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2018年江苏省培养单位紫金山天文台810理论力学考研基础五套测试题

  摘要

一、计算题

1. 由AC 和CD 构成的组合梁通过铰链C 连接,其支承及受力如图1所示。已知均布荷载集度为q ,力偶矩

不计组合梁的自重。

(1)求支座A ,D 的约束反力;

(2)用虚位移法求支座B 处的约束反力(注意:用其他方法计算不给分)。

图1

【答案】(1)取CD 为研究对象进行受力分析,如图2所示。

图2

由平衡方程

取整体为研究对象,进行受力分析,如图3所示。

图3

由平衡方程

联立方程,解得

(2)解除B 的约束,代之以约束力

添加虚位移如图4所示。

图4

列虚功方程

由式①解得

的斜面作纯滚动,滑轮B 绕通过轮心的轴作定轴转动,系

2. 如图1所示,滚子A 沿倾角为

在滚子A 的中心的细绳跨过定滑轮B 后与物块C 相连。设滚子A 和定滑轮B 的质量均为m , 半径均为r , 且均为均质圆盘,物块C 的质量也为m ,系统初始静止,不计细绳的质量。试求当物块C 下降h 时:

(1)物块C 的速度和加速度;

(2)滚子A 与滑轮B 之间的细绳的张力; (3)斜面作用于滚子A 的摩擦力。

图1

【答案】(1)先取整体系统为研究对象。 初始时静止,所以系统的初始动能为

当物块下降h 时,系统的动能为

外力做功

根据动能定理有

对时间求导可得

(2)取滚子A 为研究对象,受力分析如图2所示。

图2

由平面运动微分方程,有

其中代入解得

3. 已知装有喷气发动机的飞机以1000km/h的速度匀速飞行,喷出空气的绝对速度为600m/s,作用于飞机上的空气阻力为16kN. 如飞机由于排出燃料而减少的质量可以忽略,求从发动机排出的燃气的流量.

【答案】以飞机为研究对象,列出变质量下的牛顿定律

:

飞机匀速飞行时,出:

方程可化为:

发动机排出的燃气的流量为:

F 是空气阻力,可由喷出空气的绝对速度和飞机飞行的速度求