2017年浙江工业大学理论力学(同等学力加试)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、计算题
1 绕轴O 转动的圆盘及直杆OA 上均有一导槽b=0.1m，，，．两导槽间有一活动销子M 如图1所示。设在图示位置时，圆盘及直杆的角速度分别为度。
求此瞬时销子M 的速
图1
【答案】
图2
以M 为动点，圆盘为动系，绝对运动为曲线运动，相对运动为直线运动，牵连运动为定轴转动，如图如图2所示。可得
以M 为动点，OA 为动系，可得
即其中
在x 方向上投影可得
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解得所以
2． 质量为m 的重物悬挂在刚度系数为k 的弹簧上, 且在光滑的铅垂滑道中运动. 在重物的中心处铰接一个质量为M 、长为21的匀质杆, 杆在铅垂平面内运动, 如图1所示.
（1）试确定系统的自由度并选择广义坐标； （2）写出系统的动能及势能及拉格朗日函数； （3）写出系统的第二类拉格朗日方程； （4）求系统的第二类拉格朗日方程的首次积分
.
图1
【答案】（1）以整个系统为研究对象, 物块和杆均做平面运动, 该系统具有两个自由度. 选重物A 的中心的垂直坐标y 和杆的偏角为广义坐标, 如下图所示. 因为作用在系统上的主动力即重力和弹性力均为有势力, 所以可用拉格朗日方程式主动力有势形式求解.
（2）以A 的中心C 点为基点分析AB 杆质心D 的速度, 如图2所示
.
图2
根据速度合成公式有
其中系统动能为
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选为零势能点, 设弹簧的原长为则系统的势能为
故系统的拉格朗日函数为
（3）求各偏导数
将以上各式代入第二类拉格朗日方程
（4）求其首次积分
因拉格朗日函数中不显含时间t , 故存在能量积分, 系统机械能守恒, 即
3． 图1所示结构各杆自重不计，在G 点作用一铅直向上的力F ，用虚位移原理求支座B 的水平约束力（其它方法不给分）。
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