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（4）不能；

（5）不能；

（6）能。

3-3不等；

（2）相等。

3-5各为5个。

3-6为超静定问题。

3-7

空间任意力系简化的最终结果为合力、合力偶、力螺旋、平衡四种情况，分别考虑两个力能否与一个力、一个力偶、力螺旋（力螺旋可以看成空间不确定的两个力）、平衡四种情况平衡。

3-8一定平衡。

3-9

（2）（4）可能；

（1）（3）不可能。

3-10在杆正中间。

改变。

第4章

4-1摩擦力为100N。

4-2三角带传递的拉力大。

取平胶带与三角带横截面分析正压力，可见三角带的正压力大于平胶带的正压力。

4-3在相同外力（力偶或轴向力）作用下，参看上题可知，方牙螺纹产生的摩擦力较小，而三角螺纹产生的摩擦力较大，这正符合传动与锁紧的要求。

4-5物块不动。

主动力合力的作用线在摩擦角内且向下。

4-7都达到最大值。

不相等。

若A，B两处均未达到临界状态，则不能分别求出A，B两处的静滑动摩擦力；

若A处已达到临界状态，且力F为已知，则可以分别求出A，B两处的静滑动摩擦力。

4-8设地面光滑，考虑汽车前轮（被动轮）、后轮（主动轮）在力与力偶作用下相对地面运动的情况，可知汽车前后轮摩擦力的方向不同。

自行车也一样。

需根据平衡条件或动力学条件求其滑动摩擦力。

一般不等于动滑动摩擦力。

一般不等于最大静滑动摩擦力。

第5章

5-1

表示的是点的全加速度，

表示的是点的加速度的大小；

表示的是点的速度，

表示的是速度在柱坐标或球坐标中沿矢径方向的投影。

5-2图示各点的速度均为可能，在速度可能的情况下，点C，E，F，G的加速度为不可能，点A，B，D的加速度为可能。

5-3根据点M运动的弧坐标表达式，对时间求导可知其速度大小为常数，切向加速度为零，法向加速度为

。

由此可知点M的加速度越来越大，点M跑得既不快，也不慢，即点M作匀速曲线运动。

5-4点作曲线运动时，点的加速度是恒矢量，但点的切向加速度的大小不一定不变，所以点不一定作匀变速运动。

5-5既然作曲线运动的两个动点的初速度相同、运动轨迹相同、法向加速度也相同，则曲线的曲率半径也相同，可知上述结论均正确。

若两点作直线运动，法向加速度均为零，任一瞬时的切向加速度不一定相同，从而速度和运动方程也不相同。

5-6因为y=f（x），则

，因为

已知，且

及

存在的情况下，可求出

，由

，

，可求出

，从而

则

可确定。

在

的情况下，点可沿与y轴平行的直线运动，这时点的速度不能完全确定。

若

不存在，则

也不能确定。

在

已知且有时间函数的情况下，

可以确定。

5-7

（1）点沿曲线作匀速运动，其切向加速度为零，点的法向加速度即为全加速度。

（2）点沿曲线运动，在该瞬时其速度为零，则点的法向加速度为零，点的切向加速度即为全加速度。

（3）点沿直线作变速运动，法向加速度为零，点的切向加速度即为点的全加速度。

（4）点沿曲线作变速运动，三种加速度的关系为

5-8

（1）不正确；

（2）正确；

（3）不正确。

5-9用极坐标描述点的运动，是把点的运动视为绕极径的转动和沿极径运动的叠加，

和

中的

出现的原因是这两种运动相互影响的结果。

第6章

6-1不对。

应该考虑角加速度的方向。

6-2不一定。

如各点轨迹都为圆周的刚体平移。

6-3

（1）（3）（4）为平移。

6-4刚体作匀速转动时，角加速度

=0，由此积分得转动方程为

；

刚体作匀加速转动，角加速度

=C，由此积分得转动方程为

6-5图a中与两杆相连的物体为刚体平移；

图b中的物体为定轴转动。

6-6不对。

物块不是鼓轮上的点，这样度量φ角的方法不正确。

6-7

（1）条件充分。

点A到转轴的距离R与点A的速度v已知，则刚体的角速度已知。

该点的全加速度已知，则其与法线间的夹角已知，设为θ，则

已知，则角加速度也已知，从而可求出刚体上任意点的速度和加速度的大小。

（2）条件充分。

点A的法向、切向加速度与R已知，从而刚体的角速度和角加速度也已知。

（3）条件充分。

点A的切向加速度与R已知，则刚体的角加速度已知，而全加速度的方向已知，从而刚体的角速度已知。

（4）条件不充分。

点A的法向加速度及该点的速度已知，而刚体的角加速度难以确定，所以条件不充分。

（5）条件充分。

已知点A的法向加速度与R，可确定刚体的角速度，而已知该点的全加速度方向，则刚体的角加速度也可以确定。

第7章

7－1在选择动点和动系时，应遵循两条原则：

一是动点和动系不能选在同一刚体上；

二是应使动点的相对轨迹易于确定，否则将给计算带来不变。

对于图示机构，若以曲柄为动系，滑块为动点，若不计滑块的尺寸，则动点相对动系无运动。

若以

B上的点A为动点，以曲柄为动参考系，可以求出

B的角速度，但实际上由于相对轨迹不清楚，相对法向加速度难以确定，所以难以求出

B的角加速度。

7－2均有错误。

图a中的绝对速度

应在牵连速度

和相对速度

的对角线上；

图b中的错误为牵连速度

的错误，从而引起相对速度

的错误。

7－3均有错误。

（a）中的速度四边形不对，相对速度不沿水平方向，应沿杆OC方向；

（b）中虽然ω＝常量，但不能认为

＝常量，

不等于零；

（c）中的投影式不对，应为

7－4速度表达式、求导表达式都对，求绝对导数（相对定系求导），则

在动系为平移的情况下，

在动系为转动情况下，

7－5

正确。

不正确，因为有相对运动，导致牵连点的位置不断变化，使

产生新的增量，而

是动系上在该瞬时与动点重合那一点的切向加速度。

正确，因为只有变矢量才有绝对导数和相对导数之分，而

是标量，

无论是绝对导数还是相对导数，其意义是相同的，都代表相对切向加速度的大小。

均正确。

7－6图a正确，图b不正确。

原因是相对轨迹分析有误，相对加速度分析的不正确。

7－7若定参考系是不动的，则按速度合成定理和加速度合成定理求出的速度和加速度为绝对速度和绝对加速度。

若定参考系在运动，按速度合成定理和加速度合成定理求出的速度和加速度应理解为相对速度和相对加速度。

7－8设定系为直角坐标系Oxy，动系为极坐标系，其相对于定系绕O轴转动，动点沿极径作相对运动，则

，按公式

求出绝对加速度沿极径、极角方向的投影即可。

第8章刚体的平面运动

8－1如图所示，平面图形上两点A，B的速度方向可能是这样的吗？

为什么?

8－2如图所示已知

，方向如图；

垂直于

于是可确定速度瞬心C的位置，求得：

这样做对吗？

为什么？

8－3如图所示

的角速度为

，板ABC和图中

铰接。

问图中

和AC上各点的速度分布规律对不对?

8－4平面图形在其平面内运动，某瞬时其上有两点的加速度矢相同。

试判断下述说法是否正确：

（1）其上各点速度在该瞬时一定都相等。

（2）其上各点加速度在该瞬时一定都相等。

8－5如图所示瞬时，已知

平行，且

＝

，问

与

、

是否相等?

8－6图所示，车轮沿曲面滚动。

已知轮心O在某一瞬时的速度

和加速度

问车轮的角加速度是否等于

？

速度瞬心C的加速度大小和方向如何确定?

8－7试证：

当ω=0时，平面图形上两点的加速度在此两点连线上的投影相等。

8－8如图所示各平面图形均作平面运动，问图示各种运动状态是否可能？

图a中，

=-

图b中，

都与A，B连线垂直，且

反向。

图c中，

沿A，B连线，

与A，B连线垂直。

图d中，

都沿A，B连线，且

>

图e中，

都沿A，B连线，且

<

图f中，

沿A，B连线。

图g中，

都与AC连线垂直，且

图h中，AB垂直于AC，

在AB连线上的投影与

相等。

图i中，

与

平行且相等，即

=

图j中，

都与AB垂直，且

在A，B连线上的投影相等。

图k中，

在AB连线上的投影相等。

图l中，矢量

在AB线上的投影相等，

在AB线上。

8－9如图所示平面机构中，各部分尺寸及图示瞬时的位置已知。

凡图上标出的角速度或速度皆为已知，且皆为常量。

欲求出各图中点C的速度和加速度，你将采用什么方法？

说出解题步骤及所用公式。

8－10杆AB作平面运动，图示瞬时A，B两点速度

的大小、方向均为已知，C，D两点分别是

，

的矢端，如图所示。

试问

（l）AB杆上各点速度矢的端点是否都在直线CD上?

（2）对AB杆上任意一点E，设其速度矢端为H，那么点H在什么位置?

（3）设杆AB为无限长，它与CD的延长线交于点P。

试判断下述说法是否正确。

A．点P的瞬时速度为零。

B．点P的瞬时速度必不为零，其速度矢端必在直线AB上。

C．点P的瞬时速度必不为零，其速度矢端必在CD的延长线上。

答案

8－1均不可能。

利用速度投影定理考虑。

8－2不对。

不是同一刚体的速度，不能这样确定速度瞬心。

8－3不对。

杆

和三角板ABC不是同一刚体，且两物体角速度不同，三角板的瞬心与干

的转轴不重合。

8－4各点速度、加速度在该瞬时一定相等。

用求加速度的基点法可求出此时图形的角速度、角加速度均等于零。

8－5在图（a）中，

=

，因为杆AB作平移；

在图（b）中，

≠

，因为杆AB作瞬时平移。

8－6车轮的角加速度等于

可把曲面当作固定不动的曲线齿条，车轮作为齿轮，则齿轮与齿条接触处的速度和切向加速度应该相等，应有

，然后取轮心点O为基点可得此结果和速度瞬心C的加速度大小和方向。

8－7由加速度的基点法公式开始，让ω=0，则有

，把此式沿着两点连线投影即可。

8－8可能：

图b、e；

不可能：

图a、c、d、f、g、h、i、j、k和l。

主要依据是求加速度基点法公式，选一点为基点，求另一点的加速度，看看是否可能。

8－9

（1）单取点A或B为基点求点C的速度和加速度均为三个未知量，所以应分别取A，B为基点，同时求点C的速度和加速度，转换为两个未知量求解（如图a）。

（2）取点B为基点求点C的速度和加速度，选点C为动点，动系建于杆

，求点C的绝对速度与绝对加速度，由

，转换为两个未知数求解（如图b）。

（3）分别取A，B为基点，同时求点D的速度和加速度，联立求得

，再求

8－10

（1）是。

把

沿AB方向与垂直于AB的方向分解，并选点B为基点，求点A的速度，可求得杆AB的角速度为

再以点B为基点，求点E的速度，同样把点E的速度沿AB方向与垂直于AB的方向分解，可求得杆AB的角速度为

这样就有

，然后利用线段比可得结果。

也可用一简捷方法得此结果。

选点A（或点B）为基点，则杆AB上任一点E的速度为

+

垂直于杆AB，杆AB上各点相对于基点A的速度

矢端形成一条直线，又

+

，所以只需把此直线沿

方向移动

距离，就是任一点E的速度

的矢端。

（2）设点A或点B的速度在AB连线上的投影为

，从点E沿AB量取

，得一点，过此点作AB的垂线和CD的交点即为点H的位置。

（3）A．不对。

若为零，则点P为杆AB的速度瞬心，

应垂直于杆AB。

B．不对。

以点B为基点，求点P的速度，可得点P的速度沿CD方向。

C．对。

见B中分析。

第9章质点动力学基本方程

9-1三个质量相同的质点，在某瞬时的速度分别如图所示，若对它们作用了大小、方向相同的力

，问质点的运动情况是否相同？

9-2如图所示，绳拉力F=2kN，物块Ⅱ重1kN，物块Ⅰ重2kN。

若滑轮质量不计，问在图中（a），（b）两种情况下，重物Ⅱ的加速度是否相同？

两根绳中的张力是否相同？

9-3质点在空间运动，已知作用力，为求质点的运动方程需要几个运动初始条件?

若质点在平面内运动呢？

若质点沿给定的轨道运动呢？

9-4某人用枪瞄准了空中一悬挂的靶体。

如在子弹射出的同时靶体开始自由下落，不计空气阻力，问子弹能否击中靶体？

9-1

加速度相同；

速度、位移和轨迹均不相同。

9-2

重物Ⅱ的加速度不同，绳拉力也不同。

9-3

为确定质点的空间运动，需用6个运动初始条件，平面内需用4个运动初始条件。

如轨道已确定，属一维问题，只需两个运动初始条件。

9-4

子弹与靶体有相同的铅垂加速度，子弹可以击中靶体。

第10章动量定理

10-1求如图所示各均质物体的动量。

设各物体质量均为m。

10-2质点系动量定理的导数形式为

，积分形式为

，以下说法正确的是：

　　A.导数形式和积分形式均可在自然轴上投影。

　　B.导数形式和积分形式均不可在自然轴上投影。

　　C.导数形式能在自然轴上投影，积分形式不能在自然轴上投影。

　　D.导数形式不能在自然轴上投影，积分形式可在自然轴上投影。

10-3质量为m的质点A以匀速

v沿圆周运动，如图所示。

求在下列过程中质点所受合力的冲量：

（1）质点由A1运动到A2（四分之一圆周）。

（2）质点由A1运动到A3（二分之一圆周）。

（3）质点由A1运动一周后又返回到A1点。

10-4某质点的动量为：

求作用在质点上的力F。

10-5两物块A和B，质量分别为

和

，初始静止。

如A沿斜面下滑的相对速度为

，如图所示。

设B向左的速度为

，根据动量守恒定律，有

对吗?

10-6两均质直杆AC和CB，长度相同，质量分别为

两杆在点C由铰链连接，初始时维持在铅垂面内不动，如图所示。

设地面绝对光滑，两杆被释放后将分开倒向地面。

问

相等或不相等时，C点的运动轨迹是否相同？

10-7刚体受有一群力作用，不论各力作用点如何，此刚体质心的加速度都一样吗？

10-1

质点系动量

，因此着眼点在质心。

图（d）T字杆中的一杆的质心在铰链处，其质心不动，因此只计算另一杆的动量即可。

10-2

C对。

10-3

（1）

（2）

（3）

10-4

10-5

不对。

动量定理中使用的是绝对速度。

10-6

时，点铅垂下落，轨迹为直线；

时，点C的轨迹为曲线。

10-7

都一样。

第11章动量矩定理

11-1某质点对于某定点O的动量矩矢量表达式为

　　式中t为时间，

为沿固定直角坐标轴的单位矢量。

求此质点上作用力对O点的力矩。

11-2某质点系对空间任一固定点的动量矩都完全相同，且不等于零。

这种运动情况可能吗?

11-3试计算如图所示物体对其转轴的动量矩。

11-4如图所示传动系统中

为轮Ⅰ、轮Ⅱ的转动惯量，轮Ⅰ的角加速度为

11-5如图所示，在铅垂面内，杆OA可绕O轴自由转动，均质圆盘可绕其质心轴A自由转动。

如OA水平时系统为静止，问自由释放后圆盘作什么运动?

11-6质量为m的均质圆盘，平放在光滑的水平面上，其受力情况如图所示。

设开始时，圆盘静止，图中

试说明各圆盘将如何运动。

11-7一半径为R的均质圆轮在水平面上只滚动而不滑动。

如不计滚动摩阻，试问在下列两种情况下，轮心的加速度是否相等?

接触面的摩擦力是否相同?

（1）在轮上作用一顺时针转向的力偶，力偶矩为M；

（2）在轮心作用一水平向右的力

11-8细绳跨过不计轴承摩擦的不计质量的滑轮，两猴质量相同，初始静止在无重绳上，离地面高度相同。

（1）若两猴同时开始向上爬，且相对绳的速度大小可以相同也可以不相同，问站在地面看，两猴的速度如何？

在任一瞬时，两猴离地面的高度如何？

（2）若两猴同时开始一个向上爬，另一个向下爬，且相对绳的速度大小可以相同也可以不相同，问站在地面看，两猴的速度如何？

11-9如图所示，均质杆、均质圆盘质量均为m，杆长为2R，圆盘半径为R，两者铰接于点A，系统放在光滑水平面上，初始静止。

现受一矩为M的力偶作用，则下列哪些说法正确：

A.如M作用于圆盘上，则盘绕A转动，杆不动；

B.如M作用于杆上，则杆绕A转动，盘不动；

C.如M作用于杆上，则盘为平移；

D.不论M作用于哪个物体上，系统运动都一样。

11-10图示两个完全相同均质轮，图（a）中绳的一端挂一重物，重量等于P，图（b）中绳的一端受拉力F，且F=P，问两轮的角加速度是否相同？

绳中的拉力是否相同？

11-1

11-2

质点系对任一点的动量矩为

，当

时，对所有点的动量矩

都相等，即

11-3

11-4

不对。

11-5

圆盘作平移，因为圆盘所受的力对其质心的矩等于零，且初始角速度为零。

11-6

（a）质心不动，圆盘绕质心加速转动。

（b）质心有加速度a=F/m，向左；

圆盘平移。

（c）质心有加速度a=F/m，向右；

圆盘绕质心加速转动。

11-7

轮心加速度相同，地面摩擦力不同。

11-8

（1）站在地面看两猴速度相同，离地面的高度也相同；

（2）站在地面看两猴速度相同，离地面的高度也相同。

11-9

A，C正确。

11-10

均不相同。

由对定点的动量矩定理判定。

第12章动能定理

12-1摩擦力可能做正功吗？

举例说明。

12-2三个质量相同的质点，同时由点A以大小相同的初速度

抛出，但其方向各不相同，如图所示。

如不计空气阻力，这三个质点落到水平面H-H时，三者的速度大小是否相等?

三者重力的功是否相等?

三者重力的冲量是否相等?

12-3小球连一不可伸缩的细绳，绳绕于半径为R的圆柱上，如图所示。

如小球在光滑面上运动，初始速度

垂直于细绳。

问小球在以后的运动中动能不变吗?

对圆柱中心轴的动量矩守恒吗?

小球的速度总是与细绳垂直吗?

12-4甲乙两人重量相同，沿绕过无重滑轮的细绳，由静止起同时向上爬升，如甲比乙更努力上爬，问：

（1）谁先到达上端？

（2）谁的动能最大？

（3）谁作的功多？

（4）如何对甲、乙两人分别应用动能定理？

12-5试总结质心在质点系动力学中有什么特殊的意义。

12-6两个均质圆盘，质量相同，半径不同，静止平放于光滑水平面上。

如在此二盘上同时作用有相同的力偶，在下述情况下比较二圆盘的动量、动量矩和动能的大小。

（1）经过同样的时间间隔：

（2）转过同样的角度。

12-7质量、半径均相同的均质球、圆柱体、厚圆筒和薄圆筒，同时由静止开始，从同一高度沿完全相同的斜面在重力作用下向下作纯滚动。

（1）由初始至时间t，重力的冲量是否相同？

（2）由初始至时间t，重力的功是否相同？

（3）到达底部瞬时，动量是否相同？

（4）到达底部瞬时，动能是否相同？

（5）到达底部瞬时，对各自质心的动量矩是否相同？

对上面各问题，若认为不相同，则必须将其由大到小排列。

12-8在上题中，若从静止开始，各物体沿完全相同的斜面向下作纯滚动，经过完全相同的时间t，试回答上题中提出的五个问题。

12-9两个均质圆盘质量相同，A盘半径为R，B盘半径为r，且R>

r。

两盘由同一时刻，从同一高度无初速的沿完全相同的斜面在重力作用下向下作纯滚动。

（1）哪个圆盘先到达底部？

（2）比较这两个圆盘：

A.由初始至到达底部，哪个圆盘受重力冲量较大？

B.到达底部瞬时，哪个动量较大？

C.到达底部瞬时，哪个动能较大?

D.到达底部瞬时，哪个圆盘对质心的动量矩较大？

12-10两个质量、半径都完全相同的均质圆盘A，B，盘A上缠绕无重细绳，在绳端作用力F，轮B在质心处作用力F，两力相等，且都与斜面平行，如图所示。

设两轮在力F及重力作用下，无初速从同一高度沿完全相同的斜面向上作纯滚动。

问：

（1）若两轮轮心都走过相同的路程s，那么力的功是否相同？

两圆盘的动能、动量及对盘心的动量矩是否相同？

（2）若从初始起经过相同的时间t，那么力的功是否相同？

（3）两圆盘哪个先升到斜面顶点？

（4）两圆盘与斜面间的摩擦力是否相等？

（5）若两圆盘沿斜面连滚带滑的运动，动滑动摩擦因数皆为f，试回答上面的问题

（1）、

（2）、（3）、（4）。

（6）若斜面绝对光滑，试回答上面的问题

（1）、

（2）、（3）、（4）。

12-11无重细绳OA一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球A（小球尺寸不计），在光滑的水平面内绕O点运动（O点也在此平面上）。

该平面上另一点O1是一销钉（尺寸不计），当绳碰到O1后，A球即绕O1转动，如图所示。

在绳碰到O1点前后瞬间下述各说法对吗？

A.球A对O点的动量矩守恒；

B.球A对O1点的动量矩守恒；

C.绳索张力不变；

D.球A的动能不变。

12-1

可能。

如：

传送带上加速运动物体，水平方向上仅受到静摩擦力，静摩擦力做正功。

12-2

三者由A处抛出时，其动能与势能是相同的，落到水平面H-H时，势能相同，动能必相等，因而其速度值是相等的，重力作功是相等的。

然而，三者由抛出到落