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2017年中国石油大学(北京)石油工程学院939油气储运工程综合(II)之理论力学考研仿真模拟题

  摘要

一、计算题

1. 如图1所示,重为P 的板搁在两个半径为r 、重为W 的磙子上,磙子可视为均质圆柱。设接 触面足够粗糙,磙子与板和水平面之间均无相对滑动。在板上作用一水平拉力F ,求板的加速度。

图1

【答案】分别取平板C 轮A ,B 为研究对象,受力分析如图2所示。

图2

根据动静法列平衡方程

对平板,虚加惯性力

对轮A ,虚加惯性力

对B 轮,虚加惯性力

联立式①②③求解,得板的加速度

2. 火箭起飞质量1000kg , 其中包括燃料质量900kg ,在t=0时,铅直发射. 已知燃料以10kg/s的速率消耗,并以相对速度2100m/s喷出. 求

时火箭的速度和加速度.

,则该时刻的动力学方程为:

【答案】取火箭为研究对象,设火箭t 时刻的质量为m (t )

根据动量守恒定律

其中

是气体喷发速度,

是气体单位时间的喷出量.

变质量下质点运动的动力学方程为:

联立①②③,并代入初始条件t=0,

可得:

时,燃料刚好耗尽,这时计算的是耗尽前的瞬时加速度.

的加速度沿Ox 轴向右运动。物块

3. 如图1所示,斜面AB 与水平面间成45°角,以M 以匀相对加速度x=0,y=h。

求物块的绝对运动方程、运动轨迹、速度和加速度。

沿斜面滑下,斜面与物块的初速都是零。物块的初位置为:坐标

图1

【答案】以M 为动点,AB 为动系。绝对运动为曲线运动,相对运动为直线运动,牵连运动为直线运动。

相对运动的运动方程为

牵连运动的运动方程为

可得绝对运动方程为

消去t 可得轨迹方程为

(1)速度分析,如图2(a )所示。

图2(a )

由解得

(2)加速度分析,如图2(b )所示。

可得

图2(b )

由其中

可得