海南大学《工程力学()》试卷 2005年6月 海南大学理工学院 2003土木工程(本科)专业《工程力学(Ⅱ)》试题(A卷) 考试说明:本课程为闭卷考试,可携带水笔、圆珠笔、铅笔、直尺、橡皮和无编程功 能的计算器, 得分 阅卷教师 一、是非题(每题2分,共10分,正确用√, 错误用×,填入括号内) (×)1.点作曲线运动时,若切向加速度为零,则点的速度为常矢量。 (×)2.各点都作圆周运动的刚体一定是定轴转动。 (√)3.不论是脆性材料或塑性材料,在三轴拉伸应力状态下,都会 发生脆性断裂,宜采用最大拉应力理论校核。 (√)4.质点系的内力不能改变系统的动量和动量矩,但可能改变系 统的动能。 (×)5.刚体平移是刚体平面运动的一种特殊情况。 得分 阅卷教师 二、单项选择题(每题4分,共16分,在括 号内填写所选答案前的字母) (D)1.对点A处的单元体的应力状态描述正确的是: A (A) (B) D)
海南大学《工程力学(II)》试卷 2005 年 6 月 1 海南大学 理工 学院 2003 土木工程(本科)专业《工程力学(II)》试题(A 卷) 考试说明:本课程为闭卷考试,可携带 水笔、圆珠笔、铅笔、直尺、橡皮和无编程功 能的计算器 。 一、是非题(每题 2 分,共 10 分,正确用 , 错误用 ×,填入括号内) ( × ) 1. 点作曲线运动时,若切向加速度为零,则点的速度为常矢量。 ( × ) 2. 各点都作圆周运动的刚体一定是定轴转动。 ( ) 3. 不论是脆性材料或塑性材料,在三轴拉伸应力状态下,都会 发生脆性断裂,宜采用最大拉应力理论校核。 ( ) 4. 质点系的内力不能改变系统的动量和动量矩,但可能改变系 统的动能。 ( × ) 5. 刚体平移是刚体平面运动的一种特殊情况。 二、单项选择题(每题 4 分,共 16 分,在括 号内填写所选答案前的字母) ( D ) 1. 对点 A 处的单元体的应力状态描述正确的是: (A) (B) (C) (D) 得分 阅卷教师 得分 阅卷教师 √ √
海南大学《工程力学(Ⅱ)》试卷 2005年6月 (B)2.满足下述哪个条件的刚体运动一定是平移? (A)刚体运动时,其上某直线始终与其初始位置保持平行。 (B)刚体运动时,其上各点的速度始终相同。 (C)刚体运动时,其上所有点到某固定平面的距离始终保持不变。 (D)刚体运动时,其上某两条直线始终与各自初始位置保持平行。 (C)3.刚体绕定轴转动时,避免出现轴承动约束力的条件是: (A)转轴通过质心。 (B)刚体对转轴的惯性积等于零。 (C)刚体的转轴是刚体的中心惯性主轴 (D)刚体对转轴的转动惯量等于零。 (B)4.两球M和h的质量分别为m和m2,开始时M静止,M 以速度1撞于h。设恢复因数k=1,若m1=2,则两球碰撞后: (A)M以原速1返回,M不动 (B)M不动,h以速度前进. (C)M以速度继续前进,h以速度2v前进 (D)M以原速I返回,h以速度v前进。 得分 阅卷教师 三、填空题(每空2分,共16分) 1.单元体面上的应力如图所示,则指定斜截面上的应力为: 60 MPa =-10 MPa Ta=-30 MPa 主应力为: 40 MPa 1=80 MPa 02= 0 MPa 3=-20 MPa
海南大学《工程力学(II)》试卷 2005 年 6 月 2 ( B ) 2. 满足下述哪个条件的刚体运动一定是平移? (A) 刚体运动时,其上某直线始终与其初始位置保持平行。 (B) 刚体运动时,其上各点的速度始终相同。 (C) 刚体运动时,其上所有点到某固定平面的距离始终保持不变。 (D) 刚体运动时,其上某两条直线始终与各自初始位置保持平行。 ( C ) 3. 刚体绕定轴转动时,避免出现轴承动约束力的条件是: (A) 转轴通过质心。 (B) 刚体对转轴的惯性积等于零。 (C) 刚体的转轴是刚体的中心惯性主轴。 (D) 刚体对转轴的转动惯量等于零。 ( B ) 4. 两球 M1 和 M2 的质量分别为 m1 和 m2,开始时 M2 静止,M1 以速度 v1 撞于 M2。设恢复因数 k=1,若 m1=m2,则两球碰撞后: (A) M1 以原速 v1 返回,M2 不动。 (B) M1 不动,M2 以速度 v1 前进。 (C) M1 以速度 v1 继续前进,M2 以速度 2v1 前进。 (D) M1 以原速 v1 返回,M2 以速度 v1 前进。 三、填空题(每空 2 分,共 16 分) 1.单元体面上的应力如图所示,则指定斜截面上的应力为: = -10 MPa = -30 MPa 主应力为: 1 = 80 MPa 2 = 0 MPa 3 = -20 MPa 得分 阅卷教师 60 MPa 40 MPa 45º
海南大学《工程力学()》试卷 2005年6月 2.如图所示,均质圆盘重P,半径为”,圆 心为C,绕偏心轴O以角速度ω转动,偏心距 OC=e,该圆盘对定轴O的动量矩为: C r e 号+2 3.刚体的平面运动可以分解为随基点的平移和绕基点的转动两种 运动。 得分 阅卷教师 四、计算题(共58分) 1. (10分)摇杆滑道机构,杆OA绕O轴摆动,从而带动销子D以使 与D固结的杆BC在水平方向往复运动,已知图示位置时,杆BC的速度为 y,方向如图,求此瞬时杆OA的角速度w。 解:动点:销子D(BC上,动系:固结 于OA:静系:固结于机架。 绝对运动:直线运动,V。=v: 相对运动:直线运动,方向沿OA线: 牵连运动:定轴转动,方向⊥OA (3分) D v。=.+y,(2分),=cos0=vcos0(2分) (3分) OD h/cos0 h 2.(12分)如图所示,均质圆盘A: 质量为m,半径为:滑块B:质量为m: 杆AB:质量不计,连接圆盘与滑块质心 且平行于斜面。斜面倾角为日,摩擦系数 为了圆盘作纯滚动,系统初始静止。求: 滑块的加速度
海南大学《工程力学(II)》试卷 2005 年 6 月 3 2.如图所示,均质圆盘重 P,半径为 r,圆 心为 C,绕偏心轴 O 以角速度 ω 转动,偏心距 OC=e,该圆盘对定轴 O 的动量矩为: ( 2 ) 2 2 2 r e g P + 3.刚体的平面运动可以分解为 随基点的平移 和 绕基点的转动 两种 运动。 四、计算题(共 58 分) 1.(10 分)摇杆滑道机构,杆 OA 绕 O 轴摆动,从而带动销子 D 以使 与 D 固结的杆 BC 在水平方向往复运动,已知图示位置时,杆 BC 的速度为 v,方向如图,求此瞬时杆 OA 的角速度 ω。 解:动点:销子 D (BC 上); 动系: 固结 于 OA;静系: 固结于机架。 绝对运动:直线运动, v v a = ; 相对运动:直线运动,方向沿 OA 线; 牵连运动:定轴转动,方向 ⊥ OA。 (3 分) a e r v = v + v (2 分),ve = va cos = v cos (2 分) h v h v OD ve 2 cos / cos cos = = = (3 分) 2.(12 分)如图所示,均质圆盘 A: 质量为 m,半径为 r;滑块 B:质量为 m; 杆 AB:质量不计,连接圆盘与滑块质心, 且平行于斜面。斜面倾角为 ,摩擦系数 为 f,圆盘作纯滚动,系统初始静止。求: 滑块的加速度。 r e C ω · O 得分 阅卷教师 θ A B
海南大学《工程力学(Ⅱ)》试卷 2005年6月 解:选系统为研究对象 >wi=2mg Ssin 0-f mgS cos0=mg S(2sin 0-fcos0) (2分) T=0 -m2+ (2分) v=r@ (2分) m-0=mgS(2sin 0-f cos0) 5 (3分) 两边对1求导,得 a=gn0-号ros0n8 (3分) 3.(16分)铸铁制作的螺旋夹具如图所示,已知F=300N,材料的许 用拉应力[c=30MPa,许用压应力[c=6OMPa,试校核AB段的强度(图中 单位:mm)。 31 8 1-1 解:截面形心C的位置: y=3x1x4655+343x8x15=555mm,为=845m 3×11+3×8 (2分) F=F,M.=F.e (2分) e=26+5.55=31.55mm (2分) A=11×3+3×8=57mm (2分)
海南大学《工程力学(II)》试卷 2005 年 6 月 4 解:选系统为研究对象。 = 2 sin − cos = (2sin − cos ) ( ) W mg S f mgS mg S f F (2 分) 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 0 T mv mv mr T = + + = (2 分) v = r 2 2 4 5 T = mv (2 分) 0 (2sin cos ) 4 5 2 mv − = mgS − f (3 分) 两边对 t 求导,得 a f cos )g 5 2 sin 5 4 = ( − (3 分) 3.(16 分)铸铁制作的螺旋夹具如图所示,已知 F=300N,材料的许 用拉应力[t]=30MPa,许用压应力[c]=60MPa,试校核 AB 段的强度(图中 单位:mm)。 解:截面形心 C 的位置: ( ) y 5.55mm 3 11 3 8 3 11 5.5 3 3 8 1.5 1 = + + + = , y2 = 8.45mm (2 分) FN = F , M F e z = (2 分) e = 26+5.55 = 31.55mm (2 分) 2 A = 113 + 38 = 57mm (2 分) F F 26 A B 1 1 1-1
海南大学《工程力学()》试卷 2005年6月 人3x11 +11×3×2.95 12 *8x3 +8×3×4.052 (3分) y 12 14 =1031.59mm E+M,y=56.19MPa>o,】 A I. (2分) _F_M.y:=72.27MPa>[o] (2分) 夹具不安全! (1分) 4.(20分)利用能量法求图示梁的截面B的挠度和转角(EI为常数)。 a 1 解:(1)在B点加一虚力F (1分) Fo Fa=+9g,M,=W+59q0 (2分) AC段:(0≤x1≤a) M(x)=Fux-M =R低-0+9a2-) (2分)
海南大学《工程力学(II)》试卷 2005 年 6 月 5 4 2 3 2 3 1031.59 8 3 4.05 12 8 3 11 3 2.95 12 3 11 mm I z = + + + = (3 分) 56.19 [ ] 1 t max t z z MPa I M y A F = + = (2 分) 72.27 [ ] 2 cmax c z z MPa I M y A F = − = (2 分) 夹具不安全! (1 分) 4.(20 分)利用能量法求图示梁的截面 B 的挠度和转角(EI 为常数)。 解:(1)在 B 点加一虚力 F0 (1 分) FRA = F0 + qa , 2 0 2 1 M A = F l + qa (2 分) AC 段:( 0 x1 a ) ) 2 1 2 1 ( ) ( 2 1 ( ) 2 1 2 0 1 1 2 1 1 1 F x l q ax a x M x FRA x qx M A = − + − − = − − x l F M = − 1 0 (2 分) q A B C a l 3 8 3 14 −y y 1 y2 C z