《机械能守恒定律》各节练习题(精华版)(含答案)
《机械能守恒定律》 1.追寻守恒量 2.功
一、选择题
1．如图5-19-1所示，两个互相垂直的力F 1和F 2作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力F 1对物体做功为4J ，力F 2对物体做功为3J ，则力F 1与F 2的合力对物体做功为( )
A ．7J
B ．5J
C ．3.5J
D ．1J
2．一个力对物体做了负功，则说明( ) A.这个力一定阻碍物体的运动
B.这个力不一定阻碍物体的运动
C ．这个力与物体运动方向的夹角α>90
D ．这个力与物体运动方向的夹角α<90
3．关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是( ) A ．滑动摩擦力总是做负功
B ．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功 Ｃ．静摩擦力对物体一定做负功 D ．静摩擦力对物体总是做正功 4．下列说法中正确的是( ) A ．功是矢量，正、负表示方向
B ．功是标量，正、负表示外力对物体做功，还是物体克服外力做功
C ．力对物体做正功还是做负功，取决于力和位移的方向关系
D ．力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量
5．如图5-19-2所示，一物体分别沿AO ,BO 轨道由静止滑到底端，物体与轨道间的动摩擦因数相同，物体克服摩擦力做功分别为W 1，和W 2，则( ) A ．W 1>W 2 B ．W l ＝W ２ C ．W 1 6.关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法中正确的是( ) A ．当作用力做正功时，反作用力一定做负功 B ．当作用力不做功时，反作用力也不做功 C ．作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的 D ．作用力做正功时，反作用力也可以做正功 二、填空 7.______和______是做功的两个不可缺少的因素. 8.如图5-19-3所示，用300N 拉力F 在水平面上拉车行走50m.已知拉力和水平方向夹角是37°，则拉力F 对车做功是_____J.若车受到的阻力是200N ，则 车克服阻力做功是______J. 三、计算、说理题 9．一人用100N 的力从深4m 的水井中匀速向上提水，然后提着水在水平地面上行走了12m ，再匀速走到6 m 深的地下室，则此人对水桶的力所做的功为多少? 图5-19-2 图5-19-3 图5-19-1 F 1 F 2 v 10．如图5-19-4所示，用恒力F 通过光滑的定滑轮，将静止于水平面上的物体从位置A 拉到位置B ，物体可视为质点，定滑轮距水平面高为h ，物体在位置A 、B 时，细绳与水平面的夹角分别为α和β，求拉力F 对物体做的功. 3.功率 一、选择题 1．关于功率的概念，下列说法中正确的是( ) A.功率是描述力对物体做功多少的物理量 B.由W P t 可知，功率与时间成反比 C.由P =Fv 可知：只要F 不为零，v 也不为零，那么功率P 就一定不为零 D.某个力对物体做功越快，它的功率就一定大 2．关于汽车在水平路上运动，下列说法中正确的是( ) A.汽车启动后以额定功率行驶，在速率达到最大以前，加速度是在不断增大的 B.汽车启动后以额定功率行驶，在速度达到最大以前，牵引力应是不断减小的 C.汽车以最大速度行驶后，若要减小速度，可减小牵引力功率行驶 D.汽车以最大速度行驶后，若再减小牵引力，速率一定减小 3．下面关于功率的说法正确的是( ) A.做功多的物体,功率一定大 B.功率大的汽车做功一定快 C.－10kW 小于8kW D.－10kW 大于8kW 4.设河水阻力跟船的速度平方成正比,若船匀速运动的速度变为原来的2倍,则船的功率变为原来的( ) A.2倍 B. 2倍 C.4倍 D.8倍 5.质量为m 的物体从静止开始做加速度为a 的匀加速直线运动,在运动时间为t 的过程中,合外力对它做功的平均功率为( ) A.2 ma t B. 21 2 ma t C.22ma t D.222ma t 6.汽车上坡时,必须换挡,其目的是( ) A.减小速度,得到较小的牵引力 B.增大速度,得到较小的牵引力 C.减小速度,得到较大的牵引力 D.增大速度,得到较大的牵引力 二、填空 7．用与斜面平行的10N 的拉力沿斜面把一个物体从斜面底端拉到顶端需时间2.5s ，已知斜 图5-19-4 面长3.0m ，物体在斜面顶端时的速度为2.0m ／s ，在这过程中拉力的平均功率为______w ，在斜面顶端的瞬时功率为______w. 8．一个质量为5kg 的物体从45m 高的楼上自由下落至地面,则这一过程中重力的平均功率为: ,落地时重力的瞬时功率为: . 三、计算题 9.质量m =3kg 的物体,在水平拉力F=6N 的拉力作用下,在光滑的水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求: (1)力F 在3s 内对物体所做的功 (2)力F 在3s 内对物体所做的功的平均功率 (3)3s 末力F 对物体所做的功的瞬时功率 10．如图5-20-1所示，质量为m 的小滑块，由静止开始从倾角为θ的固定的光滑斜面顶端A 滑至底端B ，A 点距离水平地面的高度为h ，求: (1)滑块从A 到B 的过程中重力的平均功率. (2)滑块滑到B 点时重力的瞬时功率. 11. 跳绳是一种健身运动.设某运动员的质量是50kg ，他1min 跳绳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的5 2 ，则该运动员跳绳时，克服重力做功的平均功率是多大? 4.重力势能 一、选择题 1.关于重力势能，下列说法中正确的是( ) A.重力势能的大小只由重物本身决定 B.重力势能恒大于零 C.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零 D.重力势能实际上是物体和地球所共有的 2.关于重力势能与重力做功,下列说法中正确的是( ) A.物体克服重力做的功等于重力势能的增加 B.在同一高度,将物体以初速v 0向不同的方向抛出,从抛出到落地过程中,重力做的功相等, 图5-20-1 物体所减少的重力势能一定相等 C.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功 D．用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力的功与物体所增加的重力势能之和. 3．关于重力势能的几种理解，正确的是( ) A.重力对物体做正功时．物体的重力势能减小 B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C.在不同高度将某一物体抛出．落地时重力势能相等 D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响有关重力势能问题4．将一个物体由A移至B，重力做功( ) A.与运动过程中是否存在阻力有关 B.与物体沿直线或曲线运动有关 C.与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D.与物体初、末位置高度差有关 5．一实心铁球和一实心木球质量相等，将它们放在同一水平面上，下列说法正确的是（）A.铁球的重力势能大于木球重力势能B．铁球的重力势能等于木球重力势能 C.铁球的重力势能小于木球重力势能D．上述三种情况都有可能 二、填空题 6．一质量为1kg的物体，位于离地面高1.5m处，比天花板低2.5m.以地面为零势能位置时，物体的重力势能等于__ J；以天花板为零势能位置时，物体的重力势能等于____J(g取10m ／s2) 7．甲、乙两物体,质量大小关系为m甲=5m乙,从很高的同一高度处自由下落2s,重力做功之比为_____,对地面而言的重力势能之比为_____. 三、计算题 8．如图5-21-1所示，一条铁链长为2 m，质量为10kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少? 图5-21-1 5.探究弹性势能的表达式 6.探究功与物体速度变化的关系 一、选择题 1．关于弹性势能，下列说法正确的是( ) A.发生弹性形变的物体都具有弹性势能 B.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能 C.弹性势能可以与其他形式的能相互转化 D.弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳 2．下列说法中正确的是( ) A.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C.在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大 D.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能 3．在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面的猜想有一定道理的是( ) A.重力势能与物体离地面的高度有关，弹性势能与弹簧的伸长量有关；重力势能与重力的大小有关，弹性势能可能与弹力的大小有关，而弹力的小又与弹簧的劲度系数是有关．因此 弹性势能可能与弹簧的劲度系数愚和弹簧的伸长量的二次方x 2 有关 B.A 选项中的猜想有一定道理，但不应该与x 2有关，而应该是与x 3 有关 C.A 选项中的猜想有一定道理，但应该是与弹簧伸长量的一次方即x 有关． D.上面三个猜想都没有可能性． 4．关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述正确的是( ) A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C.放小车的长木板应该尽量使其水平 D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 5．如图5-22-1所示为与小车相连，穿过打点计时器的一条纸带，纸带上的点距并不都是均匀的下列说法正确的是( ) ①纸带的左端是与小车相连的 ②纸带的右端是与小车相连的 ③利用E 、F 、G 、H 、I 、J 这些点之间的距离来确定小车的速度 ④利用A 、B 、C 、D 、E 这些点之间的距离来确定小车的速度 A.①③ B ．②④ C ．①④ D 、②③ 6．如图5-22-2所示，一个物体以速度冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，弹簧被压缩，在此过程中下列说法正确的是（ ） A.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 B.物体向墙壁运动相同的位移,弹力所做的功不相等 C.弹力做正功,弹簧的弹性势能减小 D.弹力做负功,弹簧的弹性势能增加 7.动能和动能定理 一、选择题 1．关于对动能的理解，下列说法正确的是( ) A.动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能 B.动能总为正值 C.一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化 D.动能不变的物体，一定处于平衡状态 2．关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化，下列说法正确的是( ) A.运动物体所受的合力不为零，合力必做功，则物体的动能一定要变化 图5-22-1 v 0 图5-22-2 B.运动物体所受的合力为零，物体的动能一定不变 C.运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力一定为零 D.运动物体所受合力不为零，则该物体一定做变速运动 3．质量不同而具有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止，则( ) A.质量大的滑行的距离大 B.质量大的滑行的时间短 C.它们滑行的时间一样大 D.它们克服阻力做的功一样大 4.在下列几种情况中，甲乙两物体的动能相等的是 ( ) A.甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的1 2 B.甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的1 2 C.甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的1 2 D.质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动 5.一个小球从高处自由落下，则球在下落过程中的动能( ) A.与它下落的距离成正比 B.与它下落距离的平方成正比 C.与它运动的时间成正比 D.与它运动的时间平方成正比 二、填空题 6.一颗质量为10g 的子弹，射入土墙后停留在0.5m 深处，若子弹在土墙中受到的平均阻力是6400N.子弹射入土墙前的动能是______J ，它的速度是______m ／s. 7.甲、乙两物体的质量之比为2:1m :m 乙甲，它们分别在相同力的作用下沿光滑水平面从静止开始作匀加速直线运动，当两个物体通过的路程相等时，则甲、乙两物体动能之比为______. 三、计算题 8.一颗质量m =10g 的子弹，以速度v =600m ／s 从枪口飞出，子弹飞出枪口时的动能为多大?若测得枪膛长s =0.6m ，则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大? 9.如图5-23-1所示，一个物体从斜面上高h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处与开始运动处的水平距离为s ，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同，求动摩擦因数μ 10.如图5-23-2所示，质量是20kg 的小车，在一个与 斜面平行的200N 的拉力作用下，由静止开始前进了3m ，斜面的倾角为300 ，小车与斜面间的摩擦力忽略不计．求这一过程物体的重力势能增加了多少?物体的动 能增加了多少?拉力F 做的功是多少? 图5-23-1 30 F 8.机械能守恒定律 一、选择题 1.下列情况中,运动物体机械能一定守恒的是( ) A.物体所受的合外力为零 B.物体不受摩擦力 C.物体受到重力和摩擦力 D.物体只受重力 2.关于机械能是否守恒,下列叙述中正确的是( ) A.作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B.作匀变速运动的物体机械能可能守恒 C.外力对物体做功为零时,机械能一定守恒 D.只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒 3.下列说法中正确的是( ) A.一个物体所受的合外力为零,它的机械能一定守恒 B.一个物体所受的合外力恒定不变,它的机械能可能守恒 C.一个物体作匀速直线运动,它的机械能一定守恒 D.一个物体作匀加速直线运动,它的机械能可能守恒 4.a 、b 、c 三球自同一高度以相同速率抛出,a 球竖直上抛,b 球水平抛出,c 球竖直下抛.设三球落地的速率分别为v a 、v b 、v c ,则( ) A.v a >v b >v c B.v a =v b >v c C.v a >v b =v c D.v a =v b =v c 5.质量为m 的物体,以初速度v 0由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑动,在滑动过程中,当高度为h 时, 以经过底端的水平面为参考面,该物体具有的机械能为( ) A.2 mv 21 B.mgh mv 2 12 0 C.mgh D. 201mv -mgh 2 二、填空题 6. 枪竖直向上以初速度v 0发射子弹,忽略空气阻力,当子弹离枪口距离为__ __时,子弹的动能是其重力势能的一半 7. 质量m =5㎏的小球系于弹簧的一端,套在光滑竖直圆环上,弹簧的另一端固定 在环上的A 点,环半径R =0.5m,弹簧原长l 0=R =0.5m.当球从图5-24-1中位置C 滑至最低点B 时,测得v A =3m/s,则在B 点时弹簧的弹性势能E P =___ _J. 三、计算题 8. 如图5-24-2所示,一小球从倾角为30°的固定斜面上的A 点水平抛出,初动能为6J,问球落到斜面上的B 点时动能有多大? 9. 如图5-24-3所示,一根长l 的细线,一端固定在顶板上,另一端拴一个质量为m 的小球.现使细线偏离竖直方向α=60°角后,从A 点处无初速地释放小球.试问: (1)小球摆到最低点O 时的速度多大? (2)小球摆到左方最高点的高度(相对最低点)多高? (3)若在悬点正下方处有一钉子,/ 3 l O P ,不计悬线与钉碰撞时的能量损失,则小球碰钉后向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化? 9.能量守恒定律与能源 一、选择题 1．下列燃料中不属于化石燃料的是( ) A.煤 B.木柴 C.石油 D.天然气 2．下列关于能的转化和守恒定律的认识正确的是( ) A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的增加 B.某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加 C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成 D.石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了 3．能源是人类社会活动的物质基础，人类利用能源大致经历三个时期，按顺序为( ) A.煤炭时期柴薪时期石油时期 B.柴薪时期煤炭时期石油时期 C.柴薪时期石油时期煤炭时期 D.煤炭时期柴薪时期石油时期 4．能源短缺和环境恶化指的是( ) ①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限度的， 图5-24-2 图5-24-3 这叫能源短缺 ②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺 ③煤炭和石油具有大量的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚存在空气中污染空气，使环境恶化 ④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了成分使环境恶化 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 二、填空题 5.能量守恒定律是: . 6.一滑块放在如图5-25-1所示的曲面上,用力F 沿斜面向下拉小滑块,使其沿斜面运动一段距离.若已知在这一过程中,拉力F 做的功 大小为W 1, 斜面对小滑块做的功大小为W 2,重力做的功大小为W 3,空气阻力做的功大小为W 4,则小滑块动能的改变量为: ; 三、计算题 7．如图5-25-2所示,小球从高h 的光滑斜面滚下,经有摩擦的水平地面再滚上另一光滑斜面,当它到达13 h 高 度处时,速度为零.求小球最后停在AB 间何处? 8．如图5-25-3所示，传送带与水平面之间的夹角为300 ，其上A 、B 两点的距离为l =5m, 传送带在电动机的带动下以v =1m/s 的速度匀速运动，现将一质量为m =10kg 的小物体轻放在传送带上A 点，已知小物体与传送带间的动摩擦因数为 μ= A 点送到 B 点的过程中，求： （1）传送带对物体做的功； （2）电动机做的功。（g =10m/s 2 ） 10.实验:验证机械能守恒定律 一、选择题 1．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下面哪些测量工具是必需的( ) A.天平 B.弹簧测力计 C.刻度尺 D.秒表 2．在做验证机械能守恒定律实验时，以下说法正确的是( ) A.选用重锤时，重的比轻的好 B.选用重锤时，密度大的比密度小的好 C.选用重锤后要称质量 D.重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力 3. 在做验证机械能守恒定律的实验中,下列物理量需要用工具测量的是( );通过计算得到的是( ) A.重锤的质量 B.重力加速度 C.重锤下落的高度 D.重锤下落的瞬时速度 B 图5-25-2 4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有( ) A.2 12mgh mv = B.212mgh mv > C.2 12mgh mv < D.以上都有可能 5.下列关于“验证机械能守恒定律”的实验误差的说法中，正确的是（ ） A.重物的质量测量不准会产生误差 B.重物的质量大一些,有利于减小误差 C.重物的质量小一些,有利于减小误差 D.先释放重物,后接通电源会造成较大误差 二、填空题 6.本实验中，若以22v 为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出2 2v 一h 图象应是 ，才 能验证机械能守；2 2 v 一h 图象的斜率等于 的数值． 7. 在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：所用重锤的质量m =1.0 kg ，打点计时器所用电源频率50 Hz ，打下的纸带如图5-26-1所示(图中的数据为从起始点0到该点的距离)，则在打B 点时，重锤的速度v B = m ／s ，重锤的动能E k = J ，从开始下落到打B 点时，重锤的势能减小量是 J(取两位有效数字)． 第 27课时 第五章《机械能及其守恒定律》习题课 一、选择题 1．下列哪些情况中力做的功为零( ) A.向上抛出一物体上升过程中，重力对物体做的功 B.卫星做匀速圆周运动时，卫星受到的引力对卫星所做的功 C.汽车匀速上坡时，车厢底部对货物的支接力对货物所做的功 D.汽车匀速上坡时，车厢底部摩擦力对货物所做的功 2．如图5-27-1所示，质量分别为m 1和m 2的两个物体放在光滑水平面上，m 1 离，若F 1做的功为W 1，F 2做的功为W 2，则( ) A.W 1 C.W l =W 2 D.条件不足，无法确定 3．同一恒力按同样方式施于物体上，使物体分别沿着粗糙 水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离过程中，恒力对物体做的功和平均功率分别为W 1、P 1，和W 2、P 2，则二者的关系是( ) A.W 1>W 2，P 1>P 2 B.W 1=W 2，P 1 P 2 D.W 1 4．下列关于运动物体所受的合外力,合外力做功和功能变化的关系，正确的是( ) A.如果物体所受合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零 图5-26-1 图5-27-1 α m 2 F 2 m 1 α F 1 实验：验证机械能守恒定律 1．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是 ( ) A ．重物质量的称量不准会造成较大误差 B ．重物质量选用得大些，有利于减小误差 C ．重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D ．纸带下落和打点不同步不会影响实验 2.用如图所示装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是( ) A ．重力势能的减少量明显大于动能的增加量 B ．重力势能的减少量明显小于动能的增加量 C ．重力势能的减少量等于动能的增加量 D ．以上几种情况都有可能 3．有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A 、B 、C 、D ，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s 1、s 2、s 3。请你根据下列s 1、s 2、s 3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s 2) ( ) A ．61.0 mm 65.8 mm 70.7 mm B ．41.2 mm 45.1 mm 53. 0mm C ．49.6 mm 53.5 mm 57.3 mm D ．60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm 4．如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带．有关尺寸在图中已注明．我们选中n 点来验证机械能守恒定律．下面举一些计算n 点速度的方法，其中正确的是( ) A ．n 点是第n 个点，则v n ＝gnT B ．n 点是第n 个点，则v n ＝g (n －1)T C ．v n ＝s n ＋s n ＋1 2T D ．v n ＝h n ＋1－h n －1 2T 5．某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，查得当地的重力加速度g ＝9.80 m/s 2。测得所用重物的质量为1.00 kg 。 (1)下面叙述中正确的是________。 A ．应该用天平称出重物的质量 B ．可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2 mm 的纸带来处理数据 C ．操作时应先松开纸带再通电 D ．打点计时器应接在电压为4～6 V 的交流电源上 (2)实验中甲、乙、丙三学生分别用同一装置得到三条点迹清晰的纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18 cm 、0.19 cm 、0.25 cm ，则可肯定________同学在操作上有错误，错误是________。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A 、B 、C 到第一个点O 间的距离分别为15.55 cm 、19.20 cm 和23.23 cm 。则当打点计时器打点B 时重物的瞬时速度v ＝________ m/s ；重物由O 到B 过程中，重力势能减少了________J ，动能增加了________J(保留3位有效数字)， 6．在“验证机械能守恒定律”的实验中，图(甲)是打点计时器打出的一条纸带，选取 实验指导书思考题及答案 实验2.6 电压比较器电压比较器、、波形发生电路 实验实验预习预习 1）理论计算图2-23电路中，上限门电压U T+= 0.73V ；下限门电压U T—= -0.73V 。答：112OH T RU U R R +=+, 112 OL T RU U R R ?=+，其中U OH =8V ，U OL = - 8V 2）计算 RC 正弦波发生器（图2-24）的输出振荡频率fo= 159Hz 。 答：12f RC π=，其中R=10K ，C=0.1μF 。 实验总结 1、总结电压比较器的工作原理。 答：比较器是一种用来比较输入信号ui 和参考信号U REF 的电路。这时运放处于开环状态，具有很高的开环电压增益，当ui 在参考电压U REF 附近有微小的变化时，运放输出电压将会从一个饱和值跳变到另一个饱和值。 2、将滞回比较器的门限电压理论值和实测值进行比较 ，并分析误差原因。 答：门限电压理论值为112OH T RU U R R += +，112 OL T RU U R R ?=+。稳压二极管稳压值不是正好±8V ，电阻R 1和R 2阻值的误差。 3、思考题：当滞回比较器输入交流信号U im 值小于门限电压U T 时，比较器输出会出现什么情况？ 答：比较器的输出不会发生跳变，输出为保持为-8V 或者+8V 。 表2-20 选定正确的操作方法（正确的在方框内画√，错误的在方框内画×） 项 目 操作方法 运算放大器使用 运算放大器使用时须提供直流电源（±12V 和地）（√） 运算放大器须检测好坏，方法是开环过零（√） 电压比较器仍须要调零（╳） 滞回比较器 利用滞回比较器将输入的正弦波转换为输出的矩型波，对输入信号幅值大小没有要求（╳） 机械原理思考题 一、选择题 1、斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在 B 上，计算几何尺寸需按 A 参数进行计算。 A ．端面 B ．法面 2、标准齿轮限制最少齿数的原因是 C 。 A ．避免尺寸过大 B ．避免加工困难 C ．避免发生根切 D ．避免强度不足 3、与其它机构相比，凸轮机构的最大优点是 A 。 A ．容易使从动件得到各种预期的运动规律 B ．传动功率大、效率高 C ．制造方便，容易获得较高的精度 D ．从动件的行程可较大 4、在由若干机器串联构成的机组中，若这些机器的效率均不相同，其中最高效率和最低效率分别为ηmax 和ηmin ，则机组的总效率η必有如下关系： A 。 A ．η＜ηmin B ．η＞ηmax C ．ηmin ≤η≤ηmax D ．ηmin ＜η＜ηmax 。 5、宽径比B/D ≥0.2的刚性转子要在 B 校正面内进行动平衡校正。 A ．单个 B ．二个 C ．三个 6、在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为 B 。 A. 虚约束 B. 局部自由度 C. 复合铰链 7、单转动副机械自锁的原因是驱动力 B 摩擦圆。 A. 切于 B. 交于 C. 远离 8、对于双摇杆机构，最短杆与最长杆长度之和 B 大于其余两杆长度之和。 A. 一定 B. 不一定 C. 一定不 9、设计凸轮廓线时，若减小凸轮的基圆半径，则凸轮压力角将 A 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 10、在减速蜗杆传动中，用 C 来计算传动比是错误的。 A. 21ω=i B. 12z z i = C. 12d d i = 11、在其他条件相同时，斜齿圆柱齿轮传动比直齿圆柱齿轮传动重合度 C 。 A. 小 B. 相等 C. 大 兰州2017年7月4日于家属院复习资料 第2章平面机构的结构分析 1.组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。 2.具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。 3.从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 4.运动副元素是指。 5.构件的自由度是指；机构的自由度是指。 6.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。 7.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 8.在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。 9.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 10.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。 11.计算机机构自由度的目的是______。 12.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。 13.计算平面机构自由度的公式为Ｆ= ，应用此公式时应注意判断：(A) 铰链，(B) 自由度，(C) 约束。 14.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。 15.划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的级别确定。 16.图示为一机构的初拟设计方案。试： (1〕计算其自由度，分析其设计是否合理？如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。 (2)如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。 题16图题17图 17.在图示机构中，若以构件1为主动件，试： (1)计算自由度，说明是否有确定运动。 (2)如要使构件6有确定运动，并作连续转动，则可如何修改？说明修改的要点，并用简图表示。18.计算图示机构的自由度，将高副用低副代替，并选择原动件。 19.试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。对图示机构作出仅含低副的替代机 构，进行结构分析并确定机构的级别。 题19图 题20图 20.画出图示机构的运动简图。 21. 画出图示机构简图，并计算该机构的自由 度。构件3为在机器的导轨中作滑移的整体构件，构件2在构件3的导轨中滑移，圆盘1的固定轴位于偏心处。 题21图 题22图 22.对图示机构进行高副低代，并作结构分析，确定机构级别。点21,P P 为在图示位置时，凸轮廓线在接触点处的曲率中心。 第3章 平面机构的运动分析 1.图示机构中尺寸已知(μL =mm ，机构1沿构件4作纯滚动，其上S 点的速度为v S (μV =S/mm)。 (1)在图上作出所有瞬心； (2)用瞬心法求出K 点的速度v K 。 华科大机械原理课后习题答案 第五、六、七章作业 5-2. 在下图所示齿轮系中,已知各轮齿数z1=28, z2=15, z2’=15, z3=35, z5’=1, z6=100,被切蜗轮的齿数为60,滚刀为单头.试确定齿数比z3’/z5和滚刀的旋向.(说明:用滚刀切制蜗轮相当于蜗杆蜗轮传动.) 解: 以1轮为主动轮,方向如图所示,可得蜗轮6的旋向,进而得滚刀的旋向. 依题意可得, i41 i46; 应有: 解之,得 5-5. 在下图所示齿轮系中,已知各轮齿数z1=60, z2=z2’=30, z3=z3’=40, z4=120, 轮1的转速n1=30r/min(转向如图所示).试求转臂H的转速n h. 解: 图中的周转齿轮系,其转化轮系的传动比的计算公式为 i H14 由此可解得: (负号表示与n 1反向) ; 5-8. 在下图所示齿轮系中,已知各轮齿数z1=20, z2=40, z3=20, z4=80, z4’=60, z5=50,z5’=55, z6=65, z6’=1, z7=60, 轮1、3的转速n1=n3=3000r/min(转向如图所示). 试求转速n7. 解: 依题意, n2 i34 对于周围齿轮系4’-5-5’-6; 此转化轮系的传动比计算公式为: i H 36 ; 由此解出 (负号表示与n 2反向); 进而 n 7= ; 在如图所示齿轮系中，已知各轮齿数1z =20，2z =40，3z =35，'3z =30，''3z =1， 4z =20，5z =75，'5z =80，6z =30，7z =90， 8z =30，9z =20，10z =50，轮1的转速1n =100r/min,试求轮10的 转速10n 。 解： 1n =100 则2n =2 1 1n =50r/min 在3-4-5-2 中，H n 35= 35 2523z z n n n n -=-- 在3’-5-5’-6-7中 ' 37 575'37'3z z n n n n n H -=--= 低频电子线路实验思考题 实验一常用电子仪器的使用（P6） 1.什么是电压有效值？什么是电压峰值？常用交流电压表的电压测量值和示波器的电压直接测量值有什么不同？ 答：电压峰值是该波形中点到最高或最低之间的电压值；电压有效值等于它的瞬时值的平方在一个周期内职分的平均值再取平方根。 常用交流电压表的电压测量值一般都为有效值，而示波器的电压直接测量都为峰值。 2.用示波器测量交流信号的峰值和频率，如何尽可能提高测量精度？答：幅值的测量：Y轴灵敏度微调旋钮置于校准位置，Y轴灵敏度开关置于合适的位置即整个波形在显示屏的Y轴上尽可能大地显示，但不能超出显示屏指示线外。频率测量：扫描微调旋钮置于校准位置，扫描开关处于合适位置即使整个波形在X轴上所占的格数尽可能接近10格（但不能大于10格）。 实验二晶体管主要参数及特性曲线的测试（P11） 1.为什么不能用MF500HA型万用表的R×1Ω和R×10Ω档量程测量工作极限电流小的二极管的正向电阻值？ 答：根据MF500HA型万用表的内部工作原理，可知R×1Ω和R×10Ω档量程测量工作极限电流小的二极管的正向电阻值的等效电路分别为图1和图2所示，此时流过二极管的最大电流，，当I D1和I D2大于该二极管的工作极限电流时就会使二极管损坏。 图1 图2 2. 用MF500HA型万用表的不同量程测量同一只二极管的正向电阻值，其结果不同，为什么？ 提示：根据二极管的输入特性曲线和指针式万用表Ω档的等效电路，结合测试原理分析回答。 答：R×1Ω：r o=9.4Ω; R×10Ω: r o=100Ω; R×100Ω: r o=1073Ω; R×1kΩ: r o=32kΩ。因为二极管工作特性为正向导通、反向截至，尤其是正向导通的输入特性曲线为一条非线性曲线。用MF500HA型万用表 简要说明：本实验所有内容是经过十一年的使用并完善后的定稿；已经出版的较为成熟的内容，希望同学们主要参考本实验内容进行实验。 实验一常用电子仪器使用 为了正确地观察电子技术实验现象、测量实验数据，实验人员就必须学会常用电子仪器及设备的正确使用方法，掌握基本的电子测试技术，这也是电子技术实验课的重要任务之一。在电子技术实验中，所使用的主要电子仪器有：SS-7804型双踪示波器，EE-1641D函数信号发生器，直流稳压电源，DT890型数字万用表和电子技术实验学习机。学习上述仪器的使用方法是本实验的主要内容，其中示波器的使用较难掌握，是我们学习的重点，要进行反复的操作练习，达到熟练掌握的目的。 一、实验目的 1.学习双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源的正 确使用方法。 2.学习数字万用表的使用方法及用数字万用表测量元器 件、辩别二极管和三极管的管脚、类型。 3.熟悉实验装置，学会识别装置上各种类型的元件。 二、实验内容 （一）、示波器的使用 1.示波器的认识 示波器是一种测量、观察、记录电压信号的仪器，广泛应用于电子技术等领域。随着电子技术及数字处理技术的发展，示波器测量技术日趋完善。示波器主要可分为模拟示波器和数字存贮示波器两大种类。 模拟示波器又可分为：通用示波器、取样示波器、光电存储示波器、电视示波器、特种示波器等。数字存贮示波器也可按功能分类。 即便如此，它们各有各的优点。模拟示波器的优点是： ◆可方便的观察未知波形，特别是周期性电压波形； ◆显示速度快； ◆无混叠效应； ◆投资价格较低廉。 数字示波器的优点是： ◆捕捉单次信号的能力强； ◆具有很强的存储被测信号的功能。 示波器的主要技术指标： ①. 带宽：带宽是衡量示波器垂直系统的幅频特性，它指的是输入信号的幅值不变而频率变化，使其显示波形的幅度下降到3dB时对应的频率值。 ②. 输入信号范围： ③. 输入阻抗： ④. 误差： ⑤. 垂直灵敏度：指垂直输入系统的每格所显示的电压 机械原理思考题 1. 何谓机器，何谓机构？它们有什么区别与联系？ 2. 参照内燃机的机构分析，试对机械手进行分解，说明它是由哪些机构组成的。3．何谓零件和构件？两者的区别是什么？ 4．何谓运动副？满足什么条件两个构件之间才能构成运动副？ 5．何谓“高副”和“低副”？在平面机构中高副和低副一般各带入几个约束？6．具备什么条件，运动链才具有运动的可能性？ 7．具备什么条件，运动链才具有运动的确定性？ 8．具备什么条件，运动链才能成为机构？ 9．机构运动分析包括哪些内容？对机构进行运动分析的目的是什么？ 10．什么叫速度瞬心？相对速度瞬心和绝对速度瞬心有什么区别？ 11．在进行机构运动分析时，速度瞬心法的优点及局限是什么？ 12．什么叫三心定理？ 13．什么是摩擦角？移动副中总反力是如何定的？ 14．何谓当量摩擦系数及当量摩擦角？引入它们的目的是什么？ 15．矩形螺纹和三角形螺纹螺旋副各有何特点？各适用于何种场合？ 16．何谓摩擦圆？摩擦圆的大小与哪些因素有关？ 17．为什么实际设计中采用空心的轴端？ 18．何谓机械效率？效率高低的实际意义是什么？ 19．何谓实际机械、理想机械？两者有何区别？ 20．什么叫自锁？在什么情况下移动副、转动副会发生自锁？ 21．机械效率小于零的物理意义是什么？ 22．工作阻力小于零的物理意义是什么？从受力的观点来看，机械自锁的条件是什么？ 23．机械系统正行程、反行程的机械效率是否相等？为什么？ 24．什么是连杆、连架杆、连杆机构？连杆机构适用于什么场合？不适用于什么场合？ 25．平面四杆机构的基本形式是什么？它有哪几种演化方法？其演化的目的何在？ 实验验证机械能守恒定律 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、会用打点计时器打下的纸带运算物体运动的速度。 2、把握验证机械能守恒定律的实验原理。 （二）过程与方法 通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。 （三）情感、态度与价值观 通过实验验证，体会学习的欢乐，激发学习的爱好；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯独标准”的科学观。培养学生的观看和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。 ★教学重点 把握验证机械能守恒定律的实验原理。 ★教学难点 验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。 ★教学方法 教师启发、引导，学生自主设计实验方案，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。 ★教学工具 重物、电磁打点计时器以及纸带，复写纸片，低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。 ★教学过程 （一）课前预备 教师活动：课前布置学生预习本节实验。下发预习提纲，重点复习下面的三个咨询题： 1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。 在图1中，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地作零重力势能面，下落 过程中任意两点A 和B 的机械能分不为： E A =A A mgh mv +221， E B =B B mgh mv +22 1 假如忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守 恒，因此有 E A =E B ，即 A A mgh mv +221= B B mgh mv +22 1 上式亦可写成B A A B mgh mgh mv mv -=-222121 该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加，右 边表示物体由A 到B 过程中重力势能的减少。等式 第十三章滚动轴承 1. 滚动轴承的类型选择时，要考虑哪些因素? 2. 试画出调心球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承和推力球轴承的结构示意图。它们承受径向载荷和轴向载荷的能力各如何? 3. 说明下列滚动轴承代号的含义。即指出它们的类型、内径尺寸、尺寸系列、公差等 级、游隙组别和结构特点等： 6212，N2212，7012AC ，32312／P5。 4.为什么角接触球轴承和圆锥滚子轴承必须成对使用? 5. 什么是滚动轴承的基本额定寿命?在基本额定寿命内，一个轴承是否会发生失效?为 什么？ 6. 什么是滚动轴承的基本额定动载荷? 什么是滚动轴承的当量动载荷 ? 滚动轴承的寿 命为什么要按当量动载荷来计算? 7.校核6306轴承的承载能力。其工作条件如下： 径向载荷F r =2600N ，有中等冲击，内 圈转动，转速 n ＝2000r ／min ，工作温度在 100°Ｃ以下，要求寿命 L h >10000h 。 8. 一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径 d=35 mm ，转速n=2 900 r ／min ，已知径向载荷F r =1 810N ，轴向载荷F a =740N ，预期计算寿命L h ′=6 000h ，试选择轴承的型号。 9. 某轴上正安装一对单列角接触轴承，已知两轴承的径向载荷分别为 F r1=1580 N ， F r2=1980 N ，外加轴向力F a =880N ，轴径d=40 mm ，转速n=2900 r ／min ，有轻微冲击，常温 下工作，要求轴承使用寿命 L h =5000h ，用脂润滑，试选择轴承的型号。 10.如题10图.所示，某轴两端安装一对7307AC 轴承 ,轴承承受的径向力 F r1= 3390N ， F r2 = 1040N ，轴上外加轴向力 F ae = 870N ，工作平稳，轴的转速为n=1800r/min, 。（1）求出轴承所受的轴向载荷 F a1和F a2；(要求在图上标出轴承的派生轴向力 F d1和 F d2的方向) （2）求两轴承的当量动载荷P 1和P 2； （3）说明哪一个轴承可能先坏 题10图. 11.某减速器高速轴用两个圆锥滚子轴承支承，见题11图.两轴承宽度的中点与齿宽中点的距离分别为 L 和1.5L 。齿轮所受载荷：径向力 F r ＝433N ，圆周力F t ＝1160N ，轴向力F a ＝267.8N ，方向如图所示；转速n ＝960r ／min ；工作时有轻微冲击；轴承工作温度允许达 到120°Ｃ；要求寿命L h ≥15000h 。试选择轴承型号(可认为轴承宽度的中点即为轴承载荷作 用点)。 F ae 2 1 实验指导书思考题及答案 实验2.4 电压比较器 四、实验总结报告分析提示 1、将迟滞比较器的门限电压理论值和实测值进行比较 ，并分析误差原因。 答：门限电压理论值为112OH T RU U R R += +，112OL T RU U R R ?=+。稳压二极管稳压值不是正好±8V ，电阻R1和R2阻值的误差。 五、预习要求 阅读本实验内容，了解由运算放大器组成电压比较器的工作原理。填写表2-4-1中的内容。 理论计算图2-4-2（a ）电路中，上限门电压U T+= 0.73V ；下限门电压U T—= -0.73V 。(112OH T RU U R R += +, 112OL T RU U R R ?=+，U OH =8V ，U OL = - 8V) 实验2.5 波形发生器 四、实验总结报告分析提示 1、整理实验数据，将波形周期的实测值和理论值进行比较，并分析误差原因。 答：正弦波频率为12f RC π=，主要是10K 电阻和0.1μF 电容不是标称值。 方波周期表达式为周期为122ln (12 )F R T R C R =+，可见R F 、C 、R 1和R 2的精度都影响周期。 2、RC 正弦波发生器图2-5-1中， 电位器R P 的作用是调节正弦波的频率吗？它的作用是什么？ 表2-4-1 选定正确的操作方法（正确的在方框内画√，错误的在方框内画×） 项 目 操作方法 运算放大器使用 运算放大器使用时须提供直流电源（±12V 和地）（√） 运算放大器须检测好坏，方法是开环过零（√） 电压比较器仍须要调零（╳） 迟滞比较器 利用迟滞比较器将输入的正弦波转换为输出的矩型波， 对输入信号幅值大小没有要求（╳） 选择填空： （1）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（ B ）确定运动。 A.有； B.没有； C.不一定； （2）在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（ A ）。 A.虚约束； B.局部自由度； C.复合铰链； （3）机构具有确定运动的条件是（B ）。 A.机构自由度数小于原动件数；机构自由度数大于原动件数； B.机构自由度数等于原动件数； （4）用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有（ B ）个自由度。 A.3； B.4； C.5； D.6； （5）杆组是自由度等于（ A ）的运动链。 A.0； B.1； C.原动件数。 （6）平面运动副所提供的约束为（ D ）。 A.1； B.2； C.3； D.1或2； （7）某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是（ D ）。 A.含有一个原动件组； B.原动件； C.至少含有一个Ⅱ级杆组； D.至少含有一个Ⅲ级杆组； （8）机构中只有一个（D ）。 A.闭式运动链； B.原动件； C.从动件； D.机架。 （9）具有确定运动的差动轮系中其原动件数目（ C ）。 A.至少应有2个； B.最多有2个； C.只有2个； D. 不受限制。 （10）在加速度多边形中，连接极点至任一点的矢量，代表构件上相应点的____B__加速度；而其它任意两点间矢量，则代表构件上相应两点间的______加速度。 A.法向; 切向 B.绝对; 相对 C.法向; 相对 D.合成; 切向 （11）在速度多边形中，极点代表该构件上_____A_为零的点。 A.绝对速度 B.加速度 C.相对速度 D.哥氏加速度 （12）机械出现自锁是由于（ A ）。 A. 机械效率小于零； B. 驱动力太小； C. 阻力太大； D. 约束反力太大； （13）当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角＿B ＿。 A. 为0 0； B. 为090； C. 与构件尺寸有关； （14）四杆机构的急回特性是针对主动件＿D ＿而言的。 D. 等速运动； E. 等速移动； F. 变速转动或变速移动； （15）对于双摇杆机构，最短构件与最长构件之和＿H ＿大于其余两构件长度之和。 G. 一定； H. 不一定； I. 一定不； （16）当铰链四杆机构的最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余的两杆长之和，此时，当取与最短杆向邻的构件为机架时，机构为＿K ＿；当取最短杆为机架时，机构为＿L ＿；当取最短杆的对边杆为机架，机构为＿J ＿。 J. 双摇杆机构； K. 曲柄摇杆机构； L. 双曲柄机构； M. 导杆机构； （17）若将一曲柄摇杆机构转化为双曲柄机构，可将＿N ＿。 N. 原机构曲柄为机架； O. 原机构连杆为机架； P. 原机构摇杆为机架； （18）平面两杆机构的行程速比系数K 值的可能取值范围是＿S ＿。 Q. 10≤≤K ； R. 20≤≤K ； S. 31≤≤K ； D ．21≤≤K ； （19）曲柄摇杆机构处于死点位置时＿U ＿等于零度。 T. 压力角； U. 传动角； V. 极位夹角。 （20）摆动导杆机构，当导杆处于极限位置时，导杆＿A ＿与曲柄垂直。 A. 一定； B. 不一定； 实验用DIS研究机械能守恒定律 一、实验报告 (一）实验目的：研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。 (二) 实验原理： 将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律。 (三) 实验器材：机械能守恒实验器、DIS（光电门传感器、数据采集器、计算机等） (四) 实验步骤： 1、实验1 （1）卸下定位挡片，将摆锤置于A点释放后，观察它摆到左边最高点的位置，并记下该位置，观察是否A点与等高。 （2）装上定位挡片于P点，再将摆锤置于A点释放后，观察它摆到左边最高点的位置，并记下该位置。 （3）将定位挡片依次放在Q、R点，重复实验步骤（2）观察、记录。 （4）写出实验结论： 2、实验2 （1）连接DIS实验系统。 （2）测量摆锤的直径及其质量并且输入软件界面内。 （3）将光电门分别放在B、C、D点，每次摆锤在A点释放，点击“数据计算”，系统会自动显示B、C、D各点的重力势能、动能和机械能。 （4）比较A、B、C、D各点的机械能数值，得出结论。 (五) 实验记录： 次数 D C B A 高度h/m0.000 0.050 0.100 0.150 速度v/ms-1 势能Ep/J 动能Ek/J 机械能E/J (六) 实验结论： 写出机械能守恒定律： (七) 实验误差分析： 二、实验注意事项 1．实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入 2．摆锤每次均从A点无初速释放，A点位置不能移动。 3．光电门传感器定位的顺序是D、C、B，不能颠倒，且光电门传感器定位要正确。 4．摆线不易伸长的线，如单根尼龙丝、胡琴丝或蜡线。且摆锤在A点静止时摆线不能松驰 机械原理各章练习题 机构的结构分析 1.选择题：（每题后给出了若干个供选择的答案，其中只有一个是正确的，请选 出正确答案） (1)一种相同的机构_______组成不同的机器。。 A.可以 B.不能 C.与构件尺寸有关 (2)机构中的构件是由一个或多个零件所组成,这些零件间________产生任何相对运动。 A.可以 B.不能 C.变速转动或变速移动 (3)有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于______。 A. 0 B. 1 C. 2 (4)原动件的自由度应为________。 A. -1 B. +1 C. 0 (5)基本杆组的自由度应为________。 A. -1 B. +1 C. 0 (6)理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律_______。 A.相同 B.不相同 (7)滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应______凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。 A.大于 B.小于 (8)直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角_______。 A.永远等于0度 B.等于常数 C.随凸轮转角而变化 (9)设计一直动从动件盘形凸轮，当凸轮转速及从动件运动规律V=V(S)不变时，若最大压力角由40度减小到20度时，则凸轮尺寸会_______。 A.增大 B.减小 C.不变 (10)凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生______冲击。 A .刚性 B.柔性 C.无刚性也无柔性 2.正误判断题： (1)机器中独立运动的单元体，称为零件。 (2)具有局部自由度和虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度和虚约束。 (3)机构中的虚约束，如果制造、安装精度不够时，会成为真约束。 (4)任何具有确定运动的机构中，除机架、原动件及其相连的运动副以外的从动件系 统的自由度都等于零。 (5)六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。 (6)当机构的自由度 F>0，且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。 (7)运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度。 (8)在平面机构中一个高副引入二个约束。 (9)平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全相同。 (10)任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的。 试题参考答案： 平面连杆机构 1.选择题：（每题后给出了若干个供选择的答案，其中只有一个是正确的，请选 出正确答案） (1)当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角________。 A.为0° B.为90° C.与构件尺寸有关 (2)四杆机构的急回特性是针对主动件作________而言的。 A. 等速转动 B. 等速移动 C. 变速转动或变速移动 (3)铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，则机构中________。 习题第3章 【3-1】 如何用指针式万用表判断出一个晶体管是NPN 型还是PNP 型？如何判断出管子的三个电极？锗管和硅管如何通过实验区别？ 解： 1． 预备知识 万用表欧姆挡可以等效为由一个电源（电池）、一个电阻和微安表相串联的电路，如图1.4.11所示。 μA 正极红笔 E -+ - e e NPN PNP 图1.4.11 万用表等效图 图1.4.12 NPN 和PNP 管等效图 (1) 晶体管可视为两个背靠背连接的二极管，如图1.4.12所示。 (2) 度很低。2(1) （或(2) 红表笔与然后两如图 图 1.4.13 测试示意图 【3-2】 图3.11.1所示电路中，当开关分别掷在1、2、3 位置时，在哪个位置时I B 最大，在哪个位置时I B 最小？为什么? o 图3.11.1 题3-2电路图 [解] 当开关处于位置2 时，相当一个发射结，此时I B 最大。当开关处于位置1时，c 、e 短路，相当于晶体管输入特性曲线中U CE =0V 的那一条，集电极多少有一些收集载流子的作用，基区的复合还比较大，I B 次之。当开关处于位置3 时，因集电结有较大的反偏，能收集较多的载流子，于是基区的复合减少，I B 最小。 【3-3】 用万用表直流电压挡测得电路中晶体管各极对地电位如图3.11.2所示，试判断晶体管分别处于哪种工作状态(饱和、截止、放大)？ + 6V + 12V -- - 图3.11.2 题3-3电路图 解： 【3-4】 [解(a)管压降U B I β (b)(c)电路中，BE B 12V 0.023mA 510k U I -=≈Ω ，CE B 12V 5.1k 6.1V U I β=-??Ω=，管压降足以建立集电 极结反压，晶体管工作在放大区。 【3-5】分别画出图3.11.4所示各电路的直流通路和交流通路。 第二章 4．在平面机构中，具有两个约束的运动副是移动副或转动副；具有一个约束的运动副是高副。 5．组成机构的要素是构件和转动副；构件是机构中的_运动_单元体。 6．在平面机构中，一个运动副引入的约束数的变化范围是1-2。 7．机构具有确定运动的条件是_（机构的原动件数目等于机构的自由度）。 8．零件与构件的区别在于构件是运动的单元体，而零件是制造的单元体。 9．由M个构件组成的复合铰链应包括m-1个转动副。 10．机构中的运动副是指两构件直接接触所组成的可动联接。 1．三个彼此作平面平行运动的构件共有3个速度瞬心，这几个瞬心必定位于同一直线上。 2．含有六个构件的平面机构，其速度瞬心共有15个，其中有5个是绝对瞬心，有10个是相对瞬心。3．相对瞬心和绝对瞬心的相同点是两构件相对速度为零的点，即绝对速度相等的点， 不同点是绝对瞬心点两构件的绝对速度为零，相对瞬心点两构件的绝对速度不为零。 4．在由N个构件所组成的机构中，有(N-1)(N/2-1)个相对瞬心，有N-1个绝对瞬心。 5．速度影像的相似原理只能应用于同一构件上_的各点，而不能应用于机构的不同构件上的各点。6．当两构件组成转动副时，其瞬心在转动副中心处；组成移动副时，其瞬心在移动方向的垂直无穷远处处；组成纯滚动的高副时，其瞬心在高副接触点处。 7．一个运动矢量方程只能求解____2____个未知量。 8．平面四杆机构的瞬心总数为_6__。 9．当两构件不直接组成运动副时，瞬心位置用三心定理确定。 10．当两构件的相对运动为移动，牵连运动为转动动时，两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为a*kc2c3，方向与将vc2c3沿ω2转90度的方向一致。 1．从受力观点分析，移动副的自锁条件是驱动力位于摩擦锥之内， 转动副的自锁条件是驱动力位于摩擦圆之内。 2．从效率的观点来看，机械的自锁条件是η＜0。 3．三角形螺纹的摩擦力矩在同样条件下大于矩形螺纹的摩擦力矩，因此它多用于联接。 4．机械发生自锁的实质是无论驱动力多大，机械都无法运动。 F方向的方法是与2构件相对于1 5．在构件1、2组成的移动副中，确定构件1对构件2的总反力 R 12 构件的相对速度V12成90度+fai。 6．槽面摩擦力比平面摩擦力大是因为槽面的法向反力大于平面的法向反力。 7．矩形螺纹和梯形螺纹用于传动，而三角形（普通）螺纹用于联接。 8．机械效率等于输出功与输入功之比，它反映了输入功在机械中的有效利用程度。 9．提高机械效率的途径有尽量简化机械传动系统，选择合适的运动副形式， 尽量减少构件尺寸，减少摩擦。 1．机械平衡的方法包括、平面设计和平衡试验，前者的目的是为了在设计阶段，从结构上保证其产生的惯性力最小，后者的目的是为了用试验方法消除或减少平衡设计后生产出的转子所存在的不平衡量_。2．刚性转子的平衡设计可分为两类：一类是静平衡设计，其质量分布特点是可近似地看做在同一回转平面内，平衡条件是。∑F=0即总惯性力为零；另一类是动平衡设计，其质量分布特点是不在同一回转平面内，平衡条件是∑F=0，∑M=0。 3．静平衡的刚性转子不一定是动平衡的，动平衡的刚性转子一定是静平衡的。 4．衡量转子平衡优劣的指标有许用偏心距e，许用不平衡质径积Mr。 实验指导书思考题及答案 实验1.1 示波器的使用 实验预习 阅读本实验内容，了解示波器的工作原理、性能及面板上常用的各主要旋钮、按键的作用和调节方法。试填写表1-3的选项内容。 填空：当用示波器观测信号，已知信号频率为1KHz，峰-峰值为1V，则应将Y 轴衰减选择 0.2V /格的档位，扫描时间选择 0.2ms /格的档位。（要求：波形Y 轴显示占5格，X 轴显示一个周期占5格） 实验总结 1、说明示波器Y 轴校零的方法，以及作用。 答：Y 轴校零，把耦合方式放“GND”，调整输入通道的垂直“POSITION ”旋钮，将零基准线调到合适的位置。 Y 轴校零作用：确定信号零的位置，能看出波形相对于零是高还是低。 2、示波器上的信号测试线（同轴电缆）上黑夹子和红夹子在测试信号时能否互换使用： 1）可以（ ）； 2）不可以（ √√）。 在用示波器观测波形时，一般情况下黑夹子接被测电路何处： 表1-3 选定示波器正确的操作方法选定示波器正确的操作方法（（正确的在方框内画√，错误的在方框内画×） 显示情况 操作方法 显示出的波形亮度低 调整聚焦调节旋钮（╳）； 调整辉度调节旋钮（√） 显示出的波形线条粗 调整聚焦调节旋钮（√）； 调整辉度调节旋钮（╳） 显示出的波形不稳定 （波形在X 轴方向移动） 调整触发电平旋钮（√）； 调整水平位移旋钮（╳） 显示出的波形幅值太小 调整垂直衰减旋钮（√）； 调整垂直位移旋钮（╳） 显示出的波形X 轴太密 调整扫描时间旋钮（√）； 调整垂直衰减旋钮（╳） 1）接被测信号“地”（ √√ ）； 2）悬空不接（ ）； 3）接电路任意地方（ ）。 （（在正确的答案后画√√） 3、用示波器测“CAL”的波形时，说明Y 轴输入耦合方式选“DC” 挡与“AC”挡观测时，波形有什么不同？为什么不同？ 答：波形样子相同，但垂直方向上有位移。 原因： 1、示波器的“CAL”有1V 的直流分量。 2、选“DC”档：波形的交、直流分量都能显示。 选“AC”档：输入信号要经过电容滤波，因此只能显示交流分量，无直流分量。 4、示波器使用注意事项。 （1）要确定Y 轴零电平的位置，此位置是作图时时间轴的位置。 （2）当波形不能停下来，一直在水平方向移动时，先检查触发源与输入信号的通道是不是一致，再细调触发电平“LEVEL ”旋钮。 （3）扫描时间旋钮扫描时间旋钮的挡位要和信号的周期信号的周期信号的周期匹配，垂直衰减旋钮垂直衰减旋钮的挡位要和信号的幅度信号的幅度信号的幅度匹配。 实验1.2 数字扫频信号发生器的使用 实验总结实验总结 1、用示波器观测信号发生器输出的波形时，两仪器测试线的连接方式如下： 1）必须红夹子和红夹子连，黑夹子和黑夹子连。（ √√ ） 2）可任意相连。（ ） （（在正确的答案后画√√） 2、在输出不同信号时，信号发生器信号发生器信号发生器的幅度是指的幅度是指的幅度是指以以下几种下几种：： （在正确的答案后画√√） 1）正弦交流电压：1）有效值（√√ ）、2）峰值（ ） 2）方波电压：1）峰-峰值（ ）、2）峰值（ √√ ） 题2-14 图a 所示是为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能保持人行走的稳定性。若以颈骨1为机架，试绘制其机构运动简图和计算其自由度，并作出大腿弯曲90度时的机构运动简图。 解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。大腿弯曲90度时的机构运动简图如虚线所示。(如图2-5所示) 2) 5=n 7=l p 0=h p 10725323=-?-?=--=h l p p n F 弯曲90o 时的机构运动简图 题2-16 试计算如图所示各机构的自由度。图a 、d 为齿轮-连杆组合机构；图b 为凸轮-连杆组合机构（图中在D 处为铰接在一起的两个滑块）；图c 为一精压机机构。并问在图d 所示机构中，齿轮3与5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同？为什么？ 解： a) 4=n 5=l p 1=h p 11524323=-?-?=--=h l p p n F A 处为复合铰链 b) 解法一：5=n 6=l p 2=h p 12625323=-?-?=--=h l p p n F 解法二：7=n 8=l p 2=h p 虚约束0='p 局部自由度 2='F 12)0282(73)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l 2、4处存在局部自由度 c) 解法一：5=n 7=l p 0=h p 10725323=-?-?=--=h l p p n F 解法二：11=n 17=l p 0=h p 虚约束263010232=?-+?='-'+'='n p p p h l 局部自由度 0='F 10)20172(113)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l C 、F 、K 处存在复合铰链 d) 6=n 7=l p 3=h p 13726323=-?-?=--=h l p p n F 齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约束，故应为单侧接触）将提供1 高中物理机械能守恒定律知识点总结（一） 一、功 1．公式和单位：，其中是F和l的夹角．功的单位是焦耳，符号是J. 2．功是标量，但有正负．由，可以看出： (1)当0°≤<90°时，0<≤1，则力对物体做正功，即外界给物体输送能量，力是动力； (2)当＝90°时，＝0，W＝0，则力对物体不做功，即外界和物体间无能量交换． (3)当90°<≤180°时，－1≤<0，则力对物体做负功，即物体向外界输送能量，力是阻力．3、判断一个力是否做功的几种方法 (1)根据力和位移的方向的夹角判断，此法常用于恒力功的判断，由于恒力功W＝Flcosα，当α＝90°，即力和作用点位移方向垂直时，力做的功为零． (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功．当力的方向和瞬时速度方向垂直时，作用点在力的方向上位移是零，力做的功为零． (3)根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断．若有能量的变化，或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功． 4、各种力做功的特点 (1)重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关． (2)弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，弹力对物体不做功；对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式，对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等． (3)摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做负功，也可以做正功，做正功时起动力作用．如用传送带把货物由低处运送到高处，摩擦力就充当动力．摩擦力 的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算，即W＝F·l. (1)W总＝F合lcosα，α是F合与位移l的夹角； (2)W总＝W1＋W2＋W3＋?为各个分力功的代数和； (3)根据动能定理由物体动能变化量求解：W总＝ΔEk. 5、变力做功的求解方法 (1)用动能定理或功能关系求解． (2)将变力的功转化为恒力的功． ①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等； ②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值＝2F1＋F2，再由W＝lcosα计算，如弹簧弹力做功； ③作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的?°面积?±即为变力所做的功； ④当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车牵引力做的功． 二、功率 1．计算式 (1)P＝tW，P为时间t内的平均功率． (2)P＝Fvcosα 5．额定功率：机械正常工作时输出的最大功率．一般在机械的铭牌上标明． 6．实际功率：机械实际工作时输出的功率．要小于等于额定功率． 方恒定功率启动恒定加速度启动验证机械能守恒定律实验(吐血整理经典题)
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