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2017年石河子大学机械电气工程学院341农业知识综合三(之理论力学考研导师圈点必考题汇编

  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. 定轴转动刚体上受碰撞力作用, 为什么轴承处也会产生碰撞力?如果转轴恰好通过刚体的质心, 能否找到撞击中心?

【答案】当碰撞力不通过物体的撞击中心或不垂直于转轴与质心的连线时, 轴承处有碰撞冲量作用, 所以产生碰撞力;当转轴通过物体质心时, 撞击中心趋于无穷远处, 无意义.

3. 杆AB 在铅垂方向以恒速v 向下运动,并由B 端的小轮带着半径为R 的圆弧杆OC 绕轴O 转动,如图1所示。设运动开始时,

求此后任意瞬时t 杆OC 的角速度和点C 的速度。

图1

【答案】如图2所示,由铅垂向下为y 轴方向,水平向右为x 轴方向建立直角坐标系,由几何关系可得

其中

求导得

即解得

图2

4. 点沿空间曲线运动,在点M 处其速度为v=4i+3j,加速度a 与速度v 的夹角a=10M/

求轨迹在该点密切面内的曲率半径和切向加速度

【答案】速度为法向加速度为因为

所以

切向加速度为

5 如图所示, 带有几个齿的凸轮绕水平的轴O 转动, 并使粧锤运动. 设在凸轮与桩锤碰撞前粧锤是.

静止的, 凸轮的角速度为

若凸轮对轴的转动惯量为

, 锤的质量为m , 并且碰撞是非弹性的,

碰撞点到轴的距离为r. 求碰撞后凸轮的角速度、锤的速度和碰撞时凸轮与锤间的碰撞冲量

.

【答案】取凸轮为研究对象, 设碰撞后凸轮角速度为设碰撞后桩锤的速度为v , 根据动量定理得:

I=mv

根据图中关系可知:

联立以上各式解得:

根据冲量矩定理得: