张林海理论力学课程--补考卷参考答案及评分标准.doc

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1、南阳理工学院2009—2010学年第一学期试卷理论力学课程（补考）卷参考答案及评分标准一、（9分）已知图示正方体边长为a,在右侧面作用已知力，在顶面作用矩为M的已知力偶矩，如图所示。。求：（1）力在x，y，z轴的投影；（3分）（2）该力系对x，y，z轴之矩。（6分）解：（1）（1分）（1分）（1分）（2）C点坐标为：（0.5分）（0.5分）（0.5分）则：（1.5分）（1.5分）(正负号判断失误-0.5)（1.5分）二、（6分）如图所示，边长为的正方形薄板，截去四分之一后悬挂在A点。求：（1）该板的重心距BC边和CD边的距离（

2、4分）.C2.C1yD图2x（2）点A距右端的距离x多少时，能使使BC边保持水平。（2分）解：（1）以C点为原点，BC和CD为轴建立如图所示坐标系。将板分割成如图所示的两部分，则每部分的重心坐标为：C1：(1分)C2：(1分)则总重心坐标为：(1分)(1分)（2）要使BC边水平，则点A和重心C的连线CA必须垂直于BC。所以，点A距BC的距离为：x=5a/6（2分）三、（9分）平面力系如图，已知F1 =F2 = F3 = F4 =F。求：（1）该力系向点O简化后的主矢和主矩？（在图中注明方向）（6分）（2）力系合力及其作用线距O

3、点的距离？（合力的方向和作用位置应在图中画出）（3分）解：（1）主失：（1分）（1分）方向如图（2分）d主矩：（2分）（2）力系合力：，作用线位置如图.四、（10分）如图所示，直角刚杆AO=2m，BO=3m，已知某瞬时A点的速度=6m/s；而B点的全加速度与BO成=60°角。（注：所有主要指明方向的，请在图中指明）求：（1）该瞬时刚杆的角速度ω的大小和方向（2.5）（2）B点法向加速度和切向加速度的大小和方向（5分）（3）该瞬时刚杆的角加速度的大小和方向？（2.5）解：（1）（2分）（2）（2分）（2分）（2分）所有方向指明正

4、确给2分，一处0.5分。五、(14分)如图所示的椭圆规机构，已知杆AB长为l=100mm，A点以速度10mm/s匀速向右运动，。求：（1）杆AB的瞬心位置C，在图中标出。（4分）（2）B点的速度和加速度（10分）（注：所有主要指明方向的，请在图中指明）解：（1）AB瞬心位于过点A和点B的垂线的交点上，如图所示C点。4分（2）4分用基点法求B点加速度4分画出方向如右图所示给2分六、（6）平面机构如图所示。已知AB平行于，且AB==L，，ABCD是矩形板，AD=BC=b，杆以匀角速度绕轴转动，求矩形板重心点的速度和加速度的大小分别

5、为v？a？（6分）（应在图上标出它们的方向）V=（2分）a=。（2分）画出方向个1分七、（12分）已知：如图所示的一均质细长杆OA，长l，重P，某瞬时以角速度、角加速度绕水平轴O转动。求：（1）该杆的动量p、动量矩、动能T？（6分）（2）惯性力系向O点的简化：主矢、主矩？（在图上标出它们的方向）（6分）；；八、6分）图示曲柄滑道机构中，曲柄长OA=10cm，绕O轴转动。在某瞬时，其角速度、角加速度、。（注：所有需要指明方向的，请在图中指明）求：导杆BC的速度和滑块A在滑道上的相对速度。(6分)VeVa解：设A点为动点，导杆ＢＣ

6、为动系，(1分)速度分析如右图所示，则：(1分)Vr=Va.sin30oVr=(1分)Ve=Va.sin60o=(1分)图中划出速度方向2分，九、（13分）在图示构架中，匀质杆、的重量均为1.8kN，杆的重量忽略不计，载荷，处为固定端，，，处为铰链。求固定端处及，铰链处的约束力。取整体为研究对象，有，，。4分再取杆为研究对象，有（压），3分，3分。3分十、（共15分）在图示起重设备中，已知物块A重为P，滑轮O半径为R，绞车B的半径为r，绳索与水平线的夹角为β。若不计轴承处的摩擦及滑轮、绞车、绳索的质量。试求：（1）重物A匀速上

7、升时，绳索拉力及力偶矩M；（4分）（2）重物A以匀加速度a上升时，绳索拉力及力偶矩M。（4分）（3）若考虑绞车B重为P，可视为匀质圆盘，力偶矩M=常数，初始时重物静止，当重物上升距离为h时的速度和加速度，以及支座O处的约束力。（7分）解：由于不考虑滑轮的质量，两段绳子的拉力大小应相同，且力偶矩（1）重物A匀速上升时，由平衡条件可得绳索拉力大小就等于物块A的重力P（2分），力偶矩M=rP。（2分）（2）重物A以匀加速度a上升时，取物块A为研究对象，如图(b)所示。(a)(b)由质心运动定理(1)(2分)力偶矩(2分)（3）考虑绞

8、车B，受力图如图（c），由刚体定轴转动微分方程（2）(1分)注意到，以及运动学关系，(1分)由式（2）可解得(1分)当重物上升距离为h时的速度即(1分)最后求支座O处的约束力，取滑轮O为研究对象，受力图如图（d）因(1分)且滑轮质量不计，故(2分)