2011-2012第二学期64学时理论力学试卷B卷参考答案

－ － － － － － － － － －师 －教师－课教－任课－ 任－ 、－ 级－ 班－ 、－ 号－ 学标 、何 级名任班姓注写加 填得 并不 。， 置下 号位以学封线 密封 出密 空－ 上－ 纸－ 题－ 答－ 附－ 所－ 名在－姓请－－－－－－－－－－－－西南林业大学2011—2012学年第02学期 《理论力学》（试卷）（B）试题答案（64学时）

考试形式：闭卷 考试时间：120分钟

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 分数 计 分 人 请使用16K纸打印

一、是非题(对的打√，错的打×，每小题2分，共20分)

1、凡是合力都比分力要大。 （×） 2、作用力与反作用力同样是一对平衡力，因为它也满足二力平衡条件中所说的两力大小相等、方向相反、作用线沿同一直线。 （×） 3、某一平面任意力系向A点简化简化的主矢为零，而向另一点简化的主矩为零，则该力系一定是平衡力系。 （√） 4、应用速度合成定理，在选择动点、动系时，若动点是某刚体上的一点，则动系也固结于这个刚体上。 （×） 5、刚体作瞬时平动时，刚体内各点的速度和加速度都相同。 （×） 6、两个半径不等的摩擦轮外接触传动，如果不出现打滑现象，两接触点此瞬时的速度相等，切向加速度也相等到。 （√） 7、质点系的内力不能改变质点系的动量和动量矩。 （√） 8、已知质点的运动方程，就可以确定作用于质点上的力；已知作用于质点上的力，也可以确定质点的运动方程。 （×） 9、刚体绕定轴转动时，若它的角速度很大，则作用在它上面的转矩（即力矩或力偶矩）也一定很大。 （×） 10、若质点系所受的外力的主矢等于零，则其质心坐标保持不变。 （×）

二、 填空题(每空1分，共20分)

1．作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而不改变力对刚体的作用效果，所以在静力学中力是 滑移 矢量。

2．力对物体的作用效应一般分为 运动（外）效应和 变形（内）效应。

3．对非自由体的运动所预加的限制条件称为 约束 ；约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向 相反 ；约束反力由 主动力 引起，且随 主动力 改变而改变。

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4．平面汇交力系平衡的几何条件是 力多边形自形封闭 ；平面汇交力系平衡的解析条件是力系中各力在任意坐标轴上的投影的代数和等于零。

5．空间力偶的三要素是力偶矩的大小、力偶矩作用面的方位、力偶的转向。 6．静滑动摩擦系数fs与摩擦角?m的关系为fs?tan?m。

7．空间力系若不平衡，则其最终的合成结果，或者是一个力；或者是一个力偶；或者是一个 力螺旋 。

8．描述点的运动的三种基本方法是 矢径法、直角坐标法和自然坐标法 。

vt9．质量为m的质点沿直线运动，其运动规律为x?bln(1?0)，其中v0为初速度，

bvb为常数。则作用于质点上的力F??mb(0)2。

b?v0t10．质点系的 内 力不影响质心的运动，只有 外 力才能改变质心的运动。 11．如题2.11图所示，质点的质量为m，以匀速率v沿圆周逆钟向运动。经过一定的时间后，质点由点A运动到B点，则作用在该质点上的力在此时间内的冲量大小为2mv。

12．如题2.12图所示，轮B由系杆AB带动在固定轮A上无滑动滚动，两圆的半径分别为R，r。若轮B的质量为m，系杆的角速度为?，则轮B对固定轴A的动

1量矩大小是m(2R2?3r2?5Rr)?。

2

B v B ? A A 题2.11图 题2.12图

三、 选择题(每题2分，共10分)

1、正方体上作用有四个力，这四个力大小相等，力的作用线及方向如题3.1图所示。试判断下列结论哪个是正确的？( B ) (A) 力系最终简化为一个力 (B) 力系最终简化为一个力偶 (C) 力系最终简化为一个力螺旋 (D) 力系平衡

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题3.1图

2、当物体处于临界平衡状态时，静摩擦力达到最大值Fsmax，其大小（ C ) (A) 与物体的重量成正比

(B) 与物体的重量在支承面的法线方向的大小成正比 (C) 与相互接触物体之间的正压力大小成正比 (D) 由力系的平衡方程来确定

3、圆盘以匀角速度?绕定轴O转动，动点M相对圆盘以匀速度vr沿圆盘直径运动，如题3.3图所示。当动点M到达圆盘中心位置O时，如下给出的哪组科氏加速度ak是正解的？（ B ）。 (A) ak?0

(B) ak?2?vr，方向垂直向上 (C) ak?2?vr，方向垂直向下 (D) ak?2?vr，方向垂直向右 4、质点系动量矩定理的数学表达式为说法是（ D ）。

(A) O点必须是固定点 (B) O点可以是任意点

(C) O点可以是固定点，也可以是任意点 (D) O点可以是固定点，也可以是质心

5、均质等腰直角三角板，开始时直立于光滑的水平面上，如题3.5图所示，今给它一个微小拢动让其无初速度倒下，问其重心的运动轨迹是（C ）。

(A) 椭园 (B) 水平直线 (C) 铅垂直线 (D) 抛物线

题3.5图 题3.3图

? O M 左

上 右 下

vr dLO??MO(Fie)，关于对O点的描述，正确的dtB

A

C 四、光滑圆盘D重G?147N，半径r?10cm，放在半径R?50cm的半圆拱上，并用曲杆BECD支撑（见题4图）。求销钉B处反力及活动支座C的反力。（本题共16分）

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A

r D R B O E C D G C FC

FD B FBx FBy E 题4图

解：（1）分别选整体和曲杆BECD与圆盘组成的系统为研究对象 (2分) （2）分别画出它们的受力图 （6分） （3）分别列平衡方程 整体：由

?MA(F)?0，有

)?GR?0 FC(r?R （2分）

曲杆BECD与圆盘组成的系统：

由

?Fx?0，有

FBx?FC?0

由

?MD(F)?0，有

FBx(R?r)?F （4分） By?R?0联立求解，可得

FBx?122.5N，FBy??147N，FC?122.5N （2分）

五、题5图所示铰接机构中，O1A?O2B?10cm，又O1O2?AB，并且杆O1A以等角速度??2rad/s绕O1轴转动。AB杆上有一套筒C，此筒与杆CD相铰接，机构的各部件都在同一铅垂面内。求当??60o时， CD杆的速度和加速度。(本题共17分)

解：（1）选MP：C；MS：AB （3分） （2）由va?ve?vr和aa?aen?ar 作A点的速度和加速度合成图。（8分）

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D 题5图

D A C B A O1 ? O2 ? O1 ? va vr O2 ? ve C B

（3）由图可知

O1 ? a ne 2 aaOar ? A C B va?vecos??O1A??cos??10?2?cos60o?10(cm/s) D naa?aesin??O1A??2sin??10?22sin60o?34.6(cm/s2)（6分）

六、重物A重P，系在绳子上，绳子跨过固定滑轮D，并绕在鼓轮B上，如题6图所示。由于重物下降带动了轮C，使它沿水平轨道滚动而不滑动。设鼓轮半径为r，轮C的半径为R，两者固连在一起，总重为Q，对于其水平轴O的回转半径为?。求重物A下降的加速度以及轮C与地面接触点处的静摩擦力。（本题共17分）

C r B R O D C FT1 aB FT2

A

?B B Q Q FN A 题6图 Fs aA P

P

解：（1）分别选重物A和鼓轮B为研究对象 （2分）

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（2）受力分析如图所示 （5分） （3）分别列平衡方程 重物A： P?FPT2?gaA 鼓轮B： FT1?Fs?Qga BQg?2?B?FT1?r?Fs?R 其中：aA?(R?r)?B，aB?R?B，FT1?FT2 联立求解，可得

?Qg(R?r)B?Q(?2?R2)?P(R?r)2 a??Qg(R?r)2AB(R?r)?Q(?2?R2)?P(R?r)2 FQP(R?r)2?Q2 R(R?r)s?P?Q(?2?R2)?P(R?r)2 第 6 页 共 6 页

（6分）（2分） 2分）

（

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