单自由度机械系统动力学——牛头刨床运动例题

单自由度机械系统动力学作业

题目：

图1所示为一牛头刨床。各构件长度为：1110L mm =，3540L mm =，4135L mm =；尺寸580H mm =，1380H mm =。导杆3重量3200G N =，质心3S 位于导杆中心，导杆绕

3S 的转动惯量23 1.1J kg m =?。滑枕5的重量5700G N =。其余构件重量均可不计。电动

机型号为Y100L2-4，电动机轴至曲柄1的传动比23.833i =，电动机转子及传动齿轮等折算到曲柄上的转动惯量21133.3J kg m =?。刨床的平均传动效率0.85η=。空行程时作用在滑枕上的摩擦阻力50f F N =，切削某工件时的切削力和摩擦阻力如图2所示。 1）求空载启动后曲柄的稳态运动规律； 2）求开始刨削工件的加载过程，直至稳态。

图1 牛头刨床 图2 牛头刨床加工某工件时的负载图 解：

（1）运动分析

可以用解析法列出各杆角速度、各杆质心速度的表达式。但为简便起见，现调用改自课本附录Ⅰ中的Matlab 子程序来进行计算。图1中给出了构件和运动副的编号。先调用子程序crank 分析点②的运动学参数，再调用子程序vosc 进行滑块2—导杆3这一杆组的运动学分析，然后再调用子程序vguide 进行小连杆4—滑枕5这一杆组的运动学分析。这一段的Matlab 程序如下：

crank(1,2,L(1),TH(1),W(1)); vosc(2,3,4,L(3)); vguide(4,5,L(4)); 其中：L(i)、TH(i)、W(i)分别表示第i 个杆的长度、位置角、角速度。 （2）等效转动惯量和等效力矩

取曲柄1为等效构件，等效转动惯量为

222

3335513111

()()(

)S e J J J G v G v g g ωωωω=+++ (a) 式中：g 为重力加速度，3S v 为导杆3质心的速度，5v 为滑枕的速度。

等效驱动力矩可由电动机机械特性导出，设m M 、de M 分别为电动机输出力矩和等效驱动力矩，两者有如下关系：

de m M iM = (b)

式中i 为电动机轴和曲轴间的传动比。

电动机轴转速m ω和曲柄转速1ω间有如下关系：

1m

i

ωω=

(c)

将式(b)和式(c)代入电动机机械特性

2

m m m

M a b c ωω=++ (d) 可得

23211de M ai bi ci ωω=++ (e)

将传动比i 的值和课本例题3.2.2中求出的系数a 、b 、c 的值代入式(e)，得到等效驱动

力矩

211148466076.8580.26de M ωω=-+- (f)

等效阻力矩re M 中只计入滑枕上的摩擦阻力f F 和切削阻力r F ，以及导杆的重力3G ：

3351(|()|)/()re S y f r M G v F F v ωη=--+ (g)

式中3S y v 为导杆3重心3S 的y 向速度。 等效力矩e M 为

e de re M M M =+ (h)

等效力矩和等效转动惯量均随机构位置而变化。需将曲柄运动周期分成k 个等份（k 可取为60），对每一机构位置计算等效力矩e M 和等效转动惯量e J 。

（3）运动方程的求解

本题属于等效力矩同时为等效构件转角和角速度的函数，而等效力矩e M 的表达式中ω与?可以分离，即可以表达为两个函数的和，其中一个等效驱动力矩de M 为角速度ω的函数，另一个等效阻力矩re M 为转角?的函数。这样采用能量形式的运动方程求解更为简便、

快速。

已知等效驱动力矩de M 的表达式为式（f ），等效阻力矩re M 的表达式为式（g ），设

()re r M M ?=，为已知量。由能量形式的运动方程，对从1?到2?的区间，可以写出

21

122

22111()d 22

e e de re J J M M ??ωω?-=+? (i)

式中，i ω、ei J 为与角i ?相对应的位置的角速度和等效转动惯量。 用梯形公式求积分，式(i)可写为

2

22211112211[()()()()]222

e e de re de re J J M M M M ????ωω??-=+++ (j) 用式（e ）和()re r M M ?=代入，得到

2

22222121111()[()()2]0e r r e J c b M M a b c J ?????ωωωωω-?--++++-?=? (k)

这是一个以2ω为未知数的一元二次方程，如果1ω已知，2ω便可很容易地求出。 同理，对第i 个区间，即i ?和1i ?+之间的区间，可以有如下递推公式：

2110i i i i i A B C ωω++++= (l)

式中：

1221[()]{()()[]()2}

i e i i i r i r i i i e i i c A J B M a b c b

C M J ?????ωωω++???+=-=-=-++++

用此递推公式，当已知初始条件1??=、1ωω=时便可逐步求出各位置的角速度。 计算空载启动后的稳态响应不必取初值10ω=，为在计算中迅速收敛，可任意取一接近电动机额定角速度的初值，如取1 6.5/rad s ω=，则不到两周便求出稳态解，如图3所示。可以看出，在空载下速度波动很小。

开始刨削后的加载过程的初值可取空载稳态1360?=?时的1ω值。加载过程如图4所示，最后得到切削时的稳态响应如图5中曲线(2)所示，可以看出，负载的波动导致了较大

的速度波动。将图5、图4与图2对比，可以很清楚地看出，工作循环中的两段有切削力的部分基本上与1ω变化中两次降速的位置相对应。

50100150200250300350400

6.54

6.556.566.576.586.596.6

6.616.626.63φ1

ω1/(r a d /s )

图3 空载启动后曲柄的稳态运动规律

100

200

300

400

500

600

700

800

5.96

6.16.26.36.4

6.56.66.76.8φ1

ω1/(r a d /s )

图4 开始刨削工件的加载过程

50

100

150

200

250

300

350

400

5.96

6.16.26.36.4

6.56.66.7

6.8φ1

ω1/(r a d /s )

图5 空载与切削时的稳态响应

Matlab 程序： [main.m]

global P VP %各点位置与速度为全局变量 P =zeros (5,2); VP =zeros (5,2); P (3,2)=-0.38; P (5,2)=0.2;

Je =zeros (1,61); Mre =zeros (1,61); Mre0=zeros (1,61); DeltaPhi =pi /30;

%准备工作，先计算各个位置时的等效转动惯量Je ，等效阻力矩Mre

%因为本题等效转动惯量与等效阻力矩均只与机构位置有关，与角速度无关，设曲柄角速度为1进行计算 for k =1:60

crank (1,2,0.11,2*pi -(k -1)*DeltaPhi ,1); W3=vosc (2,3,4,0.54); vguide (4,5,0.135);

Vs3=sqrt (VP (4,1)^2+VP (4,2)^2)/2;

Je (k )=133.3+1.1*W3^2+200/10*Vs3^2+700/10*VP (5,1)^2; if ((k >=33 && k <=43)||(k >=50 && k <=59)) F =9500;

(1)

(2)

else

F=50;

end

Mre(k)=(-200*VP(4,2)/2-abs(F*VP(5,1)))/0.85;%刨削工件时的阻力矩

Mre0(k)=(-200*VP(4,2)/2-abs(50*VP(5,1)))/0.85;%空载阻力矩

end

Je(61)=Je(1);%第61点值与第1点值相同，只是为了方便后面的迭代计算

Mre(61)=Mre(1);

Mre0(61)=Mre0(1);

n=0;%记录迭代次数，其实没什么用

w=zeros(1,61);

w(1)=6.5; w(61)=1;

while abs(w(61)-w(1))/w(61)>=1e-4

if n==0

n=1;

else

w(1)=w(61);%更新原点比较值

n=n+1;

end

for k=1:60

A=Je(k+1)-DeltaPhi*(-580.26);

B=-DeltaPhi*6076.8;

C=-(DeltaPhi*(Mre0(k)+Mre0(k+1)+2*(-14846)+6076.8*w(k)+(-58

0.26)*w(k)^2)+Je(k)*w(k)^2);

w(k+1)=(-B+sqrt(B^2-4*A*C))/(2*A);

end

end

Phi=0:6:360;

plot(Phi,w);%绘制空载稳态

xlabel('\phi_1');

ylabel('\omega_1/(rad/s)');

figure(3);%用来绘制空载与工作状态稳态对比

plot(Phi,w);%绘制空载稳态

xlabel('\phi_1');

ylabel('\omega_1/(rad/s)');

w0=w(61);

w=zeros(1,121);%取加载后两个周期的数据

w(1)=w0;

for k=1:120

sk=mod(k-1,60)+1;%sk取值范围为1~60

A=Je(sk+1)-DeltaPhi*(-580.26);

B=-DeltaPhi*6076.8;

C=-(DeltaPhi*(Mre(sk)+Mre(sk+1)+2*(-14846)+6076.8*w(k)+(-580.26)* w(k)^2)+Je(sk)*w(k)^2);

w(k+1)=(-B+sqrt(B^2-4*A*C))/(2*A);

end

Phi=0:6:120*6;

figure;

plot(Phi,w);%绘制加载过程

xlabel('\phi_1');

ylabel('\omega_1/(rad/s)');

%计算加载后达到的稳态响应，其实之前的计算值已经满足要求精度了，所以while里的语句不会执行

w(1:61)=w(61:121);

while abs(w(61)-w(1))/w(61)>=1e-4

w(1)=w(61);

for k=1:60

A=Je(k+1)-DeltaPhi*(-580.26);

B=-DeltaPhi*6076.8;

C=-(DeltaPhi*(Mre(k)+Mre(k+1)+2*(-14846)+6076.8*w(k)+(-580.26)*w( k)^2)+Je(k)*w(k)^2);

w(k+1)=(-B+sqrt(B^2-4*A*C))/(2*A);

end

end

Phi=0:6:360;

figure(3);

hold on;

plot(Phi,w(1:61));%绘制工作状态稳态,与空载对比

[crank.m]

function crank(N1,N2,R,TH,W)

global P VP

VP(N1,1)=0;

VP(N1,2)=0;

RX=R*cos(TH);

RY=R*sin(TH);

P(N2,1)=P(N1,1)+RX;

P(N2,2)=P(N1,2)+RY;

VP(N2,1)=-RY*W;

VP(N2,2)=RX*W;

[vosc.m]

function[W]=vosc(N1,N2,N3,R)

global P VP

TH=posc(N1,N2,N3,R);

R2=sqrt((P(N2,1)-P(N1,1))^2+(P(N2,2)-P(N1,2))^2);

W=((VP(N1,2)-VP(N2,2))*cos(TH)-(VP(N1,1)-VP(N2,1))*sin(TH))/R2; VP(N3,1)=VP(N2,1)-W*R*sin(TH);

VP(N3,2)=VP(N2,2)+W*R*cos(TH);

[posc.m]

function[TH]=posc(N1,N2,N3,R)

global P

TH=atan2(P(N1,2)-P(N2,2),P(N1,1)-P(N2,1));

P(N3,1)=P(N2,1)+R*cos(TH);

P(N3,2)=P(N2,2)+R*sin(TH);

[vguide.m]

function vguide(N1,N2,R)

global P VP

TH=pi-asin((P(N2,2)-P(N1,2))/R);

W=-VP(N1,2)/(R*cos(TH));

VP(N2,1)=VP(N1,1)-R*W*sin(TH);

初三物理功和机械效率经典练习题

吴老师物理辅导功和机械效率经典题集 1．（四川雅安）如图6所示，定滑轮重2N ，动滑轮重1N 。物体A 在拉力F 的作用下，1s 内将重为8N 的物体A 沿竖直方向匀速提高了0.2m 。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是 A ．绳子自由端移动速度为0.6m/s B ．滑轮组的机械效率为80% C ．拉力F 的功率为1.8W D ．拉力F 的大小为3n 2．（包头市）用图6所示的滑轮组将重10N 的物体匀速提升0．1m ，所用时间为２s ，作用在绳子末端的拉力F 为６Ｎ（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（ ） Ａ．所做的有用功为１Ｊ Ｂ．动滑轮自重０．２Ｎ Ｃ．拉力Ｆ做功的功率为０．３Ｗ Ｄ．该滑轮组的机械效率为８３．３％ 3．（浙江绍兴）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系和物体速度v 与时间t 的关系如图乙所示。则第2秒末 时，物体处于__________状态，第6秒末到第9秒末，推力F 做功是_________焦耳。 4．（四川遂宁）某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图10中的甲、乙、丙所示。 (1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率 。 (2)填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮 次数 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/m 有用功 W 有/J 测力计 拉力F/N 测力计移动 距离S/m 总功 W 总/J 机械 效率η 1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 2 4 0.1 0.4 1.6 0. 3 0.48 83.3% 3 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 F 图6

高一物理 机械运动、位移 典型例题

高一物理机械运动、位移典型例题 [例1]甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况是[] A.甲向上、乙向下、丙不动 B.甲向上、乙向上、丙不动 C.甲向上、乙向上、丙向下 D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢 [分析]电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参照物.甲中乘客看高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动.同理，乙相对甲在向上运动，说明乙对地面也是向上运动，且运动得比甲更快.丙电梯无论是静止，还是在向下运动，或以比甲、乙都慢的速度在向上运动，丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动. [答] B、C、D. [例2]下列关于质点的说法中，正确的是[] A.体积很小的物体都可看成质点 B.质量很小的物体都可看成质点 C.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点 D.只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点 [分析] 一个实际物体能否看成质点，跟它体积的绝对大小、质量的多少以及运动速度的高低无关，决定于物体的尺寸与物体间距相比的相对大小.例如，地球可称得上是个庞然大物，其直径约为1.28×107 m，质量达到6×1024kg，在太空中绕太阳运动的速度每秒几百米.由于其直径与地球离太阳的距离（约1.5×1011m）相比甚小，因此在研究地球的公转运动时，完全可以忽略地球的形状、大小及地球自身的运动，把它看成一个质点. [答] C.

[例3]下列各种情况，可以把研究对象（黑体者）看作质点的是[] A. 研究小木块的翻倒过程 B. 讨论地球的公转 C. 解释微粒的布朗运动 D. 计算整列列车通过某一路标的时间 [误解一] 小木块体积小，远看可视为一点；作布朗运动的微粒体积极小，当然是质点，故选（A）、（C）。 [误解二] 列车作平动，车上各点运动规律相同，可视为质点，故选（D）。 [正确解答] 讨论地球的公转时，地球的直径（约1.3×104km）和公转的轨道半径（约1.5×108km）相比要小得多，因而地球上各点相对于太阳的运动差别极小，即地球的大小和形状可以忽略不计，可把地球视为质点，故选（B）。 [错因分析与解题指导] 物理研究中常建立起一些理想化的模型，它是物理学对实际问题的简化，也叫科学抽象。它撇开与当前观察无关的因素和对当前考察影响很小的次要因素，抓住与考察有关的主要因素进行研究、分析、解决问题，质点就是一个理想化的模型。[误解一] 以为质点是指一个很小的点。但在小木块的翻倒过程中，木块各点绕一固定点转动，各点运动情况不同，不可看作质点。至于作布朗运动的粒子，尽管体积极小，仍受到来自各个方向上的液体分子（具有更小体积）的撞击，正是这种撞击作用的不平衡性使之作无规则运动，也不可把布朗运动粒子视为质点。[误解二]以为火车在铁道上的运动为平动，可视为质点。而本题实际考察的是经过某路标的时间，就不能不考察它的长度，在这情况中不能视其为质点。 [例4]关于质点的位移和路程的下列说法中正确的是[] A. 位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向 B. 路程是标量，即位移的大小 C. 质点沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小 D. 物体通过的路程不等，位移可能相同 [误解]选（A），（B）。

机械运动经典习题

机械运动经典习题（有习题答案） 1.下面的哪句话是正确的？（） A．只有机器的运动才能叫机械运动B．因为运动是绝对的，所以静止也是绝对的 C．参照物是绝对不动的D．整个宇宙都是由运动着的物质组成的，绝对不动的物体是没有的 2. 车站上并排着停着持发的甲、乙两列火车，在甲火车上的人从窗口看到乙火车正向东运动，从车厢的另一侧窗口看到田野上的树木也向东运动，但比乙火车运动得要慢些．若以大地为参照物，则上述的现象表明（） A．甲、乙两列火车同时开始运动，甲火车向东运动，乙火车向西运动B．甲火车开始向西运动，乙火车末动C．甲、乙两火车同时开始运动，都在向西运动D．甲、乙两火车同时开始运动，甲火车向西运动，乙火车向东运动 3. 下列成语中不含有机械运动的是（） A．背道而驰B．奔走相告C．比比皆是D．必由之路 4.关于机械运动的说法中，正确的是（） A．宇宙间一切物体都是运动的B．运动快慢不变的物体，一定在做匀速直线运动 C．只有静止的物体才能被选作参照物D．对同一物体，选用不同的参照物，其运动情况一定不同 5. 在下列运动中属于机械运动的是（） A．照片中飞行的飞机B．群众运动C．空中飞行的飞机D．爱国卫生运动 6. 下列关于机械运动的描述，正确的是（） A．只有机械设备的运动才是机械运动B．物体的一切运动都是机械运动 C．空气的流动不是机械运动D．灰尘的运动属于机械运动 7．在直线轨道上的甲、乙两列火车，以甲车为参照物，得出乙车向东运动的结论．以地面为参照物，乙车的运动情况是（）A．一定向东运动B．一定向西运动C．一定静止不动D．向东、向西运动或静止均有可能 8.小明乘电梯上升的过程中，若以地面为参照物，小明是的（选填“运动”或“静止”）；若电梯在10s 内从一层直达八层，且每层楼高为3m，则电梯从一层直达八层的平均速度为m/s． 9．一个物体相对于另一个物体的叫做机械运动；如果物体相对于参照物的位置不变，则物体相对于该参照物是 11．甲、乙两车同处在东西方向的平直公路上．若甲车以20米/秒的速度匀速向东行驶，乙车以15米/秒的速度匀速向西行驶．若以甲车为参照物，乙车向运动，速度为米/秒；若以乙车为参照物，甲车向运动，速度为米/秒．12. 在上学的路上，当小明正快步追上在前面的小华时，一辆车从他身旁向前快速驶去，则（） A．小明相对于车是向后运动的B．小明相对于小华是静止的 C．小华相对于车是向前运动的D．小华相对于小明是向前运动的 13.小明同学乘坐在运动的翻滚车中时，感觉地面上的人和建筑物都在旋转，这时他选取的参照物是（） A．翻滚车B．轨道C．地面上的树D．地面上的建筑物 诗句“不疑行船动，唯看远树来”中“远树来”所选择的参照物是（） A．行船B．远树C．河岸D．山峰 14. “人在桥上走，桥流水不流”，诗人认为“桥流”所选择的参照物是（） A．桥B．水C．河岸D．地球 15. 2008年9月27日16时43分，航天员翟志刚随“神七”载人飞船一起以78km/s的速度绕地球高速运动，并实施出舱活动（如图）他在舱外活动时间为19min35s，这意味着在这段时间内，他在太空行走了91650km，这一距离所选取的参照物是（）A．“神七”载人飞船B．太阳C．地球D．月亮 16.在北半球某地的一个晴朗夜晚，星空中指示方向最好的参照物是（） A．小熊座B．大熊座C．北极星D．北斗星 解：北极星是一颗恒星．在北半球，北极星是最重要的一颗指示方向的星体．晴朗夜晚，它在群星中最亮，最易找到．凡是选作参照物的物体都认为其是静止的，而参照物的选取又是任意的．所以北极星是空中指示方向最好的参照物． 17. ．在南、北方向的平直公路上，有甲、乙两辆车正在行驶，甲车上的人看到乙车向南行驶，乙车上的人看到路旁的建筑物向南移动，他们各自所选取的参照物是（）

研究生《机械系统动力学》试卷及答案

太原理工大学研究生试题 姓名： 学号： 专业班级： 机械工程2014级 课程名称: 《机械系统动力学》 考试时间: 120分钟 考试日期: 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 分数 1 圆柱型仪表悬浮在液体中，如图1所示。仪表质量为m ，液体的比重为ρ，液体的粘性阻尼系数为r ，试导出仪表在液体中竖直方向自由振动方程式，并求固有频率。（10分） 2 系统如图2所示，试计算系统微幅摆动的固有频率，假定OA 是均质刚性杆，质量为m 。（10分） 3 图3所示的悬臂梁，单位长度质量为ρ，试用雷利法计算横向振动的周期。假定梁的 变形曲线为?? ? ?? -=x L y y M 2cos 1π（y M 为自由端的挠度）。（10分） 4 如图4所示的系统，试推导质量m 微幅振动的方程式并求解θ(t)。（10分） 5 一简支梁如图5所示，在跨中央有重量W 为4900N 电机，在W 的作用下，梁的静挠度δst=，粘性阻尼使自由振动10周后振幅减小为初始值的一半，电机n=600rpm 时，转子不平衡质量产生的离心惯性力Q=1960N ，梁的分布质量略去不计，试求系统稳态受迫振动的振幅。（15分） 6 如图6所示的扭转摆，弹簧杆的刚度系数为K ，圆盘的转动惯量为J ，试求系统的固有频率。(15分) 7如图7一提升机，通过刚度系数m N K /1057823?=的钢丝绳和天轮（定滑轮）提升货载。货载重量N W 147000=，以s m v /025.0=的速度等速下降。求提升机突然制动时的钢丝绳最大张力。(15分) 8某振动系统如图8所示，试用拉个朗日法写出动能、势能和能量散失函数。(15分) 太原理工大学研究生试题纸

机械设计基础第十四章 机械系统动力学

第十四章 机械系统动力学 14-11、在图14-19中，行星轮系各轮齿数为123z z z 、、，其质心与轮心重合，又齿轮1、2对质心12O O 、的转动惯量为12J J 、，系杆H 对的转动惯量为H J ，齿轮2的质量为2m ，现以齿轮1为等效构件，求该轮系的等效转动惯量J ν。 2222 2121221 12323121 13212 1 13222 12311212213121313 ( )()()()1()()()( )()()()o H H H o H J J J J m z z z z z z z z z O O z z z z z z z O O J J J J m z z z z z z z z νννωωω ωωωω ωω ωωωωνω=+++=-= += +=+-=++++++解： 14-12、机器主轴的角速度值1()rad ?从降到时2()rad ?，飞轮放出的功 (m)W N ，求飞轮的转动惯量。 max min 122 2 121 ()2 2F F Wy M d J W J ?ν??ωωωω==-=-? 解： 14-15、机器的一个稳定运动循环与主轴两转相对应，以曲柄和连杆所组成的转动副A 的中心为等效力的作用点，等效阻力变化曲线c A F S ν-如图14-22所示。等效驱动力a F ν为常数，等效构件（曲柄）的平均角速度值25/m rad s ?=， 3 H 1 2 3 2 1 H O 1 O 2

不均匀系数0.02δ=，曲柄长度0.5OA l m =，求装在主轴（曲柄轴）上的飞轮的转动惯量。 (a) W v 与时间关系图 （b ）、能量指示图 a 2 24()2 3015m Wy=25N m 25 6.28250.02 c va OA vc OA OA va F W W F l F l l F N Mva N J kg m νν=∏?∏=∏+==∏= =?解：稳定运动循环过程 14-17、图14-24中各轮齿数为12213z z z z =、，，轮1为主动轮，在轮1上加力矩1M =常数。作用在轮 2 上的阻力距地变化为： 2r 22r 020M M M ??≤≤∏==∏≤≤∏=当时，常数；当时，，两轮对各自中心的转动惯量为12J J 、。轮的平均角速度值为m ω。若不均匀系数为δ，则：（1）画出以轮1为等效构件的等效力矩曲线M ν?-；（2）求出最大盈亏功；（3）求飞轮的转动惯量F J 。 图14-24 习题14-17图 40Nm 15∏ 12.5∏ 22.5∏ 15Nm ∏ 2∏ 2.5∏ 4∏ 25∏ 1 1 z 2 z 2 r M 2 M ∏ 2∏ 2?

机械效率总复习题---经典题型总汇

机械效率总复习

1．某人用如图所示的滑轮组匀速提起260N的物体，所用的力为100N，物体提高1m。则下列说法中正确的是A．拉力做的有用功是100J B．拉力做的总功是260J C．滑轮组的机械效率是65% D．物体上升过程中动能转化为势能 2．下列说法正确的是 A．机械做功越快，机械效率就越高 B．做功时间越长，机械功率越大 C．功率大的机械比功率小的做功快 D．所有机械的机械效率都小于1 3．如图所示，重力为500N的物体与地面间的滑动摩擦力是150N，为使物体匀 速移动，必须在绳端至少加60N的拉力。则滑轮组的机械效率η=________。若物体 上面再放一重为200N的物体A，那么这时滑轮组的机械效率应________(填“增加” “减小”“不变”) 4．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比 A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少 5．在不计绳重和摩擦的情况下，利用图示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度．若用、表示甲、乙两装置的机械效率，、表示拉力所做的功。 A．， B．， C．， D．，6．程跃要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物。己知每个滑轮重20N，程跃想站在地上向下拉绳，他最好选择图中________滑轮组来提起重物(选填“a”、b”或“c”)。请在所选的图中画出正确的绕绳方法。如果程跃的实际拉力是280N，求出所选滑轮组的机械效率。

7．如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时，滑轮 组的机械效率为75%，小民对地面的压力为F1；当提升物体B时，小民对地面的压力为F2。已知小 民的质量为65kg，物体A的质量为90kg，物体B的质量为50kg。假设在拉绳子的过程中，小民对 绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。则F2:F1=________。 8．用滑轮组以不同速度匀运提升重物A，作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F， 如图所示，不计绳重和摩擦。当拉力F的功率为P1时，重物A以速度v1匀速上升h所用 的时间为t1；当拉力F的功率为P2时．重物A以速度v2匀速上升h所用的时间为t2；当拉力F的功率为时，重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为 A． B． C．D． 9．在生产中，人们往往用的是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的复杂机械。在一次科技活动中，某校物理小组的同学们分别用一轻质杠杆(不计杆重)、一只滑轮和一些细绳构成了如图所示的组合机械，其中O为支点，OA=3OB，他们发现使用组合机械可以更省力，如果提升G=90N的物体。在 不计滑轮重、杆重和绳重及部件间的摩擦时，拉力F= ________N。为了 测量这个组合机械的机械效率需要测量的物理量有(用文字和字母表示) ________；这个组合机械的机械效率为(用你选用的字母表示)η =________。 10．大军用某机械把500N的重物匀速提高0.5m，做的额外功是160J，则他做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少? 2．11．一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，已知绳的自由端拉力为25N。求：石块在上升过程中(1)石块受到的浮力为多少?J(2)绳的自由端拉力做功为多少?(3)动滑轮的机械效率为多少?(、)

机械运动竞赛试题(附答案)

一、机械运动 一、典型例题： 例1：宋代诗人陈与义有诗“枫花两岸照船红，百里榆堤半日风，卧看满天云不动，不知云与我俱东。”诗中所涉及的“卧看满天云不动”是因为（A） A、诗人以自己为参照物看云 B、诗人的浪漫情怀所致 C、云本来就不动 D、云向西运动 例2：某船在静水中航速为36千米／小时，船在河中逆流而上，经过一座桥时，船上的一只木箱不慎被碰落水中，经过两分钟，船上的人才发现，立即调转船头追赶，在距桥600米处追上木箱，则水的流速是多少米／秒？ 分析：选择河水为参考系.换算单位：36km/h=10m/s, 因为从丢失到发现为2分钟,所以再到返回原位置也是2分钟（因为以河水为参考系相对速度变）所以总共为4分钟也就是4*60=240s 而在这240s的时间内,木箱移动的距离是600m 而木箱的速度等于水流速,所以600/240=2.5m/s 例3：小明学滑雪，由山下滑到山顶的平均速度是3m/s，由山顶滑回原处的平均速度是18km/h，则他往返的平均速度是多少？ 解析： 例4：汽车在公路上以36km/h的速度匀速直线运动，驾驶员发现前方路口信号灯转为红色，经 0.5s反应时间后开始踩刹车，汽车车速v随时间t的变化关系如图11-2所示，下列叙述中 正确的是（B） A．在0.5s的反应时间内车子前进了l0m B．从开始刹车到停止，车子滑动距离为5m C．开始刹车后1s，车速为5m/s

D ．从信号灯转为红色起到汽车完全静止，车子共前进了5m 例5：汽车在行驶中，由于惯性作用，刹车后还要向前滑行一段距离才能停住，我们称这段距离 为“刹车距离”，“刹车距离”是分析事故的重要因素．在一个限 速40km/h 以内的弯道上，甲乙两车相向而行，发现对方后，同时 刹车，但还是相碰了．事后现场测得甲车刹车距离为12m ，乙车的 刹车距离超过l0m ，但小于12m.查有关资料知，甲种车的刹车距离、 甲（m ）与车速x (km/h ）之间有下列关系：s 甲＝0.1x ＋0.01x 2 乙种车的刹车距离s 乙(m)与车速x(km/h ）的关系如图2-10所 示．请你分析两车相碰是否是两车超速而引起的． 解析：由图象可以看出：乙种车的刹车距离S 乙（m）与车速x（km/h）成正比例关系， 则S 乙=1/4x，又10＜S 乙＜12，40＜v 乙＜48． 再令S 甲=0.1x+0.01x2=12，解得：x=30，即v 甲=30（km/h）． 由甲乙的行驶速度分析得知：两车相碰的原因是乙车超速行驶 例6：在学校举行的一次自制机动车竞赛活动中，有两部小车．如果让它们沿相反方向作匀速直 线运动，每隔10秒钟它们之间距离就增加16米；如果让它们以原来的速度沿同一方向运动时，每隔5秒钟它们之间的距离增大2米，则两车的速度分别是（A ） A ．1米／秒，0.6米／秒 B ．1.2米／秒，0.8米／秒 C ．0.8米/秒，0.8米／秒 D ．1米／秒，1.4米／秒 例7：一列客车长200米，以20米／秒的速度匀速行驶，突然迎面开来一辆长300米的货车， 货车速度36千米／小时，求坐在客车窗口的乘客看见货车从他眼前通过的时间。 答案：10m/s 例8：人站在匀速运动的自动扶梯上，经过t 1=20s 的时间，恰好到达楼上。如果自动扶梯不动， 而人匀速沿扶梯上行，则需时间为t 2=30s ，若自动扶梯运行，人也沿扶梯匀速上行，则人到达楼上所需时间为多少？ 答案：12s 例9：飞机水平匀速向西飞行，从飞机上先后落下三个小 球，若不计空气阻力，在地面上的人看到三个小球 在空中的排列位置应是图中的（D ） 例10：人在岸上用一根绳子通过固定在岸边的滑轮拉小 船如图2-22所示，设人以速度v 1前进，船前进的速度v 2， 则v 1与v 2的大小关系是（B ）A ．v 1＞v 2 B ．v 1＜v 2 C ．v 1=v 2 D ．不能确定

《机械动力学》——期末复习题及答案

《机械动力学》期末复习题及答案1、判断 1.机构平衡问题在本质上是一种以动态静力分析为基础的动力学综合，或动力学设计。 答案:正确 2.优化平衡就是采用优化的方法获得一个绝对最佳解。 答案:错误 3.惯性力的计算是建立在主动构件作理想运动的假定的基础上的。 答案:正确 4.等效质量和等效转动惯量与机械驱动构件的真实速度无关。 答案:正确 5.作用于等效构件上的等效力（或等效力矩）所作的功等于作用于系统上的外力所作的功。答案: 错误 6.两点动代换后的系统与原有系统在静力学上是完全等效的。 答案:错误 7.对于不存在多余约束和多个自由度的机构，动态静力分析是一个静定问题。 答案:错误 8.摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的简单化。 答案:错误 9.机构摆动力完全平衡的条件是：机构运动时，其总质心作变速直线运动。 答案:错误 10.等效质量和等效转动惯量与质量有关。 答案:错误 11.平衡是在运动设计完成之前的一种动力学设计。 答案:错误 12.在动力分析中主要涉及的力是驱动力和生产阻力。 答案:正确 13.当取直线运动的构件作为等效构件时，作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效力。答案:正确 14.摆动力的平衡一定会导致机械结构的复杂化。 答案:错误 15.机器人操作机是一个多自由度的闭环的空间机构。 答案:错误 16.质量代换是将构件的质量用若干集中质量来代换，使这些代换质量与原有质量在运动学上等效答案:正确 17.弹性动力分析考虑构件的弹性变形。 答案:正确 18.机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。 答案:错误

19.拉格朗日方程是研究约束系统静力动力学问题的一个普遍的方法。 答案:正确 20.在不含有变速比传动而仅含定速比传动的系统中，传动比为常数。 答案:正确 21.平衡分析着眼于全部消除或部分消除引起震动的激振力。 答案:正确 22.通路定理是用来判断能否实现摆动力完全平衡的理论。 答案:错误 23.无论如何，等效力与机械驱动构件的真实速度无关。 答案:正确 24.综合平衡不仅考虑机构在机座上的平衡，同时也考虑运动副动压力的平衡和输入转矩的平衡。答案:正确 25.速度越快，系统的固有频率越大。 答案:错误 26.平衡的实质就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除惯性载荷。 答案:正确 27.优化综合平衡是一个多目标的优化问题，是一种部分平衡。 答案:正确 28.机构摆动力完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。 答案:正确 29.当以电动机为原动机时，驱动力矩是速度的函数。 答案:错误 30.为了使得等效构件的运动与机构中该构件的运动一致，要将全部外力等效地折算到该机构上这 一折算是依据功能原理进行的。 答案:正确 2、单选 1.动力学反问题是已知机构的（），求解输入转矩和各运动副反力及其变化规律。 A.运动状态 B.运动状态和工作阻力 C.工作阻力 D.运动状态或工作阻力 答案:B 2.平衡的实质就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除（）。 A.加速度 B.角加速度 C.惯性载荷 D.重力 答案: C 3.摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的（）。 A.简单化

最新机械效率知识点梳理与典型例题

机械效率知识点梳理与典型例题 一、知识梳理： （一、）正确理解有用功、额外功和总功 1、有用功：叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。 例如，你用滑轮组匀速提升重物时，W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，W有用=fs。 2、额外功：叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。。 3、总功：叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。 （二、）机械效率 1、定义：机械效率是，表达式= 。 由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。 2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总 l。 二、分类典型例题： 题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断 例1：下列机械效率的说法正确的是（） A．机械效率可以提高到100% B．机械效率总小于1 C．功率大的机械机械效率高 D．机械效率越高,有用功就越多 例2：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功 最多的应是图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提 高1m，各种情况机械做的有用功均为J，通过分析可判断 出图的机械效率最大。 例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（） A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功 C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功 D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功 题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率 例1：一台起重机将重5000N的货物提高2m，如果额外功是2500J，则起重机做的有用功是J，该起重机的机械效率是。

机器人复习题及参考答案

课程考试复习题及参考答案 机器人学导论 一、名词解释题： 1.自由度： 2.机器人工作载荷： 3.柔性手： 4.制动器失效抱闸： 5.机器人运动学： 6.机器人动力学： 7.虚功原理： 驱动： 9.电机无自转： 10.直流伺服电机的调节特性： 11.直流伺服电机的调速精度： 控制： 13.压电元件： 14.图像锐化： 15.隶属函数： 网络： 17.脱机编程： ： 二、简答题： 1.机器人学主要包含哪些研究内容 2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些 3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义 4.机器人控制系统的基本单元有哪些 5.直流电机的额定值有哪些 6.常见的机器人外部传感器有哪些 7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。 8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成 9.为什么要做图像的预处理机器视觉常用的预处理步骤有哪些 10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。 11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类 12.仿人机器人的关键技术有哪些 三、论述题： 1.试论述机器人技术的发展趋势。 2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。 3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。 4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。 5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的 6.试论述工业机器人的应用准则。 四、计算题：（需写出计算步骤，无计算步骤不能得分）： 1.已知点u的坐标为[7,3,2]T，对点u依次进行如下的变换：（1）绕z轴旋转90°得到点v；（2）绕y 轴旋转90°得到点w；（3）沿x轴平移4个单位，再沿y轴平移-3个单位，最后沿z轴平移7个单位得到点t。求u, v, w, t各点的齐次坐标。

机械动力学复习题

机械动力学复习试题 1、试求图1-1所示系统的等效弹簧常数，并导出其运动微分方程。 2、一无质量的刚性杆铰接于O ，如图2-1所示。试确定系统振动的固有频率，给出参数如下：k 1=2500磅/英寸(4.3782×105N/m ）， K 2=900磅/英寸(1.5761×105N/m ）， m=1磅*秒2/英寸（175.13kg ）， a=80英寸 (2.03m)， b=100英寸（2.54m ）。 3、试求出图3-1所示系统的固有频率。弹簧是线性的，滑轮对中心0的转动惯量为I 。设R=2500磅/英寸（4.3782×105N/m ）， I=600磅*英寸*秒2（67.79N*m*s 2）， m=2.5磅*秒2/英寸（437.82kg ）， R=20英寸（0.5/m ） 4、一台质量为M 的机器静止地置于无质量的弹性地板上，如图4-1所示。当一单位载荷作用于中心点时的挠度为x st 。今在机器上放有一总质量为ｍｓ并带有两个旋转的不平衡质量的振动器提供一铅垂的谐波力mlw 2sinwt ，这里，转动的频率w 是可以改变的。试说明怎样用此振动器来测定系统弯曲振动的固有频率。 2 k 图3-1 图2-1

5,、图5-1中所示的系统模拟一在粗糙道路上运动的车辆，速度为均匀，即V=常数。试计算其响应Z(t)和传给车辆的力。 图5-1 6,、试导出如图6-1所示系统的运动微分方程，并求解位移X1(t)。

7、转动惯量分别为I 1和I 2的两个圆盘安装在扭转刚度分别为GJ 1和GJ 2的圆轴上如图7-1。导出这两个圆盘的转动微分方程。 8、导出图8-1所示系统当θ为微小角时的运动微分方程。 图 6-1 GJ 1 GJ 2 1() t θ2()t θ M 2(t) M 1(t) I 1 I 2

机械效率知识点梳理与典型例题

机械效率 一、知识梳理： （一、）正确理解有用功、额外功和总功 1、有用功：叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。 例如，你用滑轮组匀速提升重物时，W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，W有用=fs。 2、额外功：叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。。 3、总功：叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用 功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。 说明：有时候额外功题目中已经忽略，则总功就等于有用功（在实际生活中不存在） 有用功和额外功并不一定是固定的，要根据事件的目的进行判定 （二、）机械效率 1、定义：机械效率是，表达式= = 。 由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。 2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总l。 二、分类典型例题： 题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断 例1：下列机械效率的说法正确的是（） A．机械效率可以提高到100% B．机械效率总小于1 C．功率大的机械机械效率高D．机械效率越高,有用功就越多 例2：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功最 多的应是图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提高 1m，各种情况机械做的有用功均为J，通过分析可判断出 图的机械效率最大。 例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（） A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功 C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功 D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功 题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率（简单公式的运用）A、竖直方向

8上物理第一章机械运动经典练习题

8上物理第一章机械运动经典练习题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第一章 机械运动单元测试题 班级 姓名 得分 一、选择题，共16题，每小题3分（共48分） 1、小明同学用刻度尺测出一个物体的长度为172.5 mm ，下面物体中最接近这个数值的是（ ） A.物理课本的厚度 B.一根粉笔的长度 C.黑板的长度 D.饮水杯的高度 2、下列现象中不属于机械运动的是 （ ） A ．一江春水向东流 B ．星光闪闪 C ．海水奔腾 D ．春风拂面 3、关于机械运动的概念，下列说法错误的是 （ ） A ．平常所说的运动和静止都是相对于参照物来说的； B ．所谓参照物就是我们假设不动的物体，以它作为参考研究其它物体运动情况； C ．选取不同的参照物来描述同一物体的运动，其结果可以是不同的； D ．研究物体运动，选择地面做参照物最适宜，因为地面是真正不动的物体． 4.下列有关误差的说法中．正确的是（ ） A ．实验中的错误叫误差 B ．误差是由于不遵守操作规则造成的 C ．认真测量可以避免误差 D ．选择精密仪器，改进实验方法，可以减小误差 5.可以用图像来 表示物体的运动状态，如图所示，表示物体运动速度相同的是 （ ） 2 4 6 8 2 4 6 8 0 2 4 6 8 0 3

甲乙丙丁 A．甲乙 B．甲丁 C．乙丙 D．丙丁 6.有一做匀速直线运动的物体，在4s内通过的路程是10m，这个物体在2s内的速度一定是 （） A．2.5m/s B．5m/s C．20m/s D．40m/s 7.下列关于速度的说法中，正确的是（） A.物体运动的路程越长，它的速度越大 B.物体运动的时间越长，它的速度越小 C.速度大的物体通过的路程一定比速度小的物体通过的路程多 D.物体单位时间内通过的路程越小，速度越小。 8.甲乙两同学沿平直路面步行，他们运动的路程随时间变化的规律如 图所示，下面说法中不正确 ．．．的是（） A．甲同学比乙同学晚出发4s B．4s～8s内，甲乙同学都做匀速直线运动 C．0s～8s内，甲乙两同学通过的路程相等 D．在第8s末甲乙两同学速度相等 9.从匀速直线运动的速度公式 v = s/ t得出的结论，正确的是（） A.速度与路程成正比 B.速度与时间成反比 C.速度不变，路程与时间成正比 D.速度与路程成反比

机械效率实验题典型例题

机械效率实验题典型例题 1. 用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。 小杰和小华 各选取一种方法做实验。 (1) 小杰采用了如图23甲所示的绕线方法组装滑轮组。 他通过滑轮组 用3N 的拉 力F 将重4.8N 的物体匀速提升了 0.1m 的距离，此滑 轮组的机械效率为 。 (2) 小华采用了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助小华在图 中画出滑轮组的绕线 'On 图23 甲 图15 乙 2. 图15甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测 力计拉动绳子自 由端，将总重为 6N 的钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的 A ，位置匀速竖直上升到 B ，位置，在 这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为 F ，弹簧测力计的示数如图15 乙所示。则: (1) _____________________________ 钩码上升的高度是 cm ； (2) ___________________________ 拉力F 做的功是 J ; (3) ____________________________ 滑轮组机械效率是 %。(结果保留一位小 数) 3?小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图 23所示 (1) 表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为 _ (2) _______________________________________ 根据另一组正确的 数据计算出的机械效率为 __________________________________ ;比较两次的机 实 物 I 物体上 拉 绳自由端 验次 重 升高度h/m 力F/N 上升距离s/m 械效率可以得出的结论是： _________________________ n 22乙 甲

机械运动经典例题

专题四机械运动和力 一、参照物的选取 例题1.以下说法正确的是〔〕 A．只有静止的物体才能选作参照物 B．任何物体都可以选做参照物，但在具体选择时，要根据实际情况而定 C．只有地球上的物体才能选做参照物 D．研究物体的运动，选择太阳为参照物最合适，因为太阳是真正不动的物体 【答案】B 经常出现的变形试题有： 1．当你在商场中乘坐自动扶梯上楼时，以电梯的扶手为参照物，你是的，以所站的台阶为参照物，你是的。 2．南昌市某酒店建有观光电梯，乘客竖直上下的过程中便可欣赏到南昌市的美丽景色，在这一过程中，下列说法正确的是〔〕A．以电梯内的某一乘客为参照物，其他乘客是运动的 B．以电梯为参照物，所有乘客都是运动的 C．以地面上的树为参照物，乘客是运动的 D．以路面上行驶的汽车为参照物，乘客是静止的 二、判断那个是参照物 例题2：坐在行驶的列车里的乘客，看到两旁的树木迅速后退，这位乘客选取的参照物是〔〕A．地面 B.树木 C.乘客坐的列车 D.迎面开来的列车 【解析】树木相对列车迅速后退，相对大地是静止的，相对乘客自己也是迅速后退的。 【答案】C 经常出现的变形试题有： 1．我国研制并执行发射的同步通信卫星，是无线电波传播的中继站，这类卫星虽绕地心转动，但我们却觉得它在空中静止不动，这是因为观察者所选的参照物是〔〕A．太阳 B.月亮 C.地球 D.宇宙飞船 2．站台旁有甲、乙两列火车，当甲车开动时，乙车的乘客觉得自己坐的火车开始运动了，这个乘客选定的参照物是〔〕 A.甲车 B.乙车 C.站台 D.乘客自己 【预测考点2】速度的计算问题 一、给出路程、时间或速度中两个物理量求另一个物理量。 在2004年雅典奥运会上，我国运动员刘翔以12.91s的成绩夺得110m栏的冠军，他比赛时的平均速度约为m/s 【解析】v＝110m/12.91s＝8.5 m/s 【答案】8.5 经常出现的变形试题有： 1. 体育课上，甲、乙、丙三位同学进行百米赛跑，他们的成绩如下表所示，则获得第一名的是__乙___ 同学，时间是__13.7s___,这里比 较三人赛跑快慢采用的最简便方法是___相同路 图2

机械动力学期末复习题及答案

机械动力学期末复习题及 答案 Prepared on 22 November 2020

《机械动力学》期末复习题及答案1、判断 1.机构平衡问题在本质上是一种以动态静力分析为基础的动力学综合，或动力学设计。 答案:正确 2.优化平衡就是采用优化的方法获得一个绝对最佳解。 答案:错误 3.惯性力的计算是建立在主动构件作理想运动的假定的基础上的。 答案:正确 4.等效质量和等效转动惯量与机械驱动构件的真实速度无关。 答案:正确 5.作用于等效构件上的等效力（或等效力矩）所作的功等于作用于系统上的外力所 作的功。答案:错误 6.两点动代换后的系统与原有系统在静力学上是完全等效的。 答案:错误 7.对于不存在多余约束和多个自由度的机构，动态静力分析是一个静定问题。 答案:错误 8.摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的简单化。 答案:错误 9.机构摆动力完全平衡的条件是：机构运动时，其总质心作变速直线运动。

答案:错误 10.等效质量和等效转动惯量与质量有关。 答案:错误 11.平衡是在运动设计完成之前的一种动力学设计。 答案:错误 12.在动力分析中主要涉及的力是驱动力和生产阻力。 答案:正确 13.当取直线运动的构件作为等效构件时，作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效力。 答案:正确 14.摆动力的平衡一定会导致机械结构的复杂化。 答案:错误 15.机器人操作机是一个多自由度的闭环的空间机构。 答案:错误 16.质量代换是将构件的质量用若干集中质量来代换，使这些代换质量与原有质量在运动学上等效 答案:正确 17.弹性动力分析考虑构件的弹性变形。 答案:正确 18.机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。 答案:错误 19.拉格朗日方程是研究约束系统静力动力学问题的一个普遍的方法。

机械效率典型练习题

图6 机械效率练习题 1．如图示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，且动滑轮重G 动小于乙物体的物重G ，则所用的拉力F 甲 F 乙，其机械效率η甲η乙．(选填 “>”、“<”或“=” ) 2．起重机械在四川汶川的救援过程中，发挥了重要的作用。如图6所示，吊臂上的滑 轮组，可用 F =104 N 的拉力将重为 2.4×104 N 的吊板提起，如果吊板被匀速提高 10 m 。 则拉力F 做功 J ，滑轮组的机械效率是 2. 在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N 的拉力使 2N 重的物体匀速上升，下面说法正确的是（） A.滑轮组的机械效率是 83.3％ B.滑轮组的机械效率是 66.7％ C.绳端移动速度与物体上升速度相同 D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍 3、甲乙两机械，甲的机械效率是 70％、乙的机械效率是 50％，下列说法中正确的是（ ） A 、使用甲机械做功省力 B 、甲机械做功快 C 、相同时间内，甲机械完成的功多 D 、乙机械的额外功在总功中占的比例大。 4、如图所示，物体重 180N ，动滑轮重20N ，绳重和摩擦不计 .在拉力F 的作用下，物体 正以0.1m/s 的速度匀速上升.求：（1）拉力F ；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率 . 5、用如图1所示滑轮组将重6×102N 的物体匀速提高 2m ，拉力所做的功为 2×103J ，所用的时间为 20s 。求： （1）有用功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率。 6．某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N 的重物，所用的拉力 F 为300N ，绳子自由端被拉下 2m ，在此 过程中，求：①拉力F 所做的功；②滑轮组的机械效率； ③滑轮组中动滑轮的重（不计摩擦和绳重）。 ④如果重物是 800N ，要把重物提升 2m ，求机械效率 7、如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为 800N 的货物提 至高处，人对绳的拉力 F 1为500N ，货物在1min 内匀速上升了 5m 。（可求5个物理量） （1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N ，要把重物提升 5m ，求拉力做的功。 8、如图所示，物体G 在拉力F 的作用下作匀速直线运动，拉力所做的功是 600J ， 物体向左移动了2m,滑轮组的机械效率是 80％，求： ⑴额外功时多少？⑵拉力F 是多少？⑶ 物体所受的摩擦力是多大？ F G 图22