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2017年兰州理工大学理学院824理论力学A考研题库

  摘要

一、计算题

1. 如何选择动点和动参考系?在例中以滑块A 为动点。为什么不宜以曲柄OA 为动参考系?若以

上的点A 为动点,以曲柄OA 为动参考系,是否可求出

的角速度、角加速度?

【答案】见图,以滑块A 为动点,则点A 相对OA 杆没有相对运动。动点一般选在机构中两刚体的接合点处并且在其中一个刚体上,动系为另外一个刚体,使动点与动系存在相对运动。其,为满足这一原则,有时动点不主要原则是相对运动直观,简单(常见的情况为直线或圆周运动)一定选在接合点处。

若以OB 上的点A 为动点,以曲柄OA 为动系,可以求出

的角速度,但求

的角加速

度时,因相对运动不直观,轨迹不明确,无法判断加速度方向,故不能求解角加速度。

2. 半径为R 的偏心轮绕轴O 以匀角速度的最大压力;(2)使物块不离开导板的

转动,推动导板沿铅直轨道运动,如图1所示。导最大值。

板顶部放有一质量为m 的物块A ,设偏心距OC=e,开始时OC 沿水平线。求:(1)物块对导板

图1

【答案】如图2所示,以物块为研究对象。

图2

(1)物块运动方程为又

所以最大压力为最小压力为(2)当当

时,物块不离开导板。

时,物块与导板都有向下的加速度g ,接触力为0,但是物块不会离开导板,角速

则有

度再增大,导板下端会离开偏心轮。

解得

3 如图1所示, 已知均质杆AB 长21, 质量为2m , 在中点与杆CD 相铰接, 杆CD 的角速度为.

质量不计, CD=2h, 盘簧刚度系数为k , 当固有频率;(2)当

常数时, 与

数时, 杆AB 微振动的频率

.

时, 盘簧无变形. 求:(1)当

时, 杆AB 微振动的

的关系;(3)当

常数时, C , D 处的约束力;(4)当

图1

【答案】

图2

(1)当

时, 受力分析如图, 惯性力合力

扭转恢复力矩为:

AB 杆的扭转微分方程为:

其中, 代入得:

固有频率为:(2)惯性力的合力偏角为

由达朗贝尔原理得:

解得:由平衡方程

得:

代入

的值, 解得:

其作用位置到点的距离为

取AB 杆为研究对象, 杆

(3)取系统为研究对象, 受力如图所示, 应用动静法.