理论力学2018期末试卷及答案
理论力学-理论力学期末考试(答案题解)
理论力学课程期末考试（答案题解）
一、1、（1） 研究全系统，由 M O (F ) 0 计算；（2）三种方法：平面运动刚
体运动微分方程；（3）静力学平衡方程和虚位移原理。
2、两个自由度，理想约束，完整约束，定常约束
二、解： 研究 BD 杆，受力如图所示。
F F ' M B 0 F1 l FDx 2l 0
mvC2
力所作的功为 W
M
2
由动能定理有
2
M
11 12
mvC2
解得 vC
6M 11m
C
1 R
6M 11m
BC
1 2R
6M 11m
以 C 为基点，分析 B 点加速度，加速度合成图如图所示。
aBt
a
n B
aC
aBt C
aBnC
向 aBt 方向投影，有
3 2
R
FC
R
3 2
mR 2
C
3mR 2
解得
M 10mR 2
S
所以 O1A
M 10mR 2
C
2
M 5mR 2
BC 0
OB
M 10mR 2
分析圆盘，建立相对质心 C 的动量矩定理，有
FE
R
mR 2 2
C
5、 解：分析 BC 杆，瞬心为 B。
解得
FCx '2l FBE '
2 2
l
0
《理论力学》期末考试试卷
《理论力学》期末考试试卷一．选择题1． 质量为m 的质点M 在重力作用下铅 垂下落，在运动过程中受到空气阻力作用， 阻力大小与速度的立方成正比，即R F =cv 3 c 为常量。
质点M 在图示坐标中的运动微 分方程为：-------------A: ;x c mg x m 3 +-= B:3v c mg xm ++= C:;x c -mg x m 3 += D: ;x c mg xm 3 --= E: A.B.C.D 中没有给出正确答案；2． 圆盘A 放在光滑的水平地面上运动，杆AB 通过圆柱铰链与圆盘中心A连接，系统在图示铅垂面内运动，如图2所示，若圆盘和杆为非匀质刚体 ，则有：-------------- A ：系统的机械能守恒；B ：系统的动量在水平方向的投影守恒；C ：圆盘对铰链A 的动量矩守恒； D:AB 杆对铰链A 的动量矩守恒；3． 若定轴转动刚体的惯性力系向转轴上的某一点简化后为一惯性力偶，其力偶矩矢量平行与转轴，则该定轴转动刚体为：-------------- A:静平衡 B:动平衡 C:非静平衡 D:非动平衡 E ：非静平衡，也非动平衡。
4． 质点系的动量恒为零，且对任一点的动量矩也为零，则该质点系的动能：---------------A ：一定不为零 B: 一定为零 C: 不一定为零5． 长为L ，质量为m 的匀质水平杆AB 的A 端用铰链与墙面固定，B 端用绳索铅锤吊起，杆上放有质量为M 的重物（视为质点）。
若（a ）：重物放在AB 的中点；（b ）：重物放在AB 杆的B 端。
当绳索烧断后瞬间，忽略所有摩擦，比较哪种情况下，AB 杆的角加速度大。
答--------------A: 情况（a ）时AB 杆的角加速度大； B: 情况（b ）时AB 杆的角加速度大； C: 条件不足，不能确定。
二．填空题1．定轴转动刚体绕O轴在铅锤面内运动，若其质量为2m，对转轴的转动惯量为J，质心到转轴的距离为OC=b，根据系统的广义坐标（如图3 ），建立其运动微分方程：--------------------------------------------------------图32．匀质三角板用圆柱铰链与铅锤的AB杆和CD杆连接，如图4。
2017_2018(1、2)学期理论力学A卷教(学)案试题答案
考试科目：理论力学注：1、请在“教研室意见”栏或“院系部意见”栏签署选用“A”卷或“B”卷的意见。
2、本登记表同试卷一并归档保存。
3、本表要求必须用计算机打印。
考试科目：理论力学考试时间：2018 年1月5日8:30-10:30时阅卷时间：2018年1月7日注：1、本表的各项内容必须在阅卷完毕后全部填写齐全。
2、本汇总表同试卷一并归档保存。
2017—2018学年第1、2学期理论力学课程期末考试试卷（A 卷）m ，拖杆质量可以忽略，某同学用该拖把在水平地板上拖地地面与拖把间的最大静摩擦因数为条件时，不管同学施加的推力多大，都不能使拖把从静止开始运动。
arctan()μ C. arctan(2πθ≥-2017—2018学年第1、2学期理论力学课程期末考试试卷（A卷）按相应管理规定处理。
院系:)322yy，2017—2018学年第1、2学期理论力学课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准物体的自重，所有接触处均为光滑接触。
评分标准：系统受力图2分，每个物体受力图3分。
2017—2018学年第1、2学期理论力学课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准解：（1）取整个系统为研究对象，受力如图所示。
常量，所以角加速度α= 0，惯性力偶矩M I = 02=N5π. 专业学习资料.)322y y ）.2017—2018学年第1、2学期理论力学课程期末考试试卷（A 卷）答案及评分标准解：（1）此瞬时CD 杆作瞬时平动，则cos60cos60Ae BA v v =+，即34Br v r =. 专业学习资料.。
理论力学期末标准试卷及详解答案
2011～2012 学年度第 二 学期《 理论力学 》试卷（A 卷）一、填空题（每小题 4 分，共 28 分）1、如图1.1所示结构,已知力F ，AC ＝BC ＝AD ＝a ，则CD 杆所受的力F CD ＝（ ），A 点约束反力F Ax =（ ）。
2、如图1.2 所示结构，,不计各构件自重，已知力偶矩M ，AC=CE=a ，A B ∥CD 。
则B 处的约束反力F B =（ ）；CD 杆所受的力F CD =（ ）。
E 1.1 1.23、如图1.3所示，已知杆OA ，以匀角速度ω绕O 轴转动，如以滑块A 为动点，动系建立在BC 杆上，当BO 铅垂、BC 杆处于水平位置时，滑块A 的相对速度v r =（ ）；科氏加速度a C =（ ）。
4、平面机构在图1.4位置时， AB 杆水平而OA 杆铅直，轮B 在水平面上作纯滚动，已知速度v B ，OA 杆、AB 杆、轮B 的质量均为m 。
则杆AB 的动能T AB =（ ），轮B 的动能T B =（ ）。
C1.3 1.45、如图1.5所示均质杆AB 长为L ,质量为m,其A 端用铰链支承,B 端用细绳悬挂。
当B 端细绳突然剪断瞬时, 杆AB 的角加速度 =（ ），当杆AB 转到与水平线成300角时，AB 杆的角速度的平方ω2=（ ）。
6、图1.6所示机构中,当曲柄OA 铅直向上时,BC 杆也铅直向上,且点B 和点O 在同一水平线上；已知OA=0.3m,BC=1m ，AB=1.2m,当曲柄OA 具有角速度ω=10rad/s 时,则AB 杆的角速度ωAB =（ ）rad/s,BC 杆的角速度ωBC =（ ）rad/s 。
AB1.57、图1.7所示结构由平板1、平板2及CD 杆、EF 杆在C 、D 、E 、F 处铰接而成，在力偶M 的作用下，在图上画出固定铰支座A 、B 的约束反力F A 、F B 的作用线方位和箭头指向为（ ）（要求保留作图过程）。
1.7二、单项选择题（每小题 4 分，共28 分）1、如图2.1所示，四本相同的书，每本重均为P ，设书与书间的摩擦因数为0.1，书与手间的摩擦因数为0.25，欲将四本书一起抱起，则两侧手应加的压力至少大于（ ）。
理论力学期末考试试题(卷)(试题(库)带答案解析)
理论力学 期末考试试题1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面，载荷如图所示。
其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。
试求固定端A 的约束力。
解：取T 型刚架为受力对象，画受力图.1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布：1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m 。
求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。
解：1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。
求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力.解：1-5、平面桁架受力如图所示。
ABC 为等边三角形，且AD=DB 。
求杆CD 的力。
1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。
在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。
试计算杆1、2和3的力。
解：2-1 图示空间力系由6根桁架构成。
在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面，且与铅直线成45º角。
ΔEAK=ΔFBM。
等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。
若F=10kN，求各杆的力。
2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。
在节点D沿对角线LD方向作用力F。
在节点C沿CH边铅直向下作用力F。
如铰链B，L和H是固定的，杆重不D计，求各杆的力。
2-3 重为1P ＝980 N ，半径为r =100mm 的滚子A 与重为2P ＝490 N 的板B 由通过定滑轮C 的柔绳相连。
已知板与斜面的静滑动摩擦因数s f =0.1。
《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。
理论力学考试试题(题库-带答案)
理论力学期末考试试题1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。
其中转矩M=20kN.m，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。
试求固定端A的约束力。
解：取T型刚架为受力对象，画受力图.1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA上的气动力按梯形分布：q=60kN/m，2q=40kN/m，机翼重1p=45kN，发动机1重p=20kN，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m。
求机翼处于平2衡状态时，机翼根部固定端O所受的力。
解：1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。
求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力.解：1-5、平面桁架受力如图所示。
ABC为等边三角形，且AD=DB。
求杆CD的内力。
1-6、如图所示的平面桁架，A端采用铰链约束，B端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m。
在节点E和G上分别作用载荷F=10kN，G F=7EkN。
试计算杆1、2和3的内力。
解：2-1 图示空间力系由6根桁架构成。
在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45º角。
ΔEAK=ΔFBM。
等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。
若F=10kN，求各杆的内力。
2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。
在节点D沿对角线LD方向作用力F。
在节点C沿CH边铅直向下作用力F。
D如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，求各杆的内力。
2-3 重为1P ＝980 N ，半径为r =100mm 的滚子A 与重为2P ＝490 N 的板B 由通过定滑轮C 的柔绳相连。
已知板与斜面的静滑动摩擦因数s f =0.1。
滚子A 与板B 间的滚阻系数为δ=0.5mm ，斜面倾角α=30º，柔绳与斜面平行，柔绳与滑轮自重不计，铰链C 为光滑的。
理论力学考试试题(题库-带答案)
理论力学期末考试试题1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。
其中转矩M=20kN.m，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。
试求固定端A的约束力。
解：取T型刚架为受力对象，画受力图.1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA上的气动力按梯形分布：q=60kN/m，2q=40kN/m，机翼重1p=45kN，发动机1重p=20kN，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m。
求机翼处于平2衡状态时，机翼根部固定端O所受的力。
解：1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。
求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力.解：1-5、平面桁架受力如图所示。
ABC为等边三角形，且AD=DB。
求杆CD的内力。
1-6、如图所示的平面桁架，A端采用铰链约束，B端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m。
在节点E和G上分别作用载荷F=10kN，G F=7EkN。
试计算杆1、2和3的内力。
解：2-1 图示空间力系由6根桁架构成。
在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45º角。
ΔEAK=ΔFBM。
等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。
若F=10kN，求各杆的内力。
2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。
在节点D沿对角线LD方向作用力F。
在节点C沿CH边铅直向下作用力F。
D如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，求各杆的内力。
2-3 重为P＝980 N，半径为r =100mm的滚子A与重为2P＝490 N1的板B由通过定滑轮C的柔绳相连。
已知板与斜面的静滑动摩擦因数f=0.1。
滚子A与板B间的滚阻系数为δ=0.5mm，斜面倾角α=30º，s柔绳与斜面平行，柔绳与滑轮自重不计，铰链C为光滑的。
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150 300
1
1
A
2
D
60o
2
B C
题一.4 图 E
5. 均质杆 AB 以角速度 绕 A 轴匀速转动，由杆 CB 带动滑块 C 在滑槽中运动。已知 AB 杆长为 l，质量为 m，不计杆 CB 质量，滑块 C 质量为 m。当 AB 杆与水平线夹角为 45o 且与 CB 杆垂 直时，求系统对 A 轴的动量矩。
+1 2
mv
2 A
5 4
mv
2 A
p 2 mg vA cos 60o mgvA
dT dt
p ，解得： aA
2g 5
（三）加速度分析
A
O
vA
vO
30o
速度分析图
A
C
O
aA
aC
aO
30o
加速度分析 图
A-10
aA aO aC R （四）运动微分方程
以轮为研究对象
JO FS R
解得：
FS
力和 A、B 处的约束力。（写出解题过程，并将答案填入表格中）
z
E
A
D
x
题三图
B
y
C
第三题答案：
FCE
FDE
FAx
FAz
FBx
FBz
A-4
得
四.（20 分）如图所示机构，杆 OA 匀速转动角速度为 2rad / s ，杆 AE 与杆
分
O1B 在 B 处铰接，B 为杆 AE 中点，图示瞬时各夹角均为 45o ，OA=OO1=1m，
分
分布力作用，求 A、B 处约束力。（写出解题过程，并将答案填入表格中）
10N/m B
1m E
1m 20N D
8N m A
C
题二图
1m
第二题答案：
FA
FBx
FBy
A-3
得
三.（15 分）图示长方形均质薄板 ABCD 重 P=3kN，用碟铰链 A 和 B 固定在墙上，并用
分
两根绳子 CE、DE 维持在水平位置。已知 AB=CD=2m，AD=BC=AE=1m，求绳子的拉
滚动（只滚不滑），忽略 A 处摩擦。求（1）轮心 O 处的加速度；（2）圆轮所受斜面
摩擦力；（3）A 处约束力。
A
O
30o
题五图
A-6
理论力学期末考试答案（A 卷）
一.（30 分，每题 5 分）） 1.
20kN
FFD D
FBD
题一.1 图
取 D 结点为研究对象
Fx 0 ， FBDcos45o FFD 0 Fy 0 ， FBDsin45o 20 0
总分 100
得
分
一.简答题 (共 30 分, 每题 5 分)
1. 图示桁架各夹角均为 45o ，求 EF 杆内力。
20kN
20kN
E
F
C
D
A
B
订
题一.1 图
2. 均质圆盘和杆在 A 处铰接，圆盘质量为 2m，半径为 l / 3 ，AB 杆长为 l，质
量为 m，初始瞬时 AB 杆处于铅直位置，系统静止。在微小扰动下 AB 杆倒下，
=
1 5
mg
maO mg cos 60 FOx FS
解得：
FOx
=
1 10
mg
以杆为研究对象
M C 0 ， FAR cos 30 FOy R cos 30 FOxR sin 30 0 Fy 0 ， FA FOy mg cos 30 0
解得：
FA =
83 15
mg
0.92mg
(a)式沿垂直 O2D 方向投影得
aet aC =aA
2 2
aEnA
aA 2 OA 41 4m / s2
aC =2O2D vr 2
2 2
2 2m / s 2
aEnA =A2E AE 1 2 2 2.828rad / s2
解得 aet =2m/s2
O2 D
aet O2 E
动能定理： T1
0 ，T2
1 2
mvC2y
1 2
JC2
1 6
ml 22
T2 T1 W12 ，解得
3g l
3.
B
A
D
O
O1
题一.3 图
x b cost 2
y 1 bsin2t 2
vx bsin2t vy bcos2t
4.
FI2
A
B MI
FI1
FI3
C
惯性力图
FI1 0.15m1 FI2 0.4m2 FI3 0.4m22 M I 0.053m2
FA FCD =8 2 11.3kN
A FA
10N/m
（2）取 BD 杆为研究对象
FBx
B
Fx 0 ， FBx FCD
2 =0 2
FBy
FBx =8kN
ME
0
，
1 10 2 1
2
3
FBy
1 201
FCD
2 1 0 2ຫໍສະໝຸດ FBy=74 3
24.67kN
第二题答案：单位 kN
FA
FBx
11.3
FOx FS FOy O
mg FN
O 轮受力图
C
O
FOx
FA
FOy
mg
OA 杆受力图
A-11
解得： FFD 20 kN （拉力） 取 F 结点为研究对象 FEF 20 kN （拉力）
2.
vC vA vCA
vA A
vA C
B
上式在水平方向投影得： vCx vA 水平方向动量守恒： 2mvA mvCx 0 得 vCx vA 0
vCA
题一.2 图
vCy
l 2
， W12
mg
l 2
C
B
OA
题一.5 图
6. OA 杆作用力偶 M，绕 O 轴转动，轮 B 在地面上作纯滚动，半径为 r，在轮心作用水平力 F 使系统在图示位置平衡，不计自重。试利用虚位移原理求 M、F 间的关系。
O
M
30o
BF A
题一.6 图
A-2
得
二.（15 分）图示结构由杆 AC 及杆 CD、BD 铰接而成，受集中力、集中力偶和线性
滑块 E 与杆 AE 铰接，可在滑槽 O2D 中滑动，O2E=2m。求图示瞬时滑槽 O2D
的角速度和角加速度。
O2
E
D B
O1
O
A
速度分析图
E D
O2 B
O1
O
A
加速度分析图
A-5
得
五.（20 分）图示系统中，均质杆 OA 与均质圆轮 O 在轮心处铰接，杆质量为 m，轮 O
分
质量为 m，半径为 R，初始瞬时 OA 杆水平，系统静止，系统释放后轮子在斜面上纯
ve
E
va D vr
瞬心O1
O2
O2 D
vB
B
AE
vA
O
A
速度分析图
A-9
O2D
ve O2 E
2 0.707rad / s 2
（二）加速度分析
以 E 为动点，动系放在滑槽 O2D 上
aa ae ar aC ，
以 A 为基点，分析 E 点加速度
aE aA aEt A aEnA
因为 aE aa 所以 aet aen ar + aC aA aEt A aEnA (a)
A
FAx FDE
D
P
x
题三图
Fx 0 ， FAx FDE
2 0 ，得 2
FAx
3 2
1.5kN
Fz 0 ， FAz FDE
2 2
FBz
P
0
，得
FAz 0
FBy
B
y
FCE
FBx
C
第三题答案：单位 kN
FCE
FDE
FAx
FAz
FBx
FBz
0
2.12
1.5
0
0
1.5
四.（20 分） （一）速度分析
地面光滑忽略摩擦，求 AB 件到达水平位置时的角速度。
B
线 A
题一.2 图
3. 图示机构中杆 OA 以角速度 绕 O 轴匀速转动，杆 O1B 绕 O1 轴转动，两
杆用十字形滑块 D 连接，在运动过程中两杆保持相交成直角，已知 OO1 =b，
求滑块 D 的运动方程和速度方程。
B
A
D
O
O1
题一.3 图
A-1
8
FBy 24.67
8N m
FCD
C
E FE
题二图
20N D FCD
A-8
z
三.（15 分）
M z 0 ，得 FBx 0
E
Fy 0 ，得 FCE 0
M
y
0
，
P
1 2
FED
2 1 0 2
得
FDE
32 2
2.12kN
M x 0 ， P 1 FBz 2 0
得
FBz
3 2
1.5kN
FAy
=
2 2
=1rad/s 2
aC
aen
a
t EA
E
aA D ar
aet aEnA
B
O2
O2 D
O1
O
A
aA
加速度分析图
五.（20 分）
（一）速度分析
OA 杆平动 vA vO ， 轮子纯滚动 vO R
（二）功率方程