理论力学复习题(12土木)答案2

玛丽莲梦兔
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2021年02月10日 07:49
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-

2021年2月10日发(作者:中秋节的来历50字左右)


理论力学复习题


1


答案




三、计算题



1


、两根铅直杆


AB



CD


与梁


BC


铰接,


B



C


< p>
D


均为光滑铰链,


A


为固 定端约束,各梁的长度均为


L=2m



受力情况如图。已知:


P=6kN



M =4kN


·


m



qO=3kN/m,


试求固定端


A


及 铰链


C


的约束反力。





















1


< /p>


2


、求指定杆


1



2



3


的内 力。





3


、一均质杆


AB


重为

< br>400N


,长为


l


,其两端悬挂 在两条平行


E


D


上处于水平位置,如图 所示。今其中一根绳子突然被剪断,



AE

此时的张力。



解:运动分析



A


B






绳子突然被剪断,杆


AB



A


作定轴转动。



假设角加速度为


α



AB


杆的质心为


C


,由于


A


点的



绝对速度为零,以瞬心


A


为基点,因此有:



a




e






C



a



C



a


1






C



2



l




方向如图所示







受力分析:



AB

杆承受重力、绳子拉力、惯性力和惯性力矩



l

< p>
/


2


l


/


2


C


利用动静法,对质心


C< /p>


建立力矩方程:



A





M



C



0




a



e



c

< br>


M



1








C



T



2


l



0



T


F



C


1


ml


2




1

Tl



C


M



C








12


2


0











1




A


B




mg







Y



0



l


/


2


l


/


2









T



F



C



mg


< p>
0



T



1


lm



< br>mg









2


0










2




联立(


1




2


)两式,解得:




2


等长的绳


求另一根


< br>3


g


2


l



















T



100


N






【注】本题利用质心运动定理和绕质心转动的动量矩定理也可求解




4


、边长


b =100mm


的正方形均质板重


400N


,由三根绳拉住,如图所示。求:


1


、当

FG


绳被剪断的瞬时,


AD



BE


两绳的张力;


2


、当


AD



BE

两绳运动到铅垂位置时,两绳的张力。




D


A


F


G

B


E


60º






















3




5


、图中 ,均质梁


BC


质量为


4m


、长


4R


,均质圆盘质量为


2m


、半径为


R


,其

< br>上作用转矩


M


,通过柔绳提升质量为

m


的重物


A


。已知重物上升的加速 度为


a=0.4g


,求固定端


B


处约束反力。




6


、均质杆


AB


长为

L=2.5m


,质量为


50kg


, 位于铅直平面内,


A


端与光滑水平


面接 触,


B


端由不计质量的细绳系于距地面


h


高的


O


点,如图所示。当绳


处于水平位置时,杆由静止开始下落,试用动静法求解此瞬时


A


点的约束


反力和绳子的拉力。




4





7


、匀质杆


OA



l


、质量为

m


,其


O


端用铰链支承,


A


端用细绳悬挂,置于铅垂面内。试求将细


绳 突然剪断瞬时,


OA


的角加速度,铰链


O


的约束力。




P184






F


Oy




F


O


x




O



W< /p>


=


m


g




理论力学复习题


2



三、计算题



图示半径为


R


的绕线轮沿固定水平直线轨道作纯滚动,



端点


D


沿轨道滑动 。


已知:


轮轴半径为


r




CD


长为


4


R



线段

< br>AB


保持水平。在图示位置时,线端


A

< br>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< /p>


C


平面运动,速度瞬心


P






v


R



r



(顺钟向)






a


R



r



(顺钟向)




v




Rv


O



PO



R



r




v


2


Rv


C



PC





R



r





< br>


Ra


O


R



r





O


为基点



a





n


C



a


O



a


CO

< p>


a



t


CO




5








CD


作瞬 时平动,



CD


0



2


Rv












R



r





t




t



n

< br>


t



a


O



a


CO



a


CO



a


DC



C


为基 点



a


D


< /p>


a


C



a


DC




v


D



v


C



t


n


cos




a


CO


sin





:


a


D< /p>


cos




a< /p>


O


cos



< /p>


a


CO







2


Ra



3


Rv


2






(方向水平向右)








a


D




2






R



r

< br>


3



R



r













四、计算题



在图示机构中,已知:匀 质轮



作纯滚动,半径为


r

< p>


,质量为


m


3


,鼓轮



的内径为



r



,外


径为



,对其中心轴的回转半径为


ρ



,质量为


m


2



,物



的 质量为


m


1


。绳的


CE


段与水平面平


行,系统从静止开始运动。试求:< /p>



(1)



物块



下落距离


s


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



= Σ


W


i



m


3


v


C


m


v


+


1


J



C



ω



2


+


1


J



B



ω



2


+


1


A


=


m


1



g s















2


2


2


2


2


2


式中:


J


C



1


m


3


r


2



J


B


< br>m


2



2



2


代入得:


v


C


=


2


r


m


1


gs























2


2


2


2


m


1


R



2


m


2


ρ


< br>3


m


3


r


2


m


1


grR










2


2


2


2


m


1


R



2


m


2


ρ


< br>3


m


3


r


1


式两边对


t


求导得:


a


C


=





对物




m


a



= Σ


F


,即:



m


1



a



A


=


m


1



g




F


AD



F


AD


=


m



1



g



m


1



a



A


=


m


1



g< /p>



m


1


R



a


C






r















6


< /p>


2.


一链条总长为


L

,质量为


m


。放在光滑桌面上,有长为

b


的一段悬挂下垂,设链条开始时处于静


止在自重作用下运 动,且在离开桌面之前,均与桌面保持接触。当末端离开桌面时,求链条的速度。



(P197)





l-b


O


b




3.




由均质圆盘与均质组成的复摆。已知杆长为


l,


质量为


m


2


,圆盘半径为< /p>


r


,质量为


m


1


,


试求复摆


对悬挂轴


O


的转动惯量。


(P176)








理论力学复习题


3

< br>(答案)



一、填空题



1



2


2

< p>
F




F





2



6



0



3



二、单项选择题



1





A




2





C




3



B




4



A



D


5





A



6





A



7





B



四、计算题



3


M


M


1


3


2


2


2








3



L


ω




2


L


ω





4




m


v


B




m


v


B




5



3g/ 2


L




3g/2


L




3


a


2


a


2


4


P


F


Ax


M


A

< p>



q


F


By


B


F


Bx


F



C


B

D


A


M


F


Ay


Bx


F


F


Dy


Dx


F


By




7


q


F


Cx


C


F


C y


D


F


Dx


F


Dy



解:



1


)以


BC



CD


杆为研究对象


,

< br>受力如图:



4


分)

< p>


结构对称:


F


By


= F


Dy


= q


×


2=20kN F


Bx


= F


Dx




2


)以


CD


杆为研究对象


,


受力如图:



4


分)




M


C


=0, F


Dy


×


2



F


Dx


×


2



q


×


2 < /p>


×


1=0



F< /p>


Dx


=10 kN


< br>3


)以


AB


为研究对象


,


受力如图:



7


分)




M


A


=0, M


A



F


By


×


2



M



P


×


1=0



F


x


=0, F


Ax




F


Bx


=0



F


y


=0, F


Ay


- F


By




P =0


F


Ax


=10 kN F


Ay


=30 kN M


A


= 70kN.m




五、计算题(


P169





理论力学复习题


4


(答案)



一、


[


填空题(每小题


4


分,共


28


分)



1




5


2


F


,


F/2


2



A


,



不能



< /p>


3



A



C



4



[


4


g


2


g


3


R


,




3


R





5



2N< /p>


,向上


7



2,




3


二、单项选择题(每小题


4


分,共


28


分)



1



D




2



A





3



B





4





D





5



C



6



B




7



B



三、计算题(


15





8





6



v/L



v



3


v


2


L



F


E


M


E


2a


F


D


6


0


a

D



q


F


Ax


A


M


A


F


Ay


0


B


F< /p>


B



解:



1


)以


DE


杆为研 究对象


,


受力如图:



7


分)




M


C


=0,




F


E


×


60



M=0








F


E


= F


D


= F


BCD


=



2


M



3


3


a



2


)以


AB


为研究对象


,


受力如图:



8


分)




M


A


=0,




M


A



F


B


×


cos30


×


2a


-< /p>


2qa


=0




F


x


0


2


=0,










F


A


x




F


B


×


cos60


0


=0











0



F


y


=0,









F


A


y




F


B


×


cos30


-q


×


2a


=0








F


A


x


=



M


M



F


A


y


=2qa




3


a


3


3


a



M


A


=


2 qa


2



四、计算题(


15


分)





2


M



3



9

-


-


-


-


-


-


-


-