理论力学习题集昆明理工大学工程力学系

理 论 力 学

4-4 一半径为R、重为P1的轮静止在水平面上,如图所示。在轮上半径为r的轴上缠有细绳,此细绳跨过滑轮A,在端部系一重为P2的物体。绳的AB部分与铅直线成θ角。求轮与水平面接触点C处的滚动摩阻力偶、滑动摩擦力和法向反作用力。(答案:见教材)

第六章 点的运动学

一、是非判断题

1.1动点速度的方向总是与其运动的方向一致。 ( ) 1.2只要动点作匀速运动,其加速度就为零。 ( ) 1.3若切向加速度为正,则点作加速运动。 ( ) 1.4若切向加速度与速度符号相同,则点作加速运动。 ( ) 1.5若切向加速度为零,则速度为常矢量。 ( ) 1.6若v?0,则a必等于零。 ( ) 1.7若a?0,则v必等于零。 ( ) 1.8若v与a始终垂直,则v不变。 ( ) 1.9若v与a始终平行,则点的轨迹必为直线。 ( ) 1.10切向加速度表示速度方向的变化率,而与速度的大小无关。 ( ) 1.11运动学只研究物体运动的几何性质,而不涉及引起运动的物理原因。 ( )

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二、填空题

2.1已知某点沿其轨迹的运动方程为s=b+ct,式中的b、c均为常量,则该点的运动必是 运动。

2.2点作直线运动,其运动方程为x=27t-t3,式中x以m计,t以s计。则点在t=0到t=7s时间间隔内走过的路程为 m。

2.3已知点的运动方程为①x?5cos5t,

2.4点的弧坐标对时间的导数是 ,点走过的路程对时间

的导数是 ,点的位移对时间的导数是 。

三、选择题:

3.1点的切向加速度与其速度( )的变化率无关,而点的法向加速度与其速度( )的变化率无关。

A、大小; B、方向。

3.2一动点作平面曲线运动,若其速率不变,则其速度矢量与加速度矢量 。 A、平行;B、垂直;C、夹角随时间变化。

四、计算题

4-1 题示曲线规尺各杆长分别为OA=AB=20cm,CD=DE=AC=AE=5cm。如杆OA以等角速度??2y?5sin5t2 ②x?t2,y?2t

由此可得其轨迹方程为① ,② 。

?5rad/s绕O轴转动,并且当运动开始时,杆OA水平向右,求尺上D点的运

动方程和轨迹。(答案:见教材) y A C E

ω D B ? x O

4-2图示摇杆滑道机构,销子M同时在固定的圆弧BC和摇杆OA的滑槽中运动。BC弧的半径为R,摇杆绕O轴以匀角速度ω转动,O轴在BC弧所在的圆周上,开始时摇杆处于水平位置;试分别用直角坐标法和自然法求销子M的运动方程,速度及加速度。(答案:见教材) y 17

B A M ω 理 论 力 学

4.3 AB杆两端与滑块铰链连接,滑块可在各自的滑道中滑动,如图所示。已知杆长L=60cm,MB?L,滑块A的运动规律为s?602sin2?t(其中s以cm计,t以s计)。试32

求:(1)点M的运动方程;(2)当t=1/12s时,点M的速度和加速度。 ((答案:v=227.7㎝/s,a=2531㎝/s) y A s M O θ B x

第七章 刚体的简单运动

一、 是非题

1.1刚体平动时,若已知刚体内任一点的运动,则可由此确定刚体内其它各点的运动。( ) 1.2平动刚体上各点的轨迹可以是直线,可以是平面曲线,也可以是空间任意曲线。 ( ) 1.3刚体作定轴转动时角加速度为正,表示加速转动,为负表示减速转动。 ( ) 1.4定轴转动刚体的同一转动半径线上各点的速度速度矢量相互平行,加速度矢量也相互平行。 ( ) 1.5两个半径不同的摩擦轮外接触传动,如果不出现打滑现象,则任意瞬时两轮接触点的速度相等,切向加速度也相等。 ( ) 1.6刚体绕定轴转动时判断下述说法是否正确:

(1)当转角??0时,角速度?为正。 ( ) (2)当角速度??0时,角加速度为正。 ( ) (3)当??0、??0时,必有??0。 ( ) (4)当??0时为加速转动,??0时为减速转动。 ( )

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(5)当?与?同号时为加速转动,当?与?异号时为减速转动。 ( ) 1.7刚体平动(平行移动)时,其上各点和轨迹一定是相互平行的直线。 ( ) 二、 填空题

2.1无论刚体作直线平动还是曲线平动,其上各点都具有相同的 ,在同一瞬时都有相同的 和相同的 。

2.2刚体作定轴转动时,各点加速度与半径间的夹角只与该瞬时刚体的 和 有关,而与 无关。

2.3试分别写出图示各平面机构中A点与B点的速度和加速度的大小,并在图上画出其方向。

ω O α R A (a) B O ω α L/2 b B (b) A L/2 O1 α R A ω b B O2 R L/2 (c) L/2

?a??b??c?nvA?___________,a??___________,aAA?__________;vB?___________,aB?___________,a?__________;nvA?___________,a?_,aA?__________;A?__________?nB

vB?___________,aB?___________,a?__________;nvA?___________,a?_,aA?__________;A?__________?nB

vB?___________,aB?___________,a?__________;2.4 图示齿轮传动系中,若轮Ⅰ的角速度已 知,则轮Ⅲ的角速度大小与轮Ⅱ的齿数_______关, 与Ⅰ、Ⅲ轮的齿数________关。

Ⅰ Ⅱ Ⅲ ?nB

2.5圆盘作定轴转动,轮缘上一点M的加速度a分别有图示三种情况,试判断在这三种情况下,圆盘的角速度和角加速度哪个为零,哪个不为零。图(a)的 ??= ,??= ;

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图(b)?的??= ,??= ; 图(c) 的??= ,??= 。

三、 选择题

3.1时钟上秒针转动的角速度是( )。

(A)1/60 rad/s (B)π/30 rad/s (C)2πrad/s 3.2 满足下述哪个条件的刚体运动一定是定轴转动( )

(A)刚体上所有点都在垂直于某定轴的平面上运动,而且所有点的轨迹都是圆。 (B)刚体运动时,其上所有点到某定轴的距离保持不变。 (C)刚体运动时,其上两点固定不动。 四、计算题

4.1搅拌机的构造如图所示。已知O1A?O2B?R,O1O2?AB,杆O1A以不变的转速n转动。试求构件BAM上的M点的运动轨迹及其速度和加速度。 M O1 n O2 B A M a M M a O O a O (a) (b) (c) 4.2 在图示机构中,已知O1A?O2B?AM?r?0.2m,O1O2?AB。若轮O1按??????t的规律转动。求当t=0.5 s时,AB杆上M点的速度和加速度。(答案:vM=0.3πm/s)

A O1 φ M O2 B 20

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