河北某大学历年理论力学考试卷.pdf

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1、河北工程大学历年理论力学考试卷一、（10分）已知力F=6i-2j+5k力的作用点坐标为M（-2,-4,1）,求力 F 对三个坐标轴之矩以及对坐标原点的力矩。二、（10 分）图示梁，已知 m=20kN.m,q=10 kN/m,l=lm,求固定端支座A 的约束力。期末考试理论力学1三、（20分）图示结构，已知AB=EC,BC=CD=ED=a,力 P 作用在AB中点，求支座A 和 E 的约束力以及BD、BC杆的内力。四、（20分）桁架受力如图所示，已知F1=10kN,F2=F3=20kN,。试求桁架6,7,8,9 杆的内力。五、（10分）平面曲柄摆杆机构如图所示，曲柄OA的一端与滑块A用钱链连接。当

2、曲柄OA以匀角速度3绕固定轴。转动时,滑块在摇杆O1B上滑动，并带动摇杆O1B绕固定轴01摆动。设曲柄长O A=r,两轴间距离OOl=lo求当曲柄OA在水平位置时摇杆的角速度和角加速度。六、（10分）图示四连杆机构，O1B=I,AB=1.5 I 且 C 点是AB中点，O A 以角速度3转动，在图示瞬时，求 B、C 两点的速度和加速度，刚体A B 的角速度3AB七、（12分）质量为m 长为I 的均质杆O A,可绕。轴转动，图示为初始水平位置，由静止释放：1、计算杆初始瞬时的角加速度。并求出该瞬时的惯性力。2、计算杆初始瞬时0 的支座约束力。3、计算杆转动到铅垂位置时的角速度3。八、（8 分）用虚

3、位移原理求梁B 支座的约束力。Fl=16kNF2=14kNF3=20kNM=16kNmMyF=16-、（10 分）解：MoF=r?F=-18i+16j+28k（4 分）MxF=-18MzF=28（各 2 分）河北工程大学 学年 第 学期 理论力学期末考试 试 卷（）参考答案000（）二、（10分）解：研究BC杆，由研究整体，由由EMB=0?NC=10kN（I）LMAEY=O?YA=3OkN（t）=0?MA=40kN.m,由 X=O?XA=O,三、（20 分）解：研究 AB 杆，得 YA=0.5PSBC=0.5PSBD=0研究 EC 杆，得 XE=0YE=0.5PME=Pa四、（20分）解：研究

4、整体得：YB=50.5kN研究截面右半部分得：S8=50.5kNS9=24.5kNS6=S10=-60.5kNS7=-F2=-20kN五、（10分）解：动点A,动系O1B vA=va=rasin?=rr+122,ve=vasin?=lr2 3 r2 3 r+122 又 ve=01A?3 l,v/.3 l=e=01A六、（10分）解：利用瞬心法 0 3?=22r2+l2r2+k2+1vA=2lu)3AB=323（顺时针）v B=U）AB1.5I=I（JO七、（12分）解：1213g3123gl（）ml =lmg =R=mg t M=ml=mglgygR=0gx322l2l32l21（4 分）2、

5、maCx3gllm a=-m=Y-mgY=mg（t）CyOO=XO=0 2124（4 分）3gll22lu）=mlu）-O=mgI（4 分）2 3、T2-T1=W12 23八、（8 分）解：解除B 支座的约束，给系统一组虚位移，列虚功方程，解得：YB=31kN河北工程大学 学 年 第 学期期末考试试卷（）卷一、（10分）如图所示简支梁，不计梁重。求支座A,B 约束力。二、（15分）如图所示三钱刚架，已知P=20kN,m=10kN.m,q=10kN/m不计自重，计算A、B、C 的束力。三、（20分）构架由杆AB,AC和 DF较接而成，如图所示。在 DEF杆上作用一矩为M 的力偶。不计各杆的重量，

6、求AB杆上较链A,D 和 B 所受的力。四、（15分）求平面桁架结构各杆的内力，将零力杆标在图中。已知P,I,2 1 o五、在图示机构中，杆 A B以速度u 向左匀速运动。求当角?=45时,0 C 杆的角速度。（10分）六、在图示四连杆机构中，已知：曲柄O A=r=0.5m,以匀角速度30=4rad/s 转动，AB=2r,BC=2r；图示瞬时OA水平，AB铅直，？=45。试 求（1）该瞬时点B 的速度；（2）连杆AB的角速度。（10分）七、质量为m 长为I 的均质杆O A,可绕O 轴转动，以角速度3逆时针转动，求该瞬时杆的动量、对转轴。的动量矩、以及动能。（20分）河北工程大学 学年第 学期理

7、论力学期末考试 试 卷（）参考答案一、（10 分）解:YB=15kNYA=12kN二、（15 分）解:YB=13.75kN t三、（20 分）XA=0（）YA=6.25kNXB=12.5kN（）XA=17.5kN（一）解:研究DF杆，得 YD=M（f）a M（I）2 a 研究整体，得 XB=OYB=-研究ADF杆，得四、（15 分）YA=-M（I）2a XD=XA=0解：SAB=SAC=-P五、（10分）SBC=2P 其余各杆均为零力杆。v2uuwOC=e=22l2l 解：动点 A,动系 OC,六、（10分）vr=ve=解：利用瞬心法,vA=ra)=2m/su)AB=vB=2r?3AB七、（2

8、0分）vA=2rad/sl=2m/s11L1K=mvC=mLa)LO=IOu)=mL2+m()2u)=mL2u)61269解：动量；动量矩11T=IOu)2=mL2u)2218动能一、（10分）已知P=100N，正方体的边长a=0.5m,试求力P 对三个坐标轴之矩。二、（15 分）图示梁，已知 P=20kN,q=10kN/m,l=2m,求固定端支座A 的约束力。三、（15分）三角刚架几何尺寸如图所示，力偶矩为M,求支座A和 B 的约束力。四、（15分）图示摇杆机构，折杆A B 以等速度向右运动。摇杆长度OC=a,用点的合?成运动知识求当?=45（距离OA=I）时 C 点的速度、加速度。u五、（

9、15分）图示四连杆机构，O1B=I,AB=1.5 I 且 C 点是AB中点，0 A 以角速度3转动，在图示瞬时，求 B、C 两点的速度、加速度及做平面运动刚体A B 的角速度3AB六、（15分）质量为m l和 m2的两重物，分别挂在两条绳子上，绳又分别绕在半径为r l 和 r2并装在同一轴的两鼓轮上，已知两鼓轮对于转轴0 的转动惯量为I,系统在重力作用下发生运动，求鼓轮的角加速度。（mlm 2）七、（15分）均质细长杆质量为m,长度L,匀角速度转动，试计算图示位置杆的动量、对转轴的动量矩及动能；并虚加惯性力。河北工程大学 学 年 第 学 期理论力学期末考试试卷 参考答案一、解：Mz（P）=25

10、2Nm。二、解：NB=20kN；XA=OkN YA=40kN;MA=120kN.m三、解：RA=RB=M/b四、解：vA=ve=vcos45=22avvC=v2 2 1五、解：2vA=2g 3(顺时针)uB=u)AB1.5l=lu)六、解：虚加惯性力和惯性力偶：RQl=m lalMQO=IO E=1 eZ mO()=0,mlgrl-m2gr2-RQlrl-RQ2r2-MQO=03AB=3列方程：mlgrl-m2gr2-mlalrl-m2a2r2-l =0m 2r2-m lrlE=g22mlrl+m2r2+l 解得：lK=mvC=mL(jO七、解：动量；1L1LO=IO(i)=mL2+m()2u

11、)=mL2u)动量矩11T=IOu)2=mL2u)2动能InRQ=mLu)2,MQO=IOE=0RQ2=m2a26虚加惯性力和惯性力偶:河北工程大学 学年 第 学期 期末考试 试 卷（）卷用，在梁的BC段上受力偶M 作用，力偶矩M=Pa,试求A 和 B 处的支座约束力。（本题10分）二、如图所示刚架结构，已知P=20kN,q=10kN/m,不计自重，计算A、B、C 的约束力。（本题15分）三、已知Fl=20kN,F2=10kNo、计算图示平面桁架结构的约束力；、计算8 杆、9 杆、10杆的内力（本题15分）。四、平面曲柄摆杆机构如图所示，曲柄OA的一端与滑块A 用钱链连接。当曲柄OA以匀角速度

12、3 绕固定轴。转动时，滑块在摇杆O1B上滑动，并带动摇杆O1B绕固定轴摆动01。设曲柄长O A=r,求当曲柄OA在水平位置、？=30时，摇杆O1B的角速度、角加速度；动点的科氏加速度。（本题15分）五、椭圆规尺的A 端以速度vA向左运动，AB=I,在图示位置AB杆与水平线夹角为300。求 B 端的速度以及尺AB的角速度、角加速度。（本题15分）六、质量为m 长为I 的均质杆O A,可绕O 轴转动，以角速度3逆时针转动，求该瞬时杆的动量、对转轴。的动量矩、以及动能，虚加惯性力。（15 分）七、已知均质圆轮绕轴O 转动，轮的重量为P,半径为R,其上作用一主动力偶M,重物的质量为m,计算重物上升的加

13、速度a（15分）理 论 力 学 期 末 考 试 试 卷（）卷参考答案、（本题10分）解:受力如图所示（3 分）EX=O?XA=O（1 分）E MA=0?YB4a-q?2a?a-P?2a-M=0?YB=Y=0?YA+YB-q?2a-P=0?YA=二、（本题 15 分）31P+qa42（3 分）13P+qa42（3 分）解:整体受力如图所示（3 分）ZMA=0?YB4-4?3?1.5-20?3=0?YB=19.5kN（3 分）Y=0?YA+YB-20=0?YA=0.5kN（3 分）X=0?XA+XB+4?3=0（1 分）整体受力如图所示（3 分）SMC=0?XB3+19.5?2-20?l=0?XB

14、=-6.33kN（3 分？XA=-5.67kNX=0?XC=6.37kN（1 分）Y=0?YC=0,5kN（3 分）三、（本题15分）。解:画整体受力图MA=0?NB4a-20?a-10?2a=0?NB=10kN 画 8、9、10右半边受力图 ZY=0?S9?22-NB=0?S9=14.12kN MO=0?S8?a-NBa=0?S8=10kNX=0?S28+S10+S92=0?S10=-20kN四、（本题10分）解：速度矢量图如图所示，绝对速度va=ra牵连速度 ve=va?sin30=0.5r w 角速度 3 w l=ve2r=4）五、（本题15分）解：vB=vA vBA=2vAu）l=vB

15、A2vA=1 1六、（15分）解：七、（15分）解：K=111ml f）L0=ml2 3T=ml2 3 2236动量矩：L0=P2Ra）+mRv2g外力矩：M0=M-mgRPR+mR）a=M-mgR2g代入动量矩定理得:（a=解得：2M-2mgRgPR+2mgR试 卷（）卷F=3i+4j+5k（10分）已知力 力的作用点坐标为M（2,4,1）,求力F对三个坐标轴之矩以及对坐标原点的力矩。二（15 分）图示结构,已知 AB=EC,BC=CD=ED=a=0.2m,P=20kN,作用在AB中点，求支座A 和 E 的约束力以及BD、BC杆的内力。三（15分）图示三较刚架，已知P=20kN,m=10kN

16、.m,q=10kN/m不计自重，计算A、B、C 的约束力。四（15分）求平面桁架结构1、2、3 杆的内力，将零力杆标在图中。已知 P=20kN,水平和竖杆长度均为l=lm,斜杆长度21。?=45五 10分）在图示机构中，杆 AB以速度u 向左匀速运动。求当角时，OC杆的角速度、角加速度。六（10分）在图示四连杆机构中，已知：曲柄O A=r=0.5m,以匀角速度a 0=4rad/s转?=45BC=2rOAAB=2rAB动，；图示瞬时水平,铅直，。试 求（1）该瞬时点 B 的速度；（2）连杆AB的角速度、角加速度。七（各 5 分）质量为m 长为I 的均质杆O A,可绕。轴转动，图示为初始水平位置，

17、由静止释放：1、计算杆初始瞬时的角加速度。并求出该瞬时的惯性力。（5 分）2、计算杆初始瞬时。的支座约束力。（5 分）3、计算杆转动到铅垂位置时的角速度3。（5 分）八（10分）用虚位移原理计算简支梁支座B 的约束力。河北工程大学科信学院 学年第 学期理论力学 期末考试试卷（）卷参考答案一、（10 分）MF=-7 y 解：MoF=r?F=16i-7j-4k（6 分）MxF=16（）（）（）MzF=-4（）二、（15 分）解：研究 AB 杆，得 YA=0.5P=10kNSBC=0.5P=10kNSBD=0研究 EC 杆，得 XE=0YE=0.5P=10kN三、（15分）解:YB=13.75kN

18、t四、（15分）解:研究整体：YB=40kN t ME=Pa=4kNm（）YA=6.25kN（f）XB=12,5kN（-）XA=17.5kN（一）（）YA=40kN（t）XA=0kN S=20kN研究截面右半部分，S2=202kN Sl=-40kN 3五、（10分）解：动点A,动系OC,六、（10分）解：利用瞬心法，vr=ve=v2uu3 OC=e=22l2lvA=r（i）=2m/su）AB=七、（15 分）解：vA=2rad/sl vB=2r?3 AB=2m/s1213g3123gl()ml =lmg =R=mg t M=ml=mglgyg22l Rgx=O 2132121、32、maCx=

19、XO=0maCy=m3gll=YO-mgYO=mg（f）21243gll22lu）=mlu）-O=mgI 2 3、T2-T1=W1223八、（10分）解：1、解除B支座约束，代之以NB2、给系统一组虚位移：3、虚功方程为：-9 3yl18 3 y2+NB3y3=0 4、3 8 yl=8 y3 2 3 y l=3 y2 5、解得：NB=15kN河北工程大学 学年第 学期期末考试试卷（）卷一（20 分）图示梁，已知 m=20kN.m,q=10kN/m,l=l m,求固定端支座A的约束力。二（2 0分）图示结构，已知AB=EC,BC=CD=ED=a,力P作用在AB中点，求支座A和E的约束力以及BD、

20、BC杆的内力。三（2 0分）桁架受力如图所示，已知Fl=10kN,F2=F3=20kN,。试求桁架8,9,10杆的内力。四（10分）平面曲柄摆杆机构如图所示，曲柄OA的一端与滑块A 用较链连接。当曲柄O A 以匀角速度3绕固定轴。转动时，滑块在摇杆O1B上滑动，并带动摇杆O1B绕固定轴01摆动。设曲柄长O A=r,两轴间距离OOl=lo求当曲柄OA在水平位置时摇杆的角速度、角加速度。五（10分）图示四连杆机构，01B=l,AB=1.5 I 且 C 点是A B 中点，0 A 以角速度3转动，在图示瞬时，求 B、C 两点的速度、加速度及做平面运动刚体A B 的角速度3AB六（20分）均质细长杆质量

21、为m,长度L,绕转轴O 做定轴转动，角速度3,角加速度 ,都为逆时针方向。求图示位置杆的动量、对转轴的动量矩、杆的动能、惯性力、惯性力偶。一（20 分）解：研究BC杆，由研究整体，由由二（20 分）EMB=0?NC=10kN（I）XA=0,EMAY=0?YA=30kN(t)=0?MA=40kN.m,由 X=0?解：研究AB杆，得 YA=0.5P三(20分)SBC=0.5PSBD=0研究 EC 杆,得 XE=0YE=0.5PME=Pa解：研究整体得：YB=50.5kN研究截面右半部分得:分)解：动点A,动系O1BS9=24.5kNS10=-60.5kNvA=va=ru)sin?=rr+l22ve

22、=vasin?=lr2u)r2u)r+l22S8=50.5kN 四(10又 ve=01A?3 1,3 l=e=01A五（10分）解：利用瞬心法己3?=2222r2+l2r+lr+lvA=2lu）六（2 0分）3AB=323（顺时针）u B=3AB1.5I=|31K=mvC=mLco6解：动量；1L1LO=IOw=mL2+m（）2w=mL2w1269动量矩11T=IOu）2=mL2a）2218动能llnRg=ml_3 2（一）R T=mL E（I）g22惯性力：1Mg=mL2e3 惯性力偶：顺时针。一、简答题（只写出主要步骤和结果）（10分）1、如图所示平面力系，已知F1=F2=F3=F4=F，

23、作用点分别为A、B、C、D,假设图中虚线所示的四个小正方形的边长均为a,计算力系向。点简化的主矢量和主矩。（5 分）2、已知重物与斜面之间的静滑动摩擦系数f=0.38,如图所示，问重物在斜面上能否自锁？（5 分）二、如图所示三较刚架，已知P=20kN,m=10kN.m,q=10kN/m不计自重，计算A、B、C 的束力。（15分）三、计算桁架结构各杆内力。（15分）三、刨床的急回机构如图所示。曲柄OA以匀角速度3绕。作定轴转动，滑块在摇杆O1B上滑动，并带动杆O1B绕定轴0 1 摆动。设曲柄长为O A=r,在图示位置时OA水平，001铅?=30垂，。求：该瞬时摇杆01B角速度和角加速度。（20分

24、）四、已知01A的角速度为3 1,另外01A=02B=r,图示瞬时01A与02B平行且位于铅垂位置，求图示瞬时02B的角速度3 2。（10分）五、质量为m l和 m2的两重物，分别挂在两条绳子上，绳又分别绕在半径为r l 和 r2并装在同一轴的两鼓轮上，已知两鼓轮对于转轴O 的转动惯量为I,系统在重力作用下发生运动，求鼓轮的角速度、角加速度。（m l（10分）计算均质杆AB的动量，动量矩和动能，杆的质量为m o6、（15分）质量为m l和 m2的两重物，分别挂在两条绳子上，绳又分别绕在半径为r l 和 r2并装在同一轴的两鼓轮上，已知两鼓轮对于转轴0 的转动惯量为I,系统在重力作用下发生运动，

25、求鼓轮的角加速度。（ml 2（10 分）解：运动不可能发生！因为两点加速度不满足加速度矢量关系。一、3（10 分）解：（）0（）（）K=E mivi3j+k 动量=；动量矩 Lo=-3+；动能 T=4二、1（10 分）解：ND=15kN；NB=40kN；NA=-15kN二、2（10分）解：SAB=SAC=-P；SBC=2P；其余各杆轴力均为零。二、3（10分）解：二、4（10 分）解：vAB=va=votan30=vo3 u A=O A?=0.15?300?2 n=4.71s60；3AB二U B=3 AB1.5 n=7.16rads00.76COS30（顺时针）?0.76?sin300=7.16?0.76?0.5=2.72ms2.72=5.13rads u D=u B=2.72ms（I）,0.53（逆时针）lK=mvC=mLa6 二、5（15分）解：动量；动量矩lLlLO=IOa)=mL2+m()2 a=mL2 3 11T=IO 3 2=mL2 3 2218 动能二、6(15 分)解：R=ma,RQ2=m2a2,MQO=IO =1 e虚加惯性力和惯性力偶:Q lllE mO()=0,mlgrl-m2gr2-RQlrl-RQ2r2-MQO=0 8口=列方程：mlgrl-m2gr2-mlalrl-m2a2r2-l E=0mlrl-m2r2 =g22mlrl+m2r2+l 解得：