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模块一构件的静力分析任务一刚体的受力分析（P11）一、简答题1．力的三要素是什么?两个力使刚体平衡的条件是什么？答：力的三要素，即力的大小、力的方向和力的作用点。
两个力使刚体处于平衡状态的必要和充分条件：两个力的大小相等，方向相反，作用在同一直线上。
2．为什么说二力平衡公理、加减平衡力系公理和力的可传性都只适用于刚体？答：因为非刚体在力的作用下会产生变形，改变力的传递方向。
例如，软绳受两个等值反向的拉力作用可以平衡，而受两个等值反向的压力作用就不能平衡。
3．什么是二力构件？分析二力构件受力时与构件的形状有无关系。
答：工程上将只受到两个力作用处于平衡状态的构件称为二力构件。
二力构件受力时与构件的形状没有关系，只与两力作用点有关，且必定沿两力作用点连线，等值，反向。
4．二力平衡公理和作用与反作用公理都涉及二力等值、反向、共线，二者有什么区别？答：平衡力是作用在同一物体上，而作用力与反作用力是分别作用在两个不同的物体上。
5．确定约束力方向的原则是什么?活动铰链支座约束有什么特点？答：约束力的方向与该约束阻碍的运动方向相反。
在不计摩擦的情况下，活动铰链支座只能限制构件沿支承面垂直方向的移动。
因此活动铰链支座的约束力方向必垂直于支承面，且通过铰链中心。
6．如图1-20所示，已知作用于物体上的两个力F1与F2，满足大小相等、方向相反、作用线相同的条件，物体是否平衡？答：不平衡，平衡是指物体相对于惯性参考系保持静止或匀速直线运动的状态，而图中AC杆与CB杆会运动，两杆夹角会在力的作用下变大。
二、分析计算题1.试画出图1-21各图中物体A或构件AB的受力图（未画重力的物体重量不计，所有接触均为光滑接触）。
2.画出如图1-22所示机构中各杆件的受力图与系统整体的受力图（图中未画重力的各杆件的自重不计，所有接触均为光滑接触）。
任务二平面汇交力系平衡问题的求解（P20）一、简答题1.合力是否一定比分力大？为什么？答：合力不一定比分力大，当物体受力平衡时，合力为零，比分力小。
第1章静力学公理受力图1.1√ 1.2 × 1.3√ 1.4√ 1.5 ×1.6 D 1.7 D 1.8 滑动 1.9 内（变形）；外（运动） 1.10 约束；相反；主动力；主动力1.11【填空题】画出下列各物体的受力图。
凡未特别注明者，物体的自重均不计，且所有的接触面都是光(4)(5)1.12【填空题】画出下列各图中指定物体的受力图。
凡未特别注明者，物体的自重均不计，且所有的接触面都是光滑的。
(1)(2)(3) (4)BBByDCyByG′B第2章 平面汇交力系2.1 √ √ 2.2 √ √ 2.3 √ × ×√2.4 F R x =∑F x ，F R y =∑F y ，力学含义是 合力在某坐标轴上的投影等于各分力在该轴上投影的代数和。
2.5 b 2.6 × 2.7 用θ表示：F x = F cos θ；用α表示：F x = - F cos α 。
2.8图(a)的分力F x 与图(b)的F x 大小 不相等 ；图(a)的投影F x 与图(b)的F x 大小 相等 ； 图(a)的分力F y 与图(b)的F y 大小 不相等 ；图(a)的投影F y 与图(b)的F y 大小 不相等 。
2.9 解：据F Rx =∑F x ，得：F Rx = P ⋅cos30°-N ⋅cos60°-Q ；据F Ry =∑F y ，得：F R y = P ⋅sin30°+N ⋅sin60°-G ；得22)60sin 30sin ()60cos 30cos (G N P Q N P F R -︒⋅+︒⋅+-︒⋅-︒⋅=，据RxRy F F =αtan ，得：Q N P GN P F F RxRy -︒⋅-︒⋅-︒⋅+︒⋅==--60cos 30cos 60sin 30sin tantan11α。
′ BD F D ′EF E2.10060cos ,0=-︒=∑AB xF G F030cos ,0=︒-=∑G F FBC y解得 )(21拉G F AB =)(23C 压G F B =2.11 解： 1.研究BC ，为二力构件，画受力图2. 研究 AC ，画受力图 列平衡方程045cos 45cos ,0=︒-︒+=∑C A xF F F F 045sin 45sin ,0=︒+︒=∑C A yF F F解得： ,22F F C =F F A 22-=2.12 AB 、BC 皆为二力杆，首先分析B 点的平面汇交力系，再分析C 处的平面汇交力系，得到F N =1.07kN第3章 力矩 平面力偶理论3.1 矩心；力偶矩 3.2 √ √ 3.3 × 3.4 a ，d ，e 3.5 × 3.6 A 3.7 B 3.8 力偶矩相等；平面力偶系中各力偶的力偶矩代数和等于零。
国家开放大学《机械设计基础》形考任务1-4参考答案形考作业1第1章静力分析基础1．取分离体画受力图时，（CEF）力的指向可以假定，（ABDG）力的指向不能假定。
A．光滑面约束力B．柔体约束力C．铰链约束力D．活动铰链反力E．固定端约束力F．固定端约束力偶矩G．正压力2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在(B）的方向上，使投影方程简便；矩心应选在(G）点上，使力矩方程简便。
A．与已知力垂直B．与未知力垂直C．与未知力平行D．任意E．已知力作用点F．未知力作用点G．两未知力交点H．任意点3．画出图示各结构中AB构件的受力图。
参考答案：4．如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,α＝30︒.求两吊杆的受力的大小。
参考答案：列力平衡方程：ΣFx=0又因为AB=BCF A﹒sinα=F C﹒sinαF A =F CΣF Y=02F A﹒sinα=F∴F A =F B=F/ 2sinα=40KN第2章常用机构概述1．机构具有确定运动的条件是什么?参考答案：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动。
2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？参考答案：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联结，称为运动副。
以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。
3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
参考答案：（1）n=7,P L=10,P H=0F=3n-2P L-P H=3×7-2×10-0=1C处为复合铰链（2）n=5,P L=7,P H=0F=3n-2P L-P H=3×5-2×7-0=1（3）n=7,P L=10,P H=0F=3n-2P L-P H=3×7-2×10-0=1（4）n=7,P L=9,P H=1F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2E、Eˊ有一处为虚约束，F为局部自由度第3章平面连杆机构1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取___为机架，将得到双曲柄机构。
第一章第一章 静力学基础静力学基础 1 第一章 静力学基础1-1 画出下列各图中物体A ，构件AB ，BC 或ABC 的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。
不计，所有接触处均为光滑接触。
（d ）（f ）（g ）2 第一章静力学基础第一章 静力学基础1-2 试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图杆的受力图（a）（b）（c）（a）1-3 画出图中指定物体的受力图。
所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。
（a）第一章第一章 静力学基础静力学基础 3 （b ）（c ）（d ）4 第一章静力学基础第一章 静力学基础（e）第二章平面力系2-1 电动机重P=5000N，放在水平梁AC的中央，如图所示。
梁的A端以铰链固定，另一端以撑杆BC支持，撑杆与水平梁的夹角为30 0。
如忽略撑杆与梁的重量，求绞支座A、B处的约束反力。
处的约束反力。
第五章第五章 杆件的内力杆件的内力 5 题2-1图åå=°+°==°-°=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得: N PFFBA5000===2-2 2-2 物体重物体重P=20kN ，用绳子挂在支架的滑轮B 上，绳子的另一端接在绞车D 上，如图所示。
转动绞车，物体便能升起。
设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆重不计，A 、B 、C 三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时，求拉杆AB 和支杆BC 所受的力。
所受的力。
题2-2图åå=-°-°-==°-°--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F FBC yBC AB x解得: PF P F BC AB 732.2732.3=-=2-3 如图所示，输电线ACB 架在两电线杆之间，形成一下垂线，下垂距离CD =f =1m ，两电线杆间距离AB =40m 。
第一单元杆件的静力分析练习题一、名词解释1．力：力是物体间的相互作用。
2．刚体：受力后几何形状及尺寸均不发生任何变化的物体，称为刚体。
3．力矩：力矩是力与力臂的乘积。
4．力偶：在力学中，将作用在同一物体上的两个大小相等、方向相反、不共线的平行力称为力偶。
5．约束对物体某些方向的运动起限制作用的周围物体，称为约束。
6．约束力约束对物体的作用力称为约束力。
（约束力的方向与被约束的物体方向相反）7．固定端约束固定端约束是指将物体的一端完全固定，使物体既不能移动又不能转动的约束。
8．力系一个物体或构件上有多个力（一般指两个以上的力）作用时，则这些力就组成一个力系。
9．平面汇交力系在平面力系中，如果各个力的作用线都汇交于同一点时，则称为平面汇交力系。
10.平面任意力系在平面力系中，如果各个力的作用线方向各不相同，则称为平面任意力系。
11.功率：单位时间所做的功，P表示，单位W。
P=W/t P=F*v12.机械效率：机械工作时，输出的有用功率与输入功率之比二、填空题1．力对物体的作用效果有两种情形：一是使物体的运动状态发生变化，这一效应称为力的运动效应；二是使物体发生变形，这一效应称为变形效应。
2．实践证明，力对物体的作用效应，由力的大小、方向和作用点的位置所决定，这三个因素称为力的三要素。
这三个要素中任何一个改变时，力的作用效果就会改变。
3．在静力学中，当研究物体的运动效应时，可将物体看成刚体；在材料力学研究时，当研究物体的变形效应时，就不能将物体看成刚体，而是看成“变形体”。
4．作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的充分和必要条件是这两个力作用在同一直线上，而且它们的大小相等、指方相反。
5．加减平衡力系公理：在作用于刚体上的任一力系中，加上或减去一个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效果。
6．如果刚体受到同一平面内互不平行的三个力作用而平衡时，则该三力的作用线必汇交于一点，此定理称为三力平衡汇交定理。
第一章第一章 静力学基础静力学基础 1 第一章 静力学基础1-1 画出下列各图中物体A ，构件AB ，BC 或ABC 的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。
不计，所有接触处均为光滑接触。
（d ）（f ）（g ）2 第一章静力学基础第一章 静力学基础1-2 试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图杆的受力图（a）（b）（c）（a）1-3 画出图中指定物体的受力图。
所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。
（a）第一章第一章 静力学基础静力学基础 3 （b ）（c ）（d ）4 第一章静力学基础第一章 静力学基础（e）第二章平面力系2-1 电动机重P=5000N，放在水平梁AC的中央，如图所示。
梁的A端以铰链固定，另一端以撑杆BC支持，撑杆与水平梁的夹角为30 0。
如忽略撑杆与梁的重量，求绞支座A、B处的约束反力。
处的约束反力。
第五章第五章 杆件的内力杆件的内力 5 题2-1图åå=°+°==°-°=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得: N PFFBA5000===2-2 2-2 物体重物体重P=20kN ，用绳子挂在支架的滑轮B 上，绳子的另一端接在绞车D 上，如图所示。
转动绞车，物体便能升起。
设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆重不计，A 、B 、C 三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时，求拉杆AB 和支杆BC 所受的力。
所受的力。
题2-2图åå=-°-°-==°-°--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F FBC yBC AB x解得: PF P F BC AB 732.2732.3=-=2-3 如图所示，输电线ACB 架在两电线杆之间，形成一下垂线，下垂距离CD =f =1m ，两电线杆间距离AB =40m 。
