工程力学 第13章运动分析基础-习题

专业 学号 姓名 日期 成绩第一章 静力学基础一、是非判断题1.1 在任何情况下，体内任意两点距离保持不变的物体称为刚体。

( ) 1.2 物体在两个力作用下平衡的必要与充分条件是这两个力大小相等、方向相反，沿同一直线。

( ) 1.3 加减平衡力系公理不但适用于刚体，而且也适用于变形体。

( ) 1.4 力的可传性只适用于刚体，不适用于变形体。

( ) 1.5 两点受力的构件都是二力杆。

( ) 1.6 只要作用于刚体上的三个力汇交于一点，该刚体一定平衡。

( ) 1.7 力的平行四边形法则只适用于刚体。

( ) 1.8 凡矢量都可以应用平行四边形法则合成。

( ) 1.9 只要物体平衡，都能应用加减平衡力系公理。

( ) 1.10 凡是平衡力系，它的作用效果都等于零。

( ) 1.11 合力总是比分力大。

( ) 1.12 只要两个力大小相等，方向相同，则它们对物体的作用效果相同。

( ) 1.13 若物体相对于地面保持静止或匀速直线运动状态，则物体处于平衡。

( ) 1.14 当软绳受两个等值反向的压力时，可以平衡。

( ) 1.15 静力学公理中，二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。

( ) 1.16 静力学公理中，作用力与反作用力公理和力的平行四边形公理适用于任何物体。

( )1.17 凡是两端用铰链连接的直杆都是二力杆。

( ) 1.18 如图所示三铰拱，受力F ，F 1作用，其中F 作用于铰C 的销子上，则AC 、 BC 构件都不是二力构件。

( )二、填空题2.1如图所示，F 1在x 轴上的投影为 ；F 1在y 轴上的投影为 ；F 2在x 轴上的投影为 ；F 2在y 轴上的投影为 ；F 3在x 轴上的投影为 ；F 3在y 轴上的投影为 ；F 4在x 轴上的投影为 ；F 4在y 轴上的投影为 。

轴上的投影为 。

2.2将力F 沿x , y 方向分解，已知F = 100 N, F 在x 轴上的投影为86.6 N, 而沿x 方向的分力的大小为115.47 N ， 则F 的y 方向分量与x 轴的夹角β为 ，F 在y 轴上的投影为 。

大学《工程力学》课后习题解答-精品2020-12-12【关键字】情况、条件、动力、空间、主动、整体、平衡、建立、研究、合力、位置、安全、工程、方式、作用、结构、水平、关系、分析、简化、倾斜、支持、方向、协调、推动(e)(c)(d)(e)’CD2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。

解：(1) 取节点(2) AC 与BC 2-3 水平力F A 和D 处的约束力。

解：(1) 取整体(2) 2-4 在简支梁，力的大小等于20KN ，如图所示。

若解：(1)(2)求出约束反力：2-6 如图所示结构由两弯杆ABC 和DE 构成。

构件重量不计，图中的长度单位为cm 。

已知F =200 N ，试求支座A 和E 的约束力。

解：(1) 取DE (2) 取ABC2-7 在四连杆机构ABCD 试求平衡时力F 1和F 2解：（1）取铰链B (2) 取铰链C 由前二式可得：F FF ADF2-9 三根不计重量的杆AB，AC，AD在A点用铰链连接，各杆与水平面的夹角分别为450，，450和600，如图所示。

试求在与O D平行的力F作用下，各杆所受的力。

已知F=0.6 kN。

解：(1)间汇交力系；(2)解得：AB、AC3-1 已知梁AB 上作用一力偶，力偶矩为M ，梁长为l ，梁重不计。

求在图a ，b ，c 三种情况下，支座A 和B 的约束力解：(a) (b) (c) 3-2 M ，试求A 和C解：(1) 取 (2) 取 3-3 Nm ，M 2解：(1)(2) 3-5 大小为AB 。

各杆 解：(1)(2)可知：(3) 研究OA 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：AB A3-7 O1和O2圆盘与水平轴AB固连，O1盘垂直z轴，O2盘垂直x轴，盘面上分别作用力偶（F1，F’1），（F2，F’2）如题图所示。

工程力学教程第二版课后习题答案工程力学是一门应用力学原理研究工程结构和材料力学性能的学科。

作为工程学的基础课程之一，工程力学的学习对于培养工程师的分析和解决实际工程问题的能力至关重要。

而工程力学教程第二版是一本经典的教材，其中的课后习题是帮助学生巩固所学知识的重要辅助材料。

本文将为读者提供工程力学教程第二版课后习题的答案，帮助读者更好地理解和掌握工程力学的知识。

第一章：静力学1. 问题：一根长度为L，截面为矩形的梁，其宽度为b，高度为h。

梁的两端分别固定在支座上，中间有一个集中力P作用在梁上。

求梁在P作用下的最大弯矩和最大剪力。

答案：根据静力学原理，我们可以通过平衡力和力矩来求解该问题。

首先，根据平衡力的原理，梁在P作用下的最大剪力等于P。

其次，根据力矩的原理，梁在P作用下的最大弯矩等于P乘以梁的长度L的一半。

因此，最大弯矩为PL/2。

第二章：动力学1. 问题：一个质量为m的物体以速度v沿着水平方向运动，突然撞击到一个质量为M的静止物体上。

求撞击后两个物体的速度。

答案：根据动量守恒定律，撞击前后两个物体的总动量保持不变。

设撞击后质量为m的物体的速度为v1，质量为M的物体的速度为v2。

由动量守恒定律可得mv = mv1 + Mv2。

另外，根据能量守恒定律，撞击前后两个物体的总动能保持不变。

设撞击前质量为m的物体的动能为1/2mv^2，撞击后质量为m的物体的动能为1/2mv1^2，质量为M的物体的动能为0（静止）。

由能量守恒定律可得1/2mv^2 = 1/2mv1^2 + 0。

综上所述，可以解得v1 = (m - M)v / (m + M)，v2 = 2m / (m + M)。

第三章：应力分析1. 问题：一个长方体的尺寸为a×b×c，其材料的杨氏模量为E，泊松比为v。

求该长方体在x、y、z方向上的应力分量。

答案：根据应力分析的原理，我们可以通过应力的定义和杨氏模量、泊松比的关系来求解该问题。

工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础 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。

（a）（b）（c）2 第一章静力学基础（d）（e）（f）（g）第一章静力学基础 3 1-2 试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图（a）（b）（c）（a）4 第一章静力学基础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）第一章静力学基础 5 （b）（c）（d）6 第一章静力学基础（e）第一章静力学基础7 （f）（g）8 第二章 平面力系第二章 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。

题2-1图∑∑=︒+︒==︒-︒=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得: N P F F B A 5000===2-2 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，如第二章 平面力系 9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。

题2-2图∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得: PF P F AB BC 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 。

电线ACB 段重P=400N ，可近视认为沿AB 直线均匀分布，求电线的中点和两端的拉力。

习题13-1图(a)第13章 弹性杆件位移分析与刚度设计13－1 直径d = 36mm 的钢杆ABC 与铜杆CD 在C 处连接，杆受力如图所示。

若不考虑杆的自重，试：1．求C 、D 二截面的铅垂位移；2．令F P1 = 0，设AC 段长度为l 1，杆全长为l ，杆的总伸长EA lF l 2P =∆，写出E 的表达式。

解：（1）4π)(4π)(2sN 2sN d E l F d E l F u u BC BC ABAB A C ++=947.236π41020030001010020001015002333=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+=mm286.536π101054250010100947.24π)(2332cN =⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=+=d E l F u u CD CD C D mm（2）A E l l F A E l F l l l EAl F C D AC c 12P s 12P 2P )(-+=∆+∆=∆=， 令l l 1=ηc s 11E E E ηη-+=s c sc )1(E E E E E ηη-+=13－2长为 1.2m 、横截面面积为31010.1-⨯m 2的铝制筒放置在固定刚块上，直径为15.0mm 的钢杆BC 悬挂在铝筒顶端的刚性板上，若二者轴线重合、载荷作用线与轴线一致，且已知钢和铝的弹性模量分别为E s = 200GPa ，E a = 70GPa ，F P = 60kN 。

试求钢杆上C 处位移。

习题13-2图m(a)A E kN kNx l l l l解：铝筒：a a P A E l F u u ABB A -=-（其中u A= 0）935.0101010.11070102.1106063333=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-B u mm钢杆：50.4154π10200101.21060935.02333s s P =⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=+=A E l F u u BC B C mm13－3 对于图a 、b 、c 、d 所示的坐标系，小挠度微分方程可写成EI M x w /d /d 22-=形式有以下四种。

工程力学课后习题答案北科工程力学是一门应用力学原理研究工程结构和机械设备的学科，它是工程学的基础课程之一。

学习工程力学的过程中，课后习题是非常重要的一部分，通过解答习题可以巩固所学的知识，提高解决实际问题的能力。

在北科大学习工程力学的学生，经常会遇到一些难题，下面我将给出一些常见习题的答案和解析。

第一题：一根长为L的均匀杆AB，质量为m，放在光滑的水平桌面上，杆的一端A固定，另一端B由静止被释放。

当杆与桌面的夹角为θ时，求杆的加速度。

解析：根据牛顿第二定律，我们可以得到杆的受力分析图。

杆受到重力的作用，重力的分解力为mgcosθ和mgsinθ，其中mgcosθ垂直于桌面，不会对杆的运动产生影响，只有mgsinθ会使杆产生加速度。

由于杆是刚体，所以杆上各点的加速度大小相等，方向相同。

根据杆的运动学关系，我们可以得到加速度a=gsinθ。

第二题：一辆质量为m的小汽车以速度v通过一个半径为R的水平圆形弯道，小汽车受到向心力的作用，求小汽车通过弯道的最大速度。

解析：小汽车通过弯道时，受到向心力Fc的作用，向心力的大小为Fc=mv^2/R，向心力是由摩擦力提供的，所以摩擦力的大小也为Fc。

根据摩擦力的定义，摩擦力的大小为μN，其中μ为摩擦系数，N为小汽车受到的垂直于弯道的支持力。

由于小汽车在弯道上没有垂直于弯道的加速度，所以N=mg。

将摩擦力和向心力相等，可以得到μmg=mv^2/R，解得v^2=μgR，所以小汽车通过弯道的最大速度为v=√(μgR)。

第三题：一个质量为m的物体以速度v水平地撞击一个质量为M的静止物体，碰撞后两个物体一起运动，求碰撞后的速度。

解析：根据动量守恒定律，碰撞前后物体的总动量保持不变。

碰撞前物体的动量为mv，碰撞后物体的总动量为(m+M)V，其中V为碰撞后的速度。

所以可以得到mv=(m+M)V，解得V=mv/(m+M)。

以上是一些常见的工程力学课后习题的答案和解析，希望对北科大学习工程力学的学生有所帮助。

《工程力学》章节测试答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 工程力学中，力的三要素不包括以下哪项？A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. 力的速度答案：D2. 在平面力系中，以下哪种情况力的合力不一定为零？A. 力系中各力大小相等，方向相同B. 力系中各力大小相等，方向相反C. 力系中各力大小不等，方向相同D. 力系中各力大小不等，方向相反答案：C3. 平面力偶的等效条件是？A. 力偶矩大小相等，转向相同B. 力偶矩大小相等，转向相反C. 力偶矩大小不等，转向相同D. 力偶矩大小不等，转向相反答案：A4. 拉伸试验中，材料破坏时的应力称为？A. 强度B. 抗拉强度C. 抗压强度D. 疲劳强度答案：B5. 杆件在受力时，产生的内力称为？A. 应力B. 应变C. 内力D. 外力答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 力学是研究物体在力的作用下的________和________的学科。

答案：运动状态，变形2. 在国际单位制中，力的单位是________，符号是________。

答案：牛顿，N3. 平面力偶的三个基本性质是：力偶无________，力偶的________与力偶中力的大小和力偶臂的长短有关，在平面内，力偶________。

答案：等效点，力偶矩，可以任意移动4. 材料的强度包括________强度和________强度。

答案：抗拉，抗压5. 杆件的变形分为________变形和________变形。

答案：弹性，塑性三、判断题（每题2分，共20分）1. 力的三要素包括力的大小、方向和作用点。

（）答案：正确2. 在平面力系中，力的合力一定为零。

（）答案：错误3. 力偶矩是力与力臂的乘积。

（）答案：正确4. 拉伸试验中，材料的抗拉强度等于材料的屈服强度。

（）答案：错误5. 杆件的应力与应变之间的关系称为应力应变关系。

（）答案：正确四、简答题（每题10分，共30分）1. 简述力的平行四边形法则。

C1mABD441ADCP i=11B1(a)(b)习题13-2图13-2解：（1）建立支座移动的实状态（a ），和虚设单位力状态（b ）。

(2)由∑-=∆C R iiC 公式求三种情况时的D 点的水平位移：1）当只有支座A 发生向左10mm 的位移时)(1001.0)01.01(←-=-=⨯-=-=∆=∆∑mm m m C R i iC H D (负号表示D 点的水平位移与所设的向右的单位力方向相反，向左。

)2）当只有支座A 只发生向下10mm 的位移时)(5.20025.0)01.041(←-=-=⨯-=-=∆=∆∑mm m m C R i iCH D 3）当只有支座B 只发生向下10mm 的位移时)(5.20025.0)01.041(→==⨯--=-=∆=∆∑mm m m C R i iCH D （正号表示D 点的水平位移与所设的向右的单位力方向相同，向右。

）CBqAaM=qa 2aqa 223qax x2a2a1A1B2aM i=1A11aB22xx aP i=1a 1) a 2) a 3)习题13-5a)图13-5a 解：(1) 荷载作用的实状态如图13-5 a 1)。

其弯矩方程如a 1）式)]2,0[212a a x qx qa M P ∈=21-x(2) 选虚拟状态如图13-5 a 2)、a 3)。

其弯矩方程分别如a 2）、a 3）式)]2,0[2121a a x aM ∈-=x)]2,[21)(21],0[2132a a a x a x a x x a x M ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∈+-=--∈=x(3)由求位移公式知：1）积分实状态a 1) 和虚拟状态a 2)的弯矩表达式求B ϕ。

EIqa dx qx qa x a EI ds EI M M a P B 3)2)(21(132021-=-==∑⎰∑⎰21-x ϕ()2）积分实状态a 1) 和虚拟状态a 3)的弯矩表达式求VC ∆。

∑⎰=∆ds EIM M PV C 2)(24)2)(21()2)(21(1422022202↑-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=+=⎰⎰⎰⎰EIqa dx qx qa a x dx qx qa x EI dx EIM M dx EI M M a a a a a PaP 21-x 21-x 右左C B 5m10mA xxP i=1xxCB A xxB ACP i=1CAB xxM i=1a 1) a 2) a 3) a 4)13-6a)13-6a) 解：(1) 荷载作用的实状态如图a 1)。

工程力学教程(西南交通大学应用力学与工程系
著)课后答案下载
工程力学教程(西南交通大学应用力学与工程系著)内容提要第1章静力学基础
1-1 静力学中的基本概念
1-2 静力学公理
1-3 约束和约束力
1-4 研究对象和受力图
习题
第2章平面汇交力系
2-1 平面汇交力系合成与平衡的几何法
2-2 平面汇交力系合成与平衡的解析法
习题
第3章力矩与平面力偶系
3-1 关于力矩的概念及其计算
3-2 关于力偶的概念
3-3 平面力偶系的合成与平衡
习题
第4章平面一般力量
4-1 力线平移定理
4-2 平面一般力系向一点简化
4-3 分布荷载
4-4 平面一般力系的
工程力学教程(西南交通大学应用力学与工程系著)图书目录
本书是教育科学“十五”国家规划课题研究成果,根据“高等学校工科本科工程力学基本要求”编写而成,涵盖了理论力学和材料力学的主要内容。

本书共18章,包括静力学基础、平面汇交力系、力矩与平面力偶系、平面一般力系、重心和形心、内力和内力图、拉伸和压缩、扭转、弯曲、应力状态分析和强度理论、压杆的稳定性、点的运动、刚体的`基本运动、点的复合运动、刚体的平面运动、质点的运动微分方程、动力学普遍定理、动静法。

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《工程力学》第十三章精选习题及解答提示思 考 题13.1什么是牵连速度？是否动参考系中任何一点的速度就是牵连速度？答：牵连速度指的是某一瞬时动参考系上与动点相重合的那一点（牵连点）的速度。

因此动参考系中一般情况下只有牵连点的速度才是牵连速度。

特殊情况下：动参考系做平移运动时，任何一点的运动（速度，角速度）都与牵连点的运动相同。

13.2 某瞬时动点的绝对速度0=a v ，是否动点的相对速度0=r v 及牵连速度0=e v ？为什么？ 答：不一定。

当动点的相对速度与牵连速度大小相等方向相反时，动点的绝对速度为零，但相对速度与牵连速度有可能不为零。

习 题13.1 试在图示机构中，选取动点、动参考系，并指出动点的绝对运动、相对运动、牵连运动（即牵连点的运动）。

解：（a ）选择滑块上A 1点为动点，动参考系固结在导槽2上，定参考系为地面，则动点的绝对运动为绕O 点的圆周运动，相对运动为垂直方向的往返直线运动；牵连运动为水平方向的往返直线运动。

（b ）选择摇杆1上A 1点为动点，动参考系固结在摇杆2上，定参考系为地面，则动点的绝对运动为水平方向的直线运动，相对运动为沿曲柄方向的往返直线运动；牵连运动为绕O 点的摆动。

（c ）选择导杆1上A 1点为动点，动参考系固结在曲柄2上，定参考系为地面，则动点的绝对运动为垂直方向的直线运动，相对运动为沿曲柄方向的往返直线运动；牵连运动为绕O 1点的转动。

（d ）选择圆环2上A 2点为动点，动参考系固结在摇杆1上，定参考系为地面，则动点的绝对运动为沿大圆环圆周运动，相对运动为沿摇杆方向的往返直线运动；牵连运动为绕O 1点的摆动。

13.2 车厢以速度1v 沿水平直线轨道行驶，雨滴M 以速度2v 铅垂落下，试求从车厢中观察到的雨滴速度的大小和方向。

解：以雨滴为动点，动参考系固定在车厢上，则(牵连运动为水平平移，动点绝对运动为垂直方向直线运动，如图13.2所示)：2v v a =1v v e =从车厢中观察到的雨滴的速度为相对速度：222122v v v v v a e r +=+=2111tan tan v v v v a e --==α 方向图13.2所示13.3 三角块沿水平方向运动，其斜边与水平线成α角。