武汉工业学院 2009 –2010学年第 1 学期

期末考试试卷（A卷）

课程名称 理论力学 课程编号

注 ： 1、考生必须在<武汉工业学院学生考试用纸>上答题，答题时需注明大、小题号。

2、试卷答题纸共 3 页

------------------------------------------------------------------------------------- 一、判断题（1.5*12=18分）

1. 如果一个物体在三个力的作用下处于平衡，则这三个力必须交于一点。（ ） 2. 作用力与反作用力是一对平衡力系。（ ）

3. 力偶不能与一个力等效，也不能与一个力平衡。（ ）

4. 将一空间力系向某点简化，若所得的主矢和主矩正交，则此力系简化的最后结果为一力螺旋。（ ） 5. 只有在摩擦系数非常大时，才会发生摩擦自锁现象。（ ） 6. 平移刚体上任意两个点的速度并非总相等。（ ） 7. 点的速度大小不变，加速度一定恒为零。（ ） 8. 质点系的内力也会改变该质点系质心的速度。（ ）

9. 在平面运动刚体上任取一点O，则刚体上所有外力对该点的矩之和等于刚体绕该轴的转动惯量乘以刚体的角加速度。（ ） 10. 虚位移原理也可用于求约束反力。（ ） 11. 牛顿第二定律表明：没有力，就没有运动。（ ） 12. 动能定理可以用于求速度，也可用于求加速度。（ ）

二、 填空题（4*6=24分）

1. 桁架尺寸及受力如图2-1所示，则1杆受到的力是 ，2杆受到的力是 。

2. 4.

5. 6. 7.

某平面任意力系由三个力组成，其位置及大小如图2-2所示，则该力系向坐标原点O简化的结果是：主矢为 ，主矩为 。

在图2-3所示的直角弯杆OABC的终端C点施加一个与Y轴正方向一致的力F，已知该弯杆的OAB段在水平面内，BC段与Z轴平行，OA,AB,BC的长度都是L，则该力对X轴的矩为 ，对Y轴的矩为 ，对Z轴的矩为 ，对O点矩矢为 。

某截面如图2-4所示，则该截面的形心坐标为： XC= , YC= 。

一个重物G通过绳子跨过定滑轮O拉一个方形箱子ABCD，箱子和地面之间存在摩擦力。箱子重量已知，滑动摩擦系数已知，所有的几何尺寸均知道。若要求平衡时G的大小，则所需要考虑的临界情况有 。

一直径为D，质量为m的均质圆盘在地面做纯滚动，圆盘此时的角速度和圆心C的加速度均已知。如图2-6所示，则该圆盘的惯性力系向C简化的主矢大小为 ，主矢方向是 ，主矩大小为 ，主矩方向是

图2-3 图2-4

图2-5 图2-6

三 计算题（58分）

1． 杆件AC，CD，DF，BE连接及尺寸如图3-1所示，所有杆件都不计重力。今在AC杆上如图所示位置施加一水平向右的力

F，求A，B，C处的约束力（12分）。

图3-1

2． 如图3-2所示，水平杆OA两端与机架用光滑圆柱铰链连接，直角弯杆OBC在O点与机架用光滑圆柱铰链连接，一个圆环

M套在OA和OBC上，当OBC做顺时针转动时，带动圆环M在OA上移动。已知OB的长度r, OB杆此时的角速度为ω，角加速度为零，求当OBC与OA所夹的角度为60度时，圆环M的速度和加速度（12分）。

图 3-2

3．

圆轮O在水平面上作纯滚动，轮心O的速度为V0=10cm/s，圆轮半径R=20cm，连杆BC长l＝2026cm，其一端与轮缘

B铰接，另一端与滑块C铰接，其结构如图3-3所示。试求图示位置时轮O，杆BC 的角速度，及滑块C的速度（12分）。

4．如图3-4所示的三棱柱体ABC的质量为m1，放在光滑的水平面上，可以无摩擦的滑动。质量为m2的均质圆柱体O由静止沿斜面向下滚动而不滑动。如斜面的倾角为θ，求三棱柱体的加速度，圆柱体的角加速度，及地面给三棱柱体的支持力（16分）。

5． 凸轮机构如图3-5所示。在凸轮上施加一个逆时针力偶M，而在推杆上有一个竖直向下的工作阻力P，使得机构处于静止状

态。凸轮半径为r, 偏心距为e, 不计凸轮和推杆的重力，所有约束处均无不考虑摩擦。试求M和P的关系（6分）。（注意：此题只能用虚位移原理求解，其它方法不给分）