OA 有一个微小的转角，相应的各点的虚位移如下：

，，

，， 代入可得：

4.由虚位移原理有：

对任意有：，物体所受的挤压力的方向竖直向下。

4-4如图所示长为l 的均质杆AB ，其A 端连有套筒，又可沿铅垂杆滑动。忽略摩擦及套筒重量，试求图示两种情况平衡时的角度。 解：4a

1.选杆AB 为研究对象，该系统具有理想约束。设杆重为P,作用在杆上的主动力为重力。

2.该系统的位置可通过杆AB 与z 轴的夹角完全确定，有一个自由度。选参数为广义坐标。 由几何关系可知：

杆的质心坐标可表示为：

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：

4.由虚位移原理有： 对任意有：

即杆AB 平衡时：

。

解：4b

1.选杆AB 为研究对象，该系统具有理想约束。设杆重为P,作用在杆上的主动力为重力。

δθ

δr A

2.该系统的位置可通过杆AB与z轴的夹角完全确定，有一个自由度。选参数为广义坐标。由几何关系可知：

杆的质心坐标可表示为：

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：

4.由虚位移原理有：

对任意有：

即平衡时角满足：。

4-5被抬起的简化台式打字机如图所示。打字机和搁板重P，弹簧原长为，试求系统在角保持平衡时的弹簧刚度系数值。

解：

1.选整个系统为研究对象，此系统包含弹簧。设弹簧力，且，将弹簧力视为主动力。此时作用在系统上的主动力有，以及重力。

2. 该系统只有一个自由度，选定为广义坐标。由几何关系可知：

3.在平衡位置，不破坏约束的前提下，假定有一个微小的虚位移，则质心的虚位移为：

弹簧的长度，在微小虚位移下：

4.由虚位移原理有：

其中，代入上式整理可得：

由于，对任意可得平衡时弹簧刚度系数为：

4-6复合梁AD的一端砌入墙内，B点为活动铰链支座，C点为铰链，作用于梁上的力，以及力偶矩为的力偶，如图所示。试求固定端A处的约束力。

解：

解除A端的约束，代之以，并将其视为主动力，此外系统还受到主动力的作用。系统有三个自由度，选定A点的位移和梁AC的转角为广义坐标。

1．在不破坏约束的前提下给定一组虚位移，如图所示。由虚位移原理有：

对任意可得：

2．在不破坏约束的前提下给定一组虚位移，如下图所示。由虚位移原理有：

(1)

由几何关系可得各点的虚位移如下：

代入(1)式：

对任意可得：，方向如图所示。

3．在不破坏约束的前提下给定一组虚位移，如上图所示。由虚位移原理有：

(2)

有几何关系可得各点的虚位移如下：

代入(2)式：

对任意可得：，逆时针方向。

4-7图示结构上的载荷如下：；力；力，其方向与水平成角；以及力偶，其力偶矩为。试求支座处的约束力。

解：

将均布载荷简化为作用在CD中点的集中载荷，大小为。

1.求支座B处的约束力

解除B点处的约束，代之以力，并将其视为主动力，系统还受到主动力的作用，如图所示。在不破坏约束的前提下，杆AC不动，梁CDB只能绕C点转动。系统有一个自由度，选转角为广义坐标。给定虚位移，由虚位移原理有：

(1)

各点的虚位移如下：

代入(1)式整理可得：

对任意可得：，方向如图所示。

2.求固定端A处的约束力

解除A端的约束，代之以，并将其视为主动力，系统还受到主动力的作用。系统有三个自由度，选定A点的位移和梁AC的转角为广义坐标。

2a.求

在不破坏约束的前提下给定一组虚位移，此时整个结构平移，如上图所示。由虚位移原理有：

(2)

各点的虚位移如下：

代入(2)式整理可得：

对任意可得：，方向如图所示。

2b.求

在不破坏约束的前提下给定一组虚位移，此时梁AC向上平移，梁CDB绕D点转动，如上图所示。由虚位移原理有：

(3)

各点的虚位移如下：

代入(3)式整理可得：

对任意可得：，方向如图所示。

2c.求

在不破坏约束的前提下给定一组虚位移，此时梁AC绕A点转动，梁CDB平移，如上图所示。由虚位移原理有：

(4)

各点的虚位移如下：

代入(4)式整理可得：

对任意可得：，顺时针方向。

4-8设桁架有水平力及铅垂力作用其上，且，。试求杆1，2和3所受的力。

解：

假设各杆受拉，杆长均为a。

1．求杆1受力

去掉杆1，代之以力，系统有一个自由度，选AK与水平方向的夹角为广义坐标，如上图所示。在不破坏约束的条件下给定一组虚位移，此时三角形ADK形状不变，绕A点转动，因此有，且：

滑动支座B处只允许水平方向的位移，而杆BK上K点虚位移沿铅垂方向，故B点不动。三角形BEK绕B点旋转，且：

对刚性杆CD和杆CE，由于，因此。由虚位移原理有：

代入各点的虚位移整理可得：

对任意可得：（受压）。

2．求杆2受力

去掉杆2，代之以力，系统有一个自由度，选BK与水平方向的夹角为广义坐标，如上图所示。在不破坏约束的条件下给定一组虚位移，杆AK绕A点转动，因此有，且：

同理可知B点不动，三角形BEK绕B点旋转，且：

杆AD绕A点转动，由刚性杆DE上点E的虚位移可确定D点位移方向如图所示，且：

同理可知。由虚位移原理有：

代入各点的虚位移整理可得：

对任意可得：（受压）。

3．求杆3受力

去掉杆3，代之以力，系统有一个自由度，选AK与水平方向的夹角为广义坐标，如上图所示。在不破坏约束的条件下给定一组虚位移，三角形ADK绕A点转动，，且：

同理可知B点不动，，且：

由虚位移原理有：

代入各点的虚位移整理可得：

对任意可得：（受拉）。

4-12杆长2b，重量不计，其一端作用铅垂常力，另一端在水平滑道上运动，中点连接弹簧，如图所示。弹簧刚度系数为k，当时为原长。不计滑块的重量和摩擦，试求平衡位置，讨论此平衡位置的稳定性。

解：

F大小和方向不变，常力也是有势力。取杆和弹簧构成的系统为研究对象。该系统为保守系统，有一个自由度，选为广义坐标，如图所示。取为零势能位置，则系统在任意位置的势能为：

由平衡条件可得：

有：和

即：和

θ

也就是：和两个平衡位置。

为判断平衡的稳定性，取势能V的二阶导数：

当时，

，即时是不稳定平衡。

当时，

由上式可知：

1．当且时，即是稳定平衡位置；

2．当且时，即是不稳定平衡位置。

4-15半径为的半圆住在另一半径为的半圆柱上保持平衡，如图所示。试讨论对无滑动的滚动扰动的稳定性。

解：

取半径为r的半圆柱为研究对象，圆心为C。半圆柱作纯滚动，有一个自由度，取两个半圆心连线与y轴夹角为广义坐标。作用在半圆柱上的主动力为重力，系统为保守系统，如图所示，其中。由于半圆柱作纯滚动，有：

（1）

取坐标原点为零势能位置，则半圆柱在任意位置的势能为：

代入（1）式有：

由平衡条件可得为平衡位置。势能V的二阶导数：

由上式可得当，是稳定的。

理论力学期末考试试题.pdf

理论力学期末考试试题 1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。试求固定端A的约束力。 解：取T型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA上的气动力按梯形分布： q=60kN/m，2q=40kN/m，机翼重1p=45kN，发动机重2p=20kN，发动机螺旋桨的反作用力1 偶矩M=。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O所受的力。 解：

1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。

1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, F F F, 求：A，D处约束力. 12 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC为等边三角形，且AD=DB。求杆CD的内力。

1-6、如图所示的平面桁架，A端采用铰链约束，B端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m。在节点E和G上分别作用载荷 F=10kN，G F=7 kN。试计算杆1、2和3的内力。 E 解：

2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，。若F=10kN，求各杆的内力。 又EC=CK=FD=DM

2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。在节点D沿对角线LD方向作用力D F。在节点C沿CH边铅直向下作用力F。如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，求各杆的内力。

《理论力学》期末考试试卷A

D 《理论力学》期末考试试题A 卷 一、选择题（本题共12分，每小题3分，请将答案的序号填入括号内） 1. 物块重P ，与水面的摩擦角o 20m ?=，其上作用一力Q ，且已知P =Q ，方向如图，则物块的状态为（ C ）。 A 滑动状态 B 临界平衡状态 C 静止(非临界平衡)状态 D 不能确定 2. 一个平面任意力系加一个平行于此平面力系所在平面的平行力系组成的空间力系的独立平衡方程数目为（ B ）。 A 3个 B 4个 C 5个 D 6个 3. 图示偏心轮顶杆机构中，轮心为C ，ω=常量。选杆端A 为动点，在C 点固连平移系（动系）， 则牵连速度和牵连加速度的方向分别为（ B ）。 A 垂直于AO ，沿AO 方向 B 垂直于CO ，沿CO 方向 C 沿AO 方向，垂直于AO D A 点切线方向，沿AC 方向 4、正方形薄板由铰链支座A 支承，并由挡板B 限制，使AB 边呈铅垂位置，如图所示。若将挡板B 突然撤去，则在该瞬时支座A 的反力的铅垂分量的大小将（ C ）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 无法确定

二、填空题（本题共26分，请将答案填入括号内） 1（本小题4分）. 如图所示，沿长方体不相交且不平行的棱上作用三个大小等于F 的力。问棱长a ，b ，c 满足（ 0c b a --= ）关系时，该力系能简化为一个力。 2（本小题4分）. 正方形板ABCD 以匀角速度ω绕固定轴z 转动，点1M 和点2M 分别沿对角线BD 和边线CD 运动，在图示位置时相对板的速度分别为1v 和1v ，则点1M 和点2M 科氏加速度大小分别为（ 1v ）和（ 0 ）。 3（本小题5分）. 图示均质圆盘A 、B 均重G ，半径均为R ；物块C 重P ，A 、B 与绳之间无 相对滑动，某瞬时速度为v ，该瞬时系统的动能等于（ 2 8716P G v g + ） 。 4（本小题5分）.图示T 字形杆由两根长度均为l 的相同的匀质细杆OA ，BC 刚接而成，质量均为m 。质量为m 的质点沿杆BC 以)π2 1 sin(21t l r = 的规律运动。 当T 字形杆绕轴O 以匀角速度ω转动时，在1=t s 时系统对轴O 的动量矩为（ 2 83 ml ω ） 。

2007北航理力试题

2007北航攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目：理论力学 一、选择题（本题共30分，每小题各5分） 1、平面平行力系简化的最简结果可能是什么？（） A：平衡力系B：合力C：力偶D：力螺旋 2、若质点在运动过程中速度与加速度始终垂直（两个矢量均不为零），则该质点可能作什么运动？（） A：直线运动B：圆周运动C：平面曲线运动D：空间曲线运动 3、题一、3图所示的系统，刚性杆AB的A端用球铰链固定，B端用球铰链和刚性杆BC 连接（两个杆均视为刚体），则该系统有几个自由度？（） A：2 ；B：3 ；C：4 ；D：5；；E、6。 题一、3图题一、4图 4、如图一、4所示，均质圆柱体底部支撑在楔角（斜面与水平面的夹角）为 的小车上，右侧靠在铅垂墙面上，各接触面的静滑动摩擦因数均相同，小车作用一水平力F，初始时刻系统静止，若逐渐增大F，不计滚阻力偶，则圆柱上的A、B两点处发生滑动的可能性是？ A：A点先滑动；B：B点先滑动；C：两点同时滑动；D：无法判断。5、力系中所有的力都与某一直线相交，且垂直于该直线，则该力系最多有几个独立的平衡方程？ A：2个B：3个C：4个D：5个 6、题一、6图所示系统在铅垂面内运动，均质杆AB与均质圆盘用光滑铰链连接在圆盘中心B。若初始时，AB杆水平，系统无初速度释放，则圆盘做何种运动？ A：直线平移；B：曲线平移；C：定轴转动。 题一、6图 二、填空题（将计算的最简单结果写在答题纸上，共80分，第7小题为32分，其余各

题每小题8分） 1、如题二、1图所示系统，由水平杆AD 、BC ，一铅垂杆以及一斜杆构成，通过圆柱铰链连接，不计各构件自重和摩擦，求铰链B 处约束力的大小B F 。 2、如题二、2图所示系统位于铅垂面内，各构件用圆柱铰链连接，已知水平杆AB 、CD 和斜杆BC 都是均质杆，重量均为W ，长度均为2a ，杆BC 上作用有一力偶M 。求绳索BD 拉力的大小F 。 题二、1图 题二、2图 3、如题二、3图所示，均质圆盘C 质量为m ，半径为R ，在铅垂面内绕水平轴A 转动。试给出系统的运动微分方程（坐标如图所示） 4、如题二、4图所示，质量为m 边长为a 的均质正方形板C ，在铅垂面内绕水平轴A 转动，图示瞬时，其角速度为ω，角加速度为α，转向如图所示。已知正方形板对过质心垂直于板面的轴线的转动惯量为261ma J CZ = ，求板的惯性力系向顶点B 简化的主矢I F 和主矩IB M 。 题二、3图 题二、4图 5、如题二、5图所示，质量为m 的均质圆盘在水平面上纯滚动，圆心B 与刚度系数为k 的水平弹簧AB 连接，弹簧A 端固定于墙上A 点，求圆盘振动的固有频率0ω。

南京大学理论力学期末考试样题

南京大学2010—2011学年第一学期《理论力学》期末考试A卷（闭卷） 院系年级学号姓名 共五道题，满分100分。各题分数标在题前，解题时写出必要的计算步骤。 一、（19分）如图所示，三根弹簧连结两个质量为m的质点于距离为4a的两面固定的墙内，各弹簧的质量可以忽略，其弹性系数与自然长度已由下图标出。求解该系统作水平方向小幅振动时的运动情形，并找出其简正模式和简正频率。

二、（20分）质量为m,长为a,宽为b的长方形匀质薄板绕其对角线作匀速转动，角速度为 。用欧拉动力学方程求薄板所受到的力矩（提示：采用主轴坐标系）。

三、（20分）一力学系统的哈密顿函数为2222q a m p H -= ，其中a m ,为常数，请证明该系统有运动积分Ht pq D -=2 ，这里t 表示时间。

四、（20分）考虑一维简谐振子，其哈密顿函数为2 222 2q m m p H ω+= ，m 为质量，ω为固有频率： （1）证明变换ω ωωim q im p P q im p Q 2 ,-= +=为正则变换，并求出生成函数 ),,(1t Q q U ，其中i 为虚数单位； （2）用变换后的正则变量P Q ,求解该简谐振子的运动。

五、（21分）质量为m 的带负电-e 的点电荷置于光滑水平面（x-y 平面）上，它受到两个均带正电+e 且分别固定于x=-c,y=0和x=c,y=0的点电荷的吸引，其势 能为)1 1(2 12r r e V +-=，其中1r 和2r 分别为负电荷到两个正电荷之间的距离，如图 所示。 （1）以v u ,为广义坐标，其中2121 ,r r v r r u -=+=，写出负电荷的拉格朗日函数； （2）写出v u ,对应的广义动量和负电荷的哈密顿函数； （3）根据（2）的结果，写出描述负电荷运动的关于哈密顿特征函数的哈密顿-雅可比方程，并用分离变量的方法求解哈密顿特征函数（写出积分式即可）。

理论力学 期末考试试题 A卷汇总

理论力学 期末考试试题 A 卷 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解：取T 型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布： 1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用 力偶矩M=18kN.m 。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。 解：

1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。

1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力. 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形，且AD=DB 。求杆CD 的内力。

1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 解：

2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各杆的内力。

理论力学__期末考试试题(答案版)

理论力学 期末考试试题 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解：取T 型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布： 1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用 力偶矩M=18kN.m 。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。 解：

1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。

1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力. 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形，且AD=DB 。求杆CD 的内力。

1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 解：

2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各杆的内力。

2003北航理力试题

2003年北京航空航天大学硕士生试题 考试科目：理论力学 一、选择题（本题共20分，每小题4分） 1、平面平行力系最多有多少个独立的平衡方程？ A ：2个； B ：3个； C ：4个； D ：5个； 2、正方体上作用有六个力，力的模相同（方向如题一、2图所示），该力系简化的最简结果是什么？ A ：平衡力系； B ：合力； C ：力偶； D ：力螺旋； 题一、2图 题一、3图 3、动点M 沿椭圆轨道122 22 =+b y a x （a ＞b ＞0）逆时针运动，已知其加速度a 始终指向坐 标原点O ，试判断动点M 在第几象限运动时，其速度的大小是增加的。 A ：第一象限； B ：第二象限； C ：第三象限； D ：第四象限； 4、作用于质点系上的外力系的主矢及它们对质心C 的主矩均恒为零，则下列哪些结论是正确的？ A ：质心必定静止； B ：动能必定必恒； C ：对质心的动量矩守恒； D ：动量必定守恒。 5、定轴转动刚体惯性力系等价于平衡力系（零力系）是静平衡的 。 A ：充分条件； B ：必要条件； C ：充分必要条件； 二、填空题（本题共90分，每空各6分） 1、桁架如题二、1图所示（每个水平杆和铅垂杆的长度均为L ，斜杆的长度为2L ），已知载荷P ，求杆1和杆2的内力F 1，F 2。F 1= F 2= （设拉力为正） 题二、1图 2、重为W 的均质矩形板沿倾角为θ的固定光滑斜面自由下滑（如题二、2图所示），板的底边长度为L ，求板的加速度a = ，并确定斜面支撑力合力F N 作用线的位置x= 。 3、半径为R 的圆盘在地面上纯滚动，在图示瞬时圆盘的角速度为ω，角加速度为α（如

《理论力学》期末考试试卷A

D 《理论力学》期末考试试题A 卷 一、选择题（本题共12分，每小题3分，请将答案的序号填入括号） 1. 物块重P ，与水面的摩擦角o 20m ?=，其上作用一力Q ，且已知P =Q ，方向如图，则物块的状态为（ C ）。 A 滑动状态 B 临界平衡状态 C 静止(非临界平衡)状态 D 不能确定 2. 一个平面任意力系加一个平行于此平面力系所在平面的平行力系组成的空间力系的独立平衡方程数目为（ B ）。 A 3个 B 4个 C 5个 D 6个 3. 图示偏心轮顶杆机构中，轮心为C ，ω=常量。选杆端A 为动点，在C 点固连平移系（动系）， 则牵连速度和牵连加速度的方向分别为（ B ）。 A 垂直于AO ，沿AO 方向 B 垂直于CO ，沿CO 方向 C 沿AO 方向，垂直于AO D A 点切线方向，沿AC 方向 4、正方形薄板由铰链支座A 支承，并由挡板B 限制，使AB 边呈铅垂位置，如图所示。若将挡板B 突然撤去，则在该瞬时支座A 的反力的铅垂分量的大小将（ C ）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 无法确定

二、填空题（本题共26分，请将答案填入括号） 1（本小题4分）. 如图所示，沿长方体不相交且不平行的棱上作用三个大小等于F 的力。问棱长a ，b ，c 满足（ 0c b a --= ）关系时，该力系能简化为一个力。 2（本小题4分）. 正方形板ABCD 以匀角速度ω绕固定轴z 转动，点1M 和点2M 分别沿对角线BD 和边线CD 运动，在图示位置时相对板的速度分别为1v 和1v ，则点1M 和点2M 科氏加速度大小分别为（ 12v ω ）和（ 0 ）。 y x z O c b a 3 F 2 F 1 F

理论力学1 期末考试试题及参考答案

理论力学复习题1 一、是非题（正确用√，错误用×） 1：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。 （ ） 2：作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，则此力系必然平衡。 （ ） 3：刚体的运动形式为平动，若刚体上任一点的运动已知，则其它各点的运动随之确定。 （ ） 4: 瞬时速度中心点的速度等于零，加速度一般情况下不等于零。 （ ） 5：一个质点只要运动，就一定受到力的作用，而且运动的方向就是它受力的方向。 （ ） 二、选择题（单选题） 1. 一重W 的物体置于倾角为α的斜面上，若摩擦系数为f ，且tg α

理论力学之静力学习题答案北航

静力学 （MADE BY 水水） 1-3 试画出图示各结构中构件AB 的受力图 F Ax F A y F B (a) (a) F A F B F B F D F D F Bx F By F Bx F C F B F C F By

1-4 试画出两结构中构件ABCD 的受力图 1-5 试画出图a 和b 所示刚体系整体合格构件的受力图 1-5a F Ax F A y F D F By F A F Bx F B F A F Ax F A y T E F Cx F C y N’ F B F D F A N F A F B F D

1-5b 1-8在四连杆机构的ABCD 的铰链B 和C 上分别作用有力F 1和F 2，机构在图示位置平衡。试求二力F 1和F 2之间的关系。 解：杆AB ，BC ，CD 为二力杆，受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。 解法1(解析法) 假设各杆受压，分别选取销钉B 和C 为研究对象，受力如图所示： 由共点力系平衡方程，对B 点有： ∑=0x F 045 cos 0 2=-BC F F 对C 点有： ∑=0x F 030cos 01=-F F BC 解以上二个方程可得： 22163.13 6 2F F F == F 2 F BC F AB B 45o y x F CD C 60o F 1 30o F BC x y 45 030

解法2(几何法) 分别选取销钉B 和C 为研究对象，根据汇交力系平衡条件，作用在B 和C 点上的力构成封闭的力多边形，如图所示。 对B 点由几何关系可知： 0245cos BC F F = 对C 点由几何关系可知： 0130cos F F BC = 解以上两式可得：2163.1F F = 2-3 在图示结构中，二曲杆重不计，曲杆AB 上作用有主动力偶M 。试求A 和C 点处的约 束力。 解：BC 为二力杆(受力如图所示)，故曲杆AB 在B 点处受到约束力的方向沿BC 两点连线的方向。曲杆AB 受到主动力偶M 的作用，A 点和B 点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲杆AB 保持平衡。AB 受力如图所示，由力偶系作用下刚体的平衡方程有（设力偶逆时针为 正）： 0=∑ M 0)45sin(100=-+??M a F A θ a M F A 354 .0= 其中：3 1 tan = θ。对BC 杆有： a M F F F A B C 354.0=== 。A ，C 两点约束力的方向如图所示。 2-4四连杆机构在图示位置平衡，已知OA=60cm,BC=40cm,作用在BC 上力偶的力偶矩M 2＝1N ·m 。试求作用在OA 上力偶的力偶矩大小M 1和AB 所受的力AB F 。各杆重量不计。 F AB F BC F CD 60o F 1 30o F 2 F BC 45o F B F A θ θ F B F C

理论力学期末试题及答案

A 处的约束反力为: 在形式 二、选择题（共20分，共5题，每题4分） A. L O = mr 2w B. L O = 2mr C. 1 2 L O = mr w 2 D. L O = 0 2. 质点系动量守恒的条件是: A. 作用于质点系上外力冲量和恒为零 B. 作用于质点系的内力矢量和为零 C. 作用于质点系上外力的矢量和为零 D. 作用于质点系内力冲量和为零 1. 如图所示的悬臂梁结构，在图中受力情况下，固定端 M A = ___________________ ； F AX = __________________ ； F Ay = _________________ 2. 已知正方形板 ABCD 作定轴转动，转轴垂直于板面， A 点的速度V A = 10cm/s ，加速度 a A =1^2 cm/s 2,方向如图所示。则正方形板的角加速度的大小为 ________________________ 。 题1图 题2图 3. 图示滚压机构中，曲柄 OA = r ，以匀角速度绕垂直于图面的 O 轴转动，半径为 R 的轮子沿水平面 作纯滚动，轮子中心 B 与 O 轴位于同一水平线上。 则有 3AB = __________________ , w B = _________________ 。 4. 如图所示，已知圆环的半径为 R,弹簧的刚度系数为 k,弹簧的原长为 R 。弹簧的一端与圆环上的 O 点铰接，当弹簧从 A 端移动到B 端时弹簧所做的功为 _______________________ ;当弹簧从A 端移动到C 端 时弹簧所做的功为 ___________________ 。 题3图 题4图 5. 质点的达朗贝尔原理是指：作用在质点上的 上组成平衡力系。 1. 图示机构中，已知均质杆 AB 的质量为 m,且O 1A=O 2B=r, O 1O 2=AB=l , 010=002=1/2， 若曲柄转 动的角速度为 w,则杆对0轴的动量矩L O 的大小为（ 、填空题（共15分，共5题，每题3 分）

理论力学期末试题及答案

一、填空题（共15分，共 5 题，每题3 分） A 处的约束反力为： M A = ；F Ax = ；F Ay = 。 2. 已知正方形板ABCD 作定轴转动，转轴垂直于板面，A 点的速度v A ＝10cm/s ，加速度a A =cm/s 2，方向如图所示。则正方形板的角加速度的大小为 。 题1图 题2图 3. 图示滚压机构中，曲柄OA = r ，以匀角速度绕垂直于图面的O 轴转动，半径为R 的轮子沿水平面作纯滚动，轮子中心B 与O 轴位于同一水平线上。则有ωAB = ，ωB = 。 4. 如图所示，已知圆环的半径为R ，弹簧的刚度系数为k ，弹簧的原长为R 。弹簧的一端与圆环上的O 点铰接，当弹簧从A 端移动到B 端时弹簧所做的功为 ；当弹簧从A 端移动到C 端时弹簧所做的功为 。 题3图 题4图 5. 质点的达朗贝尔原理是指：作用在质点上的 、 和 在形式上组成平衡力系。 二、选择题（共20分，共 5 题，每题4 分） AB 的质量为m ，且O 1A =O 2B =r ，O 1O 2=AB =l ，O 1O =OO 2=l /2，若曲柄转动的角速度为ω，则杆对O 轴的动量矩L O 的大小为( )。 A. L O = mr 2ω B. L O = 2mr 2ω C. L O = 12mr 2ω D. L O = 0 2. 质点系动量守恒的条件是：( ) A. 作用于质点系上外力冲量和恒为零 B. 作用于质点系的内力矢量和为零 C. 作用于质点系上外力的矢量和为零 D. 作用于质点系内力冲量和为零 3. 将质量为m 的质点，以速度 v 铅直上抛，试计算质点从开始上抛至再回到原处的过程中质点动量的改变量：( ) A. 质点动量没有改变 B. 质点动量的改变量大小为 2m v ，方向铅垂向上 B

理论力学之静力学习题答案北航

1-3 试画出图示各结构中构件AB 的受力图 1-4 试画出两结构中构件ABCD 的受力图 F Ax F A y F B (a) (a) F D F Bx F By F Ax F A y F By F A F Bx F A

1-5 试画出图a 和b 所示刚体系整体合格构件的受力图 1-5a 1-5b 1-8在四连杆机构的ABCD 的铰链B 和C 上分别作用有力F 1和F 2，机构在图示位置平衡。试 求二力F 1和F 2之间的关系。 F Ax F A y F Dx F Dy W T E F Cx F C y W F Ax F A y F Bx F B y F Cx F C y F Dx F Dy F Bx F By T E N’ F B F D F A N F A F B F D

解：杆AB ，BC ，CD 为二力杆，受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。 解法1(解析法) 假设各杆受压，分别选取销钉B 和C 为研究对象，受力如图所示： 由共点力系平衡方程，对B 点有： 对C 点有： 解以上二个方程可得： 解法2(几何法) 分别选取销钉B 和C 为研究对象，根据汇交力系平衡条件，作用在B 和C 点上的力构成封闭的力多边形，如图所示。 对B 点由几何关系可知： 对C 点由几何关系可知： 解以上两式可得： 2-3 在图示结构中，二曲杆重不计，曲杆AB 上作用有主动力偶M 。试求A 和C 点处的约束力。 解：BC 为二力杆(受力如图所示)，故曲杆AB 在B 点处受到约束力的方向沿BC 两点连线的方向。曲杆AB 受到主动力偶M 的作用，A 点和B 点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲杆AB 保持平衡。AB 受力如图所示，由力偶系作用下刚体的平衡方程有（设力偶逆时针为正）： F AB F CD F B F C

理论力学期末考试试卷(含答案)A

命题教师签名： 审核教师签名： 课号： 课名：工程力学 考试考查： 此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、重考( )试卷 年级 专业 学号 姓名 得分 一、 填空题（每题5分，共30分） 1刚体绕O Z 轴转动，在垂直于转动轴的某平面上有A ，B 两点，已知O Z A =2O Z B ，某瞬时a A =10m/s 2，方向如图所示。则此时B 点加速度的大小为__5m/s 2 ；（方向要在图上表示出来）。与O z B 成60度角。 2刻有直槽OB 的正方形板OABC 在图示平面内绕O 轴转动，点M 以 r =OM ＝50t 2（r 以mm 计）的规律在槽内运动，若t 2=ω（ω以rad/s 计），则当t =1s 时，点M 的相对加速度的大小为_0.1m/s 2_；牵连加速度的大小为__1.6248m/s 2__。科氏加速度为_22.0m/s 2_，方向应在图中画出。方向垂直OB ，指向左上方。 3质量分别为m 1=m ，m 2=2m 的两个小球M 1，M 2用长为L 而重量不计的刚杆相连。现将M 1置于光滑水平面上，且M 1M 2与水平面成?60角。则当无初速释放，M 2球落地时，M 1球移动的水平距离为___（1）___。 （1）3 L ； （2）4 L ； （3）6 L ； （4）0。 4已知OA =AB =L ，ω=常数，均质连杆AB 的质量为m ，曲柄OA ，滑块B 的质量不计。则图示瞬时，相对于杆AB 的质心C 的动量矩的大小为 __12 2ωm L L C =，（顺时针方向）___。 5均质细杆AB 重P ，长L ，置于水平位置，若在绳BC 突然剪断瞬时有角加速度α，则杆上各点惯性力的合力的大小为

北航理论力学基本概念

点的运动学 点的运动学研究是物体上的某个点（或质点）在空间的位置随时间的变化规律，它既是研究质点动力学的预备知识，又是研究物体一般运动的基础。运动都是相对的，要描述物体的运动就必须选取另一个物体作为参考，这个被选作参考的物体称为参考体，与参考体固连的坐标系称为参考系。点的运动学研究点相对某参考体的运动规律，包括点的运动方程、速度、加速度以及它们之间的关系。研究点的运动，常用的方法有：矢量法、直角坐标法和自然坐标法。 在研究某些问题时，需要在不同的参考系中观察或描述点的运动，这些不同的参考系之间还存在有相对运动；有时可以把一些较复杂的运动分解成在不同参考系中几个简单运动的合成，这时就需要用复合运动的方法去处理这些问题。 一、点的运动学的基本理论 1、 矢量法 矢量法是用矢量描述点的运动规律。 运动方程： )(t r r = （5－1） 速度： r r v == t d d （5－2） 加速度： r r v a ===22 d d t （5－3） 运动轨迹：矢径端点的曲线。 该方法通常用于理论推导，在研究具体问题时，还应选用合适的坐标系来描述有关的物理量。 2、 直角坐标法 直角坐标法是用点的直角坐标z y x ,,描述其运动规律。 运动方程：)(),(), (321t f z t f y t f x === （5－4） 速度： k j i v z y x ++= （5－5） 其中：z y x ,,是速度v 在三个坐标轴上的投影。 加速度：k j i a z y x ++= （5－6） 其中：z y x ,,是加速度a 在三个坐标轴上的投影。 3、 自然坐标法 点沿曲线运动时，其速度、加速度与曲线的几何形状有关，因此当点的运动轨迹已知时， 图1－5 y

理论力学期末考试试题(题库带答案)

\ 理论力学 期末考试试题 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解：取T 型刚架为受力对象，画受力图. < 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布： 1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用力 偶矩M=。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。 解：

1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。 ?

1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力. 解： ]

1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形，且AD=DB 。求杆CD 的内力。 1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 > 解：

2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各杆的内力。 |

理论力学

主讲教师：王 琪 联系电话：82317933、82317937 bhwangqi@https://www.sodocs.net/doc/958704363.html, 答疑／交作业时间：每周三、四下午4:00－6:00 主楼337（理论力学教研室） ?朱照宣等编写的《理论力学》（上下册）北京大学出版社 ?贾书惠主编的《理论力学》高等教育出版社 ?梅凤翔主编的《工程力学》（上下册）高等教育出版社 ?刘延柱主编的《理论力学》高等教育出版社 ?贾书惠主编的《理论力学辅导》清华大学出版社 ?谢传锋主编的《理论力学自我检测》北航出版社 思考题 1. 空间汇交力系的平衡方程的投影轴必须垂直吗？ 2. 已知力 F （矢量）以及该力对 O 点的矩 M O （矢量），能否确定力F 的作用线？ 3. 若已知某个力对A 、B 两点之矩的矢量方向，能否确定该力的作用线？一定能，一定不 能，不一定能. 补充什么条件，上述问题的答案将是肯定的。 5. 已知某个力对A 、B 两点之矩M A 、M B 的大小和方向，能否确定该力的大小方向和作用线。 6. 在棱长为 b 的正方上作用有一力F ，求该力对 x,y,z 轴之矩以及对OA 轴之矩 M=1.732Fb 8. 结构如图所示，已知各杆均作用一个主动力偶 M ，确定各个铰链约束力的方向（不计构 件自重） 9.求T2刚性弯杆AB 由正方体的三个棱构成，杆的两端用球铰链固定在墙壁上，弯杆上作用 有两个力偶（如图所示）。若使弯杆平衡，试确定这两个力偶的大小应满足什么关系。能否求出球铰链A 、B 的约束力？ 10.已知斧头与树根间的静滑动摩擦因数为f ，若斧头不被卡住，求斧头的最小楔角θ。 11. 人重W ，板重P ，若人有足够大的力量，一定能维持平衡的是 A ?基本定义 –平衡、质点（系）、刚体；自由体、非自由体 –力系、等效力系、合力、共点力系

理论力学期末考试试卷含答案

同济大学课程考核试卷（A 卷） 2006— 2007学年第一学期 命题教师签名： 审核教师签名： 课号： 课名：工程力学 考试考查： 此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、重考( )试卷 年级专业学号姓名得分 题号 一 二 三 四 五 六 总分 题分 30 10 15 15 15 15 100 得分 一、 填空题（每题5分，共30分） 1刚体绕O Z 轴转动，在垂直于转动轴的某平面上有A ，B 两点，已知O Z A =2O Z B ，某瞬时a A =10m/s 2，方向如图所示。则此时B 点加速度的大小为__5m/s 2；（方向要在图上表示出来）。与O z B 成60度角。 2刻有直槽OB 的正方形板OABC 在图示平面内绕O 轴转动，点M 以r =OM ＝50t 2（r 以mm 计）的规律在槽内运动，若t 2=ω（ω以rad/s 计），则当t =1s 时，点M 的相对加速度的大小为_0.1m/s 2_；牵连加速度的大小为__1.6248m/s 2__。科氏加速度为_22.0m/s 2_，方向应在图中画出。方向垂直OB ，指向左上方。 3质量分别为m 1=m ，m 2=2m 的两个小球M 1，M 2用长为L 而重量不计的刚杆相连。现将M 1置于光滑水平面上，且M 1M 2与水平面成?60角。则当无初速释放，M 2球落地时，M 1球移动的水平距离为___（1）___。 （1）3 L ； （2）4 L ； （3）6 L ； （4）0。 4已知OA =AB =L ，ω=常数，均质连杆AB 的质量为m ，曲柄OA ，滑块B 的质量不计。则图示瞬时，相对于杆AB 的质心C 的动量矩的大小为

《理论力学》期末考试试题

精品文档 . 蚌埠学院2013—2014学年第一学期 《理论力学Ⅱ》期末考试试题（B ） 注意事项：1、适用班级：2012级土木工程班、2012水利水电专业班、2012车辆 工程班 2、本试卷共2页。满分100分。 3、考试时间120分钟。 4、考试方式：“闭卷” 一、判断题（每小题1分，共20分） （ ）1．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。 （ ）2．已知质点的质量和作用于质点的力，质点的运动规律就完全确定。 （ ）3．质点系中各质点都处于静止时，质点系的动量为零。于是可知如果质点系的动量为零，则质点系中各质点必都静止。 （ ）4．刚体在3个力的作用下平衡，这3个力不一定在同一个平面内。 （ ）5．用解析法求平面汇交力系的平衡问题时，所建立的坐标系x ，y 轴一定要相互垂直。 （ ）6．一空间任意力系，若各力的作用线均平行于某一固定平面，则其独立的平衡方程最多只有3个。 （ ）7．刚体的平移运动一定不是刚体的平面运动。 （ ）8．说到角速度，角加速度，可以对点而言。 （ ）9．两自由运动质点，其微分方程完全相同，但其运动规律不一定相同。 （ ）10．质点系总动量的方向就是质点系所受外力主矢的方向。 二、选择题（每小题2分，共10分） 1．将平面力系向平面内任意两点简化，所得主矢相等，主矩也相等，且主矩不为零，则该力系简化的最后结果为 。 A ．一个力 B ．一个力偶 C ．平衡 D ．一个力和一个力偶 2．一点做曲线运动，开始时的速度s m v /100=，恒定切向加速度2 /4s m a =τ，则2s 末该点的速度大小为 。 A ．2m/s B ．18m/s C ．12m/s D ．无法确定 3．力F 在某一坐标轴上的投影的绝对值等于这个力的大小，则这个力在任意共面轴上的投影 。 A ．等于该力的大小 B ．一定等于零 C ．一定不等于零 D ．不一定等于零 4．点作曲线运动，若其法向加速度越来越大，则该点的速度 。 A ．越来越大 B ．越来越小 C ．大小变化不能确定 D ．等于零 5．设有质量相等的两物体A 和B ，在同一段时间内，A 作水平移动，B 作铅直移动，则两物体的重力在这段时间里的冲量 。 A ．不同 B ．相同 C ．A 物体重力的冲量大 D ．B 物体重力的冲量大 三、计算题（每小题15分，共45分） 1. 如图所示质量为 m 长为l 2的均质杆OA 绕水平固定轴O 在铅垂面内转动。已知在图示位置杆的角速度为ω，角加速度为α。试求此时杆在O 轴的约束反力。 2.起重架可借绕过滑轮B 的绳索将重P ＝20kN 的重物匀速吊起，绞车的绳子绕过光滑的定滑轮，如图所示，滑轮B 用AB 和BC 两杆支撑，设两杆的自重及滑轮B 的大小、自重均不计。试求杆AB 、BC 所受的力。 3.小物块A 重G 放在车的30o斜面上，物块A 与斜面的摩擦因数f=0.2。若车向左加速 装 订 线 内 不 要 答 题

理论力学之静力学习题答案北航

静力学（MADE BY水水）1-3 AB的受力图试画出图示各结构中构件 FF A BB F A A (a)(a) FF DD F By F B F Bx

FF CC FF By Bx F B 的受力图1-4 试画出两结构中构件ABCD FF AA FF A y FF By BAx F Bx F D ba和所示刚体系整体合格构件的受力图1-5 试画出图F1-5a A F B F D N'F F B A N F D

FT C yE F y A FF Cx Ax1-5b F Dy F Dx W W F T Bx E F Ax FFF B y Cx y A F Dy F By F Bx F C y F Dx 1-8在四连杆机构的ABCD的铰链B和C上分别作用有力F和F，机构在图示位置平衡。试21求二力F和F之间的关系。21解：杆AB，BC，CD为二力杆，受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。解法1(解析法) 假设各杆受压，分别选取销钉B和C为研究对象，受力如图所示： 由共点力系平衡方程，对B点有：对C点有： 解以上二个方程可得： y y F BC B C x F BC o45x o30F o60CD F2F F AB1 2(解法几何法)点上的力构成封闭C和为研究对象，和分别选取销钉BC根据汇交力系平衡条件，作用在B的力多边形，如图所示。点由几何关系可知：对B F F2BC 点由几何关系可知：对C o30o45F AB o60F F CD1解以上两式可得：F BC

点处的约束。试求M上作用有主动力偶在图示结构中，二曲杆重不计，曲杆2-3 ABA和C力。两点连线的BC点处受到约束力的方向沿B在AB)受力如图所示(为二力杆BC解：，故曲杆点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲A的作用，M受到主动力偶AB方向。曲杆点和B F B （设力偶逆时针为正）：保持平衡。AB受力如图所示，由力偶系作用下刚体的平衡方程有杆AB F B F C 。对BC杆有：其中：，C两点约束力的方向如图所示。。A ＝上力偶的力偶矩M2-4四连杆机构在图示位置平衡，已知OA=60cm,BC=40cm,作用在BC2所受的力。各杆重量不计。m1N·。试求作用在OA上力偶的力偶矩大小M和AB1 F B F F A F BA F C F O C O 解：由力偶系作用下刚体的平衡条件，A,B出的约束力方向即可确定。机构中AB杆为二力杆，点杆有：O,C处的约束力方向也可确定，各杆的受力如图所示。对BC点 杆有：对AB OA杆有：对 ，方向如图所示。求解以上三式可得：， 所示。试分a,b2-6等边三角形板ABC,边长为a，今沿其边作用大小均为F的力，方向如图别求其最简简化结果。

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