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1工程力学(I)期末考试解答

一.单项选择题(每小题3分,共21分)1.一平面任意力系向O点简化后得到一力FR和力矩为MO的力偶,则该力系最后合成的结果是:(3).作用于O点的一个力;作用在O点右边的一个力;作用在O点左边的一个力;合力偶.2.正方体的ABCD面上沿BD方向作用一力F,则该力(2).对x、y轴的矩相等;对y、z轴的矩相等;对x、y、z的矩全不相等;对x、y、z的矩全相等.

3.物块与水平面间的摩擦角?m=150,物块上作用有力P、Q,且P=Q,若?=300,则物块的状态为(2).临界平衡状态;静止(非临界平衡状态);滑动状态;无法确定.4.图示机构中,OA杆以匀角速度?绕O轴转动,若选OA上的A点为动点,动系固结在BC杆上,则在图示瞬时,动点的相对加速度ar与牵连加速度ae它们的方向是:(3).ar铅垂向上,ae向下;ar铅垂向下,ae向上;ar水平向左,ae向下;ar水平向右,ae向上.

(5)若刚体作瞬时平动,则该瞬时刚体的角速度?,角加速度?分别为(3).(1)?=0,?=0;(2)?≠0,?=0;(3)?=0,?≠0;(4)?≠0;?≠0.(6)一均质杆AB,长为L,质量为m,以匀角速度?绕O轴转动,则杆对过O点的Z轴的动量矩LZ的大小为(2).(7)在上题图示,AB杆的动量大小为(1).

二.判断题(每小题3分,共6分)(正确的打√,不正确的打×.)1.均质圆盘绕其质心作定轴转动时,则系统的动量为零,对转轴的动量矩也为零.()2.点作匀速运动时,其加速度不等于零.()三.简单计算题(每小题10分,共30分)1.在图示刚架中,已知q=4kN/m,F=4kN,M=8kN.m,不计刚架自重,求固定端A处的约束反力.解:取刚架分析,固定端处受力如图.刚架A处约束力方向如图示,约束力偶与图示相反.

2.在图示机构中,已知O1A∥O2C∥O3D,2O1A=O2C=O3D=2r,?为常数,求三角板M点的速度和加速度,并在图中画出其方向.解:图示结构中,O1A杆、O2B杆、O3D杆皆为定轴转动,AB杆和三角板CDM作平动.M点速度加速度方向如图示.

3.均质杆长为2L,直立在光滑的水平面上,求它从铅垂位置无初速倒下时,端点A相对于图示坐标系的轨迹(方程).解:均质杆在运动过程中,始终有质心xc=0消去参数?可得:于是可有杆端A点的坐标为L(A)

四.组合结构如图示,其中q=5kN/m,P=10kN,M=20kN.m,杆自重不计.求杆1、2、3所受的力及固定端A处的约束力.(15分)解:取BD梁分析受力平衡取E铰链分析受力平衡此处的F是什么啊？

对于整个结构,解除A端约束及3号杆件,作受力图答:结构中,1、3号杆受拉,大小分别为50kN和40kN,2号杆受压,大小为30kN.A处约束力为:Fx=40kN,Fy=50kN,MA=100kN.m,其方向如图所示.

取BD梁分析受力平衡10又解:取E铰链分析受力平衡取AB梁(含B铰链)分析受力平衡

取AB梁(含B铰链)分析受力平衡11

五.构架的尺寸及其上的载荷如图示.已知q0=4kN/m,M=10kN.m,不计各杆自重,求A、B、C处所受的力.(15分)解:取DEG杆分析受力平衡再取ABC杆分析受力平衡

对于ABC杆,A点受力为FAx=12kN,MA=28kN.m,方向如图示,FAy=5kN,方向与图示相反.B、C点受力分别为5kN、kN,方向如图示.

六.直径为d=8cm的滚子在水平面上只滚不滑.杆BC=30cm,其B端与滚子的轮缘铰接,C端与滑块铰接.已知图示位置时,滚子的角速度为?=10rad/s,OB与水平方向的夹角?=300,?=600.求此时刻BC杆的角速度和滑块C的速度.(13分)解:滚子及BC杆都为平面运动,滚子A点为其速度瞬时中心.B点、C点速度方向如图示,O′为BC杆的速度瞬心.答:BC杆角速度为