工程力学综合练习及参考答案样本

《工程力学》综合练习题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《工程力学》综合练习题1．试分别画出下列各物体系统中指定物体的受力图。

2．求图示静定刚架的支座反力。

3．画出下列简支梁的剪力图及弯矩图。

4．梁的尺寸、荷载及截面尺寸如图。

试求梁中的最大剪应力。

5．试作出下图中杆AB（连同滑轮）、杆CD及整体的受力图。

6．均质球重P 、半径为r ，放在墙与杆CB 之间，杆长为l ，其与墙的夹角为α，B 端用水平绳BA 拉住。

不计杆重，求绳索的拉力。

7．图示三角形托架。

已知：杆AC 是圆截面钢杆，MPa 170][=σ；杆BC 是正方形截面木杆，容许压力MPa a 12][=σ；P=60KN 。

试选择钢杆的直径d 和木杆的截面边长a 。

8．直径50mm 的钢圆轴，其横截面上的扭矩MT =1.5kN •m ，求横截面上的最大剪应力。

9．试分别画出下列各物体系统中指定物体的受力图。

10．求图示静定刚架的支座反力。

11．圆截面轴心拉压杆的直径及荷载如图所示。

由钢材制成，容许应力[σ]=170MPa。

试校核该杆的强度。

12．画出下列简支梁的剪力图及弯矩图。

13．用数解法对下列单元体进行应力状态分析：求出主平面位置；并在单元体图上表示出主应力和主平面。

并画出应力图。

14．试作出下图中重物、杆DE、杆BC、杆AC（连同滑轮）及整体的受力图。

15．圆柱O重G=1000N放在斜面上用撑架支承如图；不计架重，求铰链A、B 、C 处反力。

16． 起重机装在三轮小车ABC 上，机身重G=100KN ，重力作用线在平面LMNF 之内，至机身轴MN 的距离为0.5m ；已知AD=DB=1m ，CD=1.5m ，CM=1M ；求当载重P=30KN ，起重机的平面LMN 平行于AB 时，车轮对轨道的压力。

17． 简易起重设备的计算简图如图所示。

工程力学试卷及答案完整版工程力学试卷及答案工程力学》试卷及答案一、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___·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∑Fix=0，∑Fiy=0和∑M(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。

（√）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。

（√）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。

（√）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静止或作匀速直线运动状态。

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矢量和。

3、静力学研究对象主要是物体的平衡状态。

4、某刚体上作用了三个力，这三个力汇交于一点且互不平行。

根据这个条件，可以确定刚体处于平衡状态。

工程力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在工程力学中，下列哪个选项不是力的基本性质？A. 可加性B. 可逆性C. 可传递性D. 可测量性答案：B2. 静摩擦力的大小与下列哪个因素有关？A. 物体的质量B. 物体的面积C. 物体的接触面粗糙程度D. 物体的运动状态答案：C3. 以下哪个不是材料力学中的基本概念？A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 动量守恒答案：D4. 根据胡克定律，弹簧的伸长量与作用力成正比，这个比例常数被称为：A. 弹性系数B. 摩擦系数C. 惯性系数D. 刚度系数答案：A5. 力的平行四边形法则适用于：A. 静力分析B. 动力分析C. 材料力学D. 流体力学答案：A6. 以下哪种情况下，物体的转动惯量会发生变化？A. 物体的质量增加B. 物体的质量分布改变C. 物体的形状改变D. 物体的转动速度增加答案：B7. 材料的屈服强度是指：A. 材料开始发生永久变形的应力B. 材料的弹性极限C. 材料的断裂强度D. 材料的疲劳强度答案：A8. 根据能量守恒定律，以下哪种情况是正确的？A. 一个物体的动能可以完全转化为势能B. 一个物体的势能可以完全转化为动能C. 一个物体的动能和势能之和是恒定的D. 一个物体的动能和势能之和随时间变化答案：C9. 材料的疲劳破坏是由于：A. 材料的老化B. 材料的腐蚀C. 材料在交变应力作用下的反复变形D. 材料的过载答案：C10. 以下哪种情况下，物体的稳定性最好？A. 重心低，支撑面大B. 重心高，支撑面小C. 重心低，支撑面小D. 重心高，支撑面大答案：A二、填空题（每空1分，共10分）1. 牛顿第二定律表明，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成________。

答案：反比2. 材料的弹性模量是描述材料_______的物理量。

答案：刚性3. 静摩擦力的大小通常不超过最大静摩擦力，其大小与正压力成正比的是_______。

答案：动摩擦力4. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向_______。

工程力学练习题及答案(专升本考试)一、选择题1. 在工程力学中，下列哪个力系属于平面力系？A. 空间力系B. 平面汇交力系C. 平面平行力系D. 空间平行力系答案：C2. 当物体受到两个力的作用时，若这两个力的大小相等、方向相反且作用线不重合，则该物体所处的状态是：A. 平衡状态B. 加速状态C. 减速状态D. 无法确定答案：A3. 在静力学中，下列哪个条件是力偶的等效条件？A. 力偶的大小B. 力偶的方向C. 力偶的作用点D. 力偶的大小和转向答案：D4. 一个物体在平面力系作用下处于平衡状态，那么该力系的主矢量和主矩必须满足以下哪个条件？A. 主矢量等于零，主矩等于零B. 主矢量不等于零，主矩等于零C. 主矢量等于零，主矩不等于零D. 主矢量不等于零，主矩不等于零答案：A二、填空题1. 在工程力学中，一个物体受到两个力的作用，当这两个力的作用线不在同一直线上时，这两个力的合力称为______。

答案：合力2. 在平面力系中，力偶对物体的作用效果可以用______来度量。

答案：力偶矩3. 在静力学中，若一个物体在平面力系作用下处于平衡状态，那么该物体所受的力系必须满足______条件和______条件。

答案：力的平衡条件，力矩的平衡条件4. 在材料力学中，胡克定律描述了______与______之间的关系。

答案：应力，应变三、计算题1. 一根长为2米的杆AB，A端固定，B端悬挂重100N的物体。

已知杆AB的弹性模量为E=200GPa，横截面积为A=200mm²。

求杆AB的伸长量。

解答：根据胡克定律，杆的伸长量可以通过以下公式计算：\[ \Delta L = \frac{F}{EA} \times L \]将已知数据代入公式，得到：\[ \Delta L = \frac{100N}{200 \times 10^3 Pa \times 200 \times 10^{-6} m^2} \times 2m = 5 \times 10^{-4} m \]所以，杆AB的伸长量为5mm。

工程力学练习册及答案### 工程力学练习册及答案#### 第一章：静力学基础练习题1：已知一个物体受到三个力的作用，分别为F1=50N，F2=30N，F3=20N，且这三个力的方向分别为北偏东30°，南偏西45°，和正南方向。

求这三个力的合力。

答案：首先，将力F1和F2分解为水平和垂直分量。

F1的水平分量为F1*cos(30°)，垂直分量为F1*sin(30°)。

同理，F2的水平分量为F2*cos(135°)，垂直分量为F2*sin(135°)。

F3的水平分量为0，垂直分量为F3。

计算得：- F1的水平分量：50*cos(30°) = 43.30N- F1的垂直分量：50*sin(30°) = 25N- F2的水平分量：30*cos(135°) = -25.98N- F2的垂直分量：30*sin(135°) = 25.98N- F3的水平分量：0- F3的垂直分量：20N合力的水平分量为：43.30N - 25.98N = 17.32N合力的垂直分量为：25N + 25.98N + 20N = 70.98N合力的大小为：√(17.32^2 + 70.98^2) ≈ 73.71N合力的方向为：tan^-1(70.98/17.32) ≈ 82.9°，即北偏东82.9°。

练习题2：一个均匀的圆柱体，其质量为10kg，半径为0.5m，求其在水平面上的静摩擦力。

答案：圆柱体在水平面上的静摩擦力取决于作用在它上面的外力。

如果外力小于或等于静摩擦力，圆柱体将保持静止。

静摩擦力的计算公式为：\[ f_{max} = \mu N \]其中，\( \mu \) 是静摩擦系数，\( N \) 是圆柱体的正压力。

对于均匀圆柱体，\( N = mg \)，其中\( m \)是质量，\( g \)是重力加速度。

大学工程力学题目及参考答案(精华)一、题目描述某混凝土重力坝的设计中，工程师提出了以下问题，请根据所学的工程力学知识进行分析和解答。

重力坝结构简图如下：其中，坝体高度H = 100m，上游水位高度h1 =80m，下游水位高度h2 = 10m，上游水压力P1 =2000kN/m，下游水压力P2 = 500kN/m。

坝体自重G = 5000kN/m。

假设坝体为刚体，忽略摩擦力。

1. 求坝体的稳定性系数；2. 若在坝体上游面增加一垂直土压力P3 =1500kN/m，求此时坝体的稳定性系数；3. 针对上述情况，提出一种改进措施，以提高坝体的稳定性。

二、参考答案1. 求坝体的稳定性系数首先，计算坝体的抗滑力F和滑动力S。

抗滑力F包括：（1）坝体自重G = 5000kN/m；（2）下游水压力P2 = 500kN/m。

抗滑力F = G + P2 = 5000 + 500 = 5500kN/m。

滑动力S包括：（1）上游水压力P1 = 2000kN/m；（2）上游面增加的垂直土压力P3 = 1500kN/m。

滑动力S = P1 + P3 = 2000 + 1500 = 3500kN/m。

稳定性系数K = F/S = 5500/3500 ≈ 1.57。

2. 若在坝体上游面增加一垂直土压力P3 =1500kN/m，求此时坝体的稳定性系数此时，抗滑力F不变，仍为5500kN/m。

滑动力S变为：S = P1 + P3 = 2000 + 1500 = 3500kN/m。

稳定性系数K = F/S = 5500/3500 ≈ 1.57。

3. 改进措施为了提高坝体的稳定性，可以采取以下措施：（1）增加坝体的宽度，从而增加坝体的抗滑力。

具体增加多少宽度，需要根据实际情况进行计算。

（2）在坝体上游面设置排水孔，以减小上游水压力P1。

具体设置多少排水孔，也需要根据实际情况进行计算。

（3）在坝体下游面设置防滑板，以增加滑动力S。

具体防滑板的设计参数，同样需要根据实际情况进行计算。

工程力学考试题及答案第一题：静力学基础1. 一根长为L的均匀细杆，端部固定在垂直墙上，另一端连接一个重物。

当杆与垂直墙面夹角为α时，求整个杆的受力情况和受力分析。

答案：根据题目描述，可以得到以下信息：- 杆长：L- 杆端固定在垂直墙上- 杆的另一端连接一个重物- 杆与垂直墙面夹角为α受力分析：- 杆的固定端在墙面上受到的支持力垂直于墙面，并且与杆的轴线方向相反，记作H1- 杆的重物端受到重力，记作G- 杆自身受到的内力反作用力垂直于杆的轴线方向，记作H2整个杆的受力情况如下所示：- 杆的固定端：受到支持力H1- 杆的重物端：受到重力G- 杆自身：受到内力H22. 一个物体在坡面上沿着斜直线运动，若物体受到摩擦力和重力，求该物体在坡面上的受力分析。

答案：根据题目描述，可以得到以下信息：- 物体在坡面上沿着斜直线运动- 物体受到摩擦力和重力受力分析：- 物体受到的重力沿着竖直方向，记作G- 物体在坡面上受到的摩擦力与坡面垂直，记作F该物体在坡面上的受力情况如下所示：- 重力：G- 摩擦力：F第二题：动力学基础1. 一个质点在水平面内受到一对力，其合力为零，求解力的成对作用线相交于一个定点的条件。

答案：根据题目描述，可以得到以下信息：- 质点在水平面内受到一对力- 力的合力为零解题思路：力的合力为零意味着两个力的矢量合成为零向量。

由于矢量合成的结果为零向量，可以得出两个力的方向相反。

而且，力的成对作用线相交于一个定点。

因此，两个力的成对作用线相交于一个定点的条件是：两个力的方向相反，且力的大小相等。

2. 一个质点在斜面上由静止开始沿斜面下滑，考虑到质点所在位置对应的加速度的变化，求解质点滑动过程中的加速度大小与方向。

答案：根据题目描述，可以得到以下信息：- 质点在斜面上由静止开始沿斜面下滑解题思路：- 在斜面上由静止开始下滑的情况下，质点受到斜面的支持力和重力。

- 在坡面上，支持力可以分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力。

工程力学综合练习题一一、填空（每空1.5分）1. 变形体的理想弹性体模型包括四个基本的简化假设，它们分别是：假设、假设、假设、完全弹性和线弹性假设；在变形体静力学的分析中，除了材料性质的理想化外，对所研究的问题中的变形关系也作了一个基本假设，它是假设。

2. 图1中分布力的合力的大小为，对点A之矩大小为。

图1 图23. 图2示板状试件的表面，沿纵向和横向粘贴两个应变片和，在力F作用下，若测得，，则该试件材料的泊松比为，若该试件材料的剪切模量G=75GPa，则弹性模量E=。

4. 对于空间力偶系，独立的平衡方程个数为。

5. 解决超静定问题需要放弃刚体模型，采用变形体模型，进行力的研究、变形的研究以及关系的研究三方面分析工作。

6. 图3中力F对点O之矩大小为，方向。

（顺时针，逆时针）图3 图4 图57. 一受扭圆棒如图4所示，其m－m截面上的扭矩等于，若该圆棒直径为d，则其扭转时横截面上最大切应力 max = 。

工程力学综合练习题一8. 图5示阶梯杆AD受三个集中力F作用，设AB、BC、CD段的横截面面积分别为A、2A、3A，则三段杆的横截面上轴力，正应力。

（相等，不相等）9. 对于铸铁而言，其抗拉能力抗剪能力，抗剪能力抗压能力。

（低于，高于）10. 力和是两个不同的、相互独立的基本力学量，它们是组成力系的两个基本元素。

11. 作用于弹性体一小块面积（或体积）上的载荷所引起的应力，在离载荷作用区较远处，基本上只同载荷的主矢和主矩有关；载荷的具体分布只影响作用区域附近的应力分布。

这就是著名的原理。

12. 铸铁试件拉伸破坏时断面与轴线成度夹角，是由于应力引起的。

13. 铸铁试件扭转破坏时断面与轴线成度夹角，是由于应力引起的。

二、选择（每题3分）1. 判断下列关于轴向拉压杆的说法正确的是（）A．若杆内各点位移均为零，则杆无变形。

B．若杆的总伸长量为零，则各截面无位移。

C．若某一段杆内变形为零，则该段内各截面无位移。

《工程力学》模拟试卷A 卷及答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1. 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 )。

A.R A <R B B.R A >R B C.R A =R B D.无法比较D.作用线沿过B 的铅垂线2.图示平面机构，正方形平板与直角弯杆ABC 在C 处铰接。

平板在板面内受矩为M=8N ·m 的力偶作用，若不计平板与弯杆的重量，则当系统平衡时，直角弯杆对板的约束反力大小为( C ) A.2N B.4N C.22N D.42N3.平面平行力系合成的结果是 ( D ) A.合力 B.合力偶 C.主矩 D.主矢和主矩4.一折杆受力如图所示。

其中AB 杆的变形为( B ) A. 扭转 B. 弯曲与扭转组合 C. 弯曲D. 弯曲与弯曲5. .判断压杆属于细长杆、中长杆、还是短粗杆的依据是 ( A ) A ．柔度 B ．长度 C ．横截面尺寸 D ．临界应力6.图示轴向受力杆件中n-n 截面上的轴力为( C )A.-3PB.-4PC.+4PD.+8P7.图示受扭圆杆中的最大剪应力为( C ) A.3d m 16π B.3d m 32π C.3d m 48π D.3dm 64π8. 图示矩形截面对z 、y 两形心轴的惯性矩分别为（ D ）A 22121,121hb I bh I y z ==B 22121,121bh I hb I y z ==C 33121,121bh I hb I y z ==D 33121,121hb I bh I y z ==9.某直梁横截面面积一定，下图所示的四种截面形状中，抗弯能力最强（ B ）A ．矩形B ．工字形C ．圆形D ．正方形10．拉压胡克定律σ=E ε的另一表达式为（ D ） A A F N =σ B. ll∆=ε C μ=εε'；D EA F N l l =∆二、填空题(本大题共4小题，每空2分，共10分) 11.图示杆件剪切面的面积为___dt____。