2018年哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院806理论力学考研基础五套测试题
● 摘要
一、计算题
1. 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
2. 如图所示, 物块A 在重力、弹性力与摩擦力作用下平衡, 设给物块A 一水平向右的虚位移性力的虚功如何计算? 摩擦力在此虚位移中作正功还是作负功?
弹
图
【答案】弹性力的虚功
摩擦力在此虚位移中作正功.
3. 三角板在滑动过程中,其顶点A 和B 始终与铅垂墙面以及水平地面相接触。已知AB=BC=AC=b,
为常数。在图1所示位置,AC 水平。求此时顶点C 的加速度。
图1
【答案】(1)速度分析,如图2所示。可知P 点为ABC 的速度瞬心,所以
图2
(2)加速度分析
①以B 为基点,分析4点加速度,如图3(a )所示。
图3
由
可得在水平方向上的分量为
其中解得
②以B 为基点,分析C 点加速度,令分别向水平向右为x 轴方向和铅垂向上为轴方向,如图3(b )所示。
由
分别向x 、y 方向投影可得
其中解得