理论力学习题及解答1

*5-12 图示摆动机构的曲柄OA以匀角速度?=2rad/s绕O轴转动,通过滑块A带动摆杆O1B运动。已知OA=50cm,OO1=30cm,试求当O1B⊥OO1时,滑块A相对于O1B的加速度和摆杆O1B的角加速度。 *5-13 半径为R的圆盘以匀角速度?1绕水平轴CD转动,此轴又以匀角速度?2绕铅直轴AB转动,求圆盘上点M的速度和加速度。

第六章 刚体的平面运动

6-1 用具有两个不同直径的鼓轮组成的铰车来提升一圆管,设BE∥CD,轮轴的转速n=10r/min,r=50mm,R=150mm,试求圆管上升的速度。

6-2 图示两平行齿条沿相同的方向运动,速度大小分别为:v1=6m/s,v2=2m/s。在两齿条间夹一齿轮,其半径为r=0.5m,求齿轮的角速度及其中心O的速度。 6-3 图示机构,已知直角三角形板OAB的边长OB=15cm,OA=BC=30cm,铰接在A点的圆盘作纯滚动,r=10cm,R=40cm。在图示位置时,圆盘的角速度??2rad/s,OA铅直,AB⊥BC,试求该瞬时滑块C的速度。

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6-4 四连杆机构中,连杆AB上固结一块三角板ABD,如图所示。机构由曲柄O1A带动,已知:曲柄的角速度?O1A=2rad/s;曲柄O1A=10cm,水平距离O1O2=5cm,AD=5cm;当O1A铅直时,AB平行于O1O2,且AD与AO1在同一直线上;角?=30o,求三角板ABD的角速度和点D的速度。

6-5 在瓦特行星传动机构中,杆O1A绕O1轴转动,并借杆AB带动曲柄OB,而曲柄OB活动地装置在O轴上,在O轴上装有齿轮I;齿轮II的轴安装在杆AB的B端,已知:r1=r2=3003mm,O1A=750mm,AB=1500mm,又杆O1A的角速度?01=6rad/s,求当??60?与??90?时,曲柄OB及齿轮I的角速度。

6-6 绕线轮沿水平面滚动而不滑动,轮的半径为R,在轮上有圆柱部分,其半径为r。将线绕于圆柱上,线的B端以速度u与加速度a沿水平方向运动,求绕线轮轴心O的速度和加速度。

6-7 平面四连杆机构ABCD的尺寸和位置如图所示。如杆AB以等角速度??1rad/s绕A轴转动,求点C的加速度。

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6-8 图为一机构的简图,已知轮的转速为一常量n=60r/min,在图示位置OA∥BC,AC⊥BC,求齿板最下一点D的速度和加速度。

6-9 四连杆机构OABO1中,OO1=OA=O1B=100mm,OA以匀角速度?=2rad/s转动,当?=90o时,O1B与OO1在一直线上,求此时:(1)杆AB及O1B的角速度;(2)杆AB及O1B的角加速度。

*6-10 深水泵机构如图所示,曲柄O2C以匀角速度?0转动。已知O1O2=O2C=BE=l,且在图示瞬时,O1C=BC。求:(1)活塞F的速度;(2)杆O1B的角加速度及活塞F的加速度。

第七章 质点运动微分方程

7-1 质量为m的球A,用两根各长为l的杆支承。支承架以匀角速?绕铅直轴BC转动,已知BC=2a;杆AB及AC的两端均为铰接,杆重忽略不计,求杆所受的力。

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7-2 一物体质量为m=10kg,在变力F=100(1-t)N作用下运动,设物体初速度为v0=20cm/s。开始时,力的方向与速度方向相同,问经过多少时间后物体速度为零?并求这段时间内物体走过的路程。

7-3 光滑的半圆槽以加速度a向右移动,恰使一质量为m的小球停止在半圆槽内,求?角的大小。

7-4 一物体从地球表面以速度v0铅直上抛,假设空气阻力R=mkv2,其中k为常数,求该物体返回至地面时的速度。

第八章 动力学普遍定理

以下各题用动量定理求解

8-1 均质圆盘绕偏心轴O以匀角速?转动,重P的滑杆借右端弹簧的推压顶在圆盘上,当圆盘转动时,滑杆作往复运动。设圆盘重Q,半径为r,偏心距为e,求任一瞬时机座螺钉的总动反力。

8-2 在图示曲柄滑杆机构中,曲柄以等角速度?绕O轴转动。开始时,曲柄OA水平向右。已知:曲柄重P1,滑块A重P2,滑杆重P3。曲柄的重心在OA的中点,OA=l;滑杆的重心在C点,BC=l/2,求(1)机构质心的运动方程;(2)作用在O点的最大水平力。

8-3 图示水平面上放一均质三棱柱A,在其斜面上又放一均质三棱柱B,两棱柱的横截面均为直角三角形,已知mA=3mB,尺寸如图,各处摩擦不计,求当三棱柱B沿三棱柱A滑下至接触到水平面时,三棱柱A移动的距离。

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