2017年华中农业大学工学院818理论力学考研冲刺密押题
● 摘要
一、计算题
1. 日光灯管在A , B 两端用两根平行线挂起,设B 端的线突然中断,求此时A 端线中的张力
T.
图
【答案】设灯管的质量为m.
长为向加速度为
又此瞬时有
故
对质心C 用动量矩定理,有
最后联立①、②、③可解出
A 点的竖直方向加速度为由质心运动定理可得
B 端线中断的瞬间灯管的角加速度为
质心C 的竖直方
2. 在惯性系中, 质点系的动能为其中m 为质点系总质量, 为质心速度, 为质
点系相对于质心坐标系(即以质心为基点的平移坐标系)的动能. 称上式为柯尼希定理. 试利用柯尼希定理导出质点系相对于质心坐标系的动能定理.
【答案】证明:由动能定理
得
其中
所以
即
3. 质量为m 的物块W 固定在水平杆AB 的B 端,刚度系数为k 的铅直弹簧支撑在水平杆EF 的F 点,杆AB 、EF 、CD 的质量不计,图(a )所示位置为系统的静平衡位置. 求系统微幅振动的固有频率
.
图
【答案】因系统为保守系统,所以可用能量法.
物块在平衡位置附近做微幅振动,如图(b )所示,设运动规律为
则系统的动能为
最大动能为
取静平衡位置为零势能点,系统的势能为
式中弹簧的变形.
,C 处的线位移为
’,而EF
当物块有最大位移A 时,AB 杆的转角杆的转角
,则弹簧的最大线位移为
所以系统的最大势能为
由
得
4. 图所示两个弹簧的刚度系数分别为的周期
.
物块质量m=4kg.求物体自由振动
图
【答案】两个弹簧串联, 等效刚度系数为:
取坐标原点为平衡位置处, 设在重力作用下变形量为, 则设垂直向下为正向, 则可得物块运动微分方程:
联立以上各式得:
令
上式可化简为:
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