考卷一河南工业大学理论力学习题答案级考试试卷
理论力学试题及问题详解
理论力学试题与答案一、是非题〔每题2分。
正确用√，错误用×，填入括号内。
〕1、作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，如此此力系必然平衡。
〔〕2、力对于一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。
〔〕3、在自然坐标系中，如果速度υ = 常数，如此加速度α = 0。
〔〕4、虚位移是偶想的，极微小的位移，它与时间，主动力以与运动的初始条件无关。
〔〕5、设一质点的质量为m，其速度 与x轴的夹角为α，如此其动量在x轴上的投影为mv x=mvcos a。
〔〕二、选择题〔每题3分。
请将答案的序号填入划线内。
〕1、正立方体的顶角上作用着六个大小相等的力，此力系向任一点简化的结果是。
①主矢等于零，主矩不等于零；②主矢不等于零，主矩也不等于零；③主矢不等于零，主矩等于零；④主矢等于零，主矩也等于零。
2、重P的均质圆柱放在V型槽里，考虑摩擦柱上作用一力偶，其矩为M时〔如图〕，圆柱处于极限平衡状态。
此时按触点处的法向反力N A与N B的关系为。
①N A = N B；②N A > N B；③N A < N B。
3、边长为L 的均质正方形平板，位于铅垂平面内并置于光滑水平面上，如图示，假如给平板一微小扰动，使其从图示位置开始倾倒，平板在倾倒过程中，其质心C 点的运动轨迹是。
①半径为L/2的圆弧； ②抛物线； ③椭圆曲线； ④铅垂直线。
4、在图示机构中，杆O 1 A //O 2 B ，杆O 2 C //O 3 D ，且O 1 A = 20cm ，O 2 C = 40cm ，CM = MD = 30cm ，假如杆AO 1 以角速度 ω = 3 rad / s 匀速转动，如此D 点的速度的大小为cm/s ，M 点的加速度的大小为cm/s 2。
① 60； ②120； ③150； ④360。
5、曲柄OA 以匀角速度转动，当系统运动到图示位置〔OA//O 1 B 。
AB |OA 〕时，有A V B V ，A αB α，ωAB 0，εAB 0。
大学期末考试理论力学试卷(含答案详解)
一、选择题（每题2分，共20分）1.若平面力系对一点A 的主矩等于零，则此力系（ ）。
A ．不可能合成为一个力 B ．不可能合成为一个力偶C ．一定平衡D ．可能合成为一个力偶，也可能平衡2.刚体在四个力的作用下处于平衡，若其中三个力的作用线汇交于一点，则第四个力的作用线（ ）。
A ．一定通过汇交点B ．不一定通过汇交点C ．一定不通过汇交点3.将平面力系向平面内任意两点简化，所得主矢相等，主矩也相等，且主矩不为零，则该力系简化的最后结果为（ ）。
A ．一个力 B ．一个力偶 C ．平衡4.图1中，已知P ＝60kN ，F ＝20kN静摩擦系数f s =0.5，动摩擦系数f d =0.4，则物体所受 摩擦力的大小为（ ）。
A ．25kN B ．20kN C ．17.3kN5.一点做曲线运动，开始时的速度s m v /100=，恒定切向加速度2/4s m a =τ，则2s 末该点的速度大小为（ ）。
A ．2m/sB ．18m/sC ．12m/sD ．无法确定6.圆轮绕某固定轴O 转动，某瞬时轮缘上一点的速度v 和加速度a 如图2所示，试问哪些情况下是不可能的？（ ） A ．（a ）、（b ）运动是不可能的 B ．（a ）、（c ）运动是不可能的 C ．（b ）、（c ）运动是不可能的 D ．均不可能7.如图3所示平行四边形机构，在图示瞬时，杆O 1A以角速度ω转动，滑块M 相对AB 杆运动，若取M 动点，动系固联在AB 上，则该瞬时动点M 的牵连速度与杆AB 间的夹角为（ ）。
A ．00 B ．300 C ．600图28.平面机构如图4所示，选小环M 为动点，动系固联 在曲柄OCD 杆上，则动点M 的科氏加速度的方向（ ）。
A ．垂直于CD B ．垂直于AB C ．垂直于OM D ．垂直于纸面9.如图5所示，两物块A 、B ，质量分别为A m 和B m 初始静止。
如A 沿斜面下滑的相对速度为r v ，设B 向左运动的速度为v ，根据动量守恒定律理有（A ．v m v mB r A =θcos B．v m v m B r A=C.v m v v m B r A =+)cos (θD. v m v v m B r A =-)cos (θ10.已知刚体质心C 到相互平行的z '、z 轴之间的距离分别为a 、b ，刚体的质量为m ，对z 轴的转动惯量为z J ，则'z J 的计算公式为（ ）。
理论力学 习题答案
理论力学习题答案理论力学习题答案理论力学是物理学的重要分支，研究物体在力的作用下的运动规律。
在学习理论力学的过程中，解题是不可或缺的一部分。
下面，我将为大家提供一些理论力学习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 问题：一个质点在力的作用下做直线运动，已知它的质量为2kg，受力方向与运动方向相反，力的大小为8N，求质点在2秒钟内的速度变化。
解答：根据牛顿第二定律F=ma，其中F为力的大小，m为质点的质量，a为加速度。
由题目可知，F=8N，m=2kg。
代入公式可得a=F/m=8N/2kg=4m/s^2。
再根据加速度的定义a=(v-u)/t，其中v为末速度，u为初速度，t为时间。
已知t=2s，u=0（初速度为0，因为质点从静止开始运动），代入公式可得v=a*t=4m/s^2 * 2s = 8m/s。
所以质点在2秒钟内的速度变化为8m/s。
2. 问题：一个质点以10m/s的速度沿水平方向运动，经过2s后速度减为6m/s，求质点所受到的减速度。
解答：根据加速度的定义a=(v-u)/t，其中v为末速度，u为初速度，t为时间。
已知v=6m/s，u=10m/s，t=2s。
代入公式可得a=(6m/s-10m/s)/2s=-2m/s^2。
所以质点所受到的减速度为-2m/s^2，负号表示减速度的方向与速度方向相反。
3. 问题：一个质点以10m/s的速度沿直线运动，经过4s后速度减为2m/s，求质点所受到的减速度。
解答：同样根据加速度的定义a=(v-u)/t，已知v=2m/s，u=10m/s，t=4s。
代入公式可得a=(2m/s-10m/s)/4s=-2m/s^2。
所以质点所受到的减速度为-2m/s^2。
4. 问题：一个质点以初速度为4m/s的匀减速直线运动，经过6s后速度减为2m/s，求质点的减速度和运动距离。
解答：首先根据加速度的定义a=(v-u)/t，已知v=2m/s，u=4m/s，t=6s。
代入公式可得a=(2m/s-4m/s)/6s=-0.33m/s^2。
合工大理论力学习题册答案
[答]：考虑约束，则力和力偶对轮的作用相同；而 A 处的约束反力大小等于 F， B 处的约束反力大小等于 0。
怎样判定静定和静不定问题？图中所示的六种情况那些是静定问题，那些是静不定问
P (a) F
P (b) F (c) F
P
A
B
A
B A
B
(d) 题？为什么？ 静定问题： (c)、(e)
(e)
(f)
理论力学习题册（A 册）习题解答
5
四、平面任意力系
4 – 1 简明回答下列问题；
试用力系向已知点简化的方法说明图所示的力 F 和力偶(F1，F2)对于轮的作用有何不
同？在轮轴支撑 A 和 B 处的约束反力有何不同？设 F1=F2=F/2，轮的半径为 r。 F A F1 B M=Fr F2 F A RA B M=Fr
FAB FCB T P
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4
理论力学习题册（A 册）习题解答
三、力矩、平面力偶系
3 – 1 构件的支撑及荷载情况如图，求支座 A、B 的约束反力。
RA A 6m 15KNm 24KNm RB B a RA P’ L [解] (a) AB 梁受力如图： (b) 构件受力如图： P RB B 45
1 1 M A = − q1L2 − (q2 − q1 ) L 2 3 1 = − (q1 + 2q2 ) L2 6
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第四章
平面任意力系
7
4–4
m。 [解]
求下列各梁和刚架的支座反力，长度单位为
(完整版)理论力学复习题及答案(1).doc
理论力学自测复习题静力学部分一、填空题：（每题 2 分）1、作用于物体上的力的三要素是指力的大小、方向和作用点。
2、当物体处于平衡状态时，作用于物体上的力系所满足的条件称为平衡条件，此力系称为平衡力系，并且力系中的任一力称为其余力的平衡力。
3、力的可传性原理适用于刚体，加减平衡力系公理适用于刚体。
4、将一平面力系向其作用面内任意两点简化，所得的主矢相等，主矩也相等，且主矩不为零，则此力系简化的最后结果为一个合力偶5、下列各图为平面汇交力系所作的力多边形，试写出各力多边形中几个力之间的关系。
A 、r F1 F2 F3 0 、B 、r r rF2 F3 F4 F1 C 、r r r rF1 F4 F3 F2 D 、r r rF1 F2 F3 。
6、某物体只受三个力的作用而处于平衡状态，已知此三力不互相平行，则此三力必并且汇交于一点、共面7、一平面力系的汇交点为A，B 为力系作用面内的另一点，且满足方程∑m＝0。
若此力系不B平衡，则其可简化为作用线过 A、B 两点的一个合力。
8、长方形平板如右图所示。
荷载集度分别为q q q q1、2、3 、 4 的均匀分布荷载（亦称剪流）作用在板上，欲使板保持平衡，则荷载集度间必有如下关系：q3＝q 1 = q 4 ＝ q 2 。
9、平面一般力系平衡方程的二力矩式为∑F x = 0 、∑ M A = 0 、∑M B = 0，其适用条件是A、 B两点的连线不垂直于 x 轴10、平面一般力系平衡方程的三力矩式为∑M A＝0、∑M B＝0、∑M C＝0，其适用条件是A、B、C三点不共线。
11、正方形平板受任意平面力系作用，其约束情况如下图所示，则其中 a b c f h属于静定问题； d e g属于超静定问题。
12、已知平面平行力系的五个力（下左图示）分别为 F1 = 10N， F2 = 4N，F3 = 8 N，F4 = 8N和 F5 = 10 N，则该力系简化的最后结果为大小 0.4 N·m、顺时针转的力偶。
理论力学复习题答案.doc
一、选择题1、A （4分）2、D （4分）3、B （4分）4、A （4分）二、填空题1、ωml 21，ω231ml 2、2243ωmR , ω223mR 3、 2/15三、判断题1、（ × ）2、（ √ ）3、（ √ ）四、计算题解：分别取CD 和整体为研究对象，列CD 杆平衡方程：02sin ,0=⨯-+⨯⇒=∑a F M a F M B C β （3分） )(5sin 2↑=-=KN aMF F B β(向上) （1分）列整体平衡方程：23sin 43,00sin ,00cos ,02=--++⇒=∑=+⨯-+⇒=∑=+⇒=∑qa Fa a F M M M F a q F F F F F F B A A NB AY Y AX X βββ （7分）将ο30,4,/1,.20,10=====βm a m KN q m KN M KN F 代入方程，联立求解，可得)(35←-=KN F AX (水平向右) ， )(4↑=KN F AY (铅直向上)， m KN M A .24= (逆时针) （4分）五、计算题解：动点：套筒A动系：固连在O 2B 上 （1分） 作速度平行四边形 （4分）r e a V V V += （2分）s cm V a /40=s rad A O /41=ω （3分）s cm V r /320= （2分）2/340s cm a C = （3分）六、计算题解: AB 作平面运动，以A 为基点，分析B 点的速度。
由图中几何关系得：(4分)(4分)(2分)B A BA =+r r rv v v cot30103cm/s B A v v ==o 20cm/s sin 30A BA vv ==o 1rad sBAAB v lω==方向如图所示。
七、计算题解：用动能定理求运动以杆为研究对象。
由于杆由水平位置静止开始运动，故开始的动能为零，即：01=T (1分)杆作定轴转动，转动到任一位置时的动能为222222181)32(1212121ωωml l l m ml J T O =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+==(1分) 在此过程中所有的力所作的功为ϕsin 6112mgl mgh W ==∑ (1分) 由2112T T W -=∑得22110sin 186ml mgl ωϕ-=23sin g l ωϕ=ω= (2分)将前式两边对时间求导，得：d 3d 2cos d d g t l tωϕωϕ= 3cos 2gl αϕ= (1分)A现求约束反力：质心加速度有切向和法向分量：tcos 4C g a OC αϕ=⋅=n2sin 2C g a OC ωϕ=⋅= (2分) 将其向直角坐标轴上投影得：t n3sin cos sin cos 4Cx C C ga a a ϕϕϕϕ=--=-t n23cos sin (13sin )4Cy C C g a a a ϕϕϕ=-+=-- (2分)由质心运动定理可得;,Cx x Cy y ma F ma F =∑=∑3sin cos 4Ox mgF ϕϕ-= 23(13sin )4Oy mg F mg ϕ--=- (3分)解得：3sin 28Ox mg F ϕ=-2(19sin )4Oy mgF ϕ=+ (2分)一、选择题（每题 4 分，共 16 分）1、A （4分）2、A （4分）3、C （4分）4、C （4分）二、填空题（每空 4 分，共 20 分）1、杆的动量为ωml 21，杆对O 轴的动量矩为ω231ml ， 2、 此瞬时小环M 的牵连加速度a e 为 2ωR ，小环M 科氏加速度a C 为 r V ω2 3、夹角θ应该满足的条件是 f φθ2≤三、判断题（每空 3 分，共 9 分）1、（ × ）2、（ √ ）3、（ √ ）四、计算题（共 15 分）解：）（↑=-⨯+⨯=kN 35)22(1M aqa a F a F B ；(5分) )(kN 40←==qa F Cx ，）（↑=-=-=kN 53540B Cy F F F ；(5分))(kN 80←=Ax F ，)(kN5↑=Ay F ，m kN 240⋅=A M （逆时针）。
《理论力学》期末考试试题及答案
理论力学部分第一章静力学基础一、是非题（每题3分，30分）1．力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。
（）2．在理论力学中只研究力的外效应。
（）3．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
（）4．作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同，大小相等，方向相反。
（）5．作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。
（）6．三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。
（）7．平面汇交力系平衡时，力多边形各力应首尾相接，但在作图时力的顺序可以不同。
（）8．约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。
（）9. 力偶只能使刚体发生转动，不能使刚体移动。
（）10.固定铰链的约束反力是一个力和一个力偶。
（）二、选择题（每题4分，24分）1．若作用在A点的两个大小不等的力F1和F2，沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为。
①F1－F2；②F2－F1；③F1＋F2；2．作用在一个刚体上的两个力F A、F B，满足F A=－F B的条件，则该二力可能是。
①作用力和反作用力或一对平衡的力；②一对平衡的力或一个力偶。
③一对平衡的力或一个力和一个力偶；④作用力和反作用力或一个力偶。
3．三力平衡定理是。
①共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点；②共面三力若平衡，必汇交于一点；③三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。
4．已知F1、F2、F3、F4为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如图所示为平行四边形，由此。
①力系可合成为一个力偶；②力系可合成为一个力；③力系简化为一个力和一个力偶；④力系的合力为零，力系平衡。
5．在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有。
①二力平衡原理；②力的平行四边形法则；③加减平衡力系原理；④力的可传性原理；⑤作用与反作用定理。
6.关于约束的说法正确的是 。
① 柔体约束，沿柔体轴线背离物体。
② 光滑接触面约束，约束反力沿接触面公法线，指向物体。
理论力学习题及答案1-7.doc
第1章静力分析习题1．是非题（对画√，错画×）1-1.凡在二力作用下的约束称为二力构件。
（）1-2.在两个力作用下，使刚体处于平衡的必要条件与充分条件式这两个力等值、反向、共线。
（）1-3.力的可传性只适用于一般物体。
（）1-4.合力比分力大。
（）1-5.凡矢量都可以用平行四边形法则合成。
（）1-6.汇交的三个力是平衡力。
（）1-7.约束力是与主动力有关的力。
（）1-8.作用力与反作用力是平衡力。
（）1-9.画受力图时，对一般的物体力的可沿作用现任以的滑动。
（）1-10. 受力图中不应出现内力。
（）2．填空题（把正确的答案写在横线上）1-11.均质杆在A、B两点分别于矩形光滑槽接触，并在如图所示情况下平衡。
A点的受力方向为，B点的受力方向为。
1-12.AB杆自重不计，在5个已知力作用下处于平衡，则作用于B点的四个力的合力F R的大小F R= ，方向沿。
题1-11图F3R题1-12图3. 简答题1-13.如图所示刚体A、B自重不计，在光滑斜面上接触。
其中分别作用两等值、反向、共线的力F1和F2，问A、B是否平衡？若能平衡斜面是光滑的吗？1-14.如图所示，已知A点作用力F，能否在B点加一力使AB杆平衡？若能平衡A点的力F的方向应如何？1-15.如图所示刚架AC和BC，在C 处用销钉连接，在A、B处分别用铰链支座支承构件形成一个三铰拱。
现将作用在杆BC上的力F沿着其作用线移至刚体AC上。
不计三铰刚架自重。
试问移动后对A、B、C约束反力有没有影响？为什么？1-16.在刚体上的加上任意个的平衡力系，能改变原来力系对刚体的作用吗？但对于变形体而言又是如何？1-17.为什么说二力平衡条件、加减平衡力系原理和力的可传性等只能适用于刚体？1-18.如何区分二力平衡力和作用力与反作用力？1-19.为什么受力图中不画内力？如何理解？1-20.如何判定二力体或者二力杆？(a)(c)(d) (e)(g)(h)题1-21图题1-13图题1-14图题1-15图4．受力分析题1-21.画出下列标注字母物体的受力图，未画重力的各物体其自重不计，所有接触面均为光滑接触。
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试卷1
一、填空题（共37分）
1（3分）、在平面极坐标系中，i 为径向单位矢,沿径向; j 横向单位矢,垂直
于径向并指向θ增加的方向.速度分量式为： ， 加速度分量式为： 。
2（6分）.已知一质点的运动方程为:r=e ct ，θ=bt 。
求=v ，。
3（3分）、刚体的定轴转动自由度有 个，它是
定点转动自由度有 个，它是
4（3分）、广义力的定义式为 ，求广义力有两种方法，它们是 和
5（3分）、质点的轨道与质点的总机械能有关，当E=0轨道为 E ＜0轨道为 E ＞0轨道为
6（3分）、表现重力是 和 的合力。
7（3分）、傅科摆是显示 的重要实验，这是 力的效应。
8（3分）、确定惯量主轴有两种方法：一是 二是 。
9（5分）、一边长为d 、质量为m 的匀质立方体，分别求出该立方体对过顶点的棱边、面对角线和体对角线的转动惯量J p 、J f 和J b 分别为
10（5分）、一半径为r 的匀质圆盘，平躺在粗糙的水平桌面上，绕通过其中心的竖直轴转动，初始时刻圆盘的角速度大小为ω0。
已知圆盘与桌面间的摩擦系数为μ，问经过 时间圆盘将停止
转动。
二、简答题（共23分）
1（3分）、在平面极坐标系中，质点运动的微分方程为：
=a
2（5分）、有心力的基本特性为
3（5分）、检验下列的力是否为保守力，如是，则求出其势能
4（2分）、画出下列图的瞬心
5（2分）、画出下列图的虚位移
6（6分）、刚体的定点转动可以用欧拉角表示。
试用图说明怎样用欧拉角来表示刚体的定点转动。
三、计算题（每题10分）
1.质点由y 2=2px 的正焦弦(p/2,p)以u 出发,求到达正焦弦的另一端时的速率.
已知, a τ=-2ka n
.
)()()()(;6,1018,2018)(243233k z F j y F i x F F b abxyz F y bx abxz F y bx abyz F a z y x z y x ++==-=-=
2．滑轮组如图所示.已知物块A, B和C的质量分别为m, 2m和4m, 滑轮和细绳的质量不计.
应用动力学普遍方程求各物块的加速度.（分别用动力学普遍方程和拉格朗日方程求）
3、如图所示，一底面半径为r、高为2r的匀质正圆柱体，绕AB轴以角速度
ω转动。
轴线AB与圆柱轴共面，并成60°角是通过柱体底面边界上的固定点。
求（Ⅰ）柱体对于轴线AB的转动惯量;(Ⅱ)柱体对A点的角动量。
4、边长是a 、质量为m 的匀质立方体，绕对角线以角速率ω转动。
求此立方
体的动能。