同济大学课程考核试卷(期中)
2014 — 2015 学年第一学期。
课号:125112 课名: 工程力学ii 期中考试:
年级专业班级学号姓名得分。
一、填空题(每题5分,共20分)
1 半径为r的车轮沿固定圆弧面作纯滚动,若某瞬时轮子的角速度为ω,角加速度为α,则轮心o的切向加速度和法向加速度的大小分别为。
2由四根均质细杆铰接而成的机构如图所示,各杆重p,长l。当各杆相互垂直瞬时c点的速度为,则该瞬时系统的动量的大小为方向为___铅垂向下。
3两种不同材料的均质细长杆焊接成直杆abc,ab段为一种材料,长度为a,质量为m1,bc段为另一种材料,长度为b,质量为m2,杆abc以匀角速度ω转动,则其对a轴的动量矩大小为___
4图示两个质量、半径均相同的均质圆柱体放在两个斜度相同的坡上,a坡表面粗糙,使圆柱体作纯滚动,b坡表面绝对光滑。设在相同高度处同时无初速释放圆柱体,哪个圆柱体先到达水平面?答:
__b___
二、(20分) 如图所示系统中圆轮的自重不计。已知:半径r=2.
5 cm,杆的重力为,b处为光滑,d,e处的静摩擦因数为fs=0.6,e处的滚动摩阻系数δ=0.5 cm。
试求系统平衡时θ角的大小。
解: 以整体为研究对象:
4分]以轮子为研究对象:,
解得。8分], 解得。
故平衡时。0≤θ≤11.54° [15分]
三、(20分) 在图示平面机构中,已知:杆oa定轴转动,匀角速度ω=5rad/s,r=18cm,r=30cm,oa=24cm,ab=l=1m,轮a,b作纯滚动;在图示位置时,=30,ab恰处于水平。试求该瞬时:
1) 轮a的角速度和角加速度;
2) 轮b的角速度和角加速度;
3) 杆ab的角速度和角加速度。
解:(顺钟向分]
对ab杆,取点b为基点,则有
得顺钟向分]
故 (逆钟向分]
分]取点a为基点
投影得: (顺钟向分]
投影得: (顺钟向10分]
四、(20分) 桁架如图,已知:铅直力f,尺寸l。
试用虚位移原理求杆件1,2的内力。
解:(1) 去除杆cd,代以内力和。△abc不动,c点固定,△efd作平移,
由虚位移原理有:得:
2) 去除杆bf,代以内力和。△abc不动,c点不动,△dfe作平面运动,其瞬心在i点,
由虚位移原理有:
得:压) [8]
五、(20分)在图示半圆薄壁管中,已知:质量为,半径为及铅直作用力。如设管子只滚不滑,且在图示瞬时,角速度为零。
试求此时:(1)半圆管的角加速度;(2)摩擦系数的最小值。(提示:
,c为质心)
解:接触点,加速度,受力如图。
8分]16分]
20分]
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2工程力学材料力学答案
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