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2018年同济大学中德学院831理论与材料力学之理论力学考研强化五套模拟题

  摘要

一、计算题

1. 刚体自由运动时,若某瞬时其上不共线的某三点加速度矢相同,试判断下述说法是否正确:

(1)该瞬时刚体上所有点的速度必相等; (2)该瞬时刚体上所有点的加速度必相等.

【答案】此时刚体的角速度,角加速度均为零,故两种说法皆正确.

2. 物块重P , 一力F 作用在摩擦角之外, 如图所示。已知

动?为什么?

摩擦角

问物块动不

【答案】物块不动,主动力的合力与铅垂线间的夹角

在摩擦角之内, 故物体产生自锁

现象。

3. 图示质量弹簧系统,物体A , B 和C 的质量分别为2m , m 与m , A 和B 之间用不可伸长的绳子通过光滑的滑轮相连结,B 和C 之间用弹簧相连接. 弹簧原长为a ,弹性系数物块的运动都是简谐运动,并求出振动周期,绳中张力和弹簧中的张力

.

先用一手托

住A , 另一手托住C , 且使弹簧维持原长,现两手同时放开,如不计绳和弹簧的质量,求证以后三

【答案】设松开手后某一时刻B 下降了C 下降了A 上升了A 和B 的加速度大小为:

C 的加速度为:

式①②联立可得:

积分并利用初条件:

可得

将其代入方程①②可得:

这是简谐振动的方程,三物体均做简谐振动. 其周期为:

设绳子拉力为如图(b )所示,对物块A 使用牛顿定律有:

由⑥式有:

其中固有频率

由式④、⑤的初条件可得:

显然,振动时

不防取

的最小可能正值,由式⑩可得:

代入式⑩中可得:

又由式⑥可得:

推出

从而有:

代入式⑨可得:

设弹簧拉力为

对物体C 使用牛顿定律:

利用式③,⑧有:

4. 如图1所示静定组合粱,粱AC 与粱CB 铰接于C 点,不计粱的自重,梁的尺寸及所受荷载如图2所示。重W=600KN重物放在倾角为的斜面上,并用软绳绕过定滑轮O 与粱D 点连接,已知重物与斜面的静摩擦系数

(1)试求当

其他各处摩擦不计。

时固定端A 的约束反力和斜面上摩擦力。

(2)试讨论当重物平衡时,斜面倾角应满足的方程或条件(无需求解倾角)。

图1

AC 段上的三角分布载荷可简化为集中力【答案】(1)先以组合梁ABCD 为研究对象,段的矩形分布载荷可简化为集中力

受力分析如图2所示。

CD