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
得
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
得
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
又
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