第七章 7 动能和动能定理
[课时作业]
一、单项选择题
1．两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比m 1∶m 2＝1∶2，速度之比v 1∶v 2＝2∶
1.当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为l 1，乙车滑行的最大距离为l 2，设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则( )
A ．l 1∶l 2＝1∶2
B ．l 1∶l 2＝1∶1
C ．l 1∶l 2＝2∶1
D ．l 1∶l 2＝4∶1
解析：由动能定理，对两车分别列式－F 1l 1＝0－12m 1v 12，－F 2l 2＝0－12
m 2v 22，F 1＝μm 1g ，F 2＝μm 2g .由以上四式联立得l 1∶l 2＝4∶1.
答案：D
2．物体在水平恒力作用下，在水平面上由静止开始运动，当位移为x 时撤去F ，物体继续前进3x 后停止运动，若路面情况相同，则物体受到的摩擦力和最大动能分别是( ) A.F 3
4Fx B.F 3 Fx C.F 4 Fx 3 D.F 4 3Fx 4
解析：对整个过程应用动能定理得Fx －F f ·4x ＝0－0，解得F f ＝F 4
；最大动能E k ＝Fx －F f x ＝3Fx 4
，故D 正确． 答案：D
3.如图所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接
处都是一段与BC 相切的圆弧，BC 为水平的，其距离d ＝0.50 m ，
盆边缘的高度为h ＝0.30 m ．在A 处放一个质量为m 的小物块并
让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停点到B 点的距离为( )
A ．0.50 m
B ．0.25 m
C ．0.10 m
D ．0
解析：设物块在BC 面上运动的总路程为x .由动能定理知W 合＝E k1－E k0，其中E k1＝E k0＝0，
所以，μmgx ＝mgh ，则x ＝h ＝0.300.10 m ＝3 m ，因为d ＝0.5 m ，则x d ＝30.5
＝6，可见物块最后停在B 点，故D 正确．
答案：D
4．取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )
A.π6
B.π4
C.π3
D.5π12
解析：由题意可知，mgh ＝12m v 02，又由动能定理得 mgh ＝12m v 2－12
m v 02，根据平抛运动可知v 0是v 的水平分速度，那么cos α＝v 0v ＝22
，其中α为物块落地时速度方向与水平方向的夹角，解得α＝45°，B 正确．
答案：B
5．一辆质量为m ，额定功率为P 的小车从静止开始以恒定的加速度a 启动，所受阻力为F f ，经时间t ，行驶距离x 后达到最大速度v m ，然后匀速运动，则从静止开始到达到最大速度的过程中，机车牵引力所做的功为( )
A ．Pt
B ．(F f ＋ma )x C.12m v m 2 D.12
m v m 2＋F f x 解析：汽车开始做匀加速直线运动，功率不是恒定的，故A 错误；由牛顿第二定律知，开始匀加速阶段，机车牵引力为F f ＋ma ，但达到最大速度v m 前，有一段变加速过程，牵引力
逐渐变小，故B 错误；由动能定理可得：W 牵－F f x ＝12m v m 2，所以W 牵＝12
m v m 2＋F f x ，D 正确，C 错误．
答案：D
6.如图所示，质量为m 的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上
做匀速圆周运动．拉力为某个值F 时，转动半径为R ，当拉力逐渐减小到F 4
时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R ，则外力对物体所做的功大小是( )
A ．0
B.3FR 4
C.FR 4
D.5FR 2
解析：根据拉力提供向心力F ＝m v 2R ，求得E k1＝12FR ；当拉力减小到F 4的时候F 4＝m v 22R
，求得E k2＝FR 4，外力做功数值等于动能的改变量ΔE k ＝FR 4
. 答案：C
二、多项选择题
7．关于动能概念及公式W ＝E k2－E k1的说法中正确的是( ) A ．若物体速度在变化，则动能不一定在变化
B ．速度大的物体，动能一定大
C ．W ＝E k2－E k1表示功可以变成能
D ．动能的变化可以用合力做的功来量度
解析：速度是矢量，而动能是标量，若物体速度只改变方向，不改变大小，则动能不变，A
对；由E k ＝12
m v 2知B 错；动能定理W ＝E k2－E k1表示动能的变化可用合力做的功量度，但功不能转变成能，故C 错，D 正确．
答案：AD
8.一物体沿直线运动的v -t 图象如图所示，已知在第1 s 内合力对物体
做的功为W ，则( )
A ．从第1 s 末到第3 s 末合力做功为4W
B ．从第3 s 末到第5 s 末合力做功为－2W
C ．从第5 s 末到第7 s 末合力做功为W
D ．从第3 s 末到第4 s 末合力做功为－34
W 解析：由题知，第1 s 内合力做功为W ，令物体质量为m ，则W ＝12
m v 2，第1 s 末到第3 s 末，由动能定理得合力做的功为0，A 错误；从第3 s 末到第5 s 末，合力做功为0－12
m v 2＝－W ，B 错误；从第5 s 末到第7 s 末，合力做的功为12
m (－v )2－0＝W ，C 正确；从第3 s 末到第4 s 末，合力做的功为12m (v 2)2－12m v 2＝－34×12m v 2＝－34
W ，D 正确． 答案：CD
9.如图所示，长为L 的长木板水平放置，在木板的A 端放置一个质
量为m 的小物块，现缓慢地抬高A 端，使木板以左端为轴转动，当
木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木
板，小物块滑到底端的速度为v ，则在整个过程中( )
A ．木板对物块做功一定大于12
m v 2 B ．静摩擦力对小物块做功为mgL sin α
C ．支持力对小物块做功为mgL sin α
D ．滑动摩擦力对小物块做功为12
m v 2－mgL sin α 解析：木板转动过程中，小物块受到的静摩擦力与运动方向垂直，静摩擦力做功为零，支持力做功为mgL sin α，小物块下滑过程中，支持力不做功，滑动摩擦力做负功，由mgL sin α
＋W f ＝12m v 2得，滑动摩擦力对小物块做功为W f ＝12
m v 2－mgL sin α，故B 错误，C 、D 正确；
整个过程中，对小物块应用动能定理得W 木板＝12
m v 2，A 错误． 答案：CD
10.在某平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到某一
值时，立即关闭发动机后滑行至停止，其v -t 图象如图所示．汽车牵
引力为F ，运动过程中所受的摩擦阻力恒为F ′，全过程中牵引力所
做的功为W 1，克服摩擦阻力所做的功为W 2，则下列关系中正确的是( )
A ．F ∶F ′＝4∶1
B ．F ∶F ′＝1∶3
C ．W 1∶W 2＝4∶3
D ．W 1∶W 2＝1∶1
解析：根据图象可知，汽车加速运动时的加速度a 1＝v 1
＝v ，又F －F ′＝ma 1，减速时的加速度a 2＝v 3＝a 13
，又F ′＝ma 2，可得F ∶F ′＝4∶1；全过程根据动能定理有W 1－W 2＝0，所以W 1∶W 2＝1∶1.
答案：AD
三、非选择题
11.如图所示，一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC 在C 处与水
平地面相切，轨道半径R ＝0.5 m ．在与C 相距x ＝3 m 的O 点进入一小物体，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝
0．4.现给物体一水平向左的初速度v 0，结果它沿OCBA 运动通过A 点，最后落在水平地面上的D 点(图中未画出)，C 、D 间的距离s ＝1 m ，求物体的初速度v 0的大小．(重力加速度g 取10 m/s 2)
解析：设物体运动至A 点时速度为v ，物体通过A 点后做平抛运动，则有s ＝v t ①
2R ＝12
gt 2② 对物体由O 到A 的过程，由动能定理得
－μmgx －2mgR ＝12m v 2－12
m v 02③ 联立①②③式代入数据解得v 0＝7 m/s.
答案：7 m/s
12.如图所示，质量m ＝60 kg 的高山滑雪运动员，从A 点由静止开始
沿滑雪道滑下，从B 点水平飞出后又落在与水平面成θ＝37°的斜坡上
C 点．已知A 、B 两点间的高度差为h AB ＝25 m ，B 、C 两点间的距离
为x ＝75 m ，sin 37°＝0.6，g 取10 m/s 2，求：
(1)运动员从B 点水平飞出时的速度大小；
(2)运动员从A 点到B 点的过程中克服摩擦力做的功．
解析：(1)设由B到C，运动员做平抛运动的时间为t，
竖直方向h BC＝x sin 37°＝1
2gt
2，
水平方向x cos 37°＝v B t，
代入数据，解得v B＝20 m/s.
(2)设阻力做功为W F，A到B过程，由动能定理有
mgh AB＋W F＝1
2m v B
2，
代入数据，解得W F＝－3 000 J.
所以运动员克服摩擦力所做的功为3 000 J. 答案：(1)20 m/s(2)3 000 J
第七节 动能和动能定理
第七章 第7节 1．关于动能的概念，下列说法中正确的是( ) A ．物体由于运动而具有的能叫做动能 B ．运动物体具有的能叫动能 C ．运动物体的质量越大，其动能一定越大 D ．速度较大的物体，具有的动能一定较大 解析：物体由于运动而具有的能叫动能，但是运动的物体可以具有多种能量，如重力势能，内能等．故A 正确，B 错误；由公式E k ＝1 2m v 2可知，动能既与m 有关，又与v 有关，C 、D 均错． 答案：A 2．质点在恒力作用下，从静止开始做匀加速直线运动，则质点的动能( ) A ．与它通过的位移成正比 B ．与它通过的位移的平方成正比 C ．与它运动的时间成正比 D ．与它运动的时间的平方成正比 解析：由动能定理得Fs ＝12m v 2，运动的位移s ＝1 2at 2，质点的动能在恒力F 一定的条件下 与质点的位移成正比，与物体运动的时间的平方成正比． 答案：AD 3．某人把质量为0.1 kg 的一块小石头，从距地面为5 m 的高处以60°角斜向上抛出，抛出时的初速度大小为10 m/s ，则当石头着地时，其速度大小约为(g 取10 m/s 2，不计空气阻力)( ) A ．14 m/s B ．12 m/s C ．28 m/s D ．20 m/s 解析：由动能定理，重力对物体所做的功等于物体动能的变化，则mgh ＝12m v 22－12 m v 2 1，
v 2＝v 21＋2gh ＝10 2 m/s ，A 对． 答案：A 4．某人用手将1 kg 的物体由静止向上提起1 m ，这时物体的速度为2 m/s(g 取10 m/s 2)，则下列说法正确的是( ) A ．手对物体做功12 J B ．合力做功2 J C ．合力做功12 J D ．物体克服重力做功10 J 解析：W G ＝－mgh ＝－10 J ，D 正确． 由动能定理W 合＝ΔE k ＝1 2m v 2－0＝2 J ，B 对，C 错． 又因W 合＝W 手＋W G ， 故W 手＝W 合－W G ＝12 J ，A 对． 答案：ABD 5．在距地面高12 m 处，以12 m/s 的水平速度抛出质量为0.5 kg 的小球，其落地时速度大小为18 m/s ，求小球在运动过程中克服阻力做功多少？(g 取10 m/s 2) 解析：对小球自抛出至落地过程由动能定理得： mgh －W f ＝12m v 22－12m v 2 1 则小球克服阻力做功为： W f ＝mgh －???? 12m v 22－12m v 21 ＝0.5×10×12 J －????12×0.5×182－1 2×0.5×122 J ＝15 J. 答案：15 J (时间：45分钟 满分：60分)
第13章 动能定理
第十三章 动能定理 动量和动量矩是描述物体作机械运动时与周围物体进行机械运动交换的物理量，动能是描述物体作机械运动时所具有的能量。这一章我们要学习物体动能的变化与作用在物体上力的功之间的关系——动能定理。 §13.1 力的功 一、常力作直线运动的功 设物体在大小和方向都不变的力F 作用下，沿直线21M M 运动，其位移为s ，力F 对物体所作的功为 Fscos θ==W s ?F 12 式中θ力F 与位移s 间的夹角。 功是代数量，当0≤θ＜2 π 时，力F 作正功W 12＞0；当0＜θ≤π时，力F 作负功W 12＜0；当2 π = θ时，力F 不作功W 12=0。功的单位为焦耳（J ），m N J ?=11。 二、变力在曲线运动中的功 元功 s F W ·c o s θδ=
δd cos d W F s θ=?=?F r 力在全路程上作的功等于元功之和，即 2 2 1 1 d cos d M M M M W F s θ=?=?? ? F r 用解析表达式 21 (d d d )M x y z M W F x F y F z =++? 三、下面给出几种常见力所作的功 1、重力的功 设质点沿轨道由M 1 运动到M 2，如图所示。 其重力P =m g 在直角坐标轴上的投影为 F x =0， F y =0， F z =-mg 重力作功为2 11212d ()z z W g z mg z z =-=-? 可见重力作功仅与质点运动开始和末了位置的高度差（z 1?z 2）有关，与运动轨迹的形状无关。 2、弹性力的功 2 21212()2 k W δδ= - 上式是计算弹性力作功的普遍公式。可见，弹性力的功只与弹簧始末位置的变形量δ有关，与力作用点A 的轨迹形状无关。 3、力对轴之矩的功 在力F 作用下，绕定轴转动的刚体。 力F 在作用点A 处的微小位移中所作的元功为 δd d d W F s F R ττ?=?==F r δ()d z W M ?=F 于是力F 在刚体从角1?到2?转动过程中作的功为 2 1 12()d z W M ???=?F 若力对轴的矩不变，则有
第七节 动能和动能定理解析版
第七节动能和动能定理 【基础题】 1.人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球，落地时小球的速度为v，不计空气阻力，人对小球做功是（） A.mv2 B.mgh+mv2 C.mgh﹣mv2 D.mv2﹣mgh 【答案】D 【解析】对全过程运用动能定理得：mgh+W= ﹣0 解得：W= 故D正确，A、B、C错误．故选D． 【考点精析】本题主要考查了动能定理的综合应用的相关知识点，需要掌握应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷才能正确解答此题． 2. 如图甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x 轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到处时的动能为（） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】本题考查了动能定理的含义及其理解，通过F-x图像得到总功的表达式。根 动能改变据F-x图像的面积的含义代表其做功，且因为动能定理，合外力做功等于其 量，即末状态的动能大小等于合外力做功即面积大小故选：C
3.质量为60kg的体操运动员，做“单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动．如图所示，此过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少应为多少？（忽略空气阻力，g=10m/s2）（） A.600 N B.2400 N C.3 000 N D.3 600 N 【答案】C 【解析】设人的长度为l，人的重心在人体的中间．最高点的最小速度为零，根据动能定理得：．解得最低点人的速度 v= ． 根据牛顿第二定律得，，解得F=5mg=3000N．故C正确，A、B、D错误．故选C． 【考点精析】根据题目的已知条件，利用向心力和动能定理的综合应用的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握向心力总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小；向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时，千万不可在物体受力之外再添加一个向心力；应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷． 4.如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为E k1和E k2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则（）
机械原理第七版
机械原理第七版 不同的机器往往由有限的几种常用机构组成，如内燃机、压缩机和冲床等的主体机构都是曲柄滑块机构。这些机构的运动不同于一般力学上的运动，它只与其几何约束有关，而与其受力、构件质量和时间无关。1875年，德国的F.勒洛把上述共性问题从一般力学中独立出来，编著了《理论运动学》一书，创立了机构学的基础。书中提出的许多概念、观点和研究方法至今仍在沿用。1841年，英国的R.威利斯发表《机构学原理》。19世纪中叶以来，机械动力学也逐步形成。进入20世纪，出现了把机构学和机械动力学合在一起研究的机械原理。1934年，中国的刘仙洲所著《机械原理》一书出版。1969年，在波兰成立了国际机构和机器原理协会，简称IFTOMM。 机构学的研究对象是机器中的各种常用机构，如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构和间歇运动机构（如棘轮机构、槽轮机构等）以及组合机构等。它的研究内容是机构结构的组成原理和运动确定性，以及机构的运动分析和综合。机构学在研究机构的运动时仅从几何的观点出发，而不考虑力对运动的影响。 机械动力学的研究对象是机器或机器的组合。研究内容是确定机器在已知力作用下的真实运动规律及其调节、摩擦力和机械效率、惯性力的平衡等问题。
按机械原理的传统研究方式，一般不考虑构件接触面间的间隙、构件的弹性或温差变形以及制造和装配等所引起的误差。这对低速运转的机械一般是可行的。但随着机械向高速、高精度方向发展，还必须研究由上述因素引起的运动变化。因而从40年代开始，又提出了机构精确度问题。由于航天技术以及机械手和工业机器人的飞速发展，机构精确度问题已越来越引起人们的重视，并已成为机械原理的不可缺少的一个组成部分。
机械原理习题附答案
第二章 一、单项选择题： 1．两构件组成运动副的必备条件是。 A．直接接触且具有相对运动；B．直接接触但无相对运动； C．不接触但有相对运动；D．不接触也无相对运动。 2．当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将确定的运动。 A．有；B．没有；C．不一定 3．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．虚约束；B．局部自由度；C．复合铰链 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个自由度。 A．3；B．4；C．5；D．6 5．杆组是自由度等于的运动链。 A．0；B．1；C．原动件数 6．平面运动副所提供的约束为 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。 A．含有一个原动件组；B．至少含有一个基本杆组； 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。 A．闭式运动链；B．原动件；C．从动件；D．机架。 9．要使机构具有确定的相对运动，其条件是。 A．机构的自由度等于1；B．机构的自由度数比原动件数多1； C．机构的自由度数等于原动件数 二、填空题： 1．平面运动副的最大约束数为_____，最小约束数为______。 2．平面机构中若引入一个高副将带入_______个约束，而引入一个低副将带入_____个约束。 3．两个做平面平行运动的构件之间为_______接触的运动副称为低副，它有_______个约束；而为_______接触的运动副为高副，它有_______个约束。 4．在平面机构中，具有两个约束的运动副是_______副或_______副；具有一个约束的运动副是_______副。 5．组成机构的要素是________和________；构件是机构中的_____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_______。 7．机构具有确定运动的条件是____________________________________________。 8．零件与构件的区别在于构件是的单元体，而零件是的单元体。 9．由M个构件组成的复合铰链应包括个转动副。 10．机构中的运动副是指。 三、判断题： 1．机构的自由度一定是大于或等于1。 2．虚约束是指机构中某些对机构的运动无约束作用的约束。在大多数情况下虚约束用来改善机构的受力状况。 3．局部自由度是指在有些机构中某些构件所产生的、不影响机构其他构件运动的局部运动的自由度。4．只有自由度为1的机构才具有确定的运动。 5．任何机构都是自由度为零的基本杆组依次连接到原动件和机架上面构成的。 6．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数。
高中物理人教版必修2教案：第七章第7节 动能和动能定理1
7．动能和动能定理 三维目标 知识与技能 1．知道动能的定义式，能用动能的定义式计算物体的动能； 2．理解动能定理反映了力对物体做功与物体动能的变化之间的关系； 3．能够理解动能定理的推导过程，知道动能定理的适用条件； 4．能够应用动能定理解决简单的实际问题。 过程与方法 1．运用归纳推导方式推导动能定理的表达式； 2．通过动能定理的推导理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义； 3．通过对实际问题的分析，对比牛顿运动定律，掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点。 情感、态度与价值观 1．通过动能定理的归纳推导培养学生对科学研究的兴趣； 2．通过对动能定理的应用感悟量变（过程的积累）与质变（状态的改变）的哲学关系。 教学重点 1．动能的概念； 2．动能定理的推导和理解。 教学难点 动能定理的理解和应用。 教学过程 ［新课导入］ 在本章第一节《追寻守恒量》中，已经知道物体由于运动而具有的能叫动能。通过上节的探究我们已经了解力所做的功与物体所获得的速度的关系。那么，物体的动能的表达式究竟是什么？进一步探究外力对物体做的功与物体动能变化的定量关系。 ［新课教学］ 一、动能的表达式 1．动能 物体由于运动而具有的能叫动能。 2．与动能有关的因素 你能通过实验粗略验证一下物体的动能与哪皯因素有关吗？ 方案：让滑块从光滑的导轨上滑下与静止的木块相碰，推动木块做功。 实验：（1）让同一滑块从不同的高度滑下；（2）让质量不同的滑块从同一高度滑下。
现象：（1）高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多；（2）质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多。 结果：（1）高度越大，滑块滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外做功的本领越强，说明滑块由于运动而具有的能量越多。（2）滑块从相同的高度滑下，具有的末速度是相同的，之所以对外做功的本领不同，是因为滑块的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，滑块对外做功的能力越强，也就是说滑块由于运动而具有的能量越多。 物体的质量越大、速度越大，物体的动能越大。 3．表达式 动能与质量和速度的定量关系如何呢？我们知道，功与能密切相关。因此我们可以通过做功的多少来定量地确定动能。外力对物体做功使物体运动而具有动能，下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。 如图所示，一个物体的质量为m ，初速度为v 1，在与运动方向相同 的恒力F 的作用下发生一段位移l ，速度增大到v 2，则： ①力F 对物体所做的功多大? ②物体的加速度多大? ③物体的初速、末速、位移之间有什么关系? ④结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子? 解析：力对物体做的功为：W ＝Fl 。 根据牛顿第二定律有：F ＝ma 。 根据运动学公式有：2 2 22212 1 22v v v v al l a --=?=。 把F 、l 的表达式代入W ＝Fl ，可得F 做的功：22 212v v W Fl ma a -==?，也就是 22 211122 W mv mv =- 从这个式子可以看出，“21 2 mv ”很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量在过程终了时和 过程开始时的差，正好等于力对物体的功，所以“212 mv ”应该就是我们寻找的动能表达式。上节的探究已经表明，力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的二次方成正比，这也印证了我们的想法。于是，我们说质量为m 的物体，以速度v 运动时的动能是 21 2 K E mv = （1） 物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半。 4．单位 从动能的表达式可以看出，动能的单位由质量和速度的单位来确定，在SI 制中，它的单位与功的单 m m F v 1 a a F v 2 l
第13章 动能定理(邱)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第13章动能定理(邱) 理论力学习题集（ A ） 第十三章动能定理36 西华大学力学部第十三章动能定理 13-1 圆盘的半径 r=0.5m， 可绕水平轴 O 转动。 在绕过圆盘的绳上吊有两物块 A、B，质量分别为 m A =3 kg，m B =2 kg。 绳与盘之间没有相对滑动。 在圆盘上作用一力偶，力偶矩按 M=4 的规律变化（M 以 Nm 计， 以 rad 计）。 求由 =0 到 =2 时，力偶 M 与物块 A、B 的重力所作的功总和。 （答： 109.7 J） 13-2 13-2 一纯滚圆轮重 P，半径为 R 和 r， 拉力 F 与水平面成角，轮与支承水平面间的静摩擦因数为 f s ， 滚动摩擦系数为；求轮心 C 移动 s 过程中力 F 的全功。 (答： W=Fs (cos +r/R)- (P-Fsin )s/R ) 13-3 13-3 图示 坦克的履带质量为 m，两个车轮的质量均为 m 1 。 车轮可视为均质圆盘，半径为 R，两车轮轴间的距离为 R。 设坦克前进速度为 v，计算此质点系的动能。 (答： 1 / 8
T=(3m 1 +2m 2 )v 2 /2 ) 13-4 13-4 两个均质圆盘，质量相同，半径不同，静止平放于光滑水平面上。 如在此二盘上同时作用有相同的力偶，在下述情况下比较二圆盘的动量、动量矩和动能的大小。 （1）经过同样的时间；（2）转过相同的角度。 （答： 动量皆为零；（1）动量矩相同，动能不同；（2）动能相同，动量矩不同） 13-5 平面机构由两匀质杆 AB、BO 组成，两杆的质量均为 m，长度均为 L，在铅垂平面内运动。 在杆AB 上作用一不变的力偶矩 M，从图示位置由静止开始运动，不计摩擦。 求当杆端 A 即将碰到支座 O 时杆端 A 的速度。 （答： ）13-6 在图示滑轮组中悬挂两个重物，其中重物 I 的质量为 m 1 ，重物 II 的质量为 m 2 。 定滑轮 O 1 的半径为r 1 ，质量为 m 3 ；动滑轮 O 2 的半径为 r 2 ，质量为 m 4 。 两轮都视为均质圆盘。 如绳重和摩擦略去不计且绳与滑轮间不打滑，并设 m 2 2m 1 －m 4 。 求重物 II 由静止下降距离 h 时的速度。
13第十三章 动能定理
1 作用在质点上合力的功等于各分力的功的代数和。( ) 2 摩擦力总是作负功。( ) 3 力偶的功之正负号，决定于力偶的转向。( ) 4 图所示一质点与弹簧相连，在铅垂平面内的粗糙圆槽内滑动。若质点获得一初速0v 恰好使它在圆槽内滑动一周，则弹簧力的功为零；（ ）重力的功为零；（ ）法向反力的功为零（ ）摩擦力的功为零（ ） 5 作平面运动刚体的动能等于它随基点平动的动能和绕基点转动动能之和。 ( ) 6 内力不能改变质点系的动能。( ) 7 理想约束反力不做功。( ) 1 图示均质圆盘沿水平直线轨道作纯滚动，在盘心移动了距离s 的过程中，水平常力T F 的功 T A =（ ） ；轨道给圆轮的摩擦力f F 的功f A =（ ） A ．s F T ； Ｂ．s F T 2； Ｃ．-s F f ； Ｄ．-2s F f ； E.0。 2 图示坦克履带重P ，两轮合重Q 。车轮看成半径R 的均质圆盘，两轴间的距离为R 2。设坦克的前进速度为v ，此系统动能为（ ）
Ａ．222143Rv g P v g Q T π+=； Ｂ．224v g P v g Q T +=； Ｃ．222143v g P v g Q T += ； Ｄ．2243v g P v g Q T +=。 3 图示两均质轮的质量皆为m ，半径皆为R ，用不计质量的绳绕在一起，两轮角速度分别为1ω和2ω，则系统动能为 Ａ．()22212212121ωωR m mR T +?? ? ??=； Ｂ．22221221212121ωω?? ? ??+??? ??=mR mR T ； Ｃ．()222222122121212121ωωω?? ? ??++??? ??=mR R m mR T ； Ｄ．()2222212122121212121ωωωω??? ??+++??? ??= mR R R m mR T 。 4 半径为R ，质量为m 的匀质圆盘在其自身平面内作平面运动。在图示位置时，若已知图形上B A 、二点的速度方向如图所示。?=45α，且知B 点速度大小为B v ，则圆轮的动能为 Ａ．16/2B mv ； Ｂ．16/32 B mv ；
机械原理(第七版)试题及概念总结
机械原理（第七版）重要概念总结（附）及复习试题 （认真看完，考试必过） 卷一 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ，最小 约束数为 1 个。 2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在 转动副中心 处。 3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演 化为 曲柄摇块机构 。 4、 传动角越大，则机构传力性能越 好 。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动 规律具有 柔性 冲击。 6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。 7、 常见间歇运动机构有： 棘轮机构 、 槽轮 机构 等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高 速 轴上。 9、 实现往复移动的机构有： 曲柄滑块机 构 、 凸轮机构 等。 10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为： 212121n n n n m m ααββ==-=，， 。 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、何谓三心定理？ 答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一 直线上 。 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害？ 答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动 压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应 力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基 础产生强迫振动。 3、 铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不 能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相 同？试加以说明？ 答：（1）不同。 （2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动 件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心， 而不能使从动件转动，出现了顶死现象。 死点本质：驱动力不产生转矩。 机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动 的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力， 也无法使其运动的现象。 自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力 大于等 于 驱动力的有效分力。 4、 棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间 歇转动，但在具体的使用选择上，又有什么不同？ 答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且 棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平 稳，但转角不能改变。 5、 简述齿廓啮合基本定律。 答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比， 都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分 成的两段成反比。 三、计算题（共45分） 1、绘制偏心轮机构简图（草图），并求机构自由度。（10分） 1 2 3 4 A B C
机械原理课后答案第7章
第7章作业 7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么? 7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节? 答: 当作用在机械上的驱动力（力矩)周期性变化时，机械的速度会周期性波动。机械的速度波动不仅影响机械的工作质量，而且会影响机械的效率和寿命。调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。 7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么? 答： 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化．就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮轴的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，机械运转速度减慢．飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。 非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，机械就会越转越快或越转越慢．而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况，起不到调速的作用，所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。 7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用? 解： 因为安装飞轮后，飞轮起到一个能量储存器的作用，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。对于锻压机械来说，在一个工作周期中，工作时间很短．而峰值载荷很大。安装飞轮后．可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，达到节能的目的，因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。 7—5由式J F =△W max ／(ωm 2 [δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)? 答：①当△W max 与ωm 一定时，若[δ]下降，则J F 增加。所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。 ②由于J F 不可能为无穷大，若△W max ≠0，则[δ]不可能为零，即安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是幅度有所减小而已。 ③当△W max 与[δ]一定时，J F 与ωm 的平方值成反比，故为减小J F ，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。当然，在实际设计中还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可能性等因素。 7—6造成机械振动的原因主要有哪些?常采用什么措施加以控制? 7—7图示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数，齿轮3的分度圆半径r 3，各齿轮的转动惯量J 1、，J 2、，J 2’、J 3，齿轮1直接装在电动机轴上，故J 1中包含了电动机转子的转动惯量；工作台和被加工零件的重量之和为G 。当取齿轮1为等效构件时，试求该机械系统的等效转动惯量J e 。 解：根据等效转动惯量的等效原则．有 2 2 222 11122`2331 1111()22 222e G J J J J J v g ωωωω= + +++ 则 2 2 2 32122` 3 1 1 1 1()()() ( ) 2 e G v J J J J J J g ωωωω ω =++++ 2 22 2 1 12`12`122`33 223231 ()()()()2e z z z z z G J J J J J J r z z z g z z =+ +++ 7-8图示为DC 伺服电机驱动的立铣数控工作台，已知工作台及工件的质量为m 4=355 kg,滚珠丝杠的导程d=6 mm ，转动惯量J 3=1.2×10-3kg.m 。，齿轮1、2的转动惯量分别为J 1=732 ×
第7节 动能和动能定理
动能和动能定理 [知识精讲] 知识点1 动能 物体由于运动而具有的能叫动能。动能的大小：E K=mv2/2。动能是标量。 注意：（1）动能是状态量，也是相对量。因为v是瞬时速度，且与参照系的选择有关。 （2）动能是标量，动能和速度的方向无关，如在匀速圆周运动中，瞬时速度虽然是变化的，但是其动能是不变的。 （3）动能有相对性，由于物体的速度是与参照物的选择有关，故可知动能也与参照物的选取有关，即具有相对性。小鸟能在空中把飞机撞坏，充分 说明了这一点。 [例1]以初速度v0竖直上抛一个小球，若不计空气阻力，在上升的过程中，从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间是（） A．v0/g B．v0/2g C v0/g D．（/2）v0/g [总结]动能与速度的方向无关.因此该题中，从抛出小球到小球动能减小一半时的速度可能有两个。若在该题中只是问：从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间为多少？则答案应该是两个，即在上升和落回时各有一个。 [变式训练1]关于动能，下列说法中正确的是（） ①公式E K=mv2/2中的速度v是物体相对于地面的速度②动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关③物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同④物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 知识点2 动能定理 （1）内容：合力所做的功等于物体动能的变化 （2）表达式：W合=E K2-E K1=ΔE或W合= mv22/2- mv12/2 。其中E K2表示一个过程的末动能mv22/2， E K1表示这个过程的初动能mv12/2。 （3）物理意义：动能地理实际上是一个质点的功能关系，即合外力对物体所做的功是物体动能变化的量度，动能变化的大小由外力对物体做的总功多少来决定。动能定理是力学的一条重要规律，它贯穿整个物理教材，是物理课中的学习重点。 说明：1．动能定理的理解及应用要点 （1）动能定理的计算式为标量式，v为相对与同一参考系的速度。 （2）动能定理的研究对象是单一物体,或者可以看成单一物体的物体系. （3）动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作 用。只要求出在作用的过程中各力做功的多少和正负即可。这些正是动能定 理解题的优越性所在。 （4）若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，
高中物理人教版必修2第七章第7节动能和动能定理同步练习
高中物理人教版必修2第七章 第7节动能和动能定理同步练习 一、选择题 1.下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，正确的是（） A. 如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零 B. 如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零 C. 物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零 D. 如果物体的动能不发生变化，则物体所受合力一定是零 【答案】A 【解析】【解答】A、功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积，如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零，A符合题意； B、如果合力对物体做的功为零，可能是合力不为零，而是物体在力的方向上的位移为零，B不符合题意； C、竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等，动能在这段过程中变化量为零，C不符合题意； D、动能不变化，只能说明速度大小不变，但速度方向有可能变化，因此合力不一定为零，D不符合题意．故答案为：A。【分析】力对物体做功必须保证物体在力的方向上发生位移，在一段过程中，总功不为零那物体的动能变化量也不为零，此题比较简单，考查对做功和动能定理的理解和运用。 2.关于公式W＝E k2－E k1＝ΔE k，下述正确的是（） A. 功就是动能，动能就是功 B. 功可以变为能，能可以变为功 C. 动能变化的多少可以用功来量度 D. 功是物体能量的量度 【答案】C 【解析】【解答】功和能（动能）是两个不同的概念，也不可以相互转化，动能定理只是反映了合外力做的功与物体动能变化的关系，即反映了动能变化多少可以由合外力做的功来量度． 故答案为：C。【分析】功是能量转换的量度，而功和能量是完全不同的两个概念，合外力所做的总功等于物体动能的变化量，此题是对动能定理公式的理解。
机械原理试题及答案4
第七章齿轮机构及其设计 一、选择题 1.渐开线在______上的压力角、曲率半径最小。 A.根圆 B.基圆 C.分度圆 D.齿顶圆 2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线相切于______。 A.两分度圆 B.两基圆 C.两齿根圆 D.两齿顶圆 3.渐开线齿轮的标准压力角可以通过测量_______求得。 A.分度圆齿厚 B.齿距 C.公法线长度 D.齿顶高 4.在范成法加工常用的刀具中，________能连续切削,生产效率更高。 A.齿轮插刀 B.齿条插刀 C.齿轮滚刀 D.成形铣刀 \ 5.已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数z=25,齿顶高系数h a*=1，齿顶圆直径D a=135mm,则其模数大 小应为________。 6.用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的分度圆__________。 A.相切 B.相割 C.相离 D.重合 7.渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角__________法面压力角。 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于 8.斜齿圆柱齿轮基圆柱上的螺旋角βb与分度圆上的螺旋角β相比_________。 A.βb >β B.βb =β C.βb <β D. βb =>β 9.用齿条型刀具加工，αn=20°,h a*n =1,β=30°的斜齿圆柱齿轮时不根切的最少数是_________。 \ 10.渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数z v=__________。 cosβcos2βcos3βcos4β 11.斜齿圆柱齿轮的模数和压力角之标准值是规定在轮齿的_________。 A.端截面中 B.法截面中 C.轴截面中 D.分度面中 12.在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，齿廓接触处所受的法向作用力方_________。 A.不断增大 B.不断减小 C.保持不变 D.不能确定 13.渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角_____。 A.加大 B.不变 C.减小 D.不能确定 14.一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度________变化的。 A.由小到大 B.由大到小 C.由小到大再到小 D.保持定值 , 15.一对渐开线齿廓啮合时，啮合点处两者的压力角__________。 A.一定相等 B.一定不相等 C.一般不相等 D.无法判断 16在渐开线标准直齿圆柱齿轮中，以下四个参数中________决定了轮齿的大小及齿轮的承载能力。 A.齿数z B.模数m C.压力角α D.齿顶系数h a* 17.在渐开线标准直齿圆柱齿轮中，以下四个参数中________决定了齿廓的形状和齿轮的啮合性能。 A.齿数z B.模数m C.压力角α D.齿顶系数h a* 18和标准齿轮相比，以下变位齿轮的四个参数中________已经发生了改变。 A.齿距p B.模数m C.压力角α D.分度圆齿厚
机械原理(第七版)概念总结
机械原理（第七版）重要概念总结 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ，最小约束数为 1 个。 2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在 转动副中心 处。 3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演化为 曲柄摇块机构 。 4、 传动角越大，则机构传力性能越 好 。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动规律具有 柔性 冲击。 6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。 7、 常见间歇运动机构有： 棘轮机构 、 槽轮机构 等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高速 轴上。 9、 实现往复移动的机构有： 曲柄滑块机构 、 凸轮机构 等。 10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为： 212121n n n n m m ααββ==-=，， 。 1、 平面机构中若引入一个高副将带入 1 个约束，而引入一个低副将带入 2 个约束。 2、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演化为 曲柄摇块 机构。 3、 平面四杆机构具有整转副的条件： 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和 。 4、 压力角越大，则机构传力性能越 差 。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中， 正弦 运动规律既无刚性冲击也无柔刚性冲击。 6、 锥齿轮取 大端 的参数为标准参数。 7、 槽轮机构的主要组成构件为： 拨盘 、 槽轮 、机架等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高速 轴上。 9、 当两构件组成移动副时，其瞬心在 垂直于导路方向的无穷远 处。 10、 机构处于死点位置时，其传动角为 0 度。 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、何谓三心定理？ 答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一 直线上 。 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害？ 答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基础产生强迫振动。 3、 铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？试加以说明？ 答：（1）不同。 （2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，而不能使从动件转动，出现了顶死现象。 死点本质：驱动力不产生转矩。 机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力，也无法使其运动的现象。 自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力 大于等于 驱动力的有效分力。
第七节动能和动能定理
第七节动能和动能定理
一、引入新课 复习动能概念、功与速度关系来引入 二、新课教学 提问：物体的动能大小和哪些因素有关呢？你有什么方法可以证明？ 引导学生分组实验。 归纳：物体能够对外做功的本领越大，物体的能量就越大，实验中钢球的质量和速度越大，对外做功的本领越大，说明动能和物体的质量和速度有关。 （一）、探究动能的表达式： 1、公式：22 1mv E k = 提问：动能的大小由什么决定？它是标量还是矢量？ 2、说明： ①动能是标量，且总为正值，由物体的速率和质量决定，与运动方向无关； 提问：动能的单位？ ②动能的单位：焦（J ） 1J =1N·m =1kg·m 2/s 2 学生练习： 随堂练习1：人和猎豹一起奔跑，质量100kg 、以8m/s 的速度奔跑的猎豹和质量60kg 、短时间内以10m/s 的速度奔跑的人相比，试问谁具有的动能大？ 过渡：上一节课我们研究了做功和物体速度变化的关系，两者之间有什么关系？ （二）、探究动能定理 学生分组协作，完成合作探究卡探究动能定理部分。 设计情景1：如图所示，某物体的质量为m ，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l ，速度由v 1增加到v 2。求做功和速度变化的关系？ 学生回答：物体由于运动而具有的能量叫动能。 学生根据合作探究卡的探究动能的影响因素试验的要求和步骤分组实验， 学生回答：物体的质量和速度越大，它的动能就越大 学生回答：动能的大小由物体的质量和速率决定。 学生讨论：动能是标量 学生回答：动能的单位和功的单位相同。 学生自主完成，加深对动能的理解。 学生回答：力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的二次方成正比。 根据牛顿第二定律：ma F = ……① 根据运动学公式： al v v 22122=-…② 开门见山，直接点题。 在初中所学内容的基础上深入探究，激发学生的学习兴趣。 学生直接参与探究过程，增加感性认识。 深化对前一节课所学内容的理解，激发学生的探究兴趣。 让学生感受理论探究的过程，在学生求解的过程中要适度巡视，加以指导。 应用学生的解答过程，肯定学生
机械原理第七版西北工业大学课后习题答案(9和11章)
机械原理课后习题答案 第9章课后参考答案 9-1 何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击?试补全图示各段s 一δ、 v 一δ、α一δ曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？ 答 凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬问作用到构件上， 使构件产生强烈的冲击；而柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上，使构件产生的冲击。 s-δ, v-δ, a-δ曲线见图。在图9-1中B ，C 处有刚性冲击，在0，A ，D ，E 处有柔性冲击。 9—2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象?它对凸轮机构的工作有何影响?如何加以避免? 答 在用包络的方法确定凸轮的工作廓线时，凸轮的工作廓线出现尖点的现象称为变尖现象：凸轮的工作廓线使推杆不能实现预期的运动规律的现象件为失真现象。变尖的工作廓线极易磨损，使推杆运动失真．使推杆运动规律达不到设计要求，因此应设法避免。变尖和失真现象可通过增大凸轮的基圆半径．减小滚子半径以及修改推杆的运动规律等方法来避免。 9—3力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角的确定是否一样?为什么? a v s δ δ δ 03/π3/2ππ3/4π3/5ππ 2题9-1图
答 力封闭与几何封闭凸轮机沟的许用压力角的确定是不一样的。因为在回程阶段-对于力封闭的凸轮饥构，由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力F ，而是推杆所受的封闭力．其不存在自锁的同题，故允许采用较大的压力角。但为使推秆与凸轮之间的作用力不致过大。也需限定较大的许用压力角。而对于几何形状封闭的凸轮机构，则需要考虑自锁的问题。许用压力角相对就小一些。 9—4一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子？问是否可行?为什么? 答 不可行。因为滚子半径增大后。凸轮的理论廓线改变了．推杆的运动规律也势必发生变化。 9—5一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的办法来改善，问是否可行?为什么? 答 不可行。因为推杆偏置的大小、方向的改变会直接影响推杆的运动规律．而原凸轮机构推杆的运动规律应该是不允许擅自改动的。 9-6 在图示机构中，哪个是正偏置?哪个是负偏置?根据式(9-24)说明偏置方向对凸轮机构压力角有何影响 ? 答 由凸轮的回转中心作推杆轴线的垂线．得垂足点，若凸轮在垂足点的 速度沿推杆的推程方向．刚凸轮机构为正偏置．反之为负偏置。由此可知．在图 示机沟中，两个均为正偏置。由 220tan ()r e s α=-+ 可知．在其他条件不变的情况下。若为正偏置(e 前取减号)．由于推程时(ds/d δ)为正．式中分子ds/d δ-e
机械原理第七版西北工业大学课后习题答(1-8章)讲解
机械原理作业集答案详解 第二章 平面机构的结构分析 题2-1 图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图， 并提出修改方案。 解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-1a) 2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p 01423323=-?-?=--=h l p p n F 原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。 分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。故需增加 构件的自由度。 3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副 来代替一个低副。 (1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。 (2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。 (3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-1d)。 1 1 (c) 题2-1 (d) 5 4 3 6 4 (a) 5 3 2 5 2 1 5 43 6 4 2 6 (b) 3 2 1 讨论：增加机构自由度的方法一 般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一