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连接体问题的分析

连接体问题的分析
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连接体问题的分析

例题1:在水平地面上有两个彼此接触的物体A和B,它们的质量分别为m1和m2,与地面间的动摩擦因数均为μ,若用水平推力F作用于A物体,使A、B一起向前运动,如图所示,求两物体间的相互作用力为多大?

〔拓展1〕若物体A、B 与水平面间不存在摩擦力,则A对B作用力多大?

〔拓展2〕如图所示,倾角为α的斜面上放两物体m1和m2,用与斜面平行的力F推m1 ,使两物加速上滑,不管斜面是否光滑,两物体之间的作用力总为多大?

即时应用:下图中,mA=3kg, mB=2kg,A与桌面间μ=0.2,不计滑轮摩擦,求绳中的拉力。(g=10/m/s2)

〔拓展1〕如图所示,质量为ml、m2的物体,放在光滑水平面上,用仅能承受6N的拉力的线相连.ml=2kg,m2=3kg.现用水平拉力F拉物体ml或m2,要使系统得到最大加速度且不致把绳拉断,则F的大小和方向应为()

A.10N,水平向右拉物体m2

B.10N,水平向左拉物体m1

C.15N,水平向右拉物体m2

D.15N,水平向左拉物体m1

〔拓展2〕如图,ml=2kg,m2=6kg,不计摩擦和滑轮的质量,求拉物体ml的细线的拉力和悬吊滑轮的细线的拉力.

〔赏析高考题〕(2009年安徽卷)22.在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时,试求(1)运动员竖直向下拉绳的力;(2)运动员对吊椅的压力

静力学受力与分析答案

学号 班级 姓名 成绩 静力学部分 物体受力分析(一) 一、填空题 1、 作用于物体上的力,可沿 其作用线 移动到刚体内任一点,而不改变力对刚体的作用 效果。 2、 分析二力构件受力方位的理论依据是 二力平衡公理 . 3、 力的平行四边形法则,作用力与反作用力定律对__变形体___和____刚体__均适用,而 加减平衡力系公理只是用于__刚体____. 4、 图示AB 杆自重不计,在五个已知力作用下处于平衡。则作用于B 点的四个力的合力F R 的 大小R F =F ,方向沿F 的反方向__. 5、 如图(a)、(b )、(c )、所示三种情况下,力F 沿其作用线移至D 点,则影响A 、B 处的约束 力的是图___(c ) _______. (b ) (c ) 第4题图 第5题图 二、判断题 ( √ )1、力的可传性只适用于刚体,不适用于变形体。 ( × )2、凡是合力都比分力大。 ( √ )3、一刚体在两力的作用下保持平衡的充要条件是这两力等值、反向、共线。 ( × )4、等值、反向、共线的两个力一定是一对平衡力。 2 F 3

( √)5、二力构件约束反力作用线沿二力点连线,指向相对或背离。 三、改正下列各物体受力图中的错误 四、画出图中各物体的受力图,未画出重力的物体重量均不计,所有接触处为光滑接触。(必须 取分离体) N F B x F B y F Ax F A y F B F A F Ax F A y F Ax F A y F

(e) B F T F A F B F Ax F A y F C x F C y F A F Ax F A y F B F

高一物理 连接体受力分析

掌握母题100例,触类旁通赢高考 高考题千变万化,但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题,掌握母题解法,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。 母题十五、连接体受力分析 【解法归纳】对于平衡状态的连接体,一般采用隔离两个物体分别进行受力分析,利用平衡条件列出相关方程联立解答。 典例15.(2011海南物理)如图,墙上有两个钉子a 和b ,它们的连线与水平方向的夹角为45°,两者的高度差为l 。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点,另一端跨 过光滑钉子b 悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a 端2 l 的c 点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码,平衡后绳的ac 段正好水平,则重物和钩码的质量比12 m m 为 C. 【解析】:根据题述画出平衡后绳的ac 段正好水平的示意图,对绳圈c 分析受力,画出受力图。由平行四边形定则和图中几何关系可得 12m m C 正确。 【答案】:C 【点评】此题考查受力方向、物体平衡等相关知识点。 衍生题1(2010山东理综)如图2所示,质量分别为 m 1、m 2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F 的作用下 一起沿水平方向做匀速直线运动(m 1在地面,m 2在空 中),力F 与水平方向成θ角,则m 1所受支持力N 和摩

擦力f正确的是 A.N= m1g+ m2g- F sinθ B.N= m1g+ m2g- F cosθ C.f=F cosθ D.f=F sinθ 【解析】把两个物体看作一个整体,由两个物体一起沿水平方向做匀速直线运动可知水平方向f=F cosθ,选项C正确D错误;设轻弹簧中弹力为F1,弹簧方向与水平方向的夹角为α,隔离m2,分析受力,由平衡条件,在竖直方向有,F sinθ=m2g+ F1sinα, 隔离m1,分析受力,由平衡条件,在竖直方向有,m1g=N+ F1sinα, 联立解得,N= m1g+ m2g- F sinθ,选项A正确B错误。 【答案】AC 【点评】本题考查整体法和隔离法受力分析、物体平衡条件的应用等知识点,意在考查考生对新情景的分析能力和综合运用知识的能力。 衍生题2(2005天津理综卷)如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮,两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),P悬于空中,Q放在斜面上,均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时,P、Q仍静止不动,则 A.Q受到的摩擦力一定变小 B.Q受到的摩擦力一定变大 C.轻绳上拉力一定变小 D.轻绳上拉力一定不变 解析:由于两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮,当用水平向左的恒力推Q时,P、Q仍静止不动,则轻绳上拉力等于物块P的重力,轻绳上拉力一定不变,选项C错误D正确。由于题述没有给出两物块P、Q质量的具体关系,斜面粗糙程度未知,用水平向左的恒力推Q前,Q受到的摩擦力方向未知。当用水平向左的恒力推Q时,Q受到的摩擦力变化情况不能断定,所以选项AB错误。 【答案】D 衍生题3(2003天津理综卷,19 )如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗

连接体问题专题详细讲解

连接体问题 一、连接体与隔离体 两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为连接体。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。二、外力和内力如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的外力,而系统 内各物体间的相互作用力为内力。应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的外力。 三、连接体问题的分析方法 1.整体法连接体中的各物体如果加速度相同,求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用牛顿第二定律列方程求解。 2?隔离法如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离其中一个物体,对该物体应用牛顿第二定律求解,此法称为隔离法。 3.整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用整体法法求出加速度,再用隔离法法求物体受力。 简单连接体问题的分析方法 1?连接体:两个(或两个以上)有相互作用的物体组成的具有相同大小加速度的整体。 2?“整体法”:把整个系统作为一个研究对象来分析(即当做一个质点来考虑)。 注意:此方法适用于系统中各部分物体的加速度大小方向相同情况。 3?“隔离法”:把系统中各个部分(或某一部分)隔离作为一个单独的研究对象来分析。 注意:此方法对于系统中各部分物体的加速度大小、方向相同或不相同情况均适用。 4.“整体法”和“隔离法”的选择 求各部分加速度相同的连结体的加速度或合外力时,优选考虑整体法”;如果还要求物体之间的作用力,再用隔离法”,且一定是从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离;如果连结体中各部分加速度不同,一般都是选用隔离法”。 5?若题中给出的物体运动状态(或过程)有多个,应对不同状态(或过程)用整体法”或隔离法”进行受力分析,再列方程求解。 针对训练. 1?如图用轻质杆连接的物体 AB沿斜面下滑,试分析在下列条件下,杆受到的力是拉力还是压力。

钢结构的连接(课后习题)

第 2 章 钢结构的连接 一、选择题 1 直角角焊缝的强度计算公式 w c f l h N = t ≤ w f f 中,he 是角焊缝的——。 (A)厚度 (B)有效厚度 (C)名义厚度 (D)焊脚尺寸 2 对于直接承受动力荷载的结构,计算正面直角焊缝时——。 (A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响 。 (C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取 f b =1.22 3 等肢角钢与钢板相连接时,肢背焊缝的内力分配系数为——。 (A)0.7 (B)0.75 (C)0.65 (D)0.35 4 直角角焊缝的有效厚度 c h ——。 (A)0.7 f h (B)4mm (C)1.2 f h (D)1.5 f h 5 在动荷载作用下,侧焊缝的计算长度不宜大于——· (A)60 f h (B)40 f h (C)80 f h (D)120 f h 6 角钢和钢板间用侧焊搭接连接,当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同 时,————。 (A)角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 (B)角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 (C)角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 (D)由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等,因而连接受有弯矩的作用 7 不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力 N 之间的夹角满足——。 (A) q tan £1.5 (B) q tan >l,5 (C)q ≥70o (D) q <70o 8 产生焊接残余应力的主要因素之一是——· (A)钢材的塑性太低 (B)钢材的弹性模量太高 (C)焊接时热量分布不均 (D)焊缝的厚度太小 9 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配,通常在被连接构件选用 Q345 时,焊条选用——。 (A)E55 (B)E50 (C)E43 (D)前三种均可 10 焊缝连接计算方法分为两类,它们是——。 (A)手工焊缝和自动焊缝 (B)仰焊缝和俯焊缝 (C)对接焊缝和角焊缝 (D)连续焊缝和断续焊缝

连接体问题专题详细讲解

连接体问题一、连接体与隔离体 两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为连接体。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。 二、外力和内力如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力。应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的外力。 三、连接体问题的分析方法 1.整体法连接体中的各物体如果加速度相同,求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用牛顿第二定律列方程求解。 2.隔离法如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离其中一个物体,对该物体应用牛顿第二定律求解,此法称为隔离法。 3.整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用整体法法求出加速度,再用隔离法法求物体受力。 简单连接体问题的分析方法 1.连接体:两个(或两个以上)有相互作用的物体组成的具有相同大小加速度的整体。 2.“整体法”:把整个系统作为一个研究对象来分析(即当做一个质点来考虑)。 注意:此方法适用于系统中各部分物体的加速度大小方向相同情况。 3.“隔离法”:把系统中各个部分(或某一部分)隔离作为一个单独的研究对象来分析。 注意:此方法对于系统中各部分物体的加速度大小、方向相同或不相同情况均适用。 4.“整体法”和“隔离法”的选择 求各部分加速度相同的连结体的加速度或合外力时,优选考虑“整体法”;如果还要求物体之间的作用力,再用“隔离法”,且一定是从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离;如果连结体中各部分加速度不同,一般都是选用“隔离法”。 5.若题中给出的物体运动状态(或过程)有多个,应对不同状态(或过程)用“整体法”或“隔离法”进行受力分析,再列方程求解。 针对训练 1.如图用轻质杆连接的物体AB沿斜面下滑,试分析在下列条件下,杆受到的力是拉力还是压力。 (1)斜面光滑; (2)斜面粗糙。 〖解析〗解决这个问题的最好方法是假设法。即假定A、B间的杆不存在,此时同时释放A、B,若斜面光滑,A、B运动的加速度均为a=g sinθ,则以后的运动中A、B间的距离始终不变,此时若将杆再搭上,显然杆既不受拉力,也不受压力。若斜面粗糙,A、B单独运动时的加速度都可表示为:a=g sinθ-μg cosθ,显然,若a、b两物体与斜面间的动摩擦因数μA=μB,则有a A=a B,杆仍然不受力,若μA>μB,则a A<a B,A、B间的距离会缩短,搭上杆后,杆会受到压力,若μA<μB,则a A>a B杆便受到拉力。 〖答案〗 (1)斜面光滑杆既不受拉力,也不受压力 (2)斜面粗糙μA>μB杆不受拉力,受压力 斜面粗糙μA<μB杆受拉力,不受压力 类型二、“假设法”分析物体受力 【例题2】在一正方形的小盒内装一圆球,盒与球一起沿倾角为θ的斜面下滑,如图所示,若不存在摩擦,当θ角增大时,下滑过程中圆球对方盒前壁压力T及对方盒底面的压力N将如何变化?(提示:令T不为零,用整体法和隔离法分析)()

4连接体问题及解题方法

4连接体问题及处理方法 一、连接体问题 1.连接体:当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一起的系统. 2.连接体题型 (1)系统内所有物体相对静止,即运动情况相同,a 也相同------相对静止问题 (2)系统内物体相对运动,运动情况不同,a 也不同------相对运动问题 二、处理方法 1 整体法分析系统受力时只分析外力不必分析内力;在用隔离法解题时要注意判明隔离体的运动方向和加速度方向,同时为了方便解题,一般我们隔离受力个数少的物体.2.相对静止类:程。(整体与隔离结合使用) 例1.A 、B 两物体靠在一起,放在光滑水平面上,m B =6Kg ,今用水平力F A =6N 推A ,用水平力F B =3N 拉B ,A 、B 有多大? 3.相对运动问题:例2.如图所示,光滑水平面上静止放着长L =1.6 m 、质量为M =3 kg 的木板.一 个质量为m =1 kg 的小木块放在木板的最右端,m 与M 之间的动摩擦因数μ= 0.1,今对木板施加一水平向右的拉力F ,若2s 时两者脱离,则F 为多大? 4.判断相对静止还是相对运动:以最容易达到最大加速度的物体作为切入点,进入分析 例3.如图所示,m 1=40 kg 的木板放在无摩擦的地板上,木板上又放m 2=10 kg 的石块,石块与木板间的动摩擦因数μ=0.6,试问 (1)当水平力F =50 N 时,石块与木板间有无相对滑动? (2)当水平力F =100 N 时,石块与木板间有无相对滑动?(g =10 m/s 2)此时m 2的 加速度为多大? 5.方法总结 ①.当它们具有共同加速度时,一般是先整体列牛顿第二定律 方程,再隔离受力个数少的物体分析列牛顿第二定律方程. ②.当它们的加速度不同且涉及到相对运动问题,一般采用隔 离法分别分析两个物体的运动情况,再找它们运动或受力的联 系点列辅助条件方程. 练习题 1.两个物体A 和B ,质量分别为m 1和m 2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A 施以水平的推力F ,则物体A 对物体B 的作用力等于( ) A .211m m m + F B .212m m m + F C .F D .2 1m m F 2.上题若m 1与m 2与水平面间有摩擦力且摩擦因数均为μ则A 对B 作用力等于为( ) 3.如图所示,光滑平面上以水平恒力F 拉动小车和木块,一起做无相对滑动的加 速运动,若小车质量为M ,木块质量为m ,加速度大小为a ,木块和小车间的动摩

钢结构的“刚接”和“铰接”

钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接)、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中,如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度刚 性连接应不会产生明显的连接夹角变形,即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板,用高强螺栓连接,或是用连于翼缘的上、下角 钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶,拉力经受受拉翼 缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递,压力区螺栓 可少量设置,并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中,受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下,不仅竖 肢变形,水平肢也变形。因此,角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征:抗弯刚度,转动刚度,延性(转动能力)。 抗弯承载力是连接强度的主要项目,此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说,承受弯矩 和剪力的能力应该不低于梁的承载能力,亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地 震区的框架应该要求更高,体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间,必须具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现,它不是常量,转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此,应考察连接的初始刚 度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度,理论上需要达到无限大,但实际上只要 达到一定的限值就可以看作是刚性连接,问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标,塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力,以便后续的内力 重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性,梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩。铰 支连接这种构造假定结构承受重力荷载时,主梁和柱之间只传递垂直剪力,不传递弯矩。这 种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中,为简化分析设计过程,梁柱连接被认作理想的铰接连 接或完全的刚性连接,并且认为:连接对转动约束达到理想刚接的90%以上,可视为刚接;在外力作用下,柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上的连接视为铰接。采用理 想铰接的假定,将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递,就转动而论,用铰连在一起的梁和柱 将相互独立地转动. 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚,相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚,刚接与 铰接的区别在于是否能传递弯矩,从实际上看,如果锚栓在翼缘的外侧,就是刚接,而且一 般不少于四个,如果在翼缘内侧,就是铰接,一般为两个或四个。 这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚,例 如有吊车荷载的情况,吊车荷载是动力荷载,对侧移比较敏感,而且侧移过大会造成吊车卡 轨现象,此时应把柱脚设计成刚接柱脚。 “如果是铰接柱脚需要加设抗剪键,地脚螺栓不能承受剪力的”本人的这句话说得有点不严谨,应该说“如果是铰接柱脚一般需要加设抗剪键”。因为钢结构铰接柱脚的柱脚轴力比较小,底 板和基础砼表现的摩擦力很少能满足要求,所以多数柱脚都需要设置抗剪键

2020年高考物理专题复习:连接体问题的解题技巧练习题

2020年高考物理专题复习:连接体问题的解题技巧练习题 1. 如图,一个固定斜面上两个质量相同的小物块A 和B 紧挨着匀速下滑,A 与B 的接触面光滑。已知A 与斜面之间的动摩擦因数是B 与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为α。则B 与斜面之间的动摩擦因数是( ) A. 2tan 3α B. 2cot 3α C. tan α D. cot α 2. 如图甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m 和M 的物块A 、B 用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数相同,它们的质量之比m :M=1:2。当用水平力F 作用于B 上且两物块以相同的加速度向右加速运动时(如图甲所示),弹簧的伸长量为1x ;当用同样大小的力F 竖直向上拉B 且两物块以相同的加速度竖直向上运动时(如图乙所示),弹簧的伸长量为2x ,则21:x x 等于( ) A. 1:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 2:3 3. 一辆小车静止在水平地面上,bc 是固定在车上的一根水平杆,物块M 穿在杆上,M 通过细线悬吊着小物体m ,m 在小车的水平底板上,小车未动时细线恰好在竖直方向上。现使小车如下图分四次分别以4321a a a a 、、、向右匀加速运动,四种情况下M 、m 均与车保持相对静止,且图甲和图乙中细线仍处于竖直方向,已知8:4:2:1:::4321=a a a a ,M 受到的摩擦力大小依次为4321f f f f 、、、,则错误.. 的是( )

A. 2:1:21=f f B. 3:2:21=f f C. 2:1:43=f f D . tanα=2tanθ 4. 如图,机车a 拉着两辆拖车b ,c 以恒定的牵引力向前行驶,连接a 、b 间和b 、c 间的绳子张力分别为T 1、T 2,若行驶过程中发现T 1不变,而T 2增大,则造成这一情况的原因可能是( ) A. b 车中有部分货物落到地上 B. c 车中有部分货物落到地上 C. b 车中有部分货物抛到c 车上 D. c 车上有部分货物抛到b 车上 5. 如图所示,光滑固定斜面C 倾角为θ,质量均为m 的两物块A 、B 一起以某一初速度沿斜面向上做匀减速直线运动。已知物块A 上表面是水平的,则在该减速运动过程中,下列说法正确的是( ) A. 物块A 受到B 的摩擦力水平向左 B. 物块B 受到A 的支持力做负功 C. 两物块A 、B 之间的摩擦力大小为mgsinθcosθ D. 物块B 的机械能减少 6. 如图所示,在光滑水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的物体A 、B ,m 1>m 2,A 、B 间水平连接着一轻质弹簧秤。若用大小为F 的水平力向右拉B ,稳定后B 的加速度大小为a 1,弹簧秤示数为F 1;如果改用大小为F 的水平力向左拉A ,稳定后A 的加速度大小为a 2,弹簧

建筑工程项目钢结构构件的受力特点及其连接类型

建筑工程项目钢结构构件的受力特点及其连接类型 1.钢结构的连接 (1)焊缝连接:焊缝连接是目前钢结构的主要连接方法。 其优点是构造简单,节约钢材,加工方便,易于采用自动化 操作,不宜采用于直接承受动力荷载的结构,其他情况均可 采用焊缝连接。 (2)铆钉连接:铆接由于构造复杂,用钢量大,现已很少 采用。因为铆钉连接的塑性和韧性较好,传力可靠,易于检 查,在一些重型和直接承受动力荷载的结构中,有时仍然采 用。 (3)螺栓连接:螺栓连接又分为普通螺栓和高强度螺栓两 种。普通螺栓施工简单,拆、装方便。普通螺栓一般由 Q235 制成。高强度螺栓用合金钢制成,高强度螺栓制作工艺精准,操作工序多,要求高。目前,在我国桥梁及大跨度结构房屋 及工业厂房中已广泛采用。

2.钢结构构件制作、焊接、运输、安装、防火与防锈 (1)制作:钢结构制作包括放样、号料、切割、校正等诸多环节。高强度螺栓处理后的摩擦面、抗滑移系数应符合设计要求。制作质量检验合格后进行除锈和涂装。一般安装焊缝处留出 30 ~50mm 暂不涂装。 (2)焊接:焊工必须经考试合格并取得合格证书且必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。焊缝施焊后须在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。焊接材料与母材应匹配,全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,采用射线探伤。施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法等,应进行焊接工艺评定。 (3)运输:运输钢构件时,要根据钢构件的长度和重量选用车辆。钢构件在车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方 法均应保证构件不产生变形,不损伤涂层。

(4)安装:钢结构安装要按施工组织设计进行,安装程序 须保证结构的稳定性和不导致变形。安装柱时,每节柱的定 位轴线须从地面控制轴线直接引上。钢结构的柱、梁、屋架 等主要构件安装就位后,须立即进行校正、固定。由工厂处 理的构件摩擦面,安装前须复验抗滑移系数,合格后方可安 装。 (5)防火与防锈。 1)钢结构防火性能较差。当温度达到 550 ℃时,钢材的屈服强度大约降至正常温度时屈服强度的 0.7 ,结构即达到它的 强度设计值而可能发生破坏。设计时应根据有关防火规范的规定,使建筑结构能满足相应防火标准的要求。在防火标准要求 的时间内使钢结构的温度不超过临界温度,以保证结构正常承 载能力。 2)外露的钢结构可能会受到大气,特别是被污染的大气 严重腐蚀,最常见的是生锈。这就必须对构件的表面进行防

工程力学课后习题答案静力学基本概念与物体的受力分析答案

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) 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 'F 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 2 o x F 2 o 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 0001 423cos30 cos45cos60cos45 1.29Rx 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 023cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN ==

第1讲 连接体的受力分析

一、平衡分析 题一:如图所示,水平放置的木板上面放置木块,木板与木块、木板与地面间的摩擦因数分别为μ1和μ2。已知木块质量为m ,木板的质量为M,用定滑轮连接如图所示,现用力F匀速拉动木块在木板上向右滑行,求力F的大小? 题二:如图所示,一质量为M 的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a 、b 为两个位于斜面上质量均为m 的小木块。已知所有接触面都是粗糙的。现发现a 、b 沿斜面匀速下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于( ) A .Mg +mg B .Mg +2mg C .Mg +mg (sin α+sin β) D .Mg +mg (cos α+cos β) 二、非平衡分析: 题三:跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,已知人的质量为70 kg , 吊板的质量为10 kg ,绳及定滑轮的质量,滑轮的摩擦均可不计,取重力加速度g =10 m/s 2,当人以440 N 的力拉绳时,人与吊板的加速度a 和人对吊板的压力F 分别为( ) A .a =1 m/s 2,F N =260 N B .a =1 m/s 2,F N =330 N C .a =3 m/s 2,F N =110 N D .a =3 m/s 2,F N =50 N 三、综合分析 题四:如图,在倾角为α的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为( ) A .αsin 2g B .αsin g C .αsin 23 g D .2αsin g 题五:如图所示,静止在水平面上的三角架的质量为M ,它中间用两根质量不计的轻质弹簧连着一质量为m 的小球,当小球上下振动,三角架对水平面的压力为零的时刻,小球加 速度的方向与大小是( ) A .向下, m Mg B .向上,g C .向下,g D .向下,m g m M )(+ 题一:122()μμ++mg M m g 题二:B 题三:B 题四:C 题五:D

连接体问题 专题训练

连接体问题 1. 连接体:两个或两个以上相互联系的物体组成连接体。 2. 整体法:当两个或两个以上有相互联系的物体相对同一参考系具有相同加速度时,可选整体为研究对象。 3. 隔离法:把题目中每一物体隔离出来分别进行受力分析、列方程 4. 选取研究对象的原则有两点: (1)受力情况简单,与已知量、未知量关系密切。 (2)先整体后隔离。 构成连接体的各部分之间的重要的联系纽带之一就是加速度,当两个或两个以上的物体相对同一参考系具有相同加速度时,有些题目也可采用整体与隔离相结合的方法,一般步骤用整体法或隔离法求出加速度,然后用隔离法或整体法求出未知力。 【典型例题】 例1. 光滑水平面上A、B两物体m A =2kg、m B =3kg,在水平外力F=20N作用下向右加速运 动。求 (1)A、B两物体的加速度多大? (2)A对B的作用力多大? 解:设两物体加速度大小为a,A对B作用力为F 1 ,由牛顿第三定律得B对A的作用力 F 2=F 1 。 对A受力如图 由牛顿第二定律F 合A =m A a 得: F-F 2 =m A a 20-F 2 =2a ① 对B受力如图 由牛顿第二定律F 合B =m B a 得: F 1 =m B a F 1 =3a ② 由①、②联立得:a=4m/s2 F 1 =12N F=20N 而F 1 =12N ,所以不能说力F通过物体A传递给物体B。分析:(1) (2)①+②得 F=(m A +m B )a 即:因为A、B具有相同加速度,所以可把A、B看作一个整体应用牛顿第二定律

思考:本题应怎样解更简单? 对AB 整体受力如图 竖直方向平衡,故F N =(m A +m B )g 由牛顿第二定律F 合=(m A +m B )a 得: a=2 204/32A B F m s m m ==++ 对B 受力如图 由牛顿第二定律F 合B =m B a 得:F 1= m B a=3?4=12N 例2. 如图所示,质量为m 的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面体的质量为M ,斜面与物块无摩擦,地面光滑,现对斜面施一个水平推力F ,要使物块相对斜面静止,力F 应多大 ? 解析:两物体无相对滑动,说明两物体加速度相同,方向水平。对于物块m ,受两个力作用,其合力水平向左。先选取物块m 为研究对象,求出它的加速度,它的加速度就是整体加速度,再根据F =(M+m )a 求出推力F ,步骤如下: 先选择物块为研究对象,受两个力,重力mg 、支持力F N ,且两力合力方向水平,如图 所示,由图可得: tan mg ma θ=,tan a g θ=? 再选整体为研究对象,根据牛顿第二定律()()tan F M m a M m g θ=+=+。 答案:()tan M m g θ+

12 受力分析 — 多体a相同—串状连接体

【多体a相同—串状连接体】 1、如图所示,质量分别为m A、m B的A、B两物块用轻线连接,放在倾角为θ的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的张力,可行的办法是() A.减小A的质量B.减小B的质量 C.增大倾角θD.增大动摩擦因数μ 【答案】A 【解析】 根据牛顿第二定律得,对整体:F-(m A+m B)g sinθ-μ(m A+m B)g cosθ=(m A+m B)a 得 对B:T-m B g sinθ-μm B g cosθ=m B a 得到,轻线上的张力 则要增加T,可减小A物的质量,或增大B物的质量;故选A。 2、如图所示是研究空间站与飞船力学关系的模型图,若已知空间站的质量m1,飞船质量为m2,其推进器的平均推力为F.在飞船与空间站对接后,在推进器工作下飞船和空间站一起运动,则空间站获得的水平推力为 A.F B.C.D. 【答案】B 【解析】

飞船和空间站一起加速运动,对两者的整体,由牛顿第二定律: 隔离空间站受飞船的推力,由牛顿第二定律: 联立可得: 故选B. 3、如图所示,质量分别为2m和3m的两个小球置于光滑水平面上,且固定在劲度系数为k的轻质弹簧的两端。现在质量为2m的小球上沿弹簧轴线方向施加大小为F的水平拉力,使两球一起做匀加速直线运动,则此时弹簧的伸长量为() A.B.C.D. 【答案】B 【解析】 根据牛顿第二定律,对整体有 对质量为3m的小球: 联立解得,弹簧的弹力大小为 根据胡克定律可得 则此时弹簧的伸长量为:

故B正确。 4、如图所示,静止在粗糙水平面上的物块A、B用轻弹簧相连,其质量比为1:3,两物块与水平面间的动摩擦因数相同。若用水平拉力F向右拉动物块B,当系统稳定时,弹簧的伸长量为x1若用水平拉力2F向左拉动物块A,当系统稳定时,弹簧的伸长量为x2.则x1:x2等于() A.1:2B.1:3C.1:4D.1:6 【答案】D 【解析】 设A的质量为m,B的质量为M,据题m:M=1:3,即M=3m。 用水平力F向右拉B时,对整体,根据牛顿第二定律,有:F-μ(m+M)g=(m+M)a ① 隔离物体A,根据牛顿第二定律,有:kx1-μmg=ma② 联立①②解得:kx1= 当用大小相同的水平力向左拉A且两物块共同向左加速运动时, 整体,根据牛顿第二定律,有:2F-μ(m+M)g=(m+M)a′③ 隔离物体B,根据牛顿第二定律,有:kx2-μMg=Ma′④ 联立③④解得:kx2=F 故:x1:x2=1:6 5、如图所示,A、B两个小箱子的质量大小为m A=4m B,它们之间用轻弹簧相连,一起静止在光滑水平面上,用向右的水平恒力F作用于箱子B,使系统由静止开始运动,弹簧的伸长量为x1,如把同样大小的水平恒力F改为作用于箱子A上,使系统由静止开始向左运动时弹簧的伸长量为x2,则x1 : x2为()

工程力学课后习题答案静力学基本概念与物体的受力分析答案

第一章静力学基本概念与物体的受力分析F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 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 C

F D D C F C (C ) F D F A (e) (f) F D F E A F A F O A F12凉F 21 F F (g) (i) F EO W F O

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 1.4题1.4图示齿轮传动系统, O i 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: 1.5结构如题1.5图所示,试画出各个部分的受力图。 解: (j) (k) F D 2y

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 i = 2kN, F2=3kN, F3=lkN, F4=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F RX八X = R cos30°F4cos450-F2cos60°- F3cos45°=1.29KN F R y 二 ' Y = Rsin30°- F4 cos450F2 sin60°- F3 cos45°= 2.54KN F R- F:—F Ry =2.85KN .(F R,X) =arctan^ =63.07° 2.2题2.2图所示固定环受三条绳的作用,已知F i= 1kN, F2=2kN, F3=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 F RX八X = F2 F3COS600 =2.75KN F Ry八丫= R - F3 sin60°= -0.3KN F R - F RX F Ry =2.77KN F2 (F R,X)二arcta门邑二-6.20 F Rx 2.3 力系如题2.3 图所示。已知:F1= 100N , F2=50N, F3=50N, 求力系的合力。 解:2.3图示可简化为如右图所示 80 /BAC =二二arctan 530 60 F Rx二' X =F3 -F2co^ -80KN F Ry八丫二F2sin : -140KN F R - F Rx F Ry =161.25KN /(F R, X)二arctan 60.25° 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〉=30°, 试求绳所受的拉力及墙所受的压力。

连接体问题的解题思路

连接体问题的求解思路 【例题精选】 【例1】在光滑的水平面上放置着紧靠在一起的两个物体A和B(如图),它们的质量分别为m A、m B。当用水平恒力F推物体A时,问:⑴A、B两物体的加速度多大?⑵A物体对B物体的作用力多大? 分析:两个物体在推力的作用下在水平面上一定做匀加速直线运动。对整体来说符合牛顿第二定律;对于两个孤立的物体分别用牛顿第二定律也是正确的。因此,这一道连接体的问题可以有解。 解:设物体运动的加速度为a,两物体间的作用力为T,把A、B两个物体隔离出来画在右侧。因为物体组只在水平面上运动在竖直方向上是平衡的,所以分析每个物体受力时可以只讨论水平方向的受力。A物体受水平向右的推力F和水平向左的作用力T,B物体只受一个水平向右的作用力T。对两个物体分别列牛顿第二定律的方程:对m A满足 F-T= m A a ⑴ 对m B满足 T = m B a ⑵ ⑴+⑵得 F =(m A+m B)a ⑶ 经解得: a = F/(m A+m B)⑷ 将⑷式代入⑵式可得 T= Fm B/(m A+m B) 小结:①解题时首先明确研究对象是其中的一个物体还是两个物体组成的物体组。如果本题只求运动的加速度,因为这时A、B两物体间的作用力是物体组的力和加速度无关,那么我们就可以物体组为研究对象直接列出⑶式动力学方程求解。若要求两物体间的作用力就要用隔离法列两个物体的动力学方程了。 ②对每个物体列动力学方程,通过解联立方程来求解是解决连接体问题最规的解法,也是最保险的方法,同学们必须掌握。 【例2】如图所示,5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上,当用水平向右推力F推木块1,使它们共同向右加速运动时,求第2与第3块木块之间弹力及第4与第 5块木块之间的弹力。

钢结构设计原理题库及答案(2)

1.下列情况中,属于正常使用极限状态的情况是 【 D 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2.钢材作为设计依据的强度指标是 【 C 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3.需要进行疲劳计算条件是:直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于 【 A 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4.焊接部位的应力幅计算公式为 【 B 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5.应力循环特征值(应力比)ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同 情况下,下列疲劳强度最低的是 【 A 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6.与侧焊缝相比,端焊缝的 【 B 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7.钢材的屈强比是指 【 C 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8.钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 B 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9.规范规定:侧焊缝的计算长度不超过60 h f ,这是因为侧焊缝过长 【 C 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10.下列施焊方位中,操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 D 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11.有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件,与节点板焊接连接,则肢 背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 A 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k C 35.0,65.021==k k D 35.0,75.021==k k 12.轴心受力构件用侧焊缝连接,侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是 【 A 】 A.两头大中间小 B. 两头小中间大 C.均匀分布 D.直线分布 . 13.焊接残余应力不影响钢构件的 【 B 】

静力学—受力分析(完成)

一.分解合成的基本模型 1.二力合成 2.三力平衡 (合力0 F ) 二.受力分析的基本步骤 1.确定研究对象(整体法、隔离法) 2.具体受力分析(重力、弹力、摩擦力、其他力) 3.检验正误(把受力情况和运动情况作对比) 4.建立直角坐标系,列方程、解方程 F 1 F 2 F F 3 F 1 F 2

题型1.判断合力的范围 例1.N F 31=、N F 42=,求合力的范围。 分析:N F N 71≤≤ 例2.N F 31=、N F 42=,N F 53=,求合力的范围。 分析:N F 120≤≤ 练习1.N F 31=、N F 42=,N F 123=,求合力的范围。 练习 2.N F 31=,N F 42=,N F 53=,N F 71=,N F 92=,N F 113=,求合力的范围。 练习 3.N F 31=,N F 42=,N F 53=,N F 71=,N F 92=,N F 613=,求合力的范围。 题型2.求最小值和最小夹角 例1.已知合力F 的方向水平向右,分力N F 41=,方与水平向右的方向成?30夹角,求分力2F 的最小值为多少? 分析: 如图2F 取最小值时必与合力垂直,N F 2min 2= 练习1.已知分力N F 51=的方向水平向右,分力N F 32=,问分力2F 的方向为多少才能使合力与1F 的夹角最大? 题型3.整体法隔离法在受力分析中的灵活运用 例 1.如图,水平杆是粗糙的,竖直杆是光滑的。两个质量分别为1m 和2m 的小球穿在杆上,并用细线连在一起。当两个小球都平衡时,细线与竖直方向的夹角为θ,求: (1)1m 所受支持力为多大? (2)细线中的张力为多大? 分析:(1)整体分析 水平杆上小球所受支持力为g m m )(21+ F 1 F g m m )(21+ 1 N F 2 N F f F 1 m 2m

连接体问题分析策略及解决方法

图2 连接体问题分析策略及解决方法 广东 张彪 所谓连接体就是具有相互作用的几个物体的组合。在每年的高考物理题中,都或多或少地涉及到有关连接体方面的考题,以考查受力分析、过程分析,特定状态分析为命题重点,将知识重点与思维方法统一起来,从中考查分析问题的能力和综合应变能力。 一、解决这类问题的一种基本方法——“隔离法”。还可根据题目中所创设的物理环境,选取整体为对象,运用物理规律求解,这样能简化解题过程,提高答题速度和准确性。 【例1】如图1所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一个质量为m 0的平盘,盘中有一物体,质量为m ,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l ,今向下拉盘,使弹簧再伸长?l 后停止,然后松手,设弹簧总处在弹性限度内,则刚松手时盘对物体的支持力等于: A .()1+?l l mg B .()()10++?l l m m g C .?lmg l D .?l m m g l ()+0 分析:根据题意由盘及物体组成的系统先后经过了三个状态:(1)盘中放物,弹簧被伸长,系统处于平衡态,此时有kl g m m =+)(0,(2)手对盘有向下拉力F ,弹簧被再伸长了?l ,系统仍平衡,即l k F l l k F g m m ?=?+=++,可得)()(0。(3)撤去拉力F 的瞬间,系统失去平衡,盘及物体有向上的加速度,此时系统受合力的大小与撤去的力F 相等,方向与F 相反。可用整体法求出此刻系统的加速度 ,用隔离法以物体为对象,求出盘对物体的支持力 。 答案:A [点评] ①解题时首先明确研究对象。如果题中只求物体组运动的加速度,则两物体间的作用力是物体组的内力,与加速度无关,就可以物体组为研究对象直接列出动力学方程求解加速度。若要求两物体间的作用力就要用隔离法列两个物体的动力学方程了。 ②也可以对每个物体列动力学方程,通过解联立方程来求解是解决连接体问题最规范的解法,也是最保险的方法,但是较麻烦一些。 二、在有些问题中,相互作用的两个物体的加速度不同,则只有应用隔离法解决。关键要正确地分别对物体受力分析,分别列方程,再结合两个物体运动的相关联系信息点(如位移关系、速度关系、时间关系、动量关系、能量关系等)联立解决。 【例2】 有一个质量M =4.0kg ,足够长的木板,在水平向 右F =8.0N 的外力作用下,以V 0=2.0m/S 的速度在地面上匀速运 图1

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