《理论力学》期末考试试卷A
理论力学期末考试试卷(含答案)
同济大学课程考核试卷（A 卷） 2006—2007学年第一学期命题教师签名：审核教师签名： 课号：课名：工程力学考试考查：此卷选为：期中考试()、期终考试()、重考()试卷 年级专业学号姓名得分=10m/s 2，成60度mm 计）2_；计的刚当无初B 的12C5均质细杆AB 重P ，长L ，置于水平位置，若在绳BC 突然剪断瞬时有角加速度?，则杆上各点惯性力的合力的大小为_gPL 2α，（铅直向上）_，作用点的位置在离A 端_32L_处，并在图中画出该惯性力。
6铅垂悬挂的质量--弹簧系统，其质量为m ，弹簧刚度系数为k ，若坐标原点分别取在弹簧静伸长处和未伸长处，则质点的运动微分方程可分别写成_0=+kx x m _和_mg kx x m =+ _。
二、计算题（10分）图示系统中，曲柄OA 以匀角速度?绕O 轴转动，通过滑块A 带动半圆形滑道BC 作铅垂平动。
已知：OA?=?r?=?10?cm ，??=?1?rad/s ，R?=?20?cm 。
试求??=?60°时杆BC 的加速度。
解：动点：滑块A ，动系：滑道BC ，牵连平动 由正弦定理得： 34.34=βcm/s 55.566.115sin 2r =︒=AA v v [5分]向ζ方向投影：2cm/s 45.7=[10分]三、计算题（15分）图示半径为R 的绕线轮沿固定水平直线轨道作纯滚动，杆端点D 沿轨道滑动。
已知：轮轴半径为r ，杆CD 长为4R ，线段AB 保持水平。
在图示位置时，线端A 的速度为v ，加速度为a，铰链C 处于最高位置。
试求该瞬时杆端点D 的速度和加速度。
解： 轮C 平面运动，速度瞬心P 点CO [8分]（１） 物块下落距离时轮中心的速度与加速度； （２） 绳子ＡＤ段的张力。
解：研究系统：T 2－T 1=ΣW i223C v m +21J C ω2+21J B ω2+221A vm =m 1gs [5分] 式中：2321r m J C =，22ρm J B =代入得：v C =23222113222r m ρm R m gsm r++[7分]式两边对t 求导得：a C =23222113222r m ρm R m grRm ++[10分]对物Ａ：m a=ΣF ，即：m 1a A =m 1g －F AD F AD =m 1g －m 1a A =m 1g －ra R m C⋅1[15分][15六、计算题（15分）在图示系统中，已知：匀质圆柱A 的质量为m1，半径为r ，物块B 质量为m 2，光滑斜面的倾角为?，滑车质量忽略不计，并假设斜绳段平行斜面。
理论力学A--参考答案答案
理论力学A 卷参考答案一、选择题1-6 DABADC二、填空题(1) 绝对速度 相对速度 牵连速度(2) 平动 转动 (3) 1442222=+b y b x ，2bk ，2bk 2 (4) l M2，l M(5) 2p ml ω=，（→）； 2(65/24)o L m l ω=，逆时针方向(6) mL ω/2，mL 2ω/3，mL 2ω2/6三、计算题1、解：（1）设圆柱O 有向下滚动趋势，取圆柱O0=∑A M ----0sin max 1T =-⋅-⋅M R F R θP0=∑y F ----0cos N =-θP F又N max F M δ= ……………………2分设圆柱O 有向上滚动趋势，取圆柱O0=∑A M ----0sin max 2T =+⋅-⋅M R F R θP0=∑y F ----0cos N =-θP F ……………………2分又N max F M δ=……………………2分系统平衡时： ……………………2分)cos (sin 1T θR θP F δ-=（2）设圆柱O 有向下滚动趋势.0=∑C M 0m a x =-⋅M R F s0=∑y F 0c o s N =-θP F 又θδcos P R F s = 所以θδcos P R F s = (2)只滚不滑时，应有 θP f F f F s s s cos N =≤ R f s δ≥同理，圆柱O 有向上滚动趋势时得 R f s δ≥只滚不滑时，Rf s δ≥ (2)2、解：速度分析：1. 杆AB 作平面运动，基点为B.……………………….1分2.动点 ：滑块 A ，动系 ：OC 杆……………………….2分 沿v B 方向投影：……………………….1分……………………….1分 沿vr 方向投影：……………………….1分加速度分析：n t ABAB B A a a a a ++=……………………….2分 沿v C 方向投影：……………………….2分……………………….1分……………………….1分3、 解：突然解除约束瞬时，杆OA 将绕O 轴转动，不再是静力学问题。
理论力学期末试卷(A)
2007 ～2008 学年第 2 学期 课程名称 理论力学(I) 考试班级 命题教师 教研室主任审批签名学号 学生姓名 教学班号 0001 考试日期 2008.7.9 成绩一、（20分） 图示平面系统，已知AB =BC =CD =l ,力P 作用在铰链D 上，M 为平面力偶，滑块E 与接触面的摩擦角为35°，不计所有刚体的重量及各铰链处摩擦。
① 问系统是否平衡？求滑块E 与接触面 的摩擦力；② 求固定端A 处的约束力。
二、（20分）轮O 在水平面内匀速纯滚动而不滑动，轮心的速度为v ，轮缘上固定销钉B ， 此销钉在摇杆O 1A 的槽内滑动，并带动摇杆绕O 1轴转动。
已知轮的半径为R ，在图示位置时 O 1A 是轮的切线， 摇杆与水平线的夹角θ =60°。
求① 销钉B 点的速度和摇杆O 1A 的角速度； ② 销钉B 点的加速度和摇杆O 1A 的角加速度。
三、（20分）均质细杆OA 、AB 的质量均为m 、长均为 l ，用光滑铰链O 、A 连接如图。
初始时两杆均处于水平位置，求系统由静止释放瞬时，两杆的角加速度。
四、（20分）杆AB 、CD 用铰链C 连接，并用铰链A 、D 与基座相连固定如图。
在杆AB 上作用一铅垂力F ，在杆CD 上作用一力偶，其矩为M ，不计杆重，试用虚位移原理求支座D 处的约束力。
五、（20分）质量为m 、长为 l=4r 的均质杆一端用光滑铰链铰接于质量为m 、半径为r 的轮心A ，轮在粗糙的水平面上纯滚动，试用第二类拉格朗日方程建立系统的运动微分方程，并求其初积分。
六、（附加题）（10分）如图所示，AB 杆不计自重，长为l，杆端铰接重为W 的物块，B 端铰接一刚度系数为k 的弹簧，且端点在D 处时弹簧为原长。
不计各处摩擦。
求系统的平衡位置及其稳定性。
考生注意：答题内容勿超过装订线左侧装 线订。
大学《理论力学A》考试题(含完整答案)
《理论力学A 》考试试题A 课程号：63125203 考试方式： 闭卷 使用专业、年级： 任课教师：考试时间：一、是非题（对画√，错画×）（共5题，每题2分，共10分）1.受平面任意力系作用的刚体，力系的合力为零，刚体就一定平衡。
( )2.定轴转动刚体上各点的角速度相同。
( )3.力系的主矢和主矩都与简化中心的位置有关。
（ ）4.一个刚体若动量为零，该刚体就一定处于静止状态。
（ ）5.定轴转动刚体对其转轴的动量矩等于刚体对其转轴的转动惯量与刚体 角加速度的乘积。
（ ） 二、选择题（共10题，每题3分，共30分）1.图示，已知1F 、2F 、α，则1F 和2F 在x 轴上的投影为 。
（a ）αcos 11F F x =，02=x F ； （b ）αcos 11F F x -=，02=x F ；（c ）αcos 11F F x =，22F F x =； （d ）αcos 11F F x -=，22F F x -= 2.图示杆件的作用力F 对杆端O 点的力矩()=F M O 。
（a ）Fa ； （b ）Fa -； （c ）Fl ； （d ）Fl -3.正立方体如图示，棱长为a ，在A 点作用一力F ，该力对y 轴之矩 为 。
（a ）()Fa F M y = ；（b ）()0=F M y ；（c ）()Fa F M y -= 4.静滑动摩擦因数s f 等于摩擦角f ϕ的 。
（a ）正弦； （b ）正切； （c ）余弦；（d ）余切。
5.如图所示汇交力系的力多边形表示 。
（a ）力系的合力等于零； （b ）力系的合力是R ； （c ）力系的主矩不为零。
6. 图示均质细直杆，质量为m ，长为l ，绕O 轴转动的角速度为ω，则杆的 动量大小为 。
（a ）ωml 21； （b ）ωml ； （c ）07.均质滑轮半径为R ，对O 轴的转动惯量为J ，绳子的一端绕在滑轮上， 另一端挂有质量为m 的物体A 。
理论力学期末考试试卷(含答案)讲解
同济大学课程考核试卷（A 卷） 2006— 2007学年第一学期命题教师签名： 审核教师签名：课号： 课名：工程力学 考试考查：此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、重考( )试卷年级 专业 学号 姓名 得分一、 填空题（每题5分，共30分）1刚体绕O Z 轴转动，在垂直于转动轴的某平面上有A ，B 两点，已知O Z A =2O Z B ，某瞬时a A =10m/s 2，方向如图所示。
则此时B 点加速度的大小为__5m/s 2 ；（方向要在图上表示出来）。
与O z B 成60度角。
2刻有直槽OB 的正方形板OABC 在图示平面内绕O 轴转动，点M 以r =OM ＝50t 2（r 以mm 计）的规律在槽内运动，若t 2=ω（ω以rad/s 计），则当t =1s 时，点M 的相对加速度的大小为_0.1m/s 2_；牵连加速度的大小为__1.6248m/s 2__。
科氏加速度为_22.0m/s 2_，方向应在图中画出。
方向垂直OB ，指向左上方。
3质量分别为m1=m ，m 2=2m 的两个小球M 1，M 2用长为L 而重量不计的刚杆相连。
现将M 1置于光滑水平面上，且M 1M 2与水平面成︒60角。
则当无初速释放，M 2球落地时，M 1球移动的水平距离为___（1）___。
（1）3L； （2）4L； （3）6L； （4）0。
4已知OA =AB =L ，ω=常数，均质连杆AB 的质量为m ，曲柄OA ，滑块B 的质量不计。
则图示瞬时，相对于杆AB 的质心C 的动量矩的大小为__122ωm L L C =，（顺时针方向）___。
5均质细杆AB 重P ，长L ，置于水平位置，若在绳BC 突然剪断瞬时有角加速度α，则杆上各点惯性力的合力的大小为_gPL 2α，（铅直向上）_，作用点的位置在离A 端_32L _处，并在图中画出该惯性力。
6铅垂悬挂的质量--弹簧系统，其质量为m ，弹簧刚度系数为k ，若坐标原点分别取在弹簧静伸长处和未伸长处，则质点的运动微分方程可分别写成_0=+kx x m_和_mg kx x m =+ _。
理论力学期末考试试卷(含答案)
同济大学课程考核试卷（A 卷）2006— 2007 学年第一学期命题教师签名：审核教师签名：课号：课名：工程力学考试考查：此卷选为：期中考试 ( ) 、期终考试 ()、重考 ( )试卷年级专业学号XX得分题号 一二 三 四五 六 总分题分 301015151515100得分一、 填空题（每题 5 分，共 30 分）1 刚体绕 O Z 轴转动，在垂直于转动轴的某平面上有 A ，B 两点，已知Z Z A2，方向如图所示。
则此时 B 点加速度的OA=2O B ，某瞬时 a =10m/s大小为 __5m/s 2z 度角。
；（方向要在图上表示出来）。
与 O B 成 602 刻有直槽 OB 的正方形板 OABC 在图示平面内绕 O 轴转动，点 M 以 r=OM ＝50t 2（r 以 mm 计）的规律在槽内运动，若2t （ 以rad/s 222中画出。
方向垂直 OB ，指向左上方。
3 质量分别为 m 1=m ， m 2=2m 的两个小球 M 1， M 2用长为 L 而重量 不计的刚杆相连。
现将M 1置于光滑水平面上，且 M 1M 2与水平面成 60 角。
则当无初速释放， M 2球落地时， M 1球移动的水平距离为 ___（1） ___。
（1）L；（2）L；（3）L；（4）0。
3464 已知 OA=AB=L ， =常数，均质连杆 AB 的质量为 m ，曲柄 OA ，滑块 B 的质量不计。
则图示瞬时，相对于杆 AB 的质心 C 的动量矩的大小为__ L CmL 2，（顺时针方向） ___。
125 均质细杆 AB 重 P ，长 L ，置于水平位置，若在绳 BC 突然剪断瞬时有角加速度 ，则杆上各点惯性力的合力的大小为_ PL，（铅直向上） _，作用点的位置在离 A 端_2L_处，并2g3在图中画出该惯性力。
6 铅垂悬挂的质量-- 弹簧系统，其质量为m ，弹簧刚度系数为k ，若坐标原点分别取在弹簧静伸长处和未伸长处，别写成 _ mx kx 0 _和_ mx kx mg _。
吉林建筑大学理论力学试卷A
吉林建筑大学2012-2013学年度上学期《 理论力学 》期末考试试题A（考试时间：90分钟）题号 一 二 三 四 总分 分数 20 10 30 40 得分1.如图1.1所示，AB 杆自重不计，在5个未知力作用下处于平衡，则作用于B 点的4个力的合力的大小= ，方向沿 。
2.如图1.2所示，梁A 支座约束力大小为 ，B 支座约束力大小为 。
3.力偶是由 、 、 的两个力组成。
4.如图1.4所示，平面系统受力偶矩M=10KN •m 的作用，杆AC 、BC 自重不计，A 支座约束力大小为 ，B 支座约束力大小为 。
5.判断如图1.5所示桁架的零杆个数为 。
6.点运动方程x=rcos wt 、y=rsin wt ，点的轨迹方程 。
7.点运动方程x=2cos 2t ²、y =2sin 2t ²，当t=0时点的速度v = ;点的加速度a = ；轨迹的曲率半径ρ= 。
得分评卷人 一、填空 （每空1分，共20分）学号 专业 姓名8.工程中常用转速表示刚体转动的快慢，用n 表示单位为（r/min ），角速度与转速的关系是 。
9.如图1.9所示不计重量的直杆AB 与折杆CD 在B 处用光滑铰链连接，若结构受力F 作用，则支座C 处的约束力大小 ，方向 。
10.如图1.10所示，已知一正方体，各边长a ，对角线BH 处作用一个力F ，则该力在x 、y 、z 轴上的投影F x = 、F y = 、F z = 。
1.如图2.1所示三力矢F 1、F 2、F 3的关系是（ ）A. F 1+F+2F 3 =0B. F 3=F 1+F 2C. F 2=F 1+F 3D. F 1=F 2+F 32.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（ ） A ．作用力和反作用力 B.一对平衡的力或力偶C. 一对平衡的力或一个力和一个力偶D. 作用力和反作用力或一个力偶 3.已知F 1、F 2、F 3 、F 4为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如图2.3所示为平行四边形，由此可知( )A.力系可合成为一个力偶B.力系可合成一个力F 1C. 力系简化为一个力D.力系的合力为零4.桁架结构形式与荷载F p 均已知，如图2.4所示，结构中杆件内力为零的杆件数为（ ）A.零根B.2根C.4根D.6根得分 评卷人二、选择 （每题2分，共10分）5.如图2.5所示，物块A 的重力W =10N 。
2022年理论力学期末考试试题A卷
2022年理论力学期末考试试题A卷学院姓名学号任课老师选课号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零零六至二零零七学年第二学期期末考试理论力学课程考试题A卷（120分钟）考试形式：闭卷考试日期2007年7月7日课程成绩构成：平时10分，期中10分，实验10分，期末70分一二三四五六七八九十合计一、判断题（每题1.5分，共9分）1、全约束反力是摩擦力与法向反力的合力，因此全约束反力的大小为FR(fFN)2FN2，其与接触处法线间的夹角为摩擦角。
（）2、任意两个力都可以合成为一个合力。
（）3、空间力对点之矩矢在任意轴上的投影，等于该力对该轴之矩。
（）4、平面运动刚体存在速度瞬心的条件是刚体的角速度不为零。
（）5、无论刚体作何种运动，也无论向哪一点简化，刚体惯性力系的主矢均为FIRmaC。
其中aC为质心的加速度，m为刚体的质量。
（）6、若质点的动量守恒，则该质点对任意一定点的动量矩也一定守恒。
（）学院姓名学号任课老师选课号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……二、填空题（每题3分，共15分）F2F31002N，F1100N，1、如图2-1所示力系，F4300N,a2m，则此力系向坐标原点O简化的结果是：，此力系简化的最终结果是：zaF4a某OF1F3F2ya图AaA452、边长为a2cm的正方形ABCD在其自身平面内作平面运动。
已知正方形顶点A、B的加速度大小分别是aA2cm/2，aB42cm/2，方向如图所示。
DBaBC此时正方形的瞬时角速度，角加速图度，以及C点的加速度aC3、长均为l，质量均为m的均质杆OA、OB在O处以光滑铰链相联接。
图示系统的动量PAvOBv，质心的速度图vC4、半径为r，质量为m的均质圆盘A由杆OA带动在半径为R的大圆弧上作纯滚动，设R2r。
图示瞬时，该圆盘的动量P，对轴O的动量矩LO，动能TrARABOO图图学院姓名学号任课老师选课号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……5、定轴转动的OAB杆是由两个质量分别为m1（OA杆）和m2（AB杆）的均质细杆焊接而成。
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D
《理论力学》期末考试试题A 卷
一、选择题（本题共12分，每小题3分，请将答案的序号填入括号内）
1. 物块重P ，与水面的摩擦角o 20m ϕ=，其上作用一力Q ，且已知P =Q ，方向如图，则物块的状态为（ C ）。
A 滑动状态
B 临界平衡状态
C 静止(非临界平衡)状态
D 不能确定
2. 一个平面任意力系加一个平行于此平面力系所在平面的平行力系组成的空间力系的独立平衡方程数目为（ B ）。
A 3个
B 4个
C 5个
D 6个
3. 图示偏心轮顶杆机构中，轮心为C ，ω=常量。
选杆端A 为动点，在C 点固连平移系（动系）， 则牵连速度和牵连加速度的方向分别为（ B ）。
A 垂直于AO ，沿AO 方向
B 垂直于CO ，沿CO 方向
C 沿AO 方向，垂直于AO
D A 点切线方向，沿AC 方向
4、正方形薄板由铰链支座A 支承，并由挡板B 限制，使AB 边呈铅垂位置，如图所示。
若将挡板B 突然撤去，则在该瞬时支座A 的反力的铅垂分量的大小将（ C ）。
A 不变
B 变大
C 变小
D 无法确定
二、填空题（本题共26分，请将答案填入括号内）
1（本小题4分）. 如图所示，沿长方体不相交且不平行的棱上作用三个大小等于F 的力。
问棱长a ，b ，c 满足（ 0c b a --= ）关系时，该力系能简化为一个力。
2（本小题4分）. 正方形板ABCD 以匀角速度ω绕固定轴z 转动，点1M 和点2M 分别沿对角线BD 和边线CD 运动，在图示位置时相对板的速度分别为1v 和1v ，则点1M 和点2M 科氏加速度大小分别为（
12v ω ）和（ 0 ）。
3（本小题5分）. 图示均质圆盘A 、B 均重G ，半径均为R ；物块C 重P ，A 、B 与绳之间无
相对滑动，某瞬时速度为v ，该瞬时系统的动能等于（ 2
8716P G v g
+ ）。
4（本小题5分）.图示T 字形杆由两根长度均为l 的相同的匀质细杆OA ，BC 刚接而成，质量均为m 。
质量为m 的质点沿杆BC 以)π2
1
sin(21t l r =
的规律运动。
当T 字形杆绕轴O 以匀角速度ω转动时，在1=t s 时系统对轴O 的动量矩为（
2
83
ml ω ）。
y
x
z
O
c b
a
3
F 2
F 1
F
5（本小题8分）. 如图所示，已知悬吊物体质量分别为12=2,m m m m =，均质圆轮质量
3m m =，半径为r ，均质细长杆AB 质量为4m m =，长度为2l r =。
重物运动时圆轮的角加
速度大小（ 27g
r
α=
），墙壁对AB 杆固定端A 的约束力偶矩大小（ 5959714
A mgr mgl
M ==
逆时钟方向 ）。
三、计算题（本题12分）
如图所示，图中AD ＝DB ＝2 m ，CD ＝DE ＝1.5 m ，Q ＝120 kN ，不计杆和滑轮的重量。
试求支座A 和B 的约束力以及BC 杆的内力。
1
m 2
m r l A
B
四、计算题（本题20分）
图示圆轮半径为R ，在水平面上做纯滚动，轮心O 以匀速度v 向左运动。
图示瞬时，30BCA ∠=，摇杆1O E 与水平线夹角为60，11O C O D =，连杆ACD 长为6R ，求此时摇杆1O E 的角速度和角加速度。
解： 图（1）
A B
O
v
C
O 1
60 D E
r v
D v
e v
图（2）
1． 速度分析
v R v O A 2323=⋅=ω v v v v A D C 23===
以D 为动点，E O 1为动系（如图（1）所示）
r e D v v v += v v v D e 4
3
330cos == R v C O v e E O 4311==ω（顺时针方向）
2．加速度分析
分析AD 杆，以A 为基点
R
v R a O n A
222
2==ω
n n C A cA CA a a a a τ
=++
沿Y 轴投影可得
cos300n A CA a a τ
-+= 23CA a R
τ
=
，2
2
33CA AD
a AC R τ
α= 以D 为动点，E O 1为动系（如图（2）所示）
n n D A AD e e r DC a a a a a a a ττ
=+=+++
沿Y 轴投影 sin 30cos30n A AD e DC a a a a ττ
-=-
263AD AD a R R
τ
α=⋅=
R
v v a r E
O DC 8922
1=⋅=ω
可得 1
213e O E
a v O C τα==（顺时针） 五、计算题（本题20分）
均质杆AB ，质量为m ，长度为l ，偏置在粗糙平台上。
由于自重，直杆自水平位置，即=0θ开始，无初速地绕台角E 转动，当转至1=θθ位置时，开始滑动。
若已知质心偏置因数K 和静滑动摩擦因数f ，求1）滑动前均质杆的角速度与角加速度，2）将要滑动时的角度1θ。
θ
六、计算题（本题10分）
图示系统中除连接H 点的两杆长度为l 外, 其余各杆长度均为 2l , 弹簧的弹性系数k ，当未加水平力P 时弹簧不受力，且0=θθ，求平衡时水平力P 的大小。
解：(1) 建立图示坐标系
12sin 3sin 5sin O O H x l x l x l θθθ=⎧⎪=⎨⎪=⎩12cos 3cos 5cos O O H x l x l x l δθδθδθδθδθδθ=⎧⎪=⎨⎪=⎩
(2) 系统的虚功方程
122
00002(sin sin )2(sin sin )2(sin sin )2(sin sin )0O O O H H k l x k l x k l x k l x P x θθδθθδθθδθθδδ---+---+=02(sin sin )[cos 5cos ]5cos 0k l l l P l θθθδθθδθθδθ--+=0[5cos 2(sin sin )4cos ]0Pl kl l θθθθδθ--⋅=08(sin sin )5kl P θθ=-。