工程力学习题答案
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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)(d)2 第一章静力学基础(e)(f)(g)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)第一章静力学基础 3(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)4 第一章静力学基础(b)(c)(d)第一章静力学基础 5(e)6 第一章静力学基础(f)(g)第四章材料力学基本概念7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∑∑=︒+︒==︒-︒=PFFFFFFBAyABx30sin30sin,030cos30cos,0解得:NPFFBA5000===8第一章静力学基础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∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=30cos30sin,30sin30cos,0PPFFPFFFBCyBCABx解得:PFPFBCAB732.2732.3=-=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。
题2—3图以AC段电线为研究对象,三力汇交NFNFFFFFFFCAGAyCAx200020110/1tansin,0,cos,0=======∑∑解得:ααα第四章材料力学基本概念92—4 图示为一拔桩装置。
工程力学习题及答案1.力在平面上的投影(矢量)与力在坐标轴上的投影(代数量)均为代数量。
正确2.力对物体的作用是不会在产生外效应的同时产生内效应。
错误3.在静力学中,将受力物体视为刚体(D)A. 没有特别必要的理由B. 是因为物体本身就是刚体C. 是因为自然界中的物体都是刚体D. 是为了简化以便研究分析。
4.力在垂直坐标轴上的投影的绝对值与该力的正交分力大小一定相等。
正确5.轴力图、扭矩图是内力图,弯矩图是外力图。
错误6.胡克定律表明,在材料的弹性变形范围内,应力和应变(A)A .成正比B .相等C .互为倒数 D. 成反比7.材料力学的主要研究对象是(B)A.刚体B.等直杆C.静平衡物体D.弹性体8.通常工程中,不允许构件发生(A)变形A.塑性B.弹性C.任何D.小9.圆轴扭转时,同一圆周上的切应力大小(A)A.全相同B.全不同C.部分相同D.部分不同10.杆件两端受到等值、反向且共线的两个外力作用时,一定产生轴向拉伸或压缩变形。
正确1.材料力学的主要研究对象是(B)A.刚体B.等直杆C.静平衡物体D.弹性体2.构件的许用应力是保证构件安全工作的(B)A.最低工作应力B.最高工作应力C.平均工作应力D.极限工作应力3.低碳钢等塑性材料的极限应力是材料的(A)A.屈服极限B.许用应力C.强度极限D.比例极限4.一个力作平行移动后,新点的附加力偶矩一定(B)A.存在B.存在且与平移距离有关C.不存在D.存在且与平移距离无关5.力矩不为零的条件是(A)A.作用力和力臂均不为零B.作用力和力臂均为零C. 作用力不为零D.力臂不为零6.构件抵抗变形的能力称为(B)B.刚度C.稳定性D.弹性7.工程实际计算中,认为切应力在构件的剪切面上分布不均匀。
错误8.力在垂直坐标轴上的投影的绝对值与该力的正交分力大小一定相等。
正确9.圆轴扭转时,横截面上的正应力与截面直径成正比。
错误10.扭转时的内力是弯矩。
错误1.各力作用线互相平行的力系,都是平面平行力系。
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。
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1-1 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)(d)(e)(f)(g)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)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)(b)(c)(d)(e)(f)(g)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图解得: P F PF 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。
题2-3图以AC 段电线为研究对象,三力汇交2-4 图示为一拔桩装置。
在木桩的点A 上系一绳,将绳的另一端固定在点C ,在绳的点B 系另一绳BE ,将它的另一端固定在点E 。
然后在绳的点D 用力向下拉,并使绳BD 段水平,AB 段铅直;DE 段与水平线、CB 段与铅直线成等角α=(弧度)(当α很小时,tan α≈α)。
如向下的拉力F=800N ,求绳AB 作用于桩上的拉力。
题2-4图作BD 两节点的受力图 联合解得:kN F F F A 80100tan 2=≈=α2-5 在四连杆机构ABCD 的铰链B 和C 上分别作用有力F 1和F 2,,机构在图示位置平衡。
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 =200D E(2) 取ABC 为研究对象,受力分析并画受力图;画封闭的力三角形:2-7 在四连杆机构ABCD 的铰链B 和C 上分别作用有力F 1和F 2,机构在图示位置平衡。
试求平衡时力F 1和F 2的大小之间的关系。
解:(1)取铰链B 为研究对象,AB 、BC 均为二力杆,画受力图和封闭力三角形;1BC F(2) 取铰链C 为研究对象,BC 、CD 均为二力杆,画受力图和封闭力三角形;22cos302o CB F F F ==由前二式可得:121222120.61 1.634BC CB F F F F F F or F F ==∴===3-1 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F FF F BC F AB F 1 C F CD F 2F CB F CD解:(a) 受力分析,画受力图;A 、B 处的约束力组成一个力偶;列平衡方程:0 0 B B A B M M F l M F lMF F l=⨯-==∴==∑(b) 受力分析,画受力图;A 、B 处的约束力组成一个力偶; 列平衡方程:0 0 B B A B M M F l M F lM F F l=⨯-==∴==∑(c) 受力分析,画受力图;A 、B 处的约束力组成一个力偶;列平衡方程:0 cos 0 cos cos B B A B M M F l M F l MF F l θθθ=⨯⨯-==∴==∑3-2 在题图所示结构中二曲杆自重不计,曲杆AB 上作用有主动力偶,其力偶矩为M ,试求A和C 点处的约束力。
BFF C解:(1) 取BC 为研究对象,受力分析,BC 为二力杆,画受力图;B C F F =(2) 取AB 为研究对象,受力分析,A 、B 的约束力组成一个力偶,画受力图;()''030 0.35420.354B B AC M M F a a M F a MF F a=⨯+-===∴==∑ 3-5 四连杆机构在图示位置平衡。
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。
工程力学复习题课程 工程力学 专业班级一、单项选择题(每小题2分,共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.三个刚片用三个铰两两相联,所得的体系( ) A.一定为几何不变体系 B.一定为几何瞬变体系 C.一定为几何常变体系 D.不能确定2.图示体系是( )A.无多余联系的几何不变体系B.有多余联系的几何不变体系C.瞬变体系D.常变体系3.图示三铰拱,已知三个铰的位置,左半跨受均 布荷载,其合理拱轴的形状为( ) A.全跨圆弧 B.全跨抛物线C.AC 段为园弧,CB 段为直线D.AC 段为抛物线,CB 段为直线4.图示结构A 端作用力偶m ,则B 端转角 B 的值为( ) A .ml EI 6 B.ml EI 3 C.ml EI 2 D.ml EI 5.图示桁架C 点水平位移的值为( ) A .PaEA B .12PaEA C .14PaEAD .06.图示刚架的超静定次数为 A.1 B.2 C.3 D.47.图示超静定则架,用力法计算时, 不能选为基本体系的是图( )8.下列弯矩图中正确的是图( )9.图示结构中,BA杆B端的力矩分配系数等于( )10.图示结构截面K剪力影响线是图( )二、填空题(每小题2分,共16分)11.在具有一个自由度的体系上加上一个二元体(二杆结点)时,所得新体系的自由度为_____。
12.位移互等定理的表达式是________。
13.图示对称结构,截面K弯矩的绝对值为________。
14.图示结构,作用荷载P,不计轴向变形时,支座A的反力矩M A等于________。
15.已知图示连续梁(a)的弯矩图(b),则A端剪力等于________kN。
16.用力矩分配法计算图示连续梁时,算至放松结点C分配传递后,当前结点B的结点不平衡力矩(约束力矩)等于________kN.m17.力P在梁ABC上移动过程中,截面K中产生的变矩(绝对值)的最大值为________kN·m18.图中给出了截面K弯矩M K影响线的形状,该影响线在截面K下面的纵标等于________。
1.由于工程构件的(),所以在研究它的平衡或运动时,将其看成是受力后形状、大小保持不变的刚体。
A.形状是圆形B.实际变形通常是微米量级的C.硬度相当大D.实际变形可忽略不计答案:D2.将这样一种说法,即()相等,用图表示出来,就是两个带箭头的线段长度相等,指向和作用点也相同。
A.两力B.两个力的大小C.两个力的力矢答案:A3.两个共点力可合成一个力,一个力也可以分解为两个相交的力,一个力分解为两个相交的力可以有()解。
A.一个B.两个C.几个D.无穷多答案:D4.对物体系的各个物体进行受力分析时,要用到作用和反作用定律,但应当注意,作用力和反作用力总是同时存在的,并()。
A.作用于同一个物体上而使物体达到平衡B.分别作用在两个物体上C.不一定作用在一个物体上答案:B1.汇交二力,其大小相等并与其合力一样大,此二力之间的夹角必为()。
A.0°B.90°C.120°D.180°答案:C2.一物体受到两个共点力的作用,无论是在什么情况下,其合力()。
A.一定大于任意一个分力B.至少比一个分力大C.不大于两个分力大小的和,不小于两个分力大小的差D.随两个分力夹角的增大而增大答案:C3.有作用于同一点的两个力,其大小分别为6N 和4N ,今通过分析可知,无论两个力的方向如何,他们的合力大小都不可能是()。
A.4NB.6NC.10ND.1N答案:D4.平面内三个共点力的大小分别为3N 、9N 和6N ,它们的合力的最大值和最小值分别为()。
A.24N 和3NB.18N 和0C.6N 和6ND.12N 和9N答案:B5.用解析法求解平面汇交力系平衡问题时,平面直角坐标系坐标轴Ox 和Oy 不垂直也不平行,所建立的方程0x F =∑和0y F =∑()平面汇交力系平衡的必要和充分条件。
A.仍然是B.不再是C.仅有一个是答案:A6.平行力系的合力有一个作用点,当力系各力的方向转过一角度时,其合力的作用线()。
第一章绪论思考题1) 现代力学有哪些重要的特征?2) 力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类?试举例说明。
3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么?4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章刚体静力学基本概念与理论习题2-1 求图中作用在托架上的合力F R。
12030习题2-1图2-2 已知F 1=7kN ,F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
2-3 求图中汇交力系的合力F R 。
2-4 求图中力F 2的大小和其方向角。
使 a )合力F R =, 方向沿x 轴。
b)合力为零。
2-5 二力作用如图,F 1=500N 。
为提起木桩,欲使垂直向上的合力为F R =750N ,且F 2力尽量小,试求力F 2的大小和角。
245601习题2-2图(b )xy4530F 1=30NF 2=20NF 3=40NAxy4560F 1=600NF 2=700NF 3=500NA习题2-3图(a )x70F 2F 1=A习题2-4图2-6 画出图中各物体的受力图。
30F 1 F 2习题2-5图(b)B (a )A(c)(d)(e)(f)BAC2-7 画出图中各物体的受力图。
(g)习题2-6图(b)(d)(a)ACDBC2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
习题2-7图习题2-8图P (d)P(c)F F(a ) 1F 3M =6kN m2-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
q 1=600N/m2习题2-9图( bF 3F 2( c1F 4F 32-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷,q 1=400N/m ,q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零,求尺寸a 、b 的大小。
第三章 静力平衡问题q=4kN/m( b )q ( c )习题2-10图B习题2-11图习 题3-1 图示液压夹紧装置中,油缸活塞直径D=120mm ,压力p =6N/mm 2,若=30, 求工件D 所受到的夹紧力F D 。
.1第一章 第二章第三章 绪论 思 考 题1) 现代力学有哪些重要的特征?2) 力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类?试举例说明。
3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么? 4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章 刚体静力学基本概念与理论习 题2-1 求图中作用在托架上的合力F R 。
2-2 已知F 1=7kN ,F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
习题12030200N.22-3 求图中汇交力系的合力F R 。
2-4 求图中力F 2的大小和其方向角。
使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。
b)合力为零。
2-5 二力作用如图,F 1=500N 。
为提起木桩,欲使垂直向上的合力为F R =750N ,且F 2力尽量小,试求力F 2的大小和角。
F4560F1习题b)xy453F 1=30N F 2F 3=40N A xy456F 1=600NF 2=700N F 3=5A习题a )x 70F2F 1=1.25kNA习题3F 1=500NAF 2习题.32-6 画出图中各物体的受力图。
C(b)(a)C(c)C(d)FBEqDA CCD EBCAB DD.42-7 画出图中各物体的受力图。
2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
习题b)Bc)d)习题B(a )a )ABCBABC.52-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
习题P(d) c)Fb)(5kNM =6kN mxx.62-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
(Bq 1=600N/m Bq=4kN(q A =3k q C =1C (习题2-(6kNx1=x.72-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷,q 1=400N/m ,q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零,求尺寸a 、b 的大小。
第三章 静力平衡问题 习 题3-1 图示液压夹紧装置中,油缸活塞直径D=120mm ,压力p =6N/mm 2,若3-2 图中为利用绳索拔桩的简易方法。
第一章 绪论思 考 题1) 现代力学有哪些重要的特征?2) 力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类?试举例说明。
3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么? 4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章刚体静力学基本概念与理论习题2-1 求图中作用在托架上的合力F R 。
2-2 已知F 1=7kN ,F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
2-3 求图中汇交力系的合力F R 。
习题2-1图12030200N F4560F 习题2-2图2-4 求图中力F 2的大小和其方向角α。
使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。
b)合力为零。
2-5二力作用如图,F 1=500N 。
为提起木桩,欲使垂直向上的合力为F R =750N ,且F 2力尽量小,试求力F 2的大小和α角。
2-6 画出图中各物体的受力图。
(b)x453=30N =20N=40N A x45600N 2=700N0N 习题2-3图 (a )F 1习题2-4图F 12习题2-5图(b)(a )2-7 画出图中各物体的受力图。
(c)(d)(e)(f) (g) 习题2-6图(a)ACD2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
(b)(d)习题2-7图P(d)(c)(a ) CA2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
2-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
习题2-8图习题2-9图( a )1F 3 ( b )F 3F 2( c)1F /m( d )F 32-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷,q 1=400N/m ,q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零,求尺寸a 、b的大小。
第三章 静力平衡问题习 题3-1 图示液压夹紧装置中,油缸活塞直径D=120mm ,压力p =6N/mm 2,若α=30︒, 求工件D 所受到的夹紧力F D 。
( b )q ( c )习题2-10图B习题2-11图3-2 图中为利用绳索拔桩的简易方法。
工程力学试题(一)一、填空题(每题5分,共25分)1、图示结构受力矩为M=10 KN.m的力偶作用。
若a=1m ,各杆的自重不计。
则固定铰支座D的反力的大小为___方向为___。
2、空间一般力系有___个独立的平衡方程;平面平行力系有___个独立的平衡方程。
3、杆件的基本变形一般有____、____、____、____等四种。
而应变只有____和____两种。
4、用积分法求图示梁的挠曲线时,挠曲线方程要分为________段。
确定积分常数使用的边界条件是_______________;使用的连续条件是_______________。
5、两端铰支的细长压杆,长为l,直径为d,其柔度=____。
二、计算题(本题15分)图示结构由丁字型梁ABC、直梁CE与支持DH组成,C、D电为铰接,均不计自重。
已知:q=200kN·m,L=2m。
试求固定端A处的反力。
三、计算题(本题15分)作图示梁的剪力图和弯矩图。
四、计算题(本题15分)图示铸铁制外伸梁,截面为T形,受力如图,截面对形心轴Z的轴惯矩Iz=7.63*10^(-6)m^4。
已知材料的许用拉应力[σ+]=30 MPa,许用压应力[σ-]=100MPa,试校核梁的正应力强度。
五、计算题(本题15分)试校核电机轴的强度。
已知:六、计算题(本题15分)图示滑套B可沿OC杆滑动,与B铰接的滑块可在水平滑道内运动,L=30cm。
设在图示φ=30°位置时,ω=0.2 rad/s。
试用合成运动的方法求滑块的速度。
工程力学试题二一、判断题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)请在每小题后面的括号中正确的请填√,错误的填×1、凡在两个力作用下的构件称为二力构件。
()2、杆件的轴力仅与杆件所受的外力有关,而与杆件的截面形状、材料无关。
()3、纯弯曲梁横截面上任一点,既有正应力也有剪应力。
()4、压杆通常在强度破坏之前便丧失稳定。
()5、长为3m 的圆轴在扭矩作用下产生变形为50,则其不满足2 0/m的刚度要求。
——————————————工程力学习题——————————————第一章绪论思考题1) 现代力学有哪些重要的特征?2)力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类?试举例说明.3)工程静力学的基本研究内容和主线是什么?4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章刚体静力学基本概念与理论习题2—1 求图中作用在托架上的合力F R.习题2-1图2-2 已知F 1=7kN,F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
2-3 求图中汇交力系的合力F R 。
2-4 求图中力F 2的大小和其方向角α。
使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。
b)合力为零.2习题2-2图(b)F 1F 1F 2习题2-3图(a )F 1习题2-4图2—5 二力作用如图,F 1=500N 。
为提起木桩,欲使垂直向上的合力为F R =750N,且F 2力尽量小,试求力F 2的大小和α角。
2-6 画出图中各物体的受力图。
F 12习题2-5图(b)(a)(c)(d)AC2-7 画出图中各物体的受力图。
(f)(g) 习题2-6图(b)(a )D2—8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
(d)习题2-7图习题2-8图 P(d)(c)(a ) A2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
习题2-9图( a )1F 3 ( b )F 3F 2( c) 1F /m( d )F 32—10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
2-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷,q 1=400N/m ,q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零,求尺寸a 、b 的大小。
( a )q1=600N/m2( b )q ( c )习题2-10图B习题2-11图第三章静力平衡问题习题3—1 图示液压夹紧装置中,油缸活塞直径D=120mm,压力p=6N/mm2,若α=30︒, 求工件D所受到的夹紧力F D。
习题3-1图3-2 图中为利用绳索拔桩的简易方法.若施加力F=300N,α=0。
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1-1 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 )1 / 85(d)(e)(f)(g)1-2 试画出图示各题中AC杆(带销钉)和BC杆的受力图85(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)3 /(b)(c)(d)5 /85(e)(f)7 /85(g )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,撑杆及水平梁的夹角为30 0。
如忽略撑杆及梁的重量,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。
9 /85题2-2图∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC 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 。
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。
题2-3图以AC 段电线为研究对象,三力汇交NF N F F F FF F F C A GA yC A x 200020110/1tan sin ,0,cos ,0=======∑∑解得:ααα2-4图示为一拔桩装置。
4-19 起重构架如题4-19图所示,尺寸单位为mm 。
滑轮直径d=200mm ,钢丝绳的倾斜部分平行于杆BE 。
吊起的载荷W=10 kN ,其它重量不计,求固定铰链支座A 、B 的约束力。
解:(1) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);(2) 选坐标系Bxy ,列出平衡方程;()0: 6001200020 kNBAx Ax MF F W F =⨯-⨯==∑0: 020 kNxAx Bx Bx FF F F =-+==∑0: 0yAy By FF F W =-+-=∑(3) 研究ACD 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);ABW600CDE800300A BW 600CDE800300F B yF BxF A yF AxWxy(4) 选D 点为矩心,列出平衡方程;()0: 80010001.25 kNDAy C Ay MF F F F =⨯-⨯==∑(5) 将FAy 代入到前面的平衡方程;11.25 kN By Ay F F W =+=约束力的方向如图所示。
4-20 AB 、AC 、DE 三杆连接如题4-20图所示。
DE 杆上有一插销F 套在AC 杆的导槽内。
求在水平杆DE 的E 端有一铅垂力F作用时,AB 杆上所受的力。
设AD=DB ,DF=FE ,BC=DE ,所有杆重均不计。
解:(1) 整体受力分析,根据三力平衡汇交定理,可知B 点的约束力一定沿着BC 方向;ABCDEFF45oA C DF A yF Ax F D yF DxF C(2) 研究DFE 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);(3) 分别选F 点和B 点为矩心,列出平衡方程;()0: 0FDy Dy M F F EF F DE F F=-⨯+⨯==∑ ()0: 02BDx Dx MF F ED F DB F F=-⨯+⨯==∑(4) 研究ADB 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);(5) 选坐标系Axy ,列出平衡方程;'()0: 0ADx B B MF F AD F AB F F=⨯-⨯==∑DEFF D y F Dx45oBF FABD F ’D y F ’Dx F A yF AxF Bxy'0: 0xAx B Dx Ax FF F F F F=--+==∑'0: 0yAy Dy Ay FF F F F=-+==∑约束力的方向如图所示。
5-4 一重量W=1000 N 的匀质薄板用止推轴承A 、径向轴承B 和绳索CE 支持在水平面上,可以绕水平轴AB 转动,今在板上作用一力偶,其力偶矩为M ,并设薄板平衡。
已知a=3 m ,b=4 m ,h=5 m ,M=2000 N m ,试求绳子的拉力和轴承A 、B 约束力。
解:(1) 研究匀质薄板,受力分析,画出受力图(空间任意力系);AB CDE MxyzabhA BC DEM xyzabh F A yF AxF AzF BzF B yF CW(2) 选坐标系Axyz ,列出平衡方程;()0: 40500 NzByBy M F M FF =-⨯==∑2()0: 022707 Nx CC a M F W F a F =-⨯+⨯==∑ 2()0: 022y Bz CBz b M F F b W F b F =-⨯-⨯-⨯==∑ 20: 02500 NzBz Az C Az FF F W F F =+-+⨯==∑ 240: 025400 Nx Ax C Ax F F F F =-⨯⨯==∑ 230: 025800 Ny By Ay C Ay F F F F F =-+-⨯⨯==∑ 约束力的方向如图所示。
5-5 作用于半径为120 mm 的齿轮上的啮合力F 推动皮带绕水平轴AB 作匀速转动。
已知皮带紧边拉力为200 N ,松边拉力为100 N ,尺寸如题5-5图所示。
试求力F 的大小以及轴承A 、B 的约束力。
(尺寸单位mm)。
ABCDF100100150160 200N100N20o解: (1) 研究整体,受力分析,画出受力图(空间任意力系);(2) 选坐标系Axyz ,列出平衡方程;()()0: cos2012020010080070.9 NozM F F F =-⨯+-⨯==∑ ()()0: sin 201002001002503500207 No xBy By MF F F F =-⨯++⨯-⨯==∑()0: cos20100350019 No yBx Bx MF F F F =-⨯+⨯==∑0: cos200 47.6 Nox AxBx Ax F F F F F =-+-==∑()0: sin 20100200068.8 No yAy By Ay FF F F F =---++==∑ABC DF100100 150160 200N100N20oF A y F AxF B y F Bxxyz约束力的方向如图所示。
5-6 某传动轴以A 、B 两轴承支承,圆柱直齿轮的节圆直径d=17.3 cm ,压力角α=20o 。
在法兰盘上作用一力偶矩M=1030 N ⋅m 的力偶,如轮轴自重和摩擦不计,求传动轴匀速转动时的啮合力F 及A 、B 轴承的约束力(图中尺寸单位为cm)。
解: (1) 研究整体,受力分析,画出受力图(空间任意力系);(2) 选坐标系Axyz ,列出平衡方程;ABCD11.220o22xy zdFE Mzx M E 20oFABCD 11.220o22xyz dFE Mz x M E 20oFF B z F Ax F A zF Bx F A z F B z F AxF Bx()0: cos200212.67 kNo y dM F F M F =⨯-==∑ ()0: sin 202233.20 2.87 kNoxBz Bz MF F F F =⨯-⨯==∑ ()0: cos202233.207.89 kNozBx Bx M F F F F =⨯-⨯==∑0: cos2004.02 kNo xAx Bx Ax F F F F F =-+==∑ 0: sin 2001.46 kNo zAz Bz Az FF F F F =-+-==∑约束力的方向如图所示。
6-9 已知物体重W=100 N ,斜面倾角为30o(题6-9图a ,tan30o=0.577),物块与斜面间摩擦因数为fs=0.38,f ’s=0.37,求物块与斜面间的摩擦力?并问物体在斜面上是静止、下滑还是上滑?如果使物块沿斜面向上运动,求施加于物块并与斜面平行的力F 至少应为多大?解:(1) 确定摩擦角,并和主动力合力作用线与接触面法向夹角相比较;0.38300.57720.8o f s of tg f tg tg ϕαϕα====∴=(2) 判断物体的状态,求摩擦力:物体下滑,物体与斜面的动滑动摩擦力为''cos 32 N s F f W α=⨯=(3) 物体有向上滑动趋势,且静滑动摩擦力达到最大时,全约束力与接触面法向夹角等于摩擦角;Wα α ϕfW (a)αW (b)αF(4) 画封闭的力三角形,求力F ;()()()()sin sin 90sin 82.9 Nsin 90o f f f of W FF W αϕϕαϕϕ=+-+==-6-10 重500 N 的物体A 置于重400 N 的物体B 上,B 又置于水平面C 上如题图所示。
已知fAB=0.3,fBC=0.2,今在A 上作用一与水平面成30o 的力F 。
问当F 力逐渐加大时,是A 先动呢?还是A 、B 一起滑动?如果B 物体重为200 N ,情况又如何?解:(1) 确定A 、B 和B 、C 间的摩擦角:12arctg 16.7arctg 11.3o f AB of BC f f ϕϕ====(2) 当A 、B 间的静滑动摩擦力达到最大时,画物体A 的受力图和封闭力三角形;Wα FαϕfF RWFF Rα+ϕfα F30oA BC()()111111sin sin 1809030sin 209 Nsin 60Ao o o f f f A of F W F W ϕϕϕϕ=---∴=⨯=-(3) 当B 、C 间的静滑动摩擦力达到最大时,画物体A 与B 的受力图和封闭力三角形;()()222222sin sin 1809030sin 234 Nsin 60A Bo o o f f f A B o f F W F W ϕϕϕϕ++=---∴=⨯=-(4) 比较F1和F2;12F F物体A 先滑动;F 130oA F R 1W Aϕf 1W AF R 1F 1 30oϕf 1F 230oAB C W A+BF R 2ϕf 230oW A+BF R 2ϕf 2F 2(4) 如果WB=200 N ,则WA+B=700 N ,再求F2;()22212sin 183 Nsin 60f A B of F W F F ϕϕ+=⨯=-物体A 和B 一起滑动;6-11 均质梯长为l ,重为P ,B 端靠在光滑铅直墙上,如图所示,已知梯与地面的静摩擦因数fsA ,求平衡时θ=?解:(1) 研究AB 杆,当A 点静滑动摩擦力达到最大时,画受力图(A 点约束力用全约束力表示);由三力平衡汇交定理可知,P 、FB 、FR 三力汇交在D 点; (2) 找出θmin 和ϕ f 的几何关系;PABC θlP A B C θminlDϕfϕfF RF Bmin min minmin sin tan cos 211tan 2tan 21arctan2f f sAsAll f f θϕθθϕθ⨯=⨯==∴= (3) 得出θ角的范围;190arctan2o sAf θ≥≥。