2009工程力学

江苏交通高级技校备课本编号：QMSD-0704-31班级0930教研组机械姓名魏勇2009～2010 学年第一学期单元（章节）备课笔记首页教师：魏勇教研组：机械教研组课时授课教案课时授课教案教学过程：复习引入：工程力学分哪几部分授新课：一、基本概念1．平衡：指物体相对于地面保持静止或匀速直线运动的状态，平衡是机械运动的一种特殊形式。

2．刚体：物体受力作用后大小和形状保持不变的物体，特征是刚体内任意两点的距离始终保持不变。

3．物体间的相互机械作用，这种作用可使物体的运动状态和形状发生改变。

改变物体运动状态的效应叫外效应，也叫运动效应，改变物体形状状态的效应叫内效应，也叫变形效应。

4.集中力：如图中P5.均布力：如图中的q课时授课教案教学过程：复习引入：刚体的平衡授新课：一、力的概念1、力的概念：力是物体间的一种相互作用，这种作用是使物体的运动状态或运动形式发生改变的原因。

这种相互作用的效果有：一是使物体的运动状态发生变化（外效应）。

二是使物体产生变形（内效应）。

研究物体的外效应把物体看成刚体，研究物体的内效应把物体看成变形体2、力的三要素力对物体的运动效果取决于力的三要素。

刚体：力的大小，方向，作用线。

变形体：力的大小，方向，作用点。

（1）、力的大小：物体间相互机械作用的强度通过力的效应的大小度量，单位：N。

（2）、力的方向：力作用开始运动的方向（包括力的作用线在其间的方位和指向）。

（3）、作用点：物体相互作用位置的变化。

三要素中任何一个变化时力对物体的作用效果也随之改变。

3、力的图示法力是一个不仅有大小还有方向的量，所以是一个矢量，力可以用一带箭头的线段来表示；线段的长度表示力的大，箭头指向表示力的方，线段的起点或终点表示力的作用点。

具有确定作用点的矢量称为定位矢量，不涉及作用点的矢量称为自由矢量。

力是定位矢量，只表示力的大小和方向的矢量称力矢。

例题用50N的力沿水平向右的方向拉一个小车,请画出小车所受拉力的图示.教师边讲边画,并要求同学跟着老师在练习本上画,讲述内容的顺序如下.(1)首先确定受力物体,在这道题里是小车,画出一个方框表示受力物体.(小车)(2)根据力的大小选定一个标准长度表示一定大小的力,已知力的大小应是标准长度所表示力的大小的整倍数.在这道题中选1个标准长度代表10N,已知力50N是10N的5倍.(3)确定力的作用点,力的作用点不能离开受力物体,一般画在表示物体的方框的中心.(4)从力的作用点,沿力的方向画一条线段、线段的长度应当等于标准长度的整倍数,在这道题里是5倍.(5)在线段的末端画一个箭头表示力的方向,注重箭头一定要画在线段以内.最后形成如图所示完整的图示.4.力的示意图力的图示可以直观、准确地表示物体的受力情况,但是也可以对力的图示加以简化,只用一个带箭头的线段表示力,不必严格准确地画出力的大小,突出力的方向即可.例如上题,从力的作用点开始,沿力的方向画一个线段,在线段末端画上箭头.二、力系的概念力系：作用在物体上的一群力。

《工程力学》课程教学大纲课程名称：工程力学课程类别：专业基础课教学学时: 72课程学分: 4学分开课专业: 工程管理开课学期: 第2学期参考教材:1. 《工程力学》，高等教育出版社，2004年1月（主编：单辉祖，谢传锋）2. 《工程力学》，黄河水利出版社，2009年7月（主编：孟凡深）一、课程性质《工程力学》课程是工程管理专业的一门专业基础必修课。

本课程是一门理论性、系统性较强的专业基础课必修课，是后续其它各门力学课程和相关专业课程的基础，同时在许多工程技术领域中有着广泛的直接应用。

二、课程目标（一）知识目标使学生具备工程力学的基础知识，掌握正确的受力分析和力系的破坏平衡条件。

对工程结构中杆件的强度问题具有明确的概念和一定的计算能力。

初步掌握杆件体系的分析方法，初步了解常用结构形式的受力性能。

掌握各种结构在荷载作用下维持平衡的条件以及承载能力的计算方法。

（二）职业技能目标掌握本专业必备的基础理论知识，具有本专业相关领域工作的岗位能力和专业技能，适应建筑工程生产一线的技术、管理等职业岗位群要求的技术及管理人才。

（三）素质养成目标培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体、美全面发展的高端应用型人才。

三、教学内容及学时分配章节教学内容学时第一章绪论 1第二章静力学基本知识 4第三章平面汇交力系 3第四章平面一般力系的简化8第五章一般力系的平衡10第六章材料力学基本知识 2第七章轴向拉伸与压缩10第八章剪切和挤压 2第九章扭转 2第十章截面的几何性质 2第十一章梁的弯曲14第十二章梁的变形 4第十三章应力状态和强度理论 4第十四章组合变形 4第十五章压杆稳定 2合计72四、教学内容要点第一章绪论教学学时数：1一、教学目的及要求通过本章的学习，要求学生了解工程力学的研究对象和任务，了解国内外力学发展史及概况，并对其发展与展望作简单介绍，激发学生学习兴趣。

二、教学重点与难点（一）教学重点：1、工程力学课程的性质、任务和要求。

工程力学习题集2009年11月第一章习题1.1 画出图 1.1(a) ～ (f) 中各物体的受力图。

未画重力的物体 , 质量均不计 , 所有接触处均为光滑接触。

1.2 画出图 1.2 所示各物体系中各物体的受力图。

未画重力的物体 , 质量均不计 , 所有接触处均为光滑接触。

1.4 如图 1.4 所示矩形搁板ABCD 可绕轴线AB 转动，M 、K 均为圆柱铰链 , 搁板用DE 杆支撑于水平位置，撑杆DE 两端均为铰链连接，搁板重为W ，试画出搁板的受力图。

1.5 图 1.5 所示为一水轮机简图，巳知使水轮机转动的力偶矩M z ，在锥齿轮B 处的力分解为三个分力：圆周力F t 、轴向力F a 、径向力F r ，试画出水轮机的受力图。

第二章习题2.1 已知图 2.1 中，F 1 = 150N ，F 2 = 200N 及F 3 = l00N 。

试用图解法及解析法求这四个力的合力。

2.2 起重用的吊环如题图 2.2 所示，侧臂AB 及AC 均由两片组成，吊环自重可以不计，起吊重物P =1200KN ，试求每片侧臂所受的力。

2.3 图示梁在A 端为固定铰支座，B 端为活动铰支座，P =20KN 。

试求在图示两种情形下A 和B 处的约束反力。

2.4 图示电动机重 W=5KN ，放在水平梁AC 的中间，A 和B 为固定铰链，C 为中间铰链，试求A 处的约束反力及杆BC 所受的力。

2.5 简易起重机用钢绳吊起重量G =2000N 的重物。

各杆的自重、滑轮的自重和尺寸都忽略不计，试求杆AB 和AC 受到的力。

假定A 、B 、C 三处可简化为铰链连接。

2.6 重为G =2KN 的球搁在光滑的斜面上，用一绳把它拉住。

巳知绳子与铅直墙壁的夹角为30 0 ，斜面与水平面的夹角为15° ，试求绳子的拉力和斜面对球的约束反力。

2.7 压榨机构如图所示，杆AB 、BC 自重不计，A 、B 、C 都可看作为铰链连接，油泵压力P =3KN ，方向水平。

《工程力学》第2次作业解答（平面力系）2008－2009学年第2学期一、填空题1．合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在 同一轴 上投影的 代数 和。

2．画力多边形时，各分力矢量 首尾 相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的 起点 指向最后一个分力矢量的 终点 。

3．如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于 平衡 状态。

4．平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。

5．平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。

6．力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为N m ⋅或kN m ⋅。

7．力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。

8．力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。

9．力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。

10．力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。

11．同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。

12．力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系。

13．力偶没有 合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量；14．力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。

15．平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。

这个力称为原力系的主矢，它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量合；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。

17．平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零；应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对象最多可以求解三个未知量。

二、选择题1．力使物体绕定点转动的效果用（ A ）来度量。

A ．力矩；B ．力偶矩；C ．力的大小和方向；D ．力对轴之矩。

《工程力学》第2次作业解答（平面力系）2008－2009学年第2学期一、填空题1．合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在 同一轴 上投影的 代数 和。

2．画力多边形时，各分力矢量 首尾 相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的 起点 指向最后一个分力矢量的 终点 。

3．如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于 平衡 状态。

4．平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。

5．平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。

6．力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为N m ⋅或kN m ⋅。

7．力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。

8．力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。

9．力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。

10．力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。

11．同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。

12．力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系。

13．力偶没有 合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量；14．力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。

15．平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。

这个力称为原力系的主矢，它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量合；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。

17．平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零；应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对象最多可以求解三个未知量。

二、选择题1．力使物体绕定点转动的效果用（ A ）来度量。

A ．力矩；B ．力偶矩；C ．力的大小和方向；D ．力对轴之矩。

6 ．剪力 F 、弯矩 M 与载荷集度 q 三者之间的微分关系是 dM ( x)= F ( x ) 、dx《工程力学》第 4 次作业解答（杆件的内力计算与内力图）2008-2009 学年第二学期一、填空题1．作用于直杆上的外力（合力）作用线与杆件的轴线重合时，杆只产生沿轴线方向的 伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。

2．轴力的大小等于截面截面一侧所有轴向外力的代数和；轴力得正值时，轴力的方向 与截面外法线方向相同，杆件受拉伸。

3．杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意 两相邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为扭转。

4．若传动轴所传递的功率为 P 千瓦，转速为 n 转/分，则外力偶矩的计算公式为M = 9549 ⨯ Pn。

5．截面上的扭矩等于该截面一侧（左或右）轴上所有外力偶矩的代数和；扭矩的正负， 按右手螺旋法则确定。

S S dF ( x )S dx= ±q ( x ) 。

7．梁上没有均布荷载作用的部分，剪力图为水平直线，弯矩图为斜直线。

8．梁上有均布荷载作用的部分，剪力图为斜直线，弯矩图为抛物线。

9．在集中力作用处，剪力图上有突变，弯矩图上在此处出现转折。

10．梁上集中力偶作用处，剪力图无变化，弯矩图上有突变。

二、问答题1．什么是弹性变形？什么是塑性变形？解答：在外力作用下，构件发生变形，当卸除外力后，构件能够恢复原来的大小和形状，则这种变形称为弹性变形。

如果外力卸除后不能恢复原来的形状和大小，则这种变形称为塑性变形。

2．如图所示，有一直杆，其两端在力 F 作用下处于平衡，如果对该杆应用静力学中“力的可传性原理”，可得另外两种受力情况，如图（b ）、（c ）所示。

试问：（1）对于图示的三种受力情况，直杆的变形是否相同？ （2）力的可传性原理是否适用于变形体？问答题 2 图问答题 3 图。

解答：（1）图示的三种情况，杆件的变形不相同。

全国2009年7月自考工程力学(二)试题课程代码：02391一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．两个力大小相等，分别作用于物体同一点处时，对物体的作用效果（ ） A ．必定相同 B ．未必相同C ．必定不同D ．只有在两力平行时相同2．平面上的合力对该平面内一点的矩（ ） A ．大于其各分力对该点的矩的代数和 B ．等于其各分力对该点的矩的代数和 C ．小于其各分力对该点的矩的代数和D ．有时大于、有时小于其各分力对该点的矩的代数和 3．摩擦角ϕ与摩擦系数f 之间的关系式为（ ） A ．ϕsin =f B ．ϕcos =f C ．ϕtan =fD ．ϕcot =f4．截面上的正应力的方向（ ） A ．平行于截面 B ．垂直于截面 C ．可以与截面任意夹角D ．与截面无关 5．图示桁架结构受F 力作用，其中拉伸的杆件是（ ） A ．1杆 B ．2杆 C ．3杆D ．1杆和2杆6．图示低碳钢拉伸曲线下屈服极限对应于（ ） A ．a 点 B ．b 点 C ．c 点D ．d 点7．图示圆形截面对形心的极惯性矩为（ ）A ．4641d π B ．4321d π C ．3321d πD ．4161d π8．图示简支梁，已知C 点挠度为y ，在其它条件不变的情况下，若将荷载F 增大一倍，则C 点的挠度为（ ） A ．0.5y B ．y C ．2yD ．4y9．单向应力状态是指（ ） A ．有1个主应力为零 B ．有2个主应力为零 C ．最大主应力为零D ．没有主应力为零10．第一强度理论的相当应力为（ ） A ．1σ B ．21σσ+ C ．31σσ-D ．21σσ-二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。

错填、不填均无分。

11．两力偶的力偶矩大小相等、转向相反，作用面的法线方向相同。