1、模塊1靜力學(xué)公理和物體的受力分析一、補(bǔ)充題1.1按照規(guī)范的方法（指數(shù)或字母前綴）表達(dá)下列數(shù)據(jù)3784590008N應(yīng)為：或0.0000003563m350708kN=()N86Mg=()kg3.17_20.28=1.2如果已知矢量A=8i+2j-4k,和B=1.5i-2j+0.4k求:1、A+B2、A-B3. A,B的模及單位矢量4. A*B5. AB二、受力圖卜列各圖中所有接觸均處于光滑面，各物體的自重除圖中1-1畫出各物體的受力圖。已標(biāo)出的外，其余均略去不計。(b)AC1-2畫出下列各物體系中各指定研究對象的受力圖。接觸面為光滑，各物自重除圖中已畫出的外均不計。.B(銷釘)ADC平面匯交力

2、系與平面力偶系2-1挪接薄板在孔心A、B和C處受三力作用，如圖所示。Fi=100N,沿鉛直方向；F2=50N,沿水平方向，并通過點(diǎn)A;F3=50N,力的作用線也通過點(diǎn)A,尺寸如圖。求此力系的合力。2-2圖示結(jié)構(gòu)中各桿的重量不計，AB和CD兩桿鉛垂，力Fi和F2的作用線水平。已知Fi=2kN,F2=lkN,CE桿與水平線的夾角為30°,求體系平衡時桿件CE所受的力。2-3在水平梁上作用著兩個力偶，其中一個力偶矩Mi=60kN.m,另一個力偶矩M2=40kN.m,已知AB=3.5m,求A、B兩支座處的約束反力。2-4壓榨機(jī)構(gòu)如圖所示，桿AB、BC的自重不計，A、B、C處均為錢鏈連接。油泵

3、壓力F=3kN,方向水平,h=20mm,l=150mm,試求滑塊C施于工件的壓力。模塊3平面任意力系與摩擦3-1露天廠房立柱的底部是杯形基礎(chǔ)，立柱底部用混凝土砂漿與杯形基礎(chǔ)固連在一起，已知吊車梁傳來的鉛直載荷F=60kN,風(fēng)荷q=2kN/m,又立柱自身重P=40kN,a=0.5m,h=10m,試求立柱底部的約束反力。/A3-2試求下列各梁的支座反力qaB(b)3-3懸臂式吊車的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，由DE、AC二桿組成，A、B、C為錢鏈連接。已知Pi=5kN,P2=1kN,不計桿重，試求桿AC桿所受的力和B點(diǎn)的支反力。學(xué)號姓名日期成績3-4由AC和CD構(gòu)成的組合粱通過錢鏈C連接，它的支承和受力如圖

4、所示，已知均布載荷強(qiáng)度q=10kN/m,力偶矩M=40kN.m,不計梁重，求支座A、B、D的約束反力和錢鏈C處所受的力。3-6如圖所示組合梁由AC和DC兩段較接構(gòu)成，起重機(jī)放在梁上，已知起重機(jī)重P=50kN,重心在鉛直線EC上，起重載荷Pi=10kN,如不計梁重，求支座A、B和D三處的約束反力。*3-7構(gòu)架如示，重物P=800N,掛于定滑輪A上，滑輪直徑為20cm,不計構(gòu)架桿重和滑輪重量，不計摩擦。求C、E、B處的約束反力。3.8平面桁架受力如圖所示。已知Fi=10kN,F2=F3=20kN,試求桁架4,5,7,10各桿的內(nèi)力。尺寸如圖所示。木塊與地面間的3.9重P=100N的長方形均質(zhì)木塊放

5、置在水平地面上，摩擦系數(shù)？s=0.4,求木塊能保持平衡時的水平力F的大小。100515已知詩重能架吧1Mhmm：C.態(tài),則由圖")可知,F=pI254)min&L夾與喳之間的摩擦系數(shù)fs=0.5；求的把砰提起所應(yīng)有的尺寸白口解設(shè)提起礦時系統(tǒng)處于平菊狀接著取詩為研究對象f圖(b),由=0,可得、=&)再由名yH4,P-Fjh-Fjju=0書中53頁里的11題模塊4空間力系學(xué)號4-1在圖示力系中，F(xiàn)1=100N,F2=300N,F3=200N,各力作用線位置如圖所示，求力系向點(diǎn)O簡化的結(jié)果。4-2如圖所示的空間構(gòu)架由三根桿件組成，在D端用球較鏈連接，A、B和C端也用球較鏈

6、固定在水平地板上。今在D端掛一重物P=10kN,若各桿自重不計，求各桿的內(nèi)力。4-3如圖所示，三圓盤A、B、C的半徑分別為15cm、10cm、5cm,三根軸OA、OB、OC在同一平面內(nèi)，/AOB為直角，三個圓盤上分別受三個力偶作用，求使物體平衡所需的力F和a角。4-4某傳動軸由A、B兩軸承支承。圓柱直齒輪的節(jié)圓直徑d=17.3cm,壓力角=-=20o,在法蘭盤上作用一力偶矩為M=1030N.m的力偶，如輪軸的自重和摩擦不計，求傳動軸勻速轉(zhuǎn)動時A、B兩軸承的約束反力。4-5在半彳至為R的圓面積內(nèi)挖出一半徑為r的圓孔，求剩余面積的重心坐標(biāo)。4-6求圖示型材截面形心的坐標(biāo)。專業(yè)學(xué)號姓名日期成績模塊5

7、點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)5-1題示曲線規(guī)尺各桿長分別為OA=AB=20cm,CD=DE=AC=AE=5cmOA以等角速度8=2rad/s繞O軸轉(zhuǎn)動，并且當(dāng)運(yùn)動開始時，桿OA水平向右，求尺上D點(diǎn)的運(yùn)5動方程和軌跡。5-2圖示搖桿滑道機(jī)構(gòu)，銷子M同時在固定的圓弧BC和搖桿OA的滑槽中運(yùn)動。BC弧的半徑為R,搖桿繞O軸以勻角速度轉(zhuǎn)動，O軸在BC弧所在的圓周上，開始時搖桿處于水平位置；試分別用直角坐標(biāo)法和自然法求銷子M的運(yùn)動方程，速度及加速度。（答案：見教材）5-3試分別寫出圖示各平面機(jī)構(gòu)中A點(diǎn)與B點(diǎn)的速度和加速度的大小，并在圖上畫出其方向。學(xué)號姓名日期成績aan(c);,aA=n,aA=;.>aB=n>

8、;aB=a三一,aA一n,aA二；o.,aB_n>aB二naB5-4圓盤作定軸轉(zhuǎn)動，輪緣上一點(diǎn)M的加速度a分別有圖示三種情況，試判斷在這三種情況下，圓盤的角速度和角加速度哪個為零，哪個不為零。圖（a）的=,。一=圖（b）的切=,豆=;圖（c）的0=,=。5-5攪拌機(jī)的構(gòu)造如圖所示。已知01A=O2B=R,O1O2=AB,桿01A以不變的轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動。試求構(gòu)件BAM上的M點(diǎn)的運(yùn)動軌跡及其速度和加速度。學(xué)號姓名日期成績5-6在圖示機(jī)構(gòu)中，已知o1a=o7b=aM=r=0.2m,O1O2=AB。若輪O1按平=15nt的規(guī)律轉(zhuǎn)動。求當(dāng)t=0.5s時，AB桿上M點(diǎn)的速度和加速度。5-7桿OA長L,由

9、推桿BC通過套筒B推動而在圖面內(nèi)繞點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，如圖所示。假定推桿的速度為V,其彎頭高為b。試求卞f端A的速度的大小（表示為由推桿至點(diǎn)O的距離X的函數(shù)）。專業(yè)學(xué)號姓名日期成績5-8在圖a和b所示的兩種機(jī)構(gòu)中，已知0102Mb=200mm,E1=3rad/s。求圖示位置時桿02A的角速度。5-9圖示四連桿平行形機(jī)構(gòu)中，OlA=02B=100mm,01A以等角速度。=2rad/s繞0i軸轉(zhuǎn)動。桿AB上有一套筒C,此筒與滑桿CD相較接。機(jī)構(gòu)的各部件都在同一鉛直面內(nèi)。求當(dāng)*=60-時，桿CD的速度和加速度。專業(yè)學(xué)號姓名日期成績5-10徑為R的半圓形凸輪C等速u水平向右運(yùn)動，帶動從動桿AB沿鉛直方向上升,如

10、圖所示。求中=30：時卞fAB相對于凸輪和速度和加速度。（答案：見教材）模塊6剛體的平面運(yùn)動OA的6-1如圖所示，在篩動機(jī)構(gòu)中，篩子的擺動是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)所帶動。已知曲柄轉(zhuǎn)速n=40r/min,OA=r=0.3m。當(dāng)篩子BC運(yùn)動到與點(diǎn)O在同一水平線上時,ZBAO=90:求此瞬時篩子BC的速度。6-2曲柄O角速度co=2rad/s繞軸O轉(zhuǎn)動，帶動等邊三角形ABC作平面運(yùn)動。板上點(diǎn)B與桿OR較接，點(diǎn)C與套筒較接，而套筒可在繞軸O2轉(zhuǎn)動的桿O2D上滑動。OA=AB=BC=CA=O2c=1m,當(dāng)OA水平，AB±O2D,OiB與BC在同一直線上時，求桿O2D6-3圖示平面機(jī)構(gòu)中，曲柄OA以勻角

11、速度繞O軸轉(zhuǎn)動，半徑為r的圓輪沿水平直線軌道作純滾動。OA=R=2r。在圖示位置時，6=60:試求該瞬時輪緣上C點(diǎn)的速度和輪的角加速度。6-4在圖示四連桿機(jī)構(gòu)中，已知OA=10cm,AB=O1B=25cm。在圖示位置時，OA桿的角速度co=2rad/s,角加速度a=3rad/s2,O、A、B位于同一水平線上，且垂直于OiB。試求該瞬時：（1）AB桿的角速度和角加速度；（2）OiB桿的角速度和角加速度。coa6-5在圖示平面機(jī)構(gòu)中，已知：OA=CD=1m,AB=DE=2m,錢鏈C為AB桿中點(diǎn)。在圖示瞬時，邛=30°,OA水平，AB鉛直，OA桿的角速度&=4rad/s,角加速度儀

12、=0。試求此瞬時DE桿的角速度8E。KO姓名日期成績6-6在圖示機(jī)構(gòu)中，曲柄OA長為r,繞軸O以等角速度與。轉(zhuǎn)動，AB=6r,BC=3、&。求圖示位置時，滑塊C的速度和加速度。模塊7動力學(xué)基本方程與動量定理7-1如圖所示，在曲柄滑道機(jī)構(gòu)中，活塞和活塞桿質(zhì)量共為50kg。曲柄OA長0.3m,繞O軸作勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n=120r/min。求當(dāng)曲柄在平=0口和邛=90©時，作用在構(gòu)件BDC上總的水平力。B7-2半徑為R的偏心輪繞O軸以勻角速度切轉(zhuǎn)動，推動導(dǎo)板沿鉛直軌道運(yùn)動，如圖所示。導(dǎo)板頂部放有一質(zhì)量為m的物塊A,設(shè)偏心距OC=e,開始時OC沿水平線。求：（1）物塊對導(dǎo)板的最大壓力

13、；（2）使物塊不離開導(dǎo)板的與最大值。7-3重物M重10N,系于30cm長的細(xì)線上，線的另一端系于固定點(diǎn)O。重物在水平面內(nèi)作圓周運(yùn)動，成一錐擺形狀，且細(xì)線與鉛垂線成30桶。求重物的速度與線的拉力。M7-4物體M重為P=10N,置于能繞y軸轉(zhuǎn)動的光滑斜面上，30°,繩索長L=2m,物體隨同斜面一起以勻轉(zhuǎn)速n=10r/min轉(zhuǎn)動，試求繩子的拉力。(取g=10m/s2)7-5重為P的小車D置于光滑水平面上，如圖所示。與車較接于A點(diǎn)的均質(zhì)桿AB長為I,重為G。初始系統(tǒng)靜止，桿AB與鉛垂線成。角，求當(dāng)桿AB倒下至水平位置時，小車移動的距離。答案：s=GI(1sin/2(P+077-6圖示質(zhì)量為m

14、、半徑為R的均質(zhì)半圓形板，受力偶M作用，在鉛垂內(nèi)繞O軸轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的角速度為&,角加速度為豆。C點(diǎn)為半圓板的質(zhì)心，當(dāng)OC與水平線成任意角邛時,求此瞬時軸O的約束力，OC=4R/（3兀）。M非彈性碰撞），求:水平壓力。7-7如圖所示，兩個質(zhì)量分別為mi和m2的車廂沿水平直線軌道運(yùn)動（不計摩擦和阻力），速度分別為Vi和V2,設(shè)Vi>V2。假定A與B碰撞后以同一水平u運(yùn)動（這種碰撞稱為（1）速度u的大小；（2）設(shè)碰撞時間為At=0.5s,求碰撞時相互作用的7-8如圖所示，水平面上放一均質(zhì)三棱柱Ao此三棱柱上又放一均質(zhì)三棱柱Bo兩三棱柱的橫截面都是三角形，三棱柱A是三棱柱B的兩倍。設(shè)三棱柱

15、和水平面都是光滑的。求當(dāng)三棱柱B沿三柱A滑至水平面時，三棱柱A的位移s；模塊8動量矩定理8-1質(zhì)量為m的均質(zhì)桿OA,長L,在桿的下端結(jié)一質(zhì)量也為m,半徑為L/2的均質(zhì)圓盤，圖示瞬時角速度為3,角加速度為a,則系系統(tǒng)的動量為,系統(tǒng)對O軸的動量矩為,需在圖上標(biāo)明方向。co8-2均質(zhì)細(xì)桿質(zhì)量為mi=2kg,桿長l=1m,桿端焊接一均質(zhì)圓盤，半徑r=0.2m,質(zhì)量m2=8kg,如圖所示。求當(dāng)桿的軸線由水平位置無初速度地繞軸轉(zhuǎn)過。角時的角速度和角加速度。8-3重物A、B各重Pi和P2,通過細(xì)繩分別纏掛在半徑分別ri和2的塔輪上，如圖所示。塔輪重P3,回轉(zhuǎn)半徑為8已知Piri>P2r2,不計繩重，求

16、塔輪的角加速度和O軸處的反力。理論力學(xué)練習(xí)冊商丘工學(xué)院姓名日期成績8-4一半徑為R、質(zhì)量為mi的均質(zhì)圓盤，可繞通過其中心O的鉛直軸無摩擦地旋轉(zhuǎn)，12.如圖所不。一質(zhì)量為m2的人在盤上由點(diǎn)B按規(guī)律s=at沿半彳至為r圓周行走。開始時,2圓盤和人靜止。求圓盤的角速度和角加速度。F8-5質(zhì)量為100kg、半徑為1m的均質(zhì)圓輪，以轉(zhuǎn)速n=120r/min繞O軸轉(zhuǎn)動，如圖所示。設(shè)有一常力F作用于閘桿，輪經(jīng)10s后停止轉(zhuǎn)動。已知摩擦系數(shù)f=0.1,求力F的大小。278-6均質(zhì)圓柱體質(zhì)量為m,半徑為r,放在傾斜角為600的斜面上，如圖所示。一細(xì)繩纏在圓柱體上，其一端固定于A點(diǎn)，AB平行于斜面。若圓柱體與斜面

17、間的摩擦系數(shù)f=1/3,試求柱體中心C的加速度。模塊9動能定理9-1圖示彈簧原長l=100mm,剛度系數(shù)k=4.9kN/m,一端固定在點(diǎn)O,此點(diǎn)在半徑為R=100mm的圓周上。如彈簧的另一端由點(diǎn)B拉至點(diǎn)A和由點(diǎn)A拉至點(diǎn)D,ACXBC,OA和BD為直徑。分別計算彈簧力所作的功。9-2重量為Q、半徑為r的卷筒上，作用一力偶矩m=a(Hb。其中。為轉(zhuǎn)角，a和b為常數(shù)。卷筒上的繩索拉動水平面上的重物Bo設(shè)重物B的重量為P,它與水平面之間的滑動摩擦系數(shù)為f繩索的質(zhì)量不計。當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)過兩圈時，試求作用于系統(tǒng)上所有力的功。9-3圖示一滑塊A重為W可在滑道內(nèi)滑動，與滑塊A用錢鏈連接的是重為P長為l的均質(zhì)桿AB。

18、現(xiàn)已知滑塊沿滑道的速度為v,桿的角速度為3,試求當(dāng)桿與鉛垂線的夾角為時，求系統(tǒng)的動能。9-4長L、重P的均質(zhì)桿OA繞球形較鏈O以勻角速度轉(zhuǎn)動。如桿與鉛垂線的夾角為求桿的動能。9-5半徑為R重為R的均質(zhì)圓盤A放在水平面上。繩子的一端系在圓盤的中心A,另一端繞過均質(zhì)滑輪C后掛有重物Bo已知滑輪C的半徑為r,重P2；重物重P3。繩子不可伸長，其質(zhì)量略去不計。圓盤滾而不滑。系統(tǒng)從靜止開始運(yùn)動。不計滾動摩擦，求重物B下落的距離為x時，圓盤中心的速度和加速度。9-6均質(zhì)桿AB為長L,質(zhì)量為m,B端錢接一質(zhì)量不計的滑塊B,滑塊B可沿鉛直滑道運(yùn)動；A端較接一質(zhì)量也為m的物塊A,其上受一水平常力F作用，可沿水平

19、面滑動，不計摩擦。當(dāng)忸600時，A以無初速起動，試求當(dāng)AB桿到達(dá)鉛垂位置時，物塊A的速度。9-7重P的均質(zhì)柱形滾子由靜止沿與水平成傾角0的平面作無滑動的滾動。這時，重Q的手柄OA向前移動。忽略手柄端頭的摩擦，求滾子軸O的速度與經(jīng)過的路程s的關(guān)系。動力學(xué)普遍定理的綜合運(yùn)用圖示為曲柄滑槽機(jī)構(gòu)，均質(zhì)曲柄OA繞水平軸O作勻角速度3轉(zhuǎn)動。已知曲柄OA的質(zhì)量為mi,OA=r,滑槽BC的質(zhì)量為m2（重心在點(diǎn)D）。滑塊A的重量和各處摩擦不計。求當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)至圖示位置時，滑槽BC的加速度、軸承O的約束反力以及作用在曲柄上的力偶矩M。滾子A質(zhì)量為mi沿傾角為9的斜面向下滾動而不滑動，如圖所示。滾子借一跨過滑輪B的繩提升質(zhì)量為m2的物體C,同時滑輪B繞。軸轉(zhuǎn)動。滾子A與滑輪B的質(zhì)量相等，半徑相等，且都為均質(zhì)圓盤。求滾子重心的加速度和系在滾子上繩的張力。（答案：見教材）專業(yè)學(xué)號姓名日期成績在圖示機(jī)構(gòu)中，沿斜面純滾動的圓柱體。/和鼓輪O為均質(zhì)物體，質(zhì)量均為m