工程力学I模拟试题一答案

工程力学I模拟试题

《工程力学I》模拟试题一

考试时间：120分钟

题 号 分 数 实得分

1．图示大小为100N的力F在x、y轴上的投影为 （ C ）

A﹒X?503N， Y?50N； B﹒X??503N，Y??50N； C﹒X?503N， Y??50N； D﹒X??503N，Y?50N。

30?30?一 15 二 10 三 25 四 50 总分 100 复核人 得 分

一、单选题（每小题3分，共15分）

yFxO

2．杆系受力如图，m?10kN.m，支座A、B反力的大小与方向关系为 （ D ）

CA﹒RA?RB?5kN，方向相同；

B﹒RA?RB?5kN，方向相反； C﹒RA?RB?10kN，方向相同； D﹒RA?RB?10kN，方向相反。

mA30?B ?0.4，

2m/3．已知P?40kN，S?20kN，物块与地面间静摩擦系数f?0.5，动摩擦系数f则物块所受摩擦力的大小为

A﹒15kN； B﹒12kN ； C﹒17.3kN； D﹒0。

S30?（ B ） P 4. 图示机构中，O1A//O2B,O1A?O2B,O1A?O1O2,?1?0,则?1 C ?2。

A﹒等于； B﹒大于 ； C﹒小于。

5. 边长为L的均质正方形平板，位于铅垂平面内，并置于光滑水平面上，如图球，若给平板一微小扰动，使其从图示位置开始倾倒，平板在倾倒过程中，其质心C点的运动轨迹是 D 。

A﹒半径为L/2的圆弧； B﹒抛物线；

C﹒椭圆曲线； D. 铅垂直线。

得 分

班 级 学 号 姓 名 二、判断题（对的请打“√”，错的请打“×”，每题2分，共10分）

1．作用力与反作用力等值、反向、共线，是一对平衡力。 （ × ） 2．位于同一平面，且作用线汇交于一点的三个力一定平衡。 （ × ） 3．平面任意力系，只要主矢R/ ≠0，最后必可简化为一个合力。 （ √ ） 4．如图所示做平面运动的刚体AB，其瞬心在无穷远处。 （ √ ）

5．质点系动能的变化等于作用在质点系上全部外力所作的功之和。 （ × ）

三、填空题（每题5分，共25分）

得 分

1．F1＝F3＝6kN、F2＝10kN的三个力作用于图示矩形板内，该力系向B点简化主矢的大小和

DC主矩分别为：

3m R/?10kN；

FF12F3 A B MB??48kN.m；

2．力F?100N，作用线通过A（3，4，0），B（0，4，4）两点（长度单位为米），该力在x轴上的投影和对x轴的矩分别为：

zB(0,4,4)

X??60N；

4mF O Mx(F)?320N.m；

yA(3,4,0)

x

3. 下图中A处的支反力大小 m / (a+b) ，及B处支反力方向 向下 。

m A B

a b

4. 在图示机构中，杆O1AO2B，杆O2CO3D，且O1A=200mm，O2 C=400mm，CM=MD=300mm，若杆O1A以角速度??3rad/s匀速转动，则D点的速度和M点的加速度大小分别为：

?D＝ 120 cm/s，

aM＝ 360 cm/s2。

工程力学I模拟试题

5. 揉茶机的揉桶为均质的，其质量为m，由三个曲柄支持，曲柄的支座A、B、C构成一等边三角形，各曲柄长均为r且互相保持平行，并以相同的角速度?和角加速度?转动，方向如图。此揉桶各点的惯性力向质心O简化的结果是：

主矢FR＝主矩MO＝

?mr?4??2mr2??2

得 分

四、计算题（每小题10分，共50分）

1. 求图示桁架1、2、3杆的内力。

5kNC

D解：

5kNECDNＤＦ5kNN１FNＢＦ5kN2mE2m125kNF123RAFABRBA32mB

（2分） （2分）

（4分）

取整体，受力如图所示。2、3杆为零杆，N2?N3?0取结点F，?X?0； N1?5?0， N1??5kN （4分）

2. 图示结构，已知半径R?2m，q?3kN/m，Q?12kN，试求A、C处反力。

Q解：取ABC为研究对象，受力如图所示。 q Qq

BA 2RBAXA

YACC

RSCD D（3分）

?mA?0；

RSCD? SCD ?X?0；XA?SCD?22?2R?SCD??R?Q?2R?2qR?R?0 22?122kN （4分）

2?0， XA?12kN （3分） 2 ?Y?0；YA?SCD?2?Q?2qR?0， YA?12kN （3分） 2

3. 如图所示偏心夹紧装置，转动偏心手柄，就可使杠杆一端O１点升高，从而压紧工件。已知偏心轮半径为r，与台面间摩擦因数为f。不计偏心轮和杠杆的自重，要求在图示位置夹紧工件后不致自动松开，问偏心距e应为多少？

a)

图4-3

解：画偏心轮受力图，如图4-3b所示，偏心轮受到杠杆作用力F'、台面正压力FN和摩擦力F。

当台面正压力FN和摩擦力F的合力与F'共线时，在图4-3a所示位置夹紧工件后不会自动松开， 即

b) (2分)

Fe? (a) FNr摩擦力F应当满足

F?fFN （b） 联立(a)、（b）二式，得到e?fr。

（3分）

（3分）

所以在图3-18a所示位置，夹紧工件后不会自动松开的条件为偏心距e?fr。（2分）

4. 图示偏置曲柄机构，已知：曲柄OA以匀角速度?=1.5rad/s转动，OA=40cm，AB=50cm，h=30cm。试求OA在图示水平位置时，滑块B的速度及滑块B相对A点的速度。 解：

取点A为基点，则有：VB=VA+VBA

VBA

（3分） （3分）

（2分）

VBA?VA/cos??60/(4/5)?75

cm/s

（2分）

工程力学I模拟试题

5. 图示水平面上放一均质三棱柱A，在其斜面上放一均质三棱柱B。两三棱柱的横截面均为直角三角形。三棱柱的质量mA?3mB，其尺寸如图示。设各处摩擦不计，初始时系统静止。求当三棱柱B沿三棱柱A滑下接触到水平面时，三棱柱A移动的距离。

解：初始质心： XC0?

mA(XA)?mB(XB) （2分）

mA?mB设A相对地面左移距离为S，则B相对地面右移距离为(a?b?S)

m(XA?S)?mB(XB?a?b?S)B下滑至水平面时的质心：XC1?A （2分）

mA?mB因

?Fx?0，系统水平方向质心运动守恒。?0?0，XC为常量 （2分） mA(XA)?mB(XB)mA(XA?S)?mB(XB?a?b?S) （2分） ?mA?mBmA?mBS?mB(a?b)/(mA?mB)?mB(a?b)(3mA?mB)?(a?b)/4 （2分）

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