(完整word版)力学性质 问答计算题
(完整word版)静力学试题
判断题1．两个大小相等、方向相同的力分别作用在同一物体时，它们对物体产生的效应相同（）2．凡合力都比分力大（）3．汇交的三个力是平衡力（）4．两个力在同一轴上的投影相等，则这两个力一定相等（）5．平面力偶矩的大小与矩心点的位置有关（）6．力和力偶可以合成（）7．凡在二力作用下的约束成为二力构件（）8．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件（）9．刚体上的力可沿作用线移动（）10．物体上的力可沿作用线移动（）11．刚体是指在外力的作用下大小和形状不变的物体。
（）12、一对等值、反向，作用线平行且不共线的力组成的力称为力偶。
（）13、力的可传性原理和加减平衡力系公理只适用于刚体。
（）(F) = FL。
（）F14、图中F对O点之矩为mO15、工程力学的研究对象是杆件和杆件结构。
()16、力系的等效力就是力系的合力。
()17、力偶只能使刚体转动，而不能使刚体移动。
（）18、二力平衡公理适用于物体。
（）19、二力平衡公理只适用于刚体。
（）20、作用与反作用公理针对一个物体而言。
（）21、三力平衡汇交定理只适用于刚体。
（）22、力的平行四边形法则只适用于刚体上的力的合成和分解。
（）23、强度指结构或构件抵抗变形的能力。
（）24、刚度指结构或构件抵抗破坏的能力。
（）25、稳定性指结构或构件保持原有平衡状态的能力。
（）26、研究物体的平衡问题时可将物体视为刚体。
（）27、对物体进行内力分析和承载能力计算时可将物体视为刚体。
（））28、对物体进行内力分析和承载能力计算时必须将物体视为变形体。
（29、按作用时间长短可将荷载分为静荷载和动荷载。
（）30、按作用性质可将荷载分为恒荷载和活荷载。
（）31、力的平移定理适用于任何物体。
（）32、力的平移定理只适用于刚体。
（）33、力对刚体的作用效应包括运动和变形。
（）34、约束反力的方向与主动力有关，而与约束类型无关。
（）35、研究对象与周围物体相接触处一定有约束反力。
（）36、约束反力的个数由约束类型决定。
(完整word版)理论力学课后答案第五章(周衍柏)(word文档良心出品)
第五章思考题5.1虚功原理中的“虚功”二字作何解释？用虚功原理理解平衡问题，有何优点和缺点？5.2 为什么在拉格朗日方程中，a θ不包含约束反作用力？又广义坐标与广义力的含义如何？我们根据什么关系由一个量的量纲定出另一个量的量纲?5.3广义动量a p 和广义速度a q &是不是只相差一个乘数m ？为什么a p 比aq &更富有意义？ 5.4既然aq T &∂∂是广义动量，那么根据动量定理，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂αq T dt d &是否应等于广义力a θ？为什么在拉格朗日方程()14.3.5式中多出了a q T ∂∂项？你能说出它的物理意义和所代表的物理量吗？5.5为什么在拉格朗日方程只适用于完整系？如为不完整系，能否由式()13.3.5得出式()14.3.5？5.6平衡位置附近的小振动的性质，由什么来决定？为什么22s 个常数只有2s 个是独立的？5.7什么叫简正坐标？怎样去找？它的数目和力学体系的自由度之间有何关系又每一简正坐标将作怎样的运动？5.8多自由度力学体系如果还有阻尼力，那么它们在平衡位置附近的运动和无阻尼时有何不同？能否列出它们的微分方程？5.9 dL 和L d 有何区别？a q L ∂∂和aq L ∂∂有何区别？ 5.10哈密顿正则方程能适用于不完整系吗？为什么？能适用于非保守系吗？为什么？5.11哈密顿函数在什么情况下是整数？在什么情况下是总能量？试祥加讨论，有无是总能量而不为常数的情况？5.12何谓泊松括号与泊松定理？泊松定理在实际上的功用如何？5.13哈密顿原理是用什么方法运动规律的？为什么变分符号δ可置于积分号内也可移到积分号外？又全变分符号∆能否这样？5.14正则变换的目的及功用何在？又正则变换的关键何在？5.15哈密顿-雅可比理论的目的何在？试简述次理论解题时所应用的步骤.5.16正则方程()15.5.5与()10.10.5及()11.10.5之间关系如何？我们能否用一正则变换由前者得出后者？5.17在研究机械运动的力学中，刘维定理能否发挥作用？何故？5.18分析力学学完后，请把本章中的方程和原理与牛顿运动定律相比较，并加以评价.第五章思考题解答5.1 答：作.用于质点上的力在任意虚位移中做的功即为虚功，而虚位移是假想的、符合约束的、无限小的.即时位置变更，故虚功也是假想的、符合约束的、无限小的.且与过程无关的功，它与真实的功完全是两回事.从∑⋅=ii i r F W ρρδδ可知：虚功与选用的坐标系无关，这正是虚功与过程无关的反映；虚功对各虚位移中的功是线性迭加，虚功对应于虚位移的一次变分.在虚功的计算中应注意：在任意虚过程中假定隔离保持不变，这是虚位移无限小性的结果.虚功原理给出受约束质点系的平衡条件，比静力学给出的刚体平衡条件有更普遍的意义；再者，考虑到非惯性系中惯性力的虚功，利用虚功原理还可解决动力学问题，这是刚体力学的平衡条件无法比拟的；另外，利用虚功原理解理想约束下的质点系的平衡问题时，由于约束反力自动消去，可简便地球的平衡条件；最后又有广义坐标和广义力的引入得到广义虚位移原理，使之在非纯力学体系也能应用，增加了其普适性及使用过程中的灵活性.由于虚功方程中不含约束反力.故不能求出约束反力，这是虚功原理的缺点.但利用虚功原理并不是不能求出约束反力，一般如下两种方法：当刚体受到的主动力为已知时，解除某约束或某一方向的约束代之以约束反力；再者，利用拉格朗日方程未定乘数法，景观比较麻烦，但能同时求出平衡条件和约束反力.5.2 答 因拉格朗日方程是从虚功原理推出的，而徐公原理只适用于具有理想约束的力学体系虚功方程中不含约束反力，故拉格朗日方程也只适用于具有理想约束下的力学体系，αθ不含约束力；再者拉格朗日方程是从力学体系动能改变的观点讨论体系的运动，而约束反作用力不能改变体系的动能，故αθ不含约束反作用力，最后，几何约束下的力学体系其广义坐标数等于体系的自由度数，而几何约束限制力学体系的自由运动，使其自由度减小，这表明约束反作用力不对应有独立的广义坐标，故αθ不含约束反作用力.这里讨论的是完整系的拉格朗日方程，对受有几何约束的力学体系既非完整系，则必须借助拉格朗日未定乘数法对拉格朗日方程进行修正.广义坐标市确定质点或质点系完整的独立坐标，它不一定是长度，可以是角度或其他物理量，如面积、体积、电极化强度、磁化强度等.显然广义坐标不一定是长度的量纲.在完整约束下，广义坐标数等于力学体系的自由度数；广义力明威力实际上不一定有力的量纲可以是力也可以是力矩或其他物理量，如压强、场强等等，广义力还可以理解为；若让广义力对应的广义坐标作单位值的改变，且其余广义坐标不变，则广义力的数值等于外力的功由W q r F s i ni i δδθδααα==⋅∑∑==11ρρ知，ααδθq 有功的量纲，据此关系已知其中一个量的量纲则可得到另一个量的量纲.若αq 是长度，则αθ一定是力，若αθ是力矩，则αq 一定是角度，若αq 是体积，则αθ一定是压强等.5.3 答 αp 与αq &不一定只相差一个常数m ，这要由问题的性质、坐标系的选取形式及广义坐标的选用而定。
(完整word版)武汉大学弹塑性力学简答题以及答案
弹塑性力学简答题2002年1 什么是偏应力状态？什么是静水压力状态？举例说明?P24静水压力状态时指微六面体的每个面只有正应力作用，应力大小均为平均应力。
偏应力状态是从应力状态中扣除静水压力后剩下的部分。
2 从数学和物理的不同角度，阐述相容方程的意义。
P48从数学角度看，由于几何方程是6个，而待求的位移分量是3个，方程数目多于未知函数的数目，求解出的位移不单值。
从物理角度看,物体各点可以想象成微小六面体，微单元体之间就会出现“裂缝”或者相互“嵌入",即产生不连续。
3 两个材料不同、但几何形状、边界条件及体积力（且体积力为常数)等都完全相同的线弹性平面问题，它们的应力分布是否相同？为什么?相同。
应力分布受到平衡方程、变形协调方程及力边界条件，未涉及本构方程，与材料性质无关。
4 虚位移原理等价于哪两组方程?推导原理时是否涉及到物理方程?该原理是否适用于塑性力学问题？P156平衡微分方程和静力边界条件。
不涉及物理本构方程。
适用于塑性力学问题。
5 应力状态是否可以位于加载面外？为什么?P239当应力状态从加载面上向加载面外变化时，将产生新的塑性变形，引起内变量增加，这时,加载面会随之改变，使得更新的应力状态处在更新的加载面上.6 什么是加载?什么是卸载？什么是中性变载?中性变载是否会产生塑性变形?P250加载：随着应力的增加，应变不断增加，材料在产生弹性变形的同时，还会产生新的塑性变形,这个过程称之为加载。
卸载:当减少应力时,应力与应变将不会沿着原来的路径返回，而是沿接近于直线的路径回到零应力，弹性变形被恢复,塑性变形保留,这个过程称之为卸载。
中性变载：应力增量沿着加载面，即与加载面相切.应力在同一个加载面上变化，内变量将保持不变，不会产生新的塑性变形,但因为应力改变，会产生弹性应变。
7 用应力作为未知数求解弹性力学问题时，应力除应满足平衡方程外还需要满足哪些方程？P93协调方程和边界条件。
8 薄板弯曲中，哪些应力和应变分量较大？哪些应力和应变分量较小？P121平面内应力分量（x y xy σστ、、）最大，最主要的是应力，横向剪应力（z y xz ττ、）较小，是次要的应力；z 方向的挤压应力z σ最小，是更次要的应力。
(完整版)材料力学试题及答案(2)
选择题 （20 分）1、图示刚性梁 AB 由杆 1 和杆 2 支承，已知两杆的材料相同，长度不 等，横截面积分别为 A 1和A 2，若载荷 P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（ ）。
A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉 A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2 为任意2、建立圆周的扭转应力公式τ ρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（ ）（1）扭矩 M T 与剪应力τ ρ的关系 M T =∫A τρρdA （2）变形的几何关系（即变形协调条件） （3）剪切虎克定律（ 4）极惯性矩的关系式 I T =∫A ρ2dAA 、（1）B 、（1）（ 2）C 、（ 1）（2）（3）D 、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ A 、σ B 、2σ C 、3σD 、4σ 4、高度等于宽度两倍 （h=2b ）的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若1=（ ）题一、 3题一、1仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（）题 4A 、提高到原来的 2 倍B 、提高到原来的 4 倍C 、降低到原来的 1/2 倍D 、降低到原来的 1/4 倍 D 、16题图三、如图所示直径为 d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩 m的作用。
设由实验测的轴表面上与轴线成 450方向的正应变，试求力偶矩 m 之值、四、电动机功率为 9kW ，转速为 715r/min ，皮带轮直径D=250mm ， 主轴外伸部分长度为 l=120mm ，主轴直径 d=40mm ，5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度 则 P 1/P 2= （ ）A 、2B 、4C 、8 EI 相同，若二者自由端的挠度相等，、作图示梁的剪力图、弯矩图。
１５分）材料的弹性常数 E 、μ均为已知。
（15 分）题一、 5三题第 2页共 41 页五、重量为Q的重物自由下落在图示刚架 C 点，设刚架的抗弯刚度为EI，试求冲击时刚架 D 处的垂直位移。
(完整word版)金属材料力学性能练习题
第二章第一节金属材料的力学性能一、选择题1.表示金属材料屈服强度的符号是（）。
A.σe B.σsC.σbD.σ-12.表示金属材料弹性极限的符号是（）。
A.σe B.σsC.σbD.σ-13.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（）。
A.HBB.HRC.HVD.HS4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。
A.强度B.硬度C.塑性D.弹性二、填空1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（）或（）的能力。
2.金属塑性的指标主要有（）和（）两种。
3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（）和（）三个阶段。
4.常用测定硬度的方法有（）、（）和维氏硬度测试法。
5.疲劳强度是表示材料经（）作用而（）的最大应力值。
三、是非题1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。
（）2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。
（）四、改正题1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。
2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。
3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。
4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。
5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。
五、简答题1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σS 、σ0.2、HRC、σ-1。
2.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σb 、δ5、HBS、akv。
2.2金属材料的物理性能、化学性能和工艺性能一、判断题1.金属材料的密度越大其质量也越大。
（）2.金属材料的热导率越大，导热性越好。
（）3.金属的电阻率越小，其导电性越好。
（）二、简答题：1.什么是金属材料的工艺性能？它包括哪些？2.什么是金属材料的物理性能？它包括哪些？3.什么是金属材料的化学性能？它包括哪些？。
(完整word版)量子力学所有简答题答案
简答题1．什么是光电效应？光电效应有什么规律？爱因斯坦是如何解释光电效应的？答：光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能。
这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。
或光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。
这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。
光电效应规律如下：1．每一种金属在产生光电效应时都存在一极限频率（或称截止频率），即照射光的频率不能低于某一临界值。
当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光都无法使电子逸出。
2．光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关，而与光强无关。
3．光电效应的瞬时性。
实验发现，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，光子的产生都几乎是瞬时的。
4.入射光的强度只影响光电流的强弱，即只影响在单位时间内由单位面积是逸出的光电子数目。
爱因斯坦认为：(1)电磁波能量被集中在光子身上，而不是象波那样散布在空间中，所以电子可以集中地、一次性地吸收光子能量，所以对应弛豫时间应很短，是瞬间完成的。
(2)所有同频率光子具有相同能量，光强则对应于光子的数目，光强越大，光子数目越多，所以遏止电压与光强无关，饱和电流与光强成正比。
(3)光子能量与其频率成正比，频率越高，对应光子能量越大，所以光电效应也容易发生，光子能量小于逸出功时，则无法激发光电子。
逸出电子的动能、光子能量和逸出功之间的关系可以表示成：221mv A h +=ν这就是爱因斯坦光电效应方程。
其中，h 是普朗克常数；f 是入射光子的频率。
2．写出德布罗意假设和德布罗意公式。
德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性。
德布罗意公式：νωh E == λhk P ==3．简述波函数的统计解释，为什么说波函数可以完全描述微观体系的状态。
几率波满足的条件。
波函数在空间中某一点的强度和在该点找到粒子的几率成正比。
因为它能根据现在的状态预知未来的状态。
波函数满足归一化条件。
4．以微观粒子的双缝干涉实验为例，说明态的叠加原理。
(完整版)金属材料的力学性能测试题(可编辑修改word版)
）
2.金属的力学性能是指在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能。（）
3.拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力总成正比。（）
4.屈服现象是指拉伸过程中拉伸力达到Fs时，拉伸力不增加，变形量却继续增加的现象。（）
5.拉伸试样上标距的伸长量与原始标距长度的百分比，称为断后伸长率，用符号A表示。（）
6.现有标准圆形截面长试样A和短试样B，经拉伸试验测得δ10、δ5均为25%，表明试样A的塑性比试样B好。( ) 7.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。（
一、填空题（60分）
1.金属材料的性能的性能包括和。
2. 力学性能包括、、、、
。
3.圆柱形拉伸试样分为和两种。
4.低碳钢拉伸试样从开始到断裂要经过、
、、四个阶段。
5. 金属材料的强度指标主要有和
。
6. 金属材料的塑性指标主要有和
。
7. 硬度测定方法有、、
。
8.夏比摆锤冲击试样有和两种。
9.载荷的形式一般有载荷、载荷和载荷三种。
10. 钢铁材料的循环基数为，非铁金属循环基数为
。பைடு நூலகம்
11.提高金属疲劳强度的方法有和
。
12.50HRC表示用“C”标尺测定的硬度值为
。
13.150HRW10/1000/30表示用压头直径为的硬质合金球，在kgf试验力作用下，保持s时测得的布
氏硬度值为。
14.金属材料的工艺性能包括、、
、、。
二、判断题（25分）
专题04 动力学经典问题(Word版,含答案)
2020年高三物理寒假攻关---备战一模第一部分考向精练专题04 动力学经典问题1．已知物体的受力情况，求解物体的运动情况解这类题目，一般是应用牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据物体的初始条件，应用运动学公式，求出物体的运动情况．2．已知物体的运动情况，求解物体的受力情况解这类题目，一般是应用运动学公式求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出物体所受的某个力．可用程序图表示如下：3.解决两类动力学基本问题应把握的关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析；(2)一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。
4．连接体的运动特点轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等．轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比．轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变量最大时，两端连接体的速率相等．【例1】(2019·四川雅安一模)如图所示，质量为1 kg的物体静止于水平地面上，用大小为6.5 N的水平恒力F作用在物体上，使物体由静止开始运动50 m后撤去拉力F，此时物体的速度为20 m/s，物体继续向前滑行直至停止，g取10 m/s2。
求：(1)物体与地面间的动摩擦因数；(2)物体运动的总位移；(3)物体运动的总时间。
【思路点拨】(1)先做初速度为零的匀加速直线运动，再做匀减速直线运动直到速度为零。
(2)两段运动过程衔接处的速度相同。
【答案】(1)0.25(2)130 m(3)13 s【解析】(1)在拉力F作用下，物体的加速度大小为：a1＝v2 2x1对物体，由牛顿第二定律有：F－μmg＝ma1，联立解得：μ＝0.25。
(2)撤掉拉力F后的加速度大小为：a2＝μg＝2.5 m/s2撤掉拉力F后的位移为：x2＝v22a2＝80 m全程总位移为：x ＝x 1＋x 2＝50 m ＋80 m ＝130 m 。
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第四部分力学性质（问答题）（一）高弹性1.在橡胶下悬一砝码，保持外界不变，升温时会发生什么现象？解：橡胶在张力（拉力）的作用下产生形变，主要是熵变化，即卷曲的大分子链在张力的作用下变得伸展，构象数减少。
熵减少是不稳定的状态，当加热时，有利于单键的内旋转，使之因构象数增加而卷曲，所以在保持外界不变时，升温会发生回缩现象。
2.橡胶高弹性的特点是什么？其弹性本质和普通固体物质有什么不一样？答：弹性模量小，形变量大；弹性模量随温度升高而升高；泊松比较大，接近0.5；形变过程有热效应，拉伸放热，回缩吸热；形变有时间依赖性即形变具有松弛特性。
由橡胶的热力学分析可知，橡胶形变后的张应力可以看成是由熵的变化和内能的变化两部分组成的，其中橡胶拉伸时内能几乎不变，而主要是熵的变化，即只有熵的变化对弹性体的弹性起主要贡献，因此具有熵弹性本质。
普弹性的本质是能弹性，即普弹形变由鍵长、鍵角的变化引起，造成体系的内能变化。
3.分别在尺寸相同的交联和未交联顺丁橡胶样条上悬挂一个质量相同的砝码，之后升高温度，两个橡胶条的长度如何变化？为什么？答：未交联的橡胶条将被继续拉长，长度增加；而交联的橡胶条则会回缩，长度减小。
因为未交联的橡胶，分子之间没有化学键连接，在外力作用下会产生分子间滑移而发生黏性流动，温度升高，分子运动速度加快，黏度减小，分子之间更容易产生黏性流动，因此形变增大，橡胶条伸长。
而交联的橡胶条由于分子之间有化学键连接，不能产生分子间的滑移，在外力作用下，由于网链的伸长而产生形变。
温度升高，分子链内各部分的热运动比较激烈，产生的回缩力也要增大，因此橡胶条回缩，长度减小。
4.为什么顺式聚丁二烯可以用作橡胶，而反式聚丁二烯却不能？答：室温下不能或不易结晶是聚合物具有高弹性的前提条件之一。
顺式聚丁二烯分子链的重复周期长，分子链对称性较差，分子链与分子链之间的距离较大，不容易结晶，因此常温下是一种弹性很好的橡胶。
而反式聚丁二烯分子链的对称性好，重复周期短，分子链结构更加归整，分子链间的距离也较小，常温下很容易结晶，在室温下是一种弹性很差的塑料。
5.今有B-S-B型、S-B-S型及S-I-S型、I-S-I型四种嵌段共聚物，问其中那两种可用作热塑性橡胶，为什么？（I代表异戊二烯）解：只有S-B-S和S-I-S两种嵌段共聚物可作热塑性橡胶，而其余两种不行。
因为前两种的软段在中间，软段的两端固定在玻璃态的聚苯乙烯中，相当于用化学键交联的橡胶，形成了对弹性有贡献的有效链——网链。
而余下两种软段在两端，硬段在中间。
软段的一端被固定玻璃态的聚苯乙烯中，相当于橡胶链的一端被固定在交联点上，另一端是自由活动的端链，而不是一个交联网。
由于端链对弹性没有贡献，所以，这样的嵌段共聚物不能作橡胶使用。
（二）粘弹性1.举例说明聚合物的蠕变、应力松弛、滞后及内耗，以及它们对高分子材料的使用存在的利弊。
答：蠕变就是指在一定温度和较小的恒定外力作用下，材料的形变时间随时间增加而逐渐增大的现象。
例如，软PVC 丝悬挂一定重量的砝码，就会慢慢地伸长，解下砝码后，又会慢慢缩回去，这就是典型的蠕变现象。
对于工程塑料，要求蠕变越小越好，对于蠕变严重的材料，使用时需采取必要补救措施。
如硬PVC 有良好的抗腐蚀性能，可用于加工化工管道、容器等设备，但它容易蠕变，使用时必须增加支架以防止蠕变。
PFTE 是塑料中摩擦系数最小的，由于其蠕变现象严重，所以不能用作机械零件，但却是很好的密封材料。
应力松弛是在恒定温度和形变保持不变的情况下，高聚物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。
应力松弛的存在对于材料的使用有时会带来不利的影响，例如用塑料绳捆扎物品，开始捆的很紧，时间长了，由于应力松弛，就会变得很松。
为了减小应力松弛，橡胶制品必需经过交联。
高分子材料在交变应力作用下，形变落后于应力变化的现象称为滞后。
高分子材料在交变应力作用下，由于形变落后于应力的变化，因此在每一个循环变化中都要消耗功，称为力学损耗，也称内耗。
例如行驶中的汽车轮胎会发热，其原因之一就是内耗。
研究高分子的力学损耗有重要的实际意义。
滞后现象所伴随的力学损耗，使一部分机械能转化为热能，此时材料会发热，从而加速橡胶制品的老化。
因此，对于在交变应力作用下进行工作的轮胎和传动带等橡胶制品来说，希望内耗越小越好，这样可以延长使用寿命。
但是，作为抗震、隔音的聚合物材料则要求具有较高的内耗。
（三）固体力学性能1.试讨论提高高分子材料抗张强度的途径。
答 提高高分子材料抗张强度的途径有：（1）从高分子的结构入手：在主链引入芳杂环，增加分子之间的相互作用，交联，增大聚合物的相对分子质量等，都有利于提高抗张强度。
（2）对于结晶性的聚合物，提高结晶度可以提高抗张强度。
（3）通过取向。
（4）加入填料进行增强。
（5）与高抗张强度的其他聚合物共混。
2.提高高分子材料冲击强度的途径？提高聚合物冲击强度的途径主要有：提高聚合物的相对分子质量，取向，适度交联，增塑，共混等。
3.画出聚合物的典型应力—应变曲线，并在曲线上标出下列每一项：a ．抗张强度；b 伸长率；c ．屈服点，d ．模量． 解：4. 说明下列不同聚合物的应力—应变曲线的基本类型，并列举具有代表性聚合物．ε σ（1）软而弱，例如聚合物凝胶（2）硬而脆，例如PS ，PMMA ，固化酚醛树脂 （3）硬而强，例如硬PVC 和PS 共混体，硬PVC （4）软而韧，例如橡皮，增塑的PVC ，PE ，PTFE （5）硬而韧，尼龙，醋酸纤维素，PC ，PP5.研究玻璃态高聚物的大形变常用什么实验方法，说明高聚物中两种断裂类型的特点并画出两种断裂的典型应力—应变曲线．解：研究玻璃态高聚物的大形变常用拉力机对高聚物样品进行拉伸实验。
高聚物的破坏有两种形式，脆性断裂和韧性断裂。
脆和韧是借助日常生活用语，只能根据应力-应变曲线和断面的外貌来区分。
若深入研究，二者有以下不同：（1）韧性断裂特点：断裂前对应塑性；沿长度方向的形变不均匀，过屈服点后出现细颈；断裂伸长（b ）较大；断裂时有推迟形变；应力与应变呈非线性，断裂耗能大；断裂面粗糙，一般有外延形变；断裂发生在屈服点后，一般由剪切分量引起；对应的分子运动机理是链段的运动。
（2）脆性断裂：断裂前对应弹性；沿长度方向形变均匀，断裂伸长率一般小于5％；断裂时无推迟形变，应力-应变曲线近线性，断裂能耗小；断裂面平滑；断裂发生在屈服点前；一般由拉伸分量引起的；对应的分子机理是化学键的破坏。
脆性断裂与韧性断裂的应力-应变曲线见上图。
（2）（1） （4）（5）脆化断裂ε σ εσ韧性断裂 （3）6.下列几种高聚物的冲击性能如何？如何解释？（T <g T ）（1）聚异丁烯；（2）聚苯乙烯；（3）聚苯醚；（4）聚碳酸酯；（5）ABS ；（6）聚乙烯。
解：（1）聚异丁烯：在T <g T 时，冲击性能不好。
这是因为聚异丁烯是柔性链，链段活动容易，彼此间通过链段的调整形成紧密堆积，自由体积少。
（2）聚苯乙烯：因主链挂上体积庞大的侧基苯环，使之成为难以改变构象的刚性链，使得冲击性能不好，为典型的脆性聚合物。
（3）聚苯醚：链节为，因主链含有刚性的苯环，故为难以改变构象的刚性链，冲击性能不好。
（4）聚碳酸酯：链节为，由于主链中在-120℃可产生局部模式运动，称之为β转变。
在T <g T 时，由于外力作用，β转变吸收冲击能，使聚合物上的能量得以分散，因此冲击能好，在常温下可进行冷片冲压成型，即常温塑性加工。
（5）ABS ：聚苯乙烯很脆，引进A （丙烯腈单体）后使其抗张强度和冲击强度得到提高，再引进B （丁二烯单体），进行接枝共聚，使其冲击强度大幅度提高。
因ABS 具有多相结构，枝化的聚丁二烯相当于橡胶微粒分散在连续的塑料相中，相当于大量的应力集中物，当材料受到冲击时，它们可以引发大量的裂纹，从而能吸收大量的冲击能，所以冲击性能好。
（6）聚乙烯：由于聚乙烯链节结构极为规整和对称，体积又小，所以聚乙烯非常容易结晶，而且结晶度比较高。
由于结晶限制了链段的运动，使之柔性不能表现出来，所以冲击性能不好。
高压聚乙烯由于支化多，破坏了链的规整性，结晶度低些，冲击性能稍好些。
第四部分 力学性质（计算题）1.一橡胶试样在25℃，应力为1.5×106N/㎡时的伸长比为2.5，试计算： （1）每立方厘米中的网络数目，假定橡胶为理想网络； （2）在25℃伸长比为1.5时所需的应力； （3）在100℃伸长比为2.5时所需的应力。
解：橡胶的状态方程为)1(20λλσ-=kT N（1）已知T ＝25℃＝298.15K ，σ＝1.5*106N/m 2，λ＝2.5326223-62010*558.1)5.215.2(*15.298*10*1.3810*1.5)1(-=-=-=m kT N λλσ32010*558.1-=cm（2）当T ＝25℃＝298.15K ，λ＝1.5时)1(20λλσ-=kT N )5.115.1(*15.298*10*38.1*10*558.122326-=-＝6.76*105N/m 2 (3)当T ＝100℃＝373.15K ，λ＝2.5时)1(20λλσ-=kT N )5.215.2(*15.298*10*38.1*10*558.122326-=-＝1.88*106N/m 22. 已知丁苯橡胶未交联时数均分子量n M =3×104, 交联后当c M =104时,问在低拉伸倍率（1→λ）下的杨氏模量为多大? 又当c M =5×103时杨氏模量为多大? 设拉伸均在298K 下进行, 此时SBR 的密度32109-⋅⨯=m kg ρ. 解: 由)21)(1(2nccM M M RT--=λλρσ 拉伸(杨氏)模量)21)(21(3ncc M M M RT E -+=∂∂=λρλσ 由题意低拉伸率下,即1→λ即 )1031021(108.91029831.81093443421⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-E241027.2-⋅⨯=m kg)10310521(108.910529831.81093433322⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-E 241009.9-⋅⨯=mkg3.一交联橡胶试片，长2.8cm ，宽1.0cm ，厚0.2cm ，重0.518g ，于25℃时将它拉伸一倍，测定张力为1.0公斤，估算试样的网链的平均相对分子质量。
解：由橡胶状态方程21c RT M ρσλλ⎛⎫=-⎪⎝⎭21c RT M ρλσλ⎛⎫=- ⎪⎝⎭∵5241 4.9100.2110f kg m A σ-===⨯⨯⨯ 3360.518109250.21 2.810W kg m V ρ--⨯===⨯⨯⨯K mol cm g k mol J R ⋅⋅⨯=⋅=41048.8/314.8∴(或通过牛顿转化得来)4.将某种硫化天然橡胶在300K 进行拉伸，当伸长一倍时的拉力为7.25×105N·m -2，拉伸过程中试样的泊松比为0.5，根据橡胶弹性理论计算： (1)10-6m 3体积中的网链数N;(2)初始弹性模量E 0和剪切模量G 0 ;(3)拉伸时每10-6m 3体积的试样放出的热量? 解：（1）根据橡胶状态方程21NkT σλλ⎛⎫=-⎪⎝⎭已知玻兹曼常数 231.3810k J K -=⨯527.2510N m σ=⨯， 2,300T K λ==︒∴()52317.2510 1.381030024N -⎡⎤=⨯÷⨯⨯⨯-⎣⎦=1×1026 个网链/m 3（2）剪切模量 21G NkT σλλ⎛⎫==÷-⎪⎝⎭()5217.251024N m =⨯÷-524.1410N m =⨯ （3）拉伸模量 ()21E G ν=+ ∵ ν＝0.5∴ 623 1.2410E G N m ==⨯（4）Q T S =∆， 21232S Nk λλ⎛⎫∆=-+- ⎪⎝⎭ ∴21232Q NkT λλ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭ 代入N ，k ，T ，λ的数值，得734.1410Q J m --=-⨯⋅ （负值表明为放热）5.一块理想弹性体，其密度为9.5×102 kg·cm -3，起始平均相对分子质量为105，交联后网链相对分子质量为5×103，若无其它交联缺陷，只考虑链末端校正．试计算它在室温(300K)时的剪切模量。