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一、计算题

1． 图1所示传动机构,

已知带轮

的半径各为

鼓轮半径为r , 物体A 重为P , 两轮的重心

均位于转轴上。求匀速提升A 物时在I 轮上所需施加的力偶矩M 的大小。

图1

【答案】物块做匀速运动, 系统处于平衡状态 （1）以轮为研究对象, 受力如图2（a ）所示。 由平衡方程解得

（2）以轮I 为研究对象, 受力如图2（b ）所示。

得

图2

由平衡方程其中, 解得

得

2． 图1示平面机构中，不计各杆件自重和各处摩擦，若，

虚位移原理求机构在图示位置平衡时主动力偶矩M 和滑块D 上的阴力F 之间的关系。

图1

【答案】系统的约束为理想约束，假设杆OA 在图1示位置逆时针转过一微小角度将有水平虚位移

由图2可知

根据虚位移原理得

则D 点

图2

3． 一河流自北向南流动, 在北纬30°处, 河面宽500m , 流速为5m/s, 问东西两岸的水面高度相差多少？

【答案】取河流表面一小段为研究对象, 其受力和加速度分析如图 （a ）所示

.

图

则科氏加速度为:

求水面的倾角, 如图 （b ）所示, 则有:

东西两岸的水面高度差为:

4． 均质细杆AB 长l , 质量为m 1, 上端B 靠在光滑的墙上, 下端A 以铰链与均质圆柱的中心相连. 圆柱质量为线的交角

半径为R , 放在粗糙水平面上, 自图1所示位置由静止开始滚动而不滑动, 杆与水平求点A 在初瞬时的加速度

.

图1

【答案】轮初动能为零, 取一任意角受力分析. 分别列出轮和杆的动能表达式, 列出动能定理表达式, 得到点A 速度, 再对时间求一阶导数, 得到点A 加速度

.

图2

设在任意时刻AB 与水平方向的夹角为则在任意时刻轮的动能为

杆的动能为

受力分析, 如图2所示.