工程力学练习题及参考答案
一、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的在括号中打“×”。）
1、加减平衡力系公理一般不适用于一个变形体。（√）
2、合力一定比分力大。（×）
3、物体相对于地球静止时，它一定平衡；物体相对于地球运动时，它一定不平衡。（×）
4、约束力的作用位置在约束与被约数物体的相互接触处。（√）
5、凡是只受到两个力作用的杆件都是二力杆件。（×）
6、汇交力系中各个力的作用点为同一点。（×）
7、力偶矩的单位与力矩的单位是相同的。（√）
8、力偶不能够合成为一个力，也不能用一个力来等效替代。（√）
9、平面一般力系的主矢与简化中心无关。（√）
10、平面力系与其作用面内的两个不同点简化，有可能得到主矩相等，但力系的主矢和主矩都不为零。（×）
11、平面汇交力系中各力在任意轴上投影的代数和分别等于零，则该力系平衡。（√）
12、一个汇交力系如果不是平衡力系，则必然有合力。（√）
13、在应用平面汇交力系的平衡方程解题时，所选取的两个投影轴必须相互垂直。（×）
14、平面力系的平衡方程可以是三个彼此独立的投影式的平衡方程。（×）
15、材料力学的任务是尽可能保证构件的安全工作。（√）
16、作用在刚体上的力偶可以任意平移，而作用在变形固体上的力偶一般不能平移。（√）
17、线应变是构件中单位长度的变形量。（√）
18、若构件无位移，则其内部不会产生内力。（×）
19、用圆截面低碳钢试件做拉伸试验，试件在颈缩处被拉断，断口呈杯锥形。（√）
20、一般情况下，脆性材料的安全系数要比塑性材料取得小些。（×）
21、胡克定律只适用于弹性变形范围内。（√）
22、塑性材料的应力-应变曲线中，强化阶段的最高点所对应的应力为强度极限。（√）
23、发生剪切变形的构件都可以称为剪切构件。（×）
24、在剪切构件中，挤压变形也是一个次要的方面。（×）
25、构件的挤压面和剪切面一般是垂直的。（√）
26、针对剪切和挤压，工程中采用实用计算的方法，是为了简化计算。（×）
27、受扭杆件的扭矩，仅与杆件受到的外力偶矩有关，而与杆件的材料及其横截面的大小和形状无关。（√）
28、根据平面假设，圆轴扭转时，横截面变形后仍保持平面。（√）
29、轴的受力特点是受到一对大小相等、转向相同、作用面与杆的轴线垂直的力偶的作用。（×）
30、若两梁的跨度、承受载荷及支撑相同，但材料和横截面面积不同，则两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。（×）
31、最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。（×）
32、控制梁弯曲强度的主要因素是最大弯矩值。（×）
33、在等截面梁中，正应力绝对值的最大值必然出现在弯矩值最大的截面上。（√）
34、力偶在任一轴上投影为零，故写投影平衡方程时不必考虑力偶。（√）
35、梁的合理截面应该使面积的分布尽可能离中性轴远。（√）
36、梁截面形心的线位移，称为挠度。（√）
37、轴力的大小与杆件的横截面面积有关。（×）
38、轴力越大，杆件越容易被拉断，因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。（×）
39、平面图形对任一轴的惯性矩恒为正。（√）
40、弯曲应力有正应力和剪应力之分。一般正应力由弯矩引起，剪应力由剪力引起。（√）
41、构件抵抗变形的能力称为刚度。（√）
二、填空题
1、力的三要素包括力的大小、力的方向和力的作用点。
2、物体的平衡是指物体相对于地面静止或作匀速直线运动的状态。
3、衡量材料强度的两个重要指标分别为屈服极限和强度极限。
4、杆件变形的基本形式包括轴向拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
三、选择题
1、作用在同一刚体上的两个力，若它们大小相等、方向相同，则这两个力对刚体的作用效果（ C ）
A. 一定相同
B. 一定不相同
C. 不一定相同
2、平面汇交力系向汇交点以外的一点简化，其结果不可能是（ C ）
A. 一个合力
B. 一个力和一个力偶
C. 一个合力偶
3、刚体在已知力系作用下平衡时，如果把该刚体软化为变形体，则此变形体（ C ）
A . 一定平衡 B. 一定不平衡 C. 不一定平衡
4、某平面力系向其作用面内任意一点简化的结果都相同，则此力系的最终简化结果为（ B ）
A .一个合力 B. 一个合力偶 C. 一个力和一个力偶
5、用解析法求平面汇交力系的合力时，若选取不同的直角坐标系，所求得的结果（ A ）
A . 相同
B . 不同
6、力偶在（ A ）的坐标轴上的投影之和为零。
A. 任意 B .正交 C . 与力垂直 D. 与力平行
7、对于由4个刚体组成的系统，若其中每个刚体都受到平面力系的作用，则该系统最多可以建立（ B ）个独立的平衡方程。
A . 9
B . 12
C . 16
8、选取一次研究对象，应用平面汇交力系的平衡方程最多可以求解（ B ）个未知量。
A 1
B 2
C 3
9、构件正常工作时应满足的条件是（ D ）
A 构件不发生断裂
B 构件原有形势下的平衡是稳定的
C 构件有足够的抵抗变形的能力
D 构件足够的承载力、刚度和稳定性
10、下列叙述错误的是（ B ）
A 线弹性材料是在加载时，其应力-应变应保持线性关系
B 垂直于杠杆轴线的横向力会使杆件产生弯曲变形
C 材料力学研究的内力是由物体所受的外力产生的
D 力的可传递性原理不适用于变形固体
11、应用拉亚正应力公式σ=Fn/A 的条件是（ B ）
A 应力小于屈服极限
B 应力小于比例极限
C 外力或外力系的合力作用线与杆件轴线重合
D 应力小于弹性极限
12、低碳钢材料由于冷作硬化，会使（ A ）提高。
A 比例极限
B 塑性
C 强度极限
13、下列哪项不是杆件轴向拉压时强度计算要解决的问题（ B ）
A 设计截面
B 求安全系数
C 校核强度
D 计算许用载荷
14、下列哪个现象不是低碳钢材料拉伸试验出现的现象（ C ）
A 屈服
B 颈缩
C 斜截面断裂
15、梁在集中力作用的截面处，其内力图（ B ）
A 剪力图有突变，弯矩图光滑连续
B 剪力图有突变，弯矩图有转折
C 弯矩图有突变，剪力图光滑连续
D 弯矩图有突变，剪力图有转折
16、梁在某一段内作用有向上的分布力时，在该段内，弯矩图是一条（ B ）
A 上凸曲线
B 下凸曲线
C 有拐点的曲线
D 倾斜曲线
17、等强度梁各截面上（ D ）等值相等。
A 最大正应力
B 弯矩
C 面积
D 抗弯截面系数
18、梁在集中力偶作用的截面处，其内力图（ C ）
A 剪力图有突变，弯矩图光滑连续
B 剪力图有突变，弯矩图有转折
C 弯矩图有突变，剪力图光滑连续
D 弯矩图有突变，剪力图有转折
19、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同，而一杆的长度为另一杆长度的两倍。试比较它们的轴力、横截面上的正应力、轴向正应变和轴向变形。下面的答案哪个正确？( C )。
A．两杆的轴力、正应力、正应变和轴向变形都相同。
B．两杆的轴力、正应力相同，而长杆的正应变和轴向变形较短杆的大。
C．两杆的轴力、正应力和正应变都相同，而长杆的轴向变形较短杆的大。D．两杆的轴力相同，而长杆的正应力、正应变和轴向变形都较短杆的大。20、工程中一般是以哪个指标来区分塑性材料和脆性材料的？（ D ）
A．弹性模量 B．强度极限
C．比例极限 D．延伸率
21、某简支梁AB受载荷如图所示，现分别用R
A 、R
B
表示支座A、B处的约束反力，
则它们的关系为（ C ）。
B >R B =R B 22、材料不同的两物块A和B叠放在水平面上，已知物块A重，物块B重，物块 A、B间的摩擦系数f 1=，物块B与地面间的摩擦系数f 2 =，拉动B物块所需要 的最小力为（ A ）。 A.0.14kN 四、简答（问答）题 1、什么是刚体 答：刚体是指在任何情况下都不发生变形的物体。 2、什么是平衡 答：平衡是指物体相对于地面静止或保持匀速直线运动的一种状态。 3、什么是二力平衡公理。 答：作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，并作用在同一直线上。 4、什么是作用与反作用公理 答：两物体间相互作用力总是同时存在，并且两力等值、反向、共线，分别作用于两个物体上。这两个力互为作用与反作用的关系。 5、二力杆约束的特点 答：（1）构件的自重不计； （2）构件的形状可以是直杆或曲杆，形状任意； （3）构件上只有两个受力点，两个力的方向待定，但必须在两个受力点的连线上。 6、力的平移定理（力线等效平移定理）。 答：作用在刚体上的力可以从原作用点等效地平行移动到刚体内任一指定点，但必须在该力与指定点所决定的平面内附加一力偶，其力偶矩等于原力对指定点之矩。 7、两个力偶等效的条件 答：两个力偶等效的条件为，这两个力偶的大小相等，方向相同，作用在同一个平面上。 8、构件需要满足的强度、刚度和稳定性分别指的是什么？ 答：强度——构件正常工作不破坏； 刚度——构件正常工作不发生过度变形； 稳定性——构件正常工作条件下能保持原有平衡状态而不丧失稳定性。 9、剪切面与挤压面的区别： 答：（1）剪切面是假想连接件被剪断的痕迹面，挤压面是两受力构件的相互接触面。 （2）剪切面与外力平行，挤压面与外力垂直。 10、简述平面力系向一点（简化中心）简化的结果 答：平面力系向一点（简化中心）简化的一般结果是一个力和一个力偶矩；这个力作用于简化中心，称为原力系的主矢，它等于原力系中所有各力的矢量和；这个力偶矩称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中所有各力对于简化中心力矩的代数和。 11、胡克定律的适用条件 答：（1）杆件的变形应在线弹性范围内； （2）在长为l的杆段内，N F、E、A均为常量。 12、提高梁刚度的措施。 答：（1）改善截面尺寸和形状、提高梁的抗弯刚度； （2）合理安排载荷的作用位置，以尽量降低弯矩的作用； （3）在条件许可的情况下，尽量减小梁的跨度，当梁的跨度无法减小时，则可增加中间支座。 五、计算题 1、试作如图所示梁的剪力图和弯矩图。 解：R A =2qa, R B =qa 2、如图，试画出在载荷集度为q 的均布载荷作用下的简支梁的剪力图与弯矩图。 解：（1）求支座约束力。 2RA RB ql F F == （2）建立剪力方程与弯矩方程。 ()1 02 Q F ql qx x l =-≤≤ ()211 022 M qlx qx x l = -≤≤ （3）画剪力图与弯矩图。 如图所示。 3、如图所示为二杆桁架，1杆为钢杆，许用应力［σ］1=160MPa ，横截面面积A 1=6cm 2；2杆为木杆，其许用压应力［σ］2=7MPa ，横截面面积A 2=100cm 2。如果载荷P=40kN ，试校核结构强度。 解答：两杆均为二力杆，取结点A 为研究对象， 受力图如图所示。 Σy=0,N 1sin30°-P=0 ∴N 1=P/sin30°=80kN Σx=0,-N 1cos30°+N 2=0 ∴N 2=N 1cos30°= 1 杆：σ1=N A 113 2 8010610= ?? =133MPa<［σ］1 2 杆：σ2= N A 223 2 6931010010=??. =<［σ］2 两杆均满足强度。 4、钢木构架如图所示。BC 杆为钢制圆杆，AB 杆为木杆。若10KN F =，木杆AB 的横截面面积为2110000mm A =，许用应力[]1a 7MP σ=；钢杆BC 的横截面面积为 22600mm A =，许用应力[]2a 160MP σ=。试校核两杆的强度。 解：对节点B 进行受力分析，如图所示。 （1）确定两杆的内力。 由 Y 0∑=，°sin 300BC F F -= 得 220KN BC F F == 由 X 0∑=，°cos300AB BC F F -= 得 17.3KN AB F F = = （2）对两杆进行强度校核。 ()()[]()3a a 1a 4 117.310MP 1.73MP 7MP 110AB AB F A σσ?===<=? ()()[]()3a a 2a 22010MP 3.33MP 160MP 600 BC BC F A σσ?===<= 综上可知，两杆的强度满足要求。 5、如图所示为传动轴，转速300r /min n =，A 轮为主动轮，输入功率10KW A N =，B 、C 、D 为从动轮，输出功率分别为C D 4.5KW 3.5KW 2.0KW B N N N ===，，，试求各段轴的扭矩。 解：分析如图所示。计算外力偶距。 ()10 95499549318.3N m 300A eA N M n ==?=? ()4.59549 9549143.2N m 300 B eB N M n ==?=? ()3.59549 9549111.4N m 300 C eC N M n ==?=? ()2.09549 954963.7N m 300 D eD N M n ==?=? 分别计算扭矩BA 、AC 、CD 段扭矩，分别为 ()1143.2N m eB T M ==? ()2175N m eB eA T M M =-=-? ()263.7N m eD T M =-=-? 6、求图3－2所示桁架的反力及杆1、2、3的内力。 解：（一）求反力 ∑m B (F)=0 R A =（100×a＋50×2a）／2atg30○=100／tg30○=100 √3 KN（←） ∑Y=0 Y B =150KN（↑） ∑X=0 X B =－N A =100√3 KN（→） （二）求杆1，2，3内力 ∑m D (F)=0 N 1 =50×a／atg30○=50√3 KN (拉) ∑m A (F)=0 N 3 =－100a－50×2a／a=－200 KN(压) ∑m cC (F)=0 N 2 =100×a／a=100 KN(拉) 7、悬臂梁如图3－3所示，在P 1= 800N，P 2 =1650N作用下，若截面为矩形，b=90mm， h=180mm，试求最大正应力及其作用点位置。 解答： (一) 最大正应力 ︳σ∣ max = P 2 ×1／W Z ＋P 1 ×2／W y ∴︳σ︳ max =1650×6×103／90×1802＋800×6×2×103／180×902= （二） σ＋max 作用在a 点 σ－max 作用在b 点 8、钻床钻孔时，已知钻削力15KN F =，偏心距0.4m e =，圆截面铸铁立柱的直径125mm d =，许用拉应力[]35MPa σ+=，许用压应力[]120MPa σ-=，试校核立柱的强度。 解：立柱各截面发生拉弯组合变形，其内力分别为 ()15KN N F F == ()()150.4KN m 6KN m M Fe ==??=? 由于立柱为脆性材料，其抗压性能大于抗拉性能，故应对立柱截面右侧边缘进行拉应力强度校核。 ()()()()33max 22331510610Pa Pa 10.112510125104 N Z F M A W σ π+--??=+=+???? ()()6max 32.510Pa 32.5MPa σσ++ ??=?= 立柱的强度满足要求。 9、图3－5所示结构，受载荷P 作用，横梁AB 为正方形截面梁，已知正方形边长a=100mm ，许应力[σ]=160MP a ，支承杆CD 的直径d =20mm ，C 、D 处为铰支，已知E=206Gpa ,λp=100，规定稳定安全系数n s t =，试确定结构的许可载荷[P]。 解：（一）内力分析 ∑m A (F)=0 N DC =2P ×1000／2000=2P (压) M 图（略）： 危险截面C 。M C =1000P （二）强度稳定性计算 梁AB：M C／W Z≤〔σ〕 1000P×6／a3≤160→P≤（160×a3/6）/1000 P≤ 压杆：λ=μl／i=4×l／d=4×550／20=110>λp 大柔度杆P c r =π2E／λ2·πd2／4=π3×206×202／4×110 = KN 由稳定条件：n W = P c r ／N CD≥n s t →／2P≥2 ∴P＇≤／4= KN 综合考虑取〔P〕= P = KN 《工程力学》复习资料 1．画出（各部分）的受力图 （1）（2） （3） 2．力F作用在边长为L正立方体的对角线上。设Oxy平面与立方体的底面ABCD 相平行，两者之间的距离为h，试求力F对O点的矩的矢量表达式。 解：依题意可得： cos cos F F x sin cos F F y sin F F z 其中3 3sin 3 6cos 45 点坐标为： h l l ,,则 3 ) ()(33 33 33 3j i h l F k F j F i F F M 3．如图所示力系由 F 1，F 2，F 3，F 4和F 5组成，其作 用线分别沿六面体棱边。已知：的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ，OA=OC/2=1.2m 。试求力 系的简化结果。 解：各力向O 点简化 0.0.0 .523143C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55 kN F F Ry 102kN F F F F RZ 54 3 1 即主矢量为: k j i 5105合力的作用线方程 Z y X 24．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m 。试求A 、B 、D 处的约束力。 取CD 段0 ci M 0 212 ql l F D 解得 kN F D 5取整体来研究，0iy F 0 2D B Ay F l q F F 0ix F 0 Ax F 0 iA M 0 32l F l ql l F D B 联合以上各式，解得 kN F F Ay A 10kN F B 255．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m ，ψ=30°。试求A 、C 处的约束力。（5+5=10分） 取BC 段0iy F 0 cos 2C B F l q F 0ix F 0 sin C Bx F F 0 ic M 0 22l l q l F By 一、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的在括号中打“×”。） 1、加减平衡力系公理一般不适用于一个变形体。（√） 2、合力一定比分力大。（×） 3、物体相对于地球静止时，它一定平衡；物体相对于地球运动时，它一定不平衡。（×） 4、约束力的作用位置在约束与被约数物体的相互接触处。（√） 5、凡是只受到两个力作用的杆件都是二力杆件。（×） 6、汇交力系中各个力的作用点为同一点。（×） 7、力偶矩的单位与力矩的单位是相同的。（√） 8、力偶不能够合成为一个力，也不能用一个力来等效替代。（√） 9、平面一般力系的主矢与简化中心无关。（√） 10、平面力系与其作用面内的两个不同点简化，有可能得到主矩相等，但力系的主矢和主矩都不为零。（×） 11、平面汇交力系中各力在任意轴上投影的代数和分别等于零，则该力系平衡。（√） 12、一个汇交力系如果不是平衡力系，则必然有合力。（√） 13、在应用平面汇交力系的平衡方程解题时，所选取的两个投影轴必须相互垂直。（×） 14、平面力系的平衡方程可以是三个彼此独立的投影式的平衡方程。（×） 15、材料力学的任务是尽可能保证构件的安全工作。（√） 16、作用在刚体上的力偶可以任意平移，而作用在变形固体上的力偶一般不能平移。（√） 17、线应变是构件中单位长度的变形量。（√） 18、若构件无位移，则其内部不会产生内力。（×） 19、用圆截面低碳钢试件做拉伸试验，试件在颈缩处被拉断，断口呈杯锥形。（√） 20、一般情况下，脆性材料的安全系数要比塑性材料取得小些。（×） 21、胡克定律只适用于弹性变形范围内。（√） 22、塑性材料的应力-应变曲线中，强化阶段的最高点所对应的应力为强度极限。（√） 23、发生剪切变形的构件都可以称为剪切构件。（×） 24、在剪切构件中，挤压变形也是一个次要的方面。（×） 25、构件的挤压面和剪切面一般是垂直的。（√） 26、针对剪切和挤压，工程中采用实用计算的方法，是为了简化计算。（×） 27、受扭杆件的扭矩，仅与杆件受到的外力偶矩有关，而与杆件的材料及其横截面的大小和形状无关。（√） 28、根据平面假设，圆轴扭转时，横截面变形后仍保持平面。（√） 29、轴的受力特点是受到一对大小相等、转向相同、作用面与杆的轴线垂直的力偶的作用。（×） 30、若两梁的跨度、承受载荷及支撑相同，但材料和横截面面积不同，则两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。（×） 31、最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。（×） 32、控制梁弯曲强度的主要因素是最大弯矩值。（×） 33、在等截面梁中，正应力绝对值的最大值必然出现在弯矩值最大的截面上。（√） 34、力偶在任一轴上投影为零，故写投影平衡方程时不必考虑力偶。（√） 绝密★启用前 学院试卷纸 20 - 20 学年第 一 学期 课程 名称 工程力学 试卷 类别 A □ B ■ C □ 印 数 考试 班级 命题 教师 题 号 一 二 三 四 五 六 总成绩 核分人 得 分 阅卷教师 考试 方式 考试■ 考查□； 闭卷■ 开卷□ 一、单项选择题 （本大题共5 小题，每小题2分，共10分） 1、若作用在A 点的两个大小不等的力1F 和2F ，沿同一直线但方向相反。则其合力可以表示 【 C 】 A 、12F F -u u r u u r B 、21F F -u u r u u r C 、12F F +u u r u u r 2、空间力对点之矩是【 B 】 A 、代数量 B 、矢量 C 、标量 3、一重W 的物体置于倾角为α的斜面上，若摩擦因数为f ，且tg α 《工程力学》作业1参考答案 说明：本次作业对应于文字教材第0—3章，应按相应教学进度完成。 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。 选、错选或多选者，该题无分。 1. 三刚片组成几何不变体系的规则是（B ） A三链杆相连，不平行也不相交于一点 B三铰两两相连，三铰不在一直线上 C三铰三链杆相连，杆不通过铰 D 一铰一链杆相连，杆不通过铰 2. 在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（ C ） A可变体系 B瞬变体系 C无多余约束的几何不变体系 D有多余约束的几何不变体系 3. 图示体系为（D ）。 A瞬变体系 B常变体系 C有多余约束的几何不变体系 D无多余约束的几何不变体系 4. 下图所示平面杆件体系是何种杆件体系（ A常变 B瞬变 C不变且无多余联系 D不变且有一个多余联系 5?图示桁架有几根零杆（ D ） A 0 B 2 6?图1所示结构的弯矩图形状应为（ A ） 7 A |C B 1 |F P A a __ a I a 予 r* ---------------- C F p a （下拉）； D F p a （下拉） 4 2 &图示刚架杆端弯矩 M BA 等于（A ） A 5kN 20kN ? m 5kN 2m A Fpa （上拉）； 4 B 旦a （上拉） 2 （左侧受拉） （右侧受拉） （左侧受 30kN - m 30kN - m 10kN - m 10kN - m 9?下图所示伸出梁弯矩图的正确形状为（ C ) CL A|B1 * C' 一/ C1 4 1D 1 .1—9右 A m （上侧受拉） B m （下侧受拉） C m（下侧受拉） D 0 2 m h|A J C 才 」 l l a A AB部分 B BC部分 C CD部分 D DE部分 1A B C D E ■■■ t=0 ― 1 e is 13.对图（a）所示结构，按虚拟力状态图（b）将求出（D ） A截面B的转角 B截面D的转角 C BD两点间的相对移动 D BD两截面间的相对转动 12?悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示，图乘结果是（ abl 4EI abl abl 12EI C ) abl 12EI I i I i} 「1 l—— 4EI 4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN ?m ，长度 单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 ()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接，它的支承和受力如题4-16图所示。已知 均布载荷集度q =10 kN/m ，力偶M =40 kN ?m ，a =2 m ，不计梁重，试求支座A 、B 、D 的约束力和铰链C 所受的力。 A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D a M q a a a 2012/2013学年第1 学期考试试卷( A )卷 课程名称工程力学适用专业/年级本卷共 6 页，考试方式闭卷笔试考试时间 120 分钟 一、判断题（共10分，每题1分） 1.实际挤压应力在挤压面上是均匀分布的。( ) 2.纯弯曲梁的横截面上只有正应力。( ) 3. 横截面面积相等，实心轴的承载能力大于空心轴。 ( ) 4. 力偶在任意坐标轴上的投影恒等于零。 ( ) 5. 梁发生弯曲变形，挠度越大的截面，其转角也越大。 ( ) 6. 在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图均要跳跃。 ( ) 7. 当低碳钢试件的试验应力 p σσ<时，试件将产生局部颈缩。 ( ) 8. 圆轴扭转时其切应力的最大值仅可能出现在横截面的外边缘。 ( ) 9. 作用力与反作用力不是一对平衡力。 ( ) 10. 临界应力越小的受压杆，其稳定性越好。 ( ) 二、单项选择题（共20分，每题2分） 1. 下右图中杆AB 的变形类型是 。 A ．弯曲变形 B ．拉（压）弯组合变形 C ．弯扭组合变形 D ．拉（压）扭组合变形 2. 下图矩形截面梁受F 和Me 作用，Me =Fl 。则以下结论中错误的是 。 A ．0A σ= B ．0B σ= C ．0 D σ= D ．0 E σ= 3. 力偶对物体的运动效应为 。 A ．只能使物体平动 B ．只能使物体转动 A B F C ．既能使物体平动又能使物体转动 D ．它与力对物体的运动效应有时相同，有时不同 4. 关于低碳钢材料在拉伸试验过程中，所能承受的最大应力是 。 A ．比例极限p σ B ．屈服极限s σ C ．强度极限b σ D ．许用应力[σ] 5．在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高 能力。 A ．螺栓的抗拉伸 B ．螺栓的抗剪切 C ．螺栓的抗挤压 D ．平板的抗挤压 6. 若实心圆轴①和空心圆轴②的材料、横截面积、长度和所受扭矩均相同，则两轴的最大扭转角之间的关系为 。 A ．φ1<φ2 B ．φ1=φ2 C ．φ1>φ2 D ．无法比较 7. 低碳钢试件扭转破坏形式是 。 A ．沿横截面拉断 B ．沿横截面剪断 第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。 解：如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。 解：如图 F B B (b) (c) C (d) C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i) (j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解：如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解： 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。 解： 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1＝2kN ，F 2=3kN ，F 3=lkN ， F 4=2.5kN ，方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F 1＝1kN ，F 2=2kN ，F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解：2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知：F 1＝100N ，F 2=50N ，F 3=50N ，求力系的合力。 解：2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W ＝100N ，悬挂于绳上，并与光滑墙相接触，如题2.4 图所示。已知30α=， 大作业（五） 一、填空题 1、某段梁的内力只有弯矩没有剪力时，该段梁的变形称为（纯弯曲）。如果它的内力既有剪力又有弯矩时称为（横力弯曲或剪切弯曲） 2、提高梁的弯曲强度的措施：（适当布置载荷和支座位置），（选用合理的截面），（采用变截面梁） 3、适当布置载荷和支座位置可以提高梁的弯曲强度，它的目的是（降低最大弯矩m ax M ） 4、合理设计截面形状可以提高梁的弯曲强度，它的目的是（用最小的截面面积A ，使其有更大的抗弯截面模量z W ） 5、为了使梁的中性轴上、下两侧的材料都能发挥作用，对于塑性材料，如果[][]c t σσ=，应选择（上、下对称的截面），这样抗弯更好，但是抗扭差。、对于脆性材料，如果[][]c t σσ<，所以（采用T 字型或上下不对称的工字型截面）。 6、截面的经济程度可用比值（A W z ）来衡量。 7、在所有相互平行的坐标轴中，对（形心轴）的惯性矩为最小。 8、在平行移轴公式A a I I z z 21+=中，z 轴和z1轴互相平行，则z 轴通过（形心轴） 9、对于如图所示的简支梁，在弹性小挠度弯曲中，挠曲线近似微分方程式EI x M dx w d )(22=±左边的正负号为（负号）。 10、对于悬臂梁来说固定端的（挠度和转角）都等于零； 11、对于简支梁或外伸梁来说铰支座上（挠度）等于零，弯曲变形的（对称点）上的转角等于零。 12、只有在（小变形）和（材料服从虎克定律）的情况下，才能使用叠加原理求梁的挠度和转角 13、弯矩为正，挠曲线呈（凹形）；弯矩为负，挠曲线呈（凸形）；弯矩为零的梁，挠曲线呈（直线）。 14、梁的弯曲变形与梁的（受力）、（截面形状）及（截面刚度EI ）有关。 二、选择题 1、矩形截面梁横截面上的最大切应力值为平均切应力的（A ）倍。 A 、1.5 B 、3 4 C 、2 D 、1 2、圆形截面梁横截面上的最大切应力为平均切应力的（B ）倍。 A 、1.5 B 、3 4 C 、2 D 、1 3、圆环形截面梁的最大切应力为平均切应力的（C ）倍。 A 、1. 5 B 、3 4 C 、2 D 、1 4、工字形截面梁腹板上的最大切应力约为腹板上的平均切应力（D ）倍 A 、1. 5 B 、 34 C 、2 D 、1 5、下列情况中不需要进行切应力的强度校核是（ D ） A 、较短的梁（l /h <5） B 、工字型 C 、木梁 D 、较长的梁(l /h >5) 6、已知平面图形的形心为C ，面积为A ，对z 轴的惯性矩为I z ，则图形对z 1轴的惯性矩有四种答案， 正确答案是（D ） A 、A b I z 2+ B 、A b a I z 2)(++ C 、A b a I z )(22-+ D 、A a b I z )(22-+ z z C z 1 7、两根细长杆的直径、约束均相同，但材料不同，且212E E =则两杆临界 应力之间的关系为：（B ） A 、21)()(cr cr σσ= B 、21)(2)(cr cr σσ= C 、2 )()(21cr cr σσ= D 、21)(3)(cr cr σσ= 8、如图所示的简支梁，其截面形心为C ，I z =5.33×10-6m 4。材料的许用拉应力[σt ]=80 MPa ，许用压应力[σc ]=160 MPa ，则梁的最大许用载荷q max 为（ A ） 《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 （ A 卷） （本试卷共4 页） 2分，共12分） 1、强度计算问题有三种：强度校核， ，确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗 的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为 ，它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是： 。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同，则它们的内力 。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍，最大正应力是原来的 倍。 二、单项选择题（每小题5分，共15分） 、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T ，轴内最大剪应力多大？（ ） A. 16T/πd 3 B. 32T/πd 3 C. 8T/πd 3 D. 64T/πd 3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同，而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确？（ ） A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力（ ）。 A 、与弯矩成正比 B 、与极惯性矩成反比 C 、与扭矩成正比 D 、与轴力正比 三、判断题（每小题3分，共15分） 1、平面一般力系向一点简化，可得到主失和主矩。（ ） 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。（ ） 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。（ ） 4、杆件变形的基本形式是：轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲（ ） 学院、系 专业班级 学 号 姓名 ·········· ··· ·· · · · ··· · · · · ·· · ··密· ···· ·· ·· ·· · · · · · · · · ··· · · · ··· ···· 封 · ···· · · · ·······················线········5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。（ ） 四、计算题（本题满分20分） 矩形截面木梁如图所示，已知P=10kN ，a =1.2m ，木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横截面的高宽比为h/b =2，试：（1）画梁的弯矩图； (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题（本题满分20分） 传动轴AB 传递的功率为Nk=7.5kw, 轴的转速n=360r/min.轴的直径D=3cm,d=2cm. 试：(1)计算外力偶矩 及扭矩； (2)计算AC 段和BC 段轴横截面外边缘处剪应力； (3)求CB 段横截面内边缘处的剪应力。 得分 阅卷人 得分 阅卷 人 工程力学-课后习题答案 4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力 的单位为kN ，力偶矩的单位为kN m ，长度 单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示： 计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0 00.7 2 ( A B C 1 2 q ( M= 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 2 0.8 M = q =( 解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意 力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平 面任意力系)； A B C 1 2 q M= 30o F F A F A y x d 2?x A B C D 0.8 0.8 0.4 00 0.7 2 F F A F A y (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 0()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin 300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图 (平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.8 20.8 M = q =F F A F A y x 20 x d 二．判断题 1.受两个力作用的杆件一定是二力杆。（） 2.作用在刚体上的力，其作用线可在刚体上任意平移，其作用效果不变。（） 3.合力的作用与它各分力同时作用的效果相同时，合力一定大于分力。（） 4.平面上力对点之矩为代数量。（） 5.力偶在任一轴上的投影等于零。（） 6.力偶矩与矩心的位置有关。（） 7.约束力的方向与物体被限制的运动方向相反。（） 8.如果物体系统处于平衡状态，则物体系统内的各物体也一定处于平衡状态。（） 9.作用于物体上的主动力合力，其作用线与接触面法线间的夹角小于或等于摩擦角时物体就能平衡。（） 10.对于空间力系，当力与某轴平行时，力对该轴之矩为零。（） 11.拉伸变形时，杆的长度越大，变形越大。（） 12.拉（压）杆的危险截面一定是横截面积最小的截面。（） 13.对于塑性材料，常用抗拉（压）强度作为极限应力。（） 14.正应力的受力面总是与内力垂直。（） 15. 外力为正值时，梁横截面上弯矩为正。（） 16.梁弯曲时，中性轴不发生变形。（） 17.梁弯曲时，离中性轴越远，正应力越大。（） 18.压杆的柔度值越大，其临界应力就越大。（） 19.把柔度λ≤λp的压杆称为大柔度杆。（） 20.在横截面积保持不变时，把实心截面改成空心截面，可提高压杆的稳定性。（） =0。（） 21.构件受冲击时，当h=0时，动荷系数K d 22.在冲击力的作用下，构件发生断裂的现象叫疲劳失效。（） 表示是对称循环下的持久极限。（） 23.σ -1 24.刚体做平动时，刚体上各点的速度相同。（） 25.刚体定轴转动时，半径越大，速度越大。（） 26.平面图形上任意两点的速度在这两点连线上的投影相等。（） 27.刚体做平面运动时，速度瞬心的速度为零。（） 28.刚体对任意轴的转动惯量，等于对质心轴的转动惯量再加上刚体的质量与这两轴间距离平方的乘积。（） 29.当力矩为常量时，力矩对转动刚体所做的功等于该力矩与刚体相应转角的乘积。（） 30.刚体平面运动时的动能等于刚体随质心平动的动能与刚体绕质心转动的动能之和。（） 《工程力学A （Ⅱ）》试卷（答题时间100分钟） 班级 姓名 班级序号 一、单项选择题（共10道小题，每小题4分，共40分） 1．关于下列结论的正确性： ①同一截面上正应力 σ 与切应力 τ 必相互垂直。 ②同一截面上各点的正应力 σ 必定大小相等，方向相同。 ③同一截面上各点的切应力 τ 必相互平行。 现有四种答案： A ．1对； B ．1、2对； C ．1、3对； D ． 2、3对。 正确答案是： 。 2．铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论哪一个是正确的？ A ．切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o方向； B ．切应力造成，破坏断面在横截面； C ．正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o方向； D ．正应力造成，破坏断面在横截面。 正确答案是： 。 3．截面上内力的大小： A ．与截面的尺寸和形状有关； B ．与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关； C ．与截面的尺寸和形状无关； Ｄ．与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。 正确答案是： 。 4．一内外径之比为D d /=α的空心圆轴，当两端承受扭转力偶时，横截面上的最大切应力为τ，则内圆周处的切应力为 A ．τ B ．ατ Ｃ．τα)1(3- Ｄ．τα)1(4- 正确答案是： 。 9．图示矩形截面拉杆，中间开有深度为 2 h 的缺口，与不开口的拉杆相比，开口处最 A．2倍； B．4倍； C．8倍； D．16倍。 正确答案是：。 10.两根细长压杆的横截面面积相同，截面形状分别为圆形和正方形，则圆形截面压 试用叠加法求图示悬臂梁自由端截面B 的转角和挠度，梁弯曲刚度EI 为常量。 2F a a A B C Fa 四、计算题（本题满分10分） 已知材料的弹性模量 GPa E 200=，泊松比25.0=ν，单元体的应力情况如图所示，试求该点的三个主应力、最大切应力及沿最大主应力方向的主应变值。 MPa 《建筑力学》复习题 一、选择题 （一）静力学： 1. 以下四种说法，正确的是( )。 A. 受力物体都可视为刚体 B. 平衡的物体都可视为刚体 C. 变形微小的物体都可视为刚体 D. 受力后不变形的物体视为刚体 2、以下有关刚体的四种说法，正确的是( )。 A. 处于平衡的物体都可视为刚体 B. 变形小的物体都可视为刚体 C. 自由飞行的物体都可视为刚体 D. 在外力作用下，大小和形状看作不变的物体是刚体 3、下列静力学公理、原理或定律，对于变形体成立的是( )。 A. 二力平衡公理 B. 加减平衡力系公理 C. 力的可传性原理 D. 作用和反作用定律（或者D.力的平行四边形定理） 4、力的可传性原理是指作用于刚体上的力可在不改变其对刚体的作用效果下( )。 A．平行其作用线移到刚体上任一点 B．沿其作用线移到刚体上任一点 C．垂直其作用线移到刚体上任一点 D．任意移动到刚体上任一点 5. 物系中的作用力和反作用力应是( )。 A. 等值、反向、共线 B. 等值、反向、共线、同体 C. 等值、反向、共线、异体 D. 等值、同向、共线、异体 6．图示杆的重量为P，放置在直角槽内。杆与槽为光滑面接触，A、B、C为三个接触点，则该杆的正确受力图是( )。 7．光滑面对物体的约束力，作用在接触点处，方向沿接触面的公法线，且( )。 A．指向受力物体，恒为拉力 B．指向受力物体，恒为压力 C．背离受力物体，恒为拉力 D．背离受力物体，恒为压力 8、柔索对物体的约束反力，作用在连接点，方向沿柔索（）。 A. 指向被约束体，恒为拉力 B. 背离被约束体，恒为拉力 C. 指向被约束体，恒为压力 D. 背离被约束体，恒为压力 9、力偶（）。 A. 有合力 B. 可以使物体移动和转动 C.只能使物体转动 D.可以和一个力等效 10.力偶（）。 A. 可以使物体移动 B.可以和一个力等效 C. 只能使物体转动 D.可以和一个力平衡 11.平面一般力系向其作用平面内任意一点简化的最终结果可能是（）。 A.一个力，一个力偶，一个力与一个力偶，平衡 B.一个力，一个力与一个力偶，平衡 C.一个力偶，平衡 D.一个力，一个力偶，平衡 F 和一个主矩M O，下列四种情况，属 12、平面一般力系向一点O简化结果，得到一个主矢量 R 《工程力学》试卷及答案 班级 姓名 得分 一、填空题 （每空1分，共22分） 1、力的三要素是力的 大小 、 方向 、 作用点 。用符号表示力的单位是 （N ）或（KN ）。 2、力偶的三要素是力偶矩的大小、 转向 和 作用面方位 。用符号表示力偶矩的单位为（N·m ）或（KN·m ）。 3、常见的约束类型有 柔性 约束、 光滑接触面 约束、 光滑铰链 约束和固定端约束。 4、作用于一个刚体上的二力，使刚体保持平衡状态的充要条件是两个力大小相等、 方向相反 、 作用线相同 。 5、平面汇交力系平衡的充要条件是该力系的合力等于___零______。 6、平面任意力系的平衡条件为 , 0=∑ix F 0=∑iy F 和___∑M 0（F ）=0。 7、当平面任意力系有合力时，合力对作用面内任意点的矩，等于力系中各力对同一点之矩的代数和。 8、空间力系根据力的作用线不同可分为空间汇交力系、空间平行力系和空间任意力系。 9、力在空间坐标轴上的投影有两种运算方法，即直接投影法和二次投影 法。 10、工程中二力杆需满足三个条件，即自重不计、两端均用铰链连接和不受其他力的作用。 二、判断题：（对的画“√”，错的画“×”） （每题2分，共20分） 1、力的可传性定理，只适用于刚体。（√ ） 2、两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向共线，作用在同一个物体上。（ × ） 3、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零 （ √ ） 4、力偶无合力，且力偶只能用力偶来等效。（ √ ） 5、共线力系是平面汇交力系的特殊情况，但汇交点不能确定。（ √ ） 6、二力杆的约束力不沿杆件两端铰链中心的连线，指向固定。（ × ） 7、平面汇交力系的合力一定等于各分力的矢量和。（ √ ） 8、力使物体运动状态发生变化的效应称力的外效应。（ √ ） 9、力的三要素中只要有一个要素不改变，力对物体的作用效应就不变。（ × ） 10、同一平面内作用线汇交于一点的三个力一定平衡。 （× ） 三、选择题（每题2分，共20分） % 1、平衡是指物体相对于地球保持 B 或作匀速直线运动状态。 A ．运动 B ．静止 C ．加速运动 2、力的平行四边形公理说明，共点二力的合力等于两个分力的 C 和。 A ．标量 B ．代数 C ．矢量 3、静力学研究对象主要是 C 。 A ．受力物体 B ．施力物体 C ．平衡物体 4、某刚体上在同一平面内作用了汇交于一点且互不平行的三个力，则刚体 C 状态。 A ．一定处于平衡 B ．一定不平衡 C ．不一定处于平衡 5、光滑面约束的约束反力总是沿接触面的 C 方向。 ( A ．任意 B ．铅重 C ．公法线 6、物体系受力图上一定不能画出 B 。 A ．系统外力 B ．系统内力 C ．主动力和被动力 7、在力投影中，若力平行于X 轴，则F x = A ；若力垂直于X 轴，则F x =0。 A ．±F B ．0 C ．不确定 8、用力拧紧螺母，其拧紧的程度不仅与力的大小有关，而且与螺母中心到力的作用线 C 有关。 A ．倾斜距离 B ．平行距离 C ．垂直距离 9、平面一般力系向已知中心点简化后得到 C 和一个力偶。 A ．一个力矩 B ．一力臂 C ．一个力 10、一力作平行移动后，新点的附加力偶矩一定 B 。 ) A ．存在且与平移距离无关 B ．存在且与平移距离有关 C ．不存在 三、简答题（每题5分，共15分） 1、1、试述主动力与约束反力的区别。 答：主动力：促使物体运动（或具有运动趋势）的力； 4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN ?m ，长度 单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 ()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0x Ax F F ==∑ 0.80 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接，它的支承和受力如题4-16图所示。已知 均布载荷集度q =10 kN/m ，力偶M =40 kN ?m ，a =2 m ，不计梁重，试求支座A 、B 、D A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D M q 第一章静力学基础 一、判断题 1-1、如物体相对于地面保持静止或匀速运动状态,则物体处于平衡。（）1-2、作用在同一刚体上的两个力,使物体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。( ) 1-3、静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理仅适用于刚体。( ) 1-4、二力构件是指两端用铰链连接并且指受两个力作用的构件。( ) 1-5、对刚体而言，力是滑移矢量，可沿其作用线移动。（）1-6、对非自由体的约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向相反。（）1-7、作用在同一刚体的五个力构成的力多边形自行封闭，则此刚体一定处于平衡状态。（）1-8、只要两个力偶的力偶矩相等，则此两力偶就是等效力偶。（）二、单项选择题 1-1、刚体受三力作用而处于平衡状态,则此三力的作用线( )。 A、必汇交于一点 B、必互相平行 C、必都为零 D、必位于同一平面内 1-2、力的可传性（）。 A、适用于同一刚体 B、适用于刚体和变形体 C、适用于刚体系统 D、既适用于单个刚体，又适用于刚体系统 1-3、如果力F R是F1、F2二力的合力,且F1、F2不同向，用矢量方程表示为 F R= F1+ F2，则三力大小之间的关系为()。 A、必有F R= F1+ F2 B、不可能有F R= F1+ F2 C、必有F R＞F1, F R＞F2 D、必有F R＜F1, F R＜F2 1-4、作用在刚体上的一个力偶，若使其在作用面内转移，其结果是（）。 A、使刚体转动 B、使刚体平移 C、不改变对刚体的作用效果 D、将改变力偶矩的大小 第二章平面力系 一、判断题 2-1、平面任意力系向作用面内任一点简化，主矢与简化中心有关. （）2-2、平面任意力系向作用面内任一点简化，主矩与简化中心有关。( ) 2-3、当平面一任意力系对某点的主矩为零时,该力系向任一点简化的结果必为一个合力。( ) 2-4、当平面一任意力系对某点的主矢为零时,该力系向任一点简化的结果必为一个合力偶。( ) 2-5、某一平面任意力系向A点简化的主矢为零，而向另一点B简化的主矩为零，则该力系一定是平衡力系。（） 《工程力学》试卷及答案 班级 姓名 得分 一、填空题 （每空1分，共22分） 1、力的三要素是力的 大小 、 方向 、 作用点 。用符号表示力的单位是 （N ）或（KN ）。 2、力偶的三要素是力偶矩的大小、 转向 和 作用面方位 。用符号表示力偶矩的单位为（N·m）或（KN·m）。 3、常见的约束类型有 柔性 约束、 光滑接触面 约束、 光滑铰链 约束和固定端约束。 4、作用于一个刚体上的二力，使刚体保持平衡状态的充要条件是两个力大小相等、 方向相反 、 作用线相同 。 5、平面汇交力系平衡的充要条件是该力系的合力等于___零______。 6、平面任意力系的平衡条件为 , 0=∑ix F 0=∑iy F 和___∑M 0（F ）=0。 7、当平面任意力系有合力时，合力对作用面内任意点的矩，等于力系中各力对同一点之矩的代数和。 8、空间力系根据力的作用线不同可分为空间汇交力系、空间平行力系和空间任意力系。 9、力在空间坐标轴上的投影有两种运算方法，即直接投影法和二次投影 法。 10、工程中二力杆需满足三个条件，即自重不计、两端均用铰链连接和不受其他力的作用。 二、判断题：（对的画“√”，错的画“×”） （每题2分，共20分） 1、力的可传性定理，只适用于刚体。（√ ） 2、两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向共线，作用在同一个物体上。（ × ） 3、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零 （ √ ） 4、力偶无合力，且力偶只能用力偶来等效。（ √ ） 5、共线力系是平面汇交力系的特殊情况，但汇交点不能确定。（ √ ） 6、二力杆的约束力不沿杆件两端铰链中心的连线，指向固定。（ × ） 7、平面汇交力系的合力一定等于各分力的矢量和。（ √ ） 8、力使物体运动状态发生变化的效应称力的外效应。（ √ ） 9、力的三要素中只要有一个要素不改变，力对物体的作用效应就不变。（ × ） 10、同一平面内作用线汇交于一点的三个力一定平衡。 （× ） 三、选择题（每题2分，共20分） 1、平衡是指物体相对于地球保持 B 或作匀速直线运动状态。 A ．运动 B ．静止 C ．加速运动 2、力的平行四边形公理说明，共点二力的合力等于两个分力的 C 和。 A ．标量 B ．代数 C ．矢量 3、静力学研究对象主要是 C 。 A ．受力物体 B ．施力物体 C ．平衡物体 4、某刚体上在同一平面内作用了汇交于一点且互不平行的三个力，则刚体 C 状态。 A ．一定处于平衡 B ．一定不平衡 C ．不一定处于平衡 5、光滑面约束的约束反力总是沿接触面的 C 方向。 A ．任意 B ．铅重 C ．公法线 6、物体系受力图上一定不能画出 B 。 A ．系统外力 B ．系统内力 C ．主动力和被动力 7、在力投影中，若力平行于X 轴，则F x = A ；若力垂直于X 轴，则F x =0。 A ．±F B ．0 C ．不确定 8、用力拧紧螺母，其拧紧的程度不仅与力的大小有关，而且与螺母中心到力的作用线 C 有关。 A ．倾斜距离 B ．平行距离 C ．垂直距离 9、平面一般力系向已知中心点简化后得到 C 和一个力偶。 A ．一个力矩 B ．一力臂 C ．一个力 10、一力作平行移动后，新点的附加力偶矩一定 B 。 A ．存在且与平移距离无关 B ．存在且与平移距离有关 C ．不存在工程力学课后习题答案(20200124234341)
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