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工程力学(静力学和材料力学)第2版课后习题答案 范钦珊主编 第1章 静力学基础

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1eBook

工程力学

（静力学与材料力学）

习题详细解答

（教师用书）

(第1章)

范钦珊 唐静静

2006-12-18

2

(a) (b)

习题1－1图

第1章 静力学基础

1一1 图a和b所示分别为正交坐标系

11yOx

与斜交坐标系

22yOx

。试将同一个力F

分别在两中坐标系中分解和投影，比较两种情形下所得的分力与投影。

解：图（a）：

11 sin cosjiFααFF+=

分力：

11 cosiFαF

x= ，

11 sinjFαF

y=

投影：αcos

1FF

x= ， αsin

1FF

y=

讨论：ϕ= 90°时，投影与分力的模相等；分力是矢量，投影是代数量。

图（b）：

分力：

22)tan sincos(iFϕααFF

x−= ，

22

sinsin

jF

ϕαF

y=

投影：αcos

2FF

x= ，

)cos(

2αϕ−=FF

y

讨论：ϕ≠90°时，投影与分量的模不等。

1一2 试画出图a和b两种情形下各构件的受力图，并加以比较。

比较：解a图与解b图，两种情形下受力不同，二者的F

RD值大小也不同。

AxF

DRFF

ACB

DAy

F

习题1－2b解图

C

DCF

DRF

习题1－2a解2图

AyFF

B

CAAxF

'

F

C

习题1－2a解1图

(a) (b)

习题1－2图 31一3 试画出图示各构件的受力图

。

习题1－3图

F

AxF

AyFD

C

BA

BF

习题1－3a解2图 F

B

BF

AFD

CA

习题1－3a解1图 BF

AxF

A

AyFF

B

C

习题1－3b解1图

WDFB

D

C

AyFAxF

习题1－3c解图 F

AFCB

BF

A

习题1－3b解2图 α

DAFA

B

CBF

习题1－3d解1图

CF

C

A

AF

习题1－3e解1图 AF

A

AF

DFDCα

BF

习题1－3d解2图

BFF

CD

B

习题1－3e解2图 c'FF

D

F

A 4

1－4 图a所示为三角架结构。荷载F

1作用在B铰上。AB杆不计自重，BD杆自重为W，

作用在杆的中点。试画出图b、c、d所示的隔离体的受力图，并加以讨论。

习题1－4图 OOxF

OyF

W1OF

A

习题1－3f解1图 F

AFD

C

AB

BF

习题1－3e解3图

'F

A

OOxF

OyFA

W

习题1－3f解2图 AF1OF

A1O

习题1－3f解3图

BW

DyFDxF

D2BF'

F

1

习题1－4d解2图AF

A

B

xB

2F'

yB

2F'1F

习题1－4c解1图 AF

AB

1BF

习题1－4b解1图

DyF

D

DxFWyB

2FCBxB

2F

习题1－4b解2图 xB

2F'

1F1BF'

yB

2F'B

习题1－4b解3图 B

WDxF

DC

yB

2F'xB

2F'

习题1－4c解2图

AF

AB

1BF

习题1－4d解1图 DyF 5AxF

C'

CxF'

BF

B

AyF'F

Cy

A

习题1－5b解3图 EF

D

FE

D

(a-3) CFF

CE

'F

E

(a-2) EEF

B

BF

习题1－5b解2图 CxF

C

CyF

WT

习题1－5b解1图

BF

B

C

'

CF

D'

DF

AxF

AyFA

(a-1)

AyFAxF'

BF'

CF

C

'

DF

ADEDF

EF'

EF

E

B

BFCF

C

D

习题1－5c解图

1一5 试画出图示结构中各杆的受力图。

习题1－5a解图

1—6 图示刚性构件ABC由销钉A和拉杆D所悬挂，在构件的C点作用有一水力F。

如果将力F沿其作用线移至D点或E点处（如图示），请问是否会改变销钉A和D杆的受

力？

习题1－5图 6

解：由受力图1－6a，1－6b和1－6c分析可知，F从C移至E，A端受力不变，这是因

为力F在自身刚体ABC上滑移；而F从C移至D，则A端受力改变，因为HG与ABC为

不同的刚体。

1—7 试画出图示连续梁中的AC和CD梁的受力图

。

1—8 图示为一液压冷铆机，活塞同铆枪为一整体。工作时油缸内油压力推动活塞下降，

铆枪冲压铆钉将钢板铆接。活塞与油缸间为光滑接触。试分别画出：

(1) 油缸的受力图；

(2) 活塞铆枪的受力图；

(3) 铆钳的受力图。

习题1－6图 AF

A

DG

F

C

HF

H

习题1－6解1图 AF

AG

F

C

HF′

HFDGF

HH

习题1－6解3图

AFA

FD

C

HFE

H

习题1－6解2图

习题1－7图AxF

A

AyFB

BFC'

CxF

'

CyFCxF1F

CyFC2F

D

DyFDxF

习题1－7解图

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《工程力学Ⅰ》课程教学大纲

《工程力学Ⅰ》课程教学大纲

《工程力学Ⅰ》课程教学大纲

课程编号：125111 学分： 4 (4学时/周) 总学时：68

大纲执笔人：陈洁 大纲审核人：王斌耀

一、课程性质与目的

工程力学（Ⅰ）（包括静力学、材料力学两部分）是土木工程专业的一门重要的技术基础课，它是各门后续课程的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的目的是使学生掌握静力学中一般力系的简化与平衡问题的分析介绍方法；掌握材料力学中构件在拉、压、剪切、扭转和弯曲时的强度与刚度问题的分析计算方法，构件在组合变形时的强度与刚度问题的分析计算方法，以及构件在受压时稳定性问题的分析计算方法等；掌握材料的基本力学性能和基本的材料力学实验方法；初步学会应用基本概念、基本理论和基本分析方法去分析问题和解决问题，为学习一系列后继课程打好必要的基础。同时结合本课程的特点培养学生分析、解决工程实际问题的能力，提高学生的综合素质。

二、课程基本要求

1、掌握力的概念、力的投影和力矩的计算；

2、掌握力系简化的方法和一般的简化结果；

3、掌握刚体静力学的平衡条件和平衡方程；

4、对材料力学的基本概念和基本的分析方法有明确的认识。

5、具有将简单受力杆件简化为力学简图的初步能力，具有力学建模的初步概念与能力。

6、能熟练地做出杆件在基本变形下的内力图、计算其应力和位移、并进行强度和刚度计算。

7、对应力状态理论和强度理论有明确的认识，并能将其应用于组合变形下杆件的强度计算。

8、理解掌握简单超静定问题的求解方法。

9、对能量法的有关基本原理有明确认识，并熟练地掌握一种计算位移的能量方法。

10、对压杆的稳定性概念有明确的认识，能熟练计算轴向受压杆的临界载荷与临界应力，并进行稳定性校核等计算。

11、掌握质点系的质心、刚体的转动惯量、惯性积、惯性主轴和惯性积的平行移轴公式；掌握截面的静矩，形心的位置，惯性矩和惯性积及它们的平行移轴公式，转轴公式。组合截面的惯性矩、惯性积计算，截面的形心主惯性轴和形心主惯性矩的计算

工程力学(静力学和材料力学)第2版课后习题答案_范钦珊主编_第2章_力系的简化[2]

工程力学(静力学和材料力学)第2版课后习题答案_范钦珊主编_第2章_力系的简化[2]

1eBook

工程力学

（静力学与材料力学）

习题详细解答

（教师用书）

(第2章)

范钦珊 唐静静

2006-12-18

2习题2－2图

第2章 力系的简化

2－1 由作用线处于同一平面内的两个力F和2F所组成平行力系如图所示。二力作用

线之间的距离为d。试问：这一力系向哪一点简化，所得结果只有合力，而没有合力偶；确

定这一合力的大小和方向；说明这一合力矢量属于哪一类矢量。

解：由习题2－1解图，假设力系向C点简化所得结果只有合力，而没有合力偶，于是，

有

∑=0)(FCM，02)(=⋅++−xFxdF，

dx=∴，FFFF=−=∴2R，

方向如图示。合力矢量属于滑动矢量。

2－2 已知一平面力系对A(3，0)，B(0，4)和C(－4.5，2)三点的主矩分别为：MA、MB和MC。若已知：MA＝20 kN·m、MB＝0和MC＝－10kN·m，求：这一力系最后简化所得合力

的大小、方向和作用线。

解：由已知MB = 0知合力FR过B点；

由MA = 20kN·m，MC = -10kN·m知FR位于A、

C间，且

CDAG2=（习题2－2解图） 在图中设

OF = d，

则 θcot4=d

CDAGd2)sin3(==+θ （1）

θθsin)25.4(sindCECD−== （2）

即 θθsin)25.4(2sin)3(dd−=+

dd−=+93

3=d

习题2－1图 AF

F2

RFCBd

x

习题2－1解图y

x

RFOθ

θCG

ADE

F4

2

3d5.4−

习题2－2解图 3 ∴ F点的坐标为（-3, 0）

合力方向如图所示，作用线过B、F点；

34tan=θ

8.4546sin6=×==θAG

8.4RR×=×=FAGFMA

kN6258.420R==F

即 )kN310,25(R=F

作用线方程：434+=xy

讨论：本题由于已知数值的特殊性，实际G点与E点重合。

2－3三个小拖船拖着一条大船，如图所示。每根拖缆的拉力为5kN。试求：(1)作用于大

工程力学静力学和材料力学严圣平 课后答案

工程力学静力学和材料力学严圣平 课后答案

1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。

解：

1-2试画出以下各题中AB杆的受力图。A

BF

(d)C

A

BW

(e)

CBAO

W

(a)

BAO

WF

(b)

O

W

(c)A

AO

W

(d)B

AO

W(e)B

F

B

F

ABO

W

(a)BAO

WF

(b)F

A

F

BA

O

W(c)F

AF

O

AO

W

(d)F

B

F

AAO

W

(e)BF

BF

A

A

W

C

B

(c)D

(a)A

WCE

B

(b)A

WC

D

B解：

1-3试画出以下各题中AB梁的受力图。

解：A

BW

(e)CF

BF

AA

BF

(d)C

F

BF

A

(a)F

D

F

BF

E

DA

WCE

B

(b)A

WC

D

BF

D

F

BF

A

(c)A

WC

B

F

BFA

A

WCB

(a)WAB

C

D

(c)ABFq

D

(b)CCABF

WD

A’D’B’

(d)A

BFq

(e)

A

WCB

(a)F

BF

A

ABFq

D

(b)F

CF

DW

AB

C

(c)F

CF

B1-4试画出以下各题中指定物体的受力图。

(a)拱ABCD；(b)半拱AB部分；(c)踏板AB；(d)杠杆AB；(e)方板ABCD；(f)节点B。

解：CABF

WD

(d)F

BF

A

F

D

A

BFq

(e)F

Bx

F

ByF

A

ABF

(a)DC

W

AF

(b)D

B

(c)F

A

BDD’

A

BF

(d)C

DWA

B

CD

(e)WA

B

C

(f)

ABF

(a)DC

W

F

Ax

F

AyF

DAF

(b)

CB

F

B

FA

(c)F

A

BD

F

BF

D

A

BF

(d)C

F

BF

CWA

B

CD

(e)F

BF

A

WB

(f)F

AB

F

BC1-5试画出以下各题中指定物体的受力图。

(a)结点A，结点B；(b)圆柱A和B及整体；(c)半拱AB，半拱BC及整体；(d)杠杆AB，

切刀CEF及整体；(e)秤杆AB，秤盘架BCD及整体。

解：(a)

(b)AB

W

(a)

(c)

B

CW

1W

2F

A

FDA

BCEF

(d)

A

FABF

AT

F

ABFBAF

BT

W

F

CA

PCF

BB

PCF’

C

F

A

A

BP

PF

B

F

NA

BP

P(b)

WAB

CC’DO

G

(e)(c)

(d)

(e)

B

CW

1W

2F

A

F

Cx

F

CyF

Ax

F

AyB

W

1F

A

F

Ax

F

AyF

Bx

F

ByB

CW

专科工程力学教材

专科工程力学教材

专科工程力学教材

《工程力学》是专科工程相关专业的重要教材之一，它涵盖了静力学、材料力学和运动力学等内容。以下是一些可供选择的专科工程力学教材：

1. 《工程力学》（第2版）：由高等教育出版社出版，主编是胡拔香。这本书被列为“十二五”职业教育国家规划教材，适用于高等职业学校、高等专科学校、成人高校等院校的土木工程类专业，也可作为相关专业的继续教育和职业培训教材，或供相关工程技术人员参考。

2. 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高职高专基础课规划教材·工程力学（第2版）》：这本书由科学出版社出版，主编是张秉荣。它适用于高职高专机械类专业的学生，内容涵盖了静力学、材料力学和运动力学。

3. 《工程力学（少学时）》（第2版）：由高等教育出版社出版，主编是范钦珊和陈艳秋。这本书适用于少学时的工程类专业，内容涵盖了静力学和材料力学。

4. 《工程力学教程》：由机械工业出版社出版，主编是徐晓东。这本书适用于高职高专机械类专业的学生，内容涵盖了静力学、材料力学和运动力学。

这些教材都具有各自的特色和优点，可以根据自己的需求选择适合的教材。建议在使用时参考各学校和专业的课程大纲，选择适合的教材版本和内容。