理论力学网上作业题答案
1 理论力学网上作业题 第一章 静力学的受力分析 名词解释 1.力: 力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化，或者使物体发生变形。 2. 刚体：在任何情况下都不发生变形的物体。 3.平衡：物体相对地面保持静止或作匀速直线运动的状态。 4.内效应：使物体的发生变形的效应。 5.外效应：使物体的运动状态发生变化的效应。 6.力系：作用在物体上的一群力。 7.等效力系：一个力系和另一个力系分别单独作用时，使物体产生的作用效果相同，则称这两个力系互为等效。 8.合力：如果一个力和一个力系对物体作用效果相同，则称这个力为这个力系的合力 9.二力杆件：只在两个力作用下处于平衡的构件，称为二力构件。 10.平衡力系：作用在物体上的一群力，使物体保持静止或匀速直线运动，这群力称为平衡力系。
单项选择题
1.A 2.D 3.D 4.D 5.B 6.C 7.A 8.D 9.B 10.D 11.B 简答题 1．力的三要素是什么？ 答：力的大小、方向、作用线。 2．什么是受力图？ 答：将所研究的物体，从周围物体的约束中分离出来，单独画出这个物体的轮廓图形，并将作用在它上面的主动力和约束力全部画在图形上，这样得到的图形称为受力图。 3．理论力学有哪些研究内容？ 答：三部分内容：静力学、运动学和动力学。 4．物体受汇交于一点的三力作用而处于平衡，三力是否共面？为什么？ 答：共面。根据三力汇交原理，三力汇交一点，处于平衡，一定共面。 5．二力平衡条件与作用力和反作用力定律的区别？ 答：二力平衡条件是二力作用在同一个物体上，而作用力和反作用力是在两个物体上。 6．画物体受力图时，有哪些步骤？ 答：首先确定研究对象，然后取分离体，画主动力，最后画约束力。 7．理论力学的研究对象是什么？ 答：研究物体机械运动一般规律的学科。 8．什么是矢量？ 答：具有大小、方向、多用点的量。 9．什么是代数量？矢量和代数量有什么区别？ 答：具有大小、方向的量称为代数量。区别是矢量运算应用矢量法则，代数量运算应用代数相加减。 2
10.什么是刚化原理？ 答：将处于平衡状态的变形体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。 11.只在两点受力的构件是不是二力构件？为什么？ 答：不是，在两点受力处于平衡的构件是二力构件。
计算题 1. 画出下列物体系统和单个物体(DF、CB、AE)的受力图。
2. 画出下列单个物体的受力图。 ByFAxFAyFBxF
AxFAyF
CFDFEyFExF3 3. 画出下列物体系统和单个物体（AB、CD）的受力图。
4.画出下列物体系统和单个物体(AC、CB)的受力图。
AyFAxFDF
NFTFAyFNFAxF
AxFAyFCF
DFCF4
5. 画出下列单个物体的受力图。 6. 画出下列物体系统和单个物体(AD、CB)受力图。
AxFAyFBFAxF
AyFC
F
CFBFAxFAyFNF
AF
2NF1NF
AxFAyFNF5
第二章 平面汇交力系 名词解释 1.平面力系：所有各力的作用线都位于同一平面内的力系。 2.平面汇交力系：各力的作用线都在同一平面内，且汇交于一点的力系。
单项选择题
1.B 2.D 3.D 4.A 5.C 1. 如果力F1与F2在x轴上投影相等，那么，这两个力是否一定相同？为什么？ 答：不一定。 2. 什么是平面汇交力学合力投影定理？ 答：合力在任意轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。 3. 平面汇交力系主要解题步骤？ 答：首先确定研究对象，画受力图，最后列平衡方程。
CxFCyFNFTF
TFCxFCyFAyF
AxF6
4.若力在某轴上的投影为零，则该力是否一定为零？ 答：不一定。 5.汇交于一点的三个平衡力，只要其中的两个力在同一直线上，则不共线的第三个力是否必定为零？ 答：一定。
6. 能否利用两个取矩方程()0AMF，()0BMF，求解平面汇交力系的平衡问题？如果能，有什么限制条件？ 答：能，限制条件为矩心A、B与汇交点O不能共线。 7. 平面汇交力系合成与平衡时所画出的两种力多边形有何不同？ 答：平面汇交力系合成力多边形：合力矢量由第一个力的矢端指向最后一个力的末端；平面汇交力系平衡时所画出的力多边形：各力矢量首尾相连构成封闭的力多边形。 8. 用解析法求平面汇交力系的合力时，若取不同的直角坐标轴，所求得的合力是否不同？ 答：相同，但表达形式可能不同。
计算题 1.分别计算如图所示中力F在x轴和y轴上的投影的计算式。
(a) 11cosxFF, 11sinyFF (b) 22cosxFF, 22sinyFF (c) 33cosxFF, 33sinyFF
2. 分别计算如图所示中力F在x轴和y轴上的投影的计算式。
(d) 44cosxFF, 44sinyFF (e) 0xF, 5yFF (f) 6xFF, 0yF 3. 解：取节点A为研究对象，受力如图所示 7
0xF cos600BFW 12BFW
0yF cos300CFW 32CFW
4. 解：取节点A为研究对象，受力如图所示
0xF cos60cos600BCFF 0yF cos30cos300CBFFW B3=3CFFW
5. 解：取节点A为研究对象，受力如图所示
BFCF
BFCF8
0yF cos300CFW 233CFW
0xF Ccos600BFF
3
3BFW
6. 解：取节点A为研究对象，受力如图所示
0yF cos200BFW cos20B
WF
0xF Bcos700CFF
cos70cos20BWF
7. 解：取节点A为研究对象，受力如图所示
BFCF
BFCF9 0xF cos60cos300BTFPF 132BFP
0yF cos30cos600CTFPF 132CFP
TFP
第三章 力矩 平面力偶系 名词解释 1. 力偶：大小相等、方向相反、作用线互相平行的两个力。 2. 力偶矩：力和力偶臂的乘积。 3. 力偶臂：两个力作用线间的垂直距离。 4. 力臂：点到力的作用线的垂直距离。 5. 力矩：力和力臂的乘积。
单项选择题 1.D 2.D 3.C 4.D 5.D 6.A 简答题 1. 力对点之矩的大小取决于什么？ 答：力的大小和矩心的位置。 2. 如何规定力对点之矩的正负号？ 答：力使物体绕矩心作逆时针方向转动时为正。反之为负。 3. 力偶对物体的作用效应取决于什么？ 答：力偶矩的大小，力偶的转向，力偶的作用平面。
CFBFTF10 4. 力偶的性质是什么？ 答：力偶只能用力偶等效，无合力；只要保持力偶的大小和方向不变，可以任意改变力和力偶臂的大小。保持力偶的大小和方向不变，力偶可以在力偶作用面内任意搬移。
5. 一力偶11(,)FF作用在0xy平面内，另一力偶22(,)FF作用在0yz平面内，力偶矩之绝对值相等，试问两力偶是否等效？为什么？ 答：不等效。两个力偶作用面不同。 6. 分析如图所示4个力偶，哪些是等效的？哪些是不等效的？ 答：第一和第二等效。第三和第四等效。 7. 刚体受同平面内的二力偶的作用（图a），其力多边形封闭（图b），问该物体是否处于平衡？为什么？
答：不平衡，因为保证投影平衡，物体不移动。但构成力偶，物体转动。 8. 力矩与力偶矩有什么区别与联系？ 答：区别：力矩是力对点的矩，与矩心选取有关，除产生转动效应外，还产生沿作用力方向的移动效应；而力偶矩与矩心选取无关，只产生转动效应。 相同点：都是转动效应的度量，二者的单位和正负号的规定都相同。 9. 力和力偶都能使物体产生转动效应，如图所示，力F与力偶M对圆盘的转动效应是否一致？ 答：在力对转轴的矩和力偶矩相等时，转动效应一致。 10. 大小相等的两个力FA和FB，其作用点分别是A，B。若A点到矩心O的距离OA大于B
点到矩心O的距离OB，那么是否一定有()()oAoBMFMF？ 答：不一定。 11. 作用在刚体上仅有两个力偶，力偶矩分别为MA，MB，且有MA+ MB=0，则此刚体是否一定平衡？ 答：一定
12. 若已知两平面力偶11(,)FF和22(,)FF中的力F1=100N，F2=150N。能否说明力偶22(,)FF的
转动效应大于11(,)FF的转动效应，为什么？ 答：不能，因为还要看力偶臂的大小。 13. 刚体上A，B，C，D四点组成一个平行四边形，如在其四个顶点作用有四个力，此四个
力沿四个边恰好组成封闭的力多边形，如图所示。此刚体是否平衡？若1F和1F都改变相反方向，此刚体是否平衡？ 答：不平衡。若1F和1F都改变相反方向，此刚体是平衡。 14. 力或力偶对点A的矩都相等，它们引起的支座约束力是否相等？ 答：图（a）、图（b）中B处约束力相同，其余不同。
计算题 1. 分别计算如图所示中力F对O点之矩。 解：(a) Fl (b) 0 (c) sinFl (d) –Fa (e) F (l+r) (f) 22 sinFab
2. 解：1220BMMFa 解得：1BAFFkN
西南交通大学理论力学作业答案⑦
刚体的平面运动作业参考答案1． 图示平面机构中，曲柄OA =R ，以角速度ω 绕O 轴转动。
齿条AB 与半径为2Rr =的齿轮相啮合，并由曲柄销A 带动。
求当齿条与曲柄的交角θ =60º时，齿轮的角速度。
答案：顺时针 31ωω=提示：可先用速度投影法求出齿条上与齿轮重合点的速度。
2．图中曲柄OA 长150mm ，连杆AB 长200mm ，BD 长300mm 。
设OA ⊥OO 1时，AB ⊥OA ，θ =60º，曲柄OA 的角速度为4rad/s ；求此时机构中点B 和D 的速度以及杆AB 、O 1B 和BD 的角速度。
答案：逆时针顺时针顺时针 rad/s 34 , rad/s 4, rad/s 3 , mm/s 800 , mm/s 34001O =====BD B AB D B v v ωωω提示：在图示瞬时，杆AB 的速度瞬心为点C ，杆BD 的速度瞬心为点E 。
3．图示平面机构中，曲柄长OA =r ，以角速度ω0绕O 轴转动。
某瞬时，摇杆O 1N 在水平位置，而连杆NK 和曲柄OA 在铅垂位置。
连杆上有一点D ，其位置为DK =31NK ，求D 点的速度。
答案：←=320ωr v D 提示：在图示瞬时，杆AB 瞬时平动，杆KN 的速度瞬心为点N 。
4．杆AB 长0.4m ，其端点B 沿与水平成倾角θ =30º的斜面运动，而端点A 沿半径OA =0.6m 的圆弧运动，如图所示。
求当杆AB 水平时，端点B 的速度和加速度。
假设此时OA ⊥AB ，杆OA 的角速度为πrad/s ，角加速度为零。
答案：2m/s 42.3 , m/s 18.2==B Ba v提示：先用速度瞬心法或基点法求出杆AB 的角速度和点B 的速度；然后以A 为基点，B 为动点，用基点法计算点B 的加速度。
5．图示机构中，曲柄OA 以等角速度ω0绕O 转动，且OA =O 1B =r 。
在图示位置时∠AOO 1=90º，∠BAO =∠BO 1O =45º， 求此时B 点加速度和O 1B 杆的角加速度。
第一学期西南交大理论力学C第1次作业答案
本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共26道小题)1. 考虑力对物体作用的运动效应和变形效应，力是。
(A) 滑动矢量(B) 自由矢量(C) 定位矢量正确答案：C解答参考：2. 考虑力对物体作用的运动效应，力是。
(A) 滑动矢量(B) 自由矢量(C) 定位矢量正确答案：A解答参考：3.图示中的两个力，则刚体处于。
(A) 平衡(B) 不平衡(C) 不能确定你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：B解答参考：4.作用力的大小等于100N，则其反作用力的大小为。
(A)(B)(C) 不能确定你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：B解答参考：5. 力的可传性原理只适用于。
(A) 刚体(B) 变形体(C) 刚体和变形体你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：A解答参考：6.图示结构，各杆自重不计，则杆BC是。
(A) 二力杆(B) 不能确定你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：A解答参考：7.图示作用于三角架的杆AB中点处的铅垂力如果沿其作用线移动到杆BC的中点，那么A、C处支座的约束力的方向。
(A) 不改变(B) 改变(C) 不能确定你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：B解答参考：8.图示构架ABC中，力作用在销钉C上，则销钉C对杆AC的作用力与销钉C对杆B C的作用力。
(A) 等值、反向、共线(B) 分别沿AC和BC(C) 不能确定你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：B解答参考：9.如图所示，物体处于平衡，，自重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图。
(A) 正确(B) 不正确(C) 不能确定正确答案：A解答参考：10.如图所示，物体处于平衡，自重不计，接触处是光滑的, 图中所画受力图是。
(A) 正确(B) A处约束力不正确(C)不能确定你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：B解答参考：11.如图所示，各杆处于平衡，杆重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图。
理论力学作业答案
解：力系对O点的主矩在轴上的投影为
M Ox M x F F2 cos a .100 F3 sin .300 51.8 N .m M Oy M y F F1 .200 F2 sin a .100 36.64 N .m M Oz M z F F2 cos a .200 F3 cos .300 103.6 N .m
FCy
P1
FDx
解得： FCy 4550 N
P
3、研究杆ABC
FCy
C
M F F
y
C
0
M A 6FAx 3FBx 0 0
B
FCx
FBy
FAy FBy FCy P3 0
x
0
FBx
FAx FBx FCx 0
MA P3 FAy
A
解得： FBx 22800, FBy 17850
M M FAx tan , FAy , M A M a a
3-9(b)
已知：q, M, a,. 不计梁自重，求支座A、B、C约束反力。 FNC FBy FBx
解：BC段梁受力分析如图，平面任意力系平衡方程为
F F
解得：
FNC
x y
0 FBx FNC sin 0 0 FBy qa FNC cos 0
解得： FAx 0, FAy 1 F M , FNB 1 3F M 2 a 2 a
3-5(b)
已知：F, M, q, a, 求支座A、B约束反力。
q
M
解：梁受力分析如 图，平面任意力系 平衡方程为
FAx
理论力学测试题及答案
理论力学测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 牛顿第一定律描述的是：A. 物体在没有外力作用下的运动状态B. 物体在受到平衡力作用下的运动状态C. 物体在受到非平衡力作用下的运动状态D. 物体在任何力作用下的运动状态答案：A2. 以下哪个不是惯性参考系的特点？A. 牛顿第一定律在其中成立B. 牛顿第二定律在其中成立C. 牛顿第三定律在其中成立D. 物体在其中不受任何力的作用答案：D3. 动量守恒定律适用于：A. 只有重力作用的系统B. 只有弹力作用的系统C. 只有摩擦力作用的系统D. 只有保守力作用的系统答案：D4. 以下哪个是矢量？A. 质量B. 速度C. 时间D. 温度答案：B5. 以下哪个是标量？A. 力B. 位移C. 功D. 速度答案：C二、填空题（每空1分，共10分）1. 牛顿第二定律的数学表达式为：\[ F = ma \]，其中\( F \)代表______，\( m \)代表______，\( a \)代表______。
答案：力；质量；加速度2. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向______，作用在______。
答案：相反；不同物体上3. 动量的定义是质量与______的乘积。
答案：速度4. 功的定义是力与力的方向上的______的乘积。
答案：位移5. 动能的定义是\( \frac{1}{2}mv^2 \)，其中\( m \)代表______，\( v \)代表______。
答案：质量；速度三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述牛顿第二定律的物理意义。
答案：牛顿第二定律表明，物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比，即力是改变物体运动状态的原因。
2. 描述动量守恒定律在碰撞过程中的应用。
答案：在没有外力作用的系统中，两个或多个物体发生碰撞时，碰撞前后系统的总动量保持不变。
这意味着碰撞前后各物体动量的矢量和相等。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 一辆质量为1500kg的汽车以20m/s的速度行驶，突然刹车，经过5秒后停止。