工程力学(静力学部分)
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⼯程⼒学考试试题1《⼯程⼒学》考试试题1静⼒学部分⼀、基本概念(名词)1、约束和约束(反)⼒2、⼒的平移定理和⼒的可传性原理3、⼒偶4、合⼒矩定理⼆、填空1、静⼒学五⼤公理1〉、_____________2〉、__________________3〉、刚化公理4〉、__________________5〉、__________________________。
2、物体受到的⼒包括______和__________两类。
3、⼒偶的三要素是指___________,__________和______________。
4、约束反⼒总是在约束与______的接触处,其⽅向与约束反限制的___________相反。
5、常见的约束可归纳为如下四种基本类型:1〉、___________2〉、光滑接触⾯约束;3〉、______________4〉、_______________。
光滑⾯约束的约束反⼒的⽅向为过接触点处的_______,指向物体的_______。
6、平⾯⼀般⼒系向平⾯内⼀点简化为⼀个⼒R’和⼀个⼒偶M。
,这个⼒称原⼒系的_____,这个⼒偶称为原⼒系对简化中点O 的_______。
平⾯⼀般⼒系平衡的充要条件为_____________________________。
7、写出平⾯汇交⼒系平衡⽅程:_______________________________.平⾯⼒偶系的平平衡⽅程:_____________________________ 8、如果所研究的平衡问题的未知量的数⽬________对应平衡⽅程数⽬,则所有未知量可由_____________全部求出,这类问题称_____问题。
9、由若⼲个物体通过约束按⼀定⽅式边接⽽成的系统称为________。
10、单位长度上所受的⼒称分布⼒在该处的________。
三、判断下列哪些为静定和静不定问题1〉、2〉、3〉、4〉、四、作为物体的受⼒分析1、画出如图所⽰三铰拱整体和两半拱的受⼒图2、画出下图中球的受⼒图3作梁AB的受⼒图4、如图⽰组合梁,分析副梁CB、主梁AC的受⼒,画受⼒图。
工程力学中的静力学摘要:工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域,是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科,工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中,是解决工程实际问题的重要基础。
其最基础的部分包括“静力学”和“材料力学”。
静力学是力学的一个分支,它主要研究物体在力的作用下处于平衡的规律,以及如何建立各种力系的平衡条件。
平衡是物体机械运动的特殊形式,严格地说,物体相对于惯性参照系处于静止或作匀速直线运动的状态,即加速度为零的状态都称为平衡。
对于一般工程问题,平衡状态是以地球为参照系确定的。
静力学还研究力系的简化和物体受力分析的基本方法。
关键词:工程力学;静力学;平衡正文静力学(statics)是理论力学的一个分支,是研究刚体在力系作用下的平衡规律,同时也研究力的一般性质及其合成法则。
刚体是静力学的研究对象,是人们将各种各样的实际物体抽象化为便于计算的理想模型。
力是物体间的相互作用,作用在同一物体上的一群力,称为力系。
力系按作用线分布情况的不同可分为下列几种:当所有力的作用线在同一平面内时,称为平面力系;否则称为空间力系。
当所有力的作用线汇交于同一点时,称为汇交力系;而所有力的作用线都相互平行时,称为平行力系;否则称为一般力系。
平衡是指质点系相对于惯性参考系(见参考系)保持静止或匀速直线运动的状态。
如桥梁、机床的床身、作匀速直线飞行的飞机等等,都处于平衡状态。
平衡是物体运动的一种特殊形式。
静力学主要研究物体(刚体模型)的受力和平衡规律,主要包括三方面内容:1)物体的受力分析(基础重点与难点)2)力系的简化3)刚体的平衡条件。
静力学一词是P.伐里农1725年引入的。
按照研究方法,静力学可分为分析静力学和几何静力学。
分析静力学研究任意质点系的平衡问题,给出质点系平衡的充分必要条件(见虚功原理)。
几何静力学主要研究刚体的平衡规律,得出刚体平衡的充分必要条件,又称刚体静力学。
工程力学知识点总结
静力学:静力学部分主要研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件,同时也研究物体受力的分析方法以及力系的简化的方法等。
例如,二力平衡公理指出,作用在刚体上的两个力使刚体处于平衡的充分必要条件是这两个力等值、反向、共线。
加减平衡力系公理表明,在任意力系中加上或减去一个平衡力系,并不改变原力系对刚体的效应。
此外,还有平行四边形法则等。
材料力学:材料力学部分研究构件在外力作用下的变形与破坏(或失效)的规律,为合理设计构件提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。
例如,构件应具备足够的强度、刚度和稳定性,以保证在规定的使用条件下不发生意外断裂、显著塑性变形、过大变形或失稳。
工程力学的研究方法主要包括理论方法和试验方法。
在对事物观察和实验的基础上,经过抽象化建立力学模型,形成概念。
例如,在研究物体受外力作用而平衡时,可以采用刚体模型;但要分析物体内部的受力状态,必须考虑到物体的变形,建立弹性体的模型。
总的来说,工程力学涵盖了原有理论力学(静力学部分)和材料力学两门课程的主要经典内容,不仅与力学密切相关,而且紧密联系于广泛的工程实际。
如需更详细的知识点总结,建议查阅力学相关书籍或咨询力学专业人士。
工程力学(静力学部分)(静力学)班级学号姓名静力学公理和物体的受力分析一、是非题1、在理论力学中只研究力的外效应。
()2、在平面任意力系中,若其力多边形自行闭合,则力系平衡。
()3、约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。
()4、共面三力若平衡,则该三力必汇交于一点。
()5、当刚体受三个不平行的力作用时,只要这三个力的作用线汇交于同一点,则该刚体一定处于平衡状态。
()二、选择题1、在下述原理,法则、定理中,只适用于刚体的有_______________。
①二力平衡原理;②力的平行四边形法则;③加减平衡力系原理;④力的可传性原理;⑤作用与反作用定理。
2、三力平衡汇交定理所给的条件是_______________。
①汇交力系平衡的充要条件;②平面汇交力系平衡的充要条件;③不平行的三个力平衡的必要条件。
3、人拉车前进时,人拉车的力_______车拉人的力。
①大于;②等于;③远大于。
三、填空题1、作用在刚体上的两个力等效的条件是:___________________________。
2、二力平衡和作用反作用定律中的两个力,都是等值、反向、共线的,所不同的是:______。
3、书P24,1-8题4、画出下列各图中A、B两处反力的方向(包括方位和指向)。
5、在平面约束中,由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有____,方向不能确定的约束有各写出两种约束)。
平面汇交力系与平面力偶系一、是非题1、只要两个力大小相等、方向相反,该两力就组成一力偶。
()2、用解析法求平面汇交力系的合力时,若选用不同的直角坐标系,则所求得的合力不同()3、力偶只能使刚体转动,而不能使刚体移动。
()4、两个力的合力的大小一定大于它的任意一个分力的大小。
()二、选择题1、将大小为100N的力F沿着某、y方向分解,若F在某轴上的投影为86.6N,而沿某方向的分力的大小115.47N,则F在y轴上的投影为①0;②50N;③70.7N;④86.6N;⑤10N。
工程力学——静力学部分习题 第一章 静力学公理与物体的受力分析一、判断题1.力是滑动矢量,可沿作用线移动。
( ) 2.凡矢量都可用平行四边形法则合成。
( ) 3.凡是在二力作用下的约束成为二力构件。
( ) 4.两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
( ) 5.凡是合力都比分力大。
( ) 6.刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件,而非充分条件。
( ) 7.若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点,则该刚体必处于平衡状态。
( ) 二、填空题1.作用力与反作用力大小 ,方向 ,作用在 。
2.作用在同一刚体上的两个力使刚体平衡的充要条件是这两个力 , , 。
3.在力的平行四边形中,合力位于 。
三、选择题1.在下述公理、法则、定理中,只适用于刚体的有( )。
A .二力平衡公理B 力的平行四边形法则C .加减平衡力系原理D 力的可传性E 作用与反作用定律2.图示受力分析中,G 是地球对物体A 的引力,T 是绳子受到的拉力,则作用力与反作用力指的是( )。
A T ′与GB T 与GC G 与G ′D T ′与G ′3.作用在一个刚体上的两个力F A 、F B ,若满足F A =-F B 的条件,则该二力可能是( )。
A 作用力与反作用力或一对平衡力 B 一对平衡力或一个力偶 C 一对平衡力或一个力或一个力偶 D 作用力与反作用力或一个力偶 四、作图题1.试画出下列各物体的受力图。
各接触处都是光滑的。
(a ) (b)2. 试画出图示系统中系统及各构件的受力图。
假设各接触处都是光滑的,图中未画出重力的构件其自重均不考虑。
(c )ABPo30(d )(f )(e )(a )A BP 2P 1(b)第二章 平面汇交力系与平面力偶系一、判断题1. 两个力F 1、F 2在同一轴上的投影相等,则这两个力大小一定相等。
( )2. 两个力F 1、F 2大小相等,则它们在同一轴上的投影大小相同。
( )3. 力在某投影轴方向的分力总是与该力在该轴上的投影大小相同。
工程力学——静力学部分习题 第一章 静力学公理与物体的受力分析一、判断题1.力是滑动矢量,可沿作用线移动。
( ) 2.凡矢量都可用平行四边形法则合成。
( ) 3.凡是在二力作用下的约束成为二力构件。
( ) 4.两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
( ) 5.凡是合力都比分力大。
( ) 6.刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件,而非充分条件。
( ) 7.若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点,则该刚体必处于平衡状态。
( ) 二、填空题1.作用力与反作用力大小 ,方向 ,作用在 。
2.作用在同一刚体上的两个力使刚体平衡的充要条件是这两个力 , , 。
3.在力的平行四边形中,合力位于 。
三、选择题1.在下述公理、法则、定理中,只适用于刚体的有( )。
A .二力平衡公理B 力的平行四边形法则C .加减平衡力系原理D 力的可传性E 作用与反作用定律2.图示受力分析中,G 是地球对物体A 的引力,T 是绳子受到的拉力,则作用力与反作用力指的是( )。
A T ′与GB T 与GC G 与G ′D T ′与G ′3.作用在一个刚体上的两个力F A 、F B ,若满足F A =-F B 的条件,则该二力可能是( )。
A 作用力与反作用力或一对平衡力 B 一对平衡力或一个力偶 C 一对平衡力或一个力或一个力偶 D 作用力与反作用力或一个力偶 四、作图题1.试画出下列各物体的受力图。
各接触处都是光滑的。
(a ) (b)2. 试画出图示系统中系统及各构件的受力图。
假设各接触处都是光滑的,图中未画出重力的构件其自重均不考虑。
(c )ABPo30(d )(f )(e )(a )A BP 2P 1(b)第二章 平面汇交力系与平面力偶系一、判断题1. 两个力F 1、F 2在同一轴上的投影相等,则这两个力大小一定相等。
( )2. 两个力F 1、F 2大小相等,则它们在同一轴上的投影大小相同。
( )3. 力在某投影轴方向的分力总是与该力在该轴上的投影大小相同。
工程力学静力学总结工程力学静力学是物理学的一个重要分支,主要研究物体在力的作用下的平衡和稳定性能。
静力学研究的内容包括力的分析、力的平衡、以及物体在力的作用下的变形和位移等。
下面是对工程力学静力学的总结。
1.基本概念静力学的基本概念包括力、力的方向、力的作用点、力的大小和方向、力的平行四边形法则等。
这些概念是理解静力学的基础。
2.静力学公理静力学中有几个公理是用来描述力的基本性质和关系的,包括力的平行四边形法则、等效替代法则、作用与反作用法则等。
这些公理是静力学的基础,也是工程实践中常用的基本原理。
3.力的分类和计算在静力学中,力可以根据不同的标准进行分类,例如根据力的作用效果可以分为拉力、压力、支持力、摩擦力等,根据力的方向可以分为水平力、垂直力、斜向力等。
同时,力的大小和方向也需要通过一定的方式进行计算和测量。
4.力的平衡在静力学中,如果一个物体受到多个力的作用,那么这些力需要满足一定的平衡条件才能使物体保持静止状态或匀速直线运动状态。
力的平衡条件可以通过一定的计算和测量得出,包括合力大小、合力方向等。
5.物体变形和位移在静力学中,物体在受到力的作用后会发生变形和位移,这些变化的大小和方向也需要进行计算和测量。
同时,物体的刚度和稳定性也是需要考虑的因素,这些因素会影响到工程实践中的安全性和可靠性。
6.重心和稳定性重心是物体所受重力作用线的交点,对物体的稳定性有着重要影响。
重心位置可以通过一定的计算得出,而在工程实践中,需要采取一定的措施来提高物体的稳定性和安全性,例如增加支撑面、降低重心等。
7.弹性力学弹性力学是静力学中的一个重要分支,主要研究物体在力的作用下产生的变形以及物体内部应力和应变的关系。
弹性力学的研究方法包括实验、理论分析和数值模拟等,其在工程中的应用广泛,如材料科学、结构工程等领域。
8.静力学的应用静力学在工程实践中有着广泛的应用,例如建筑结构分析、桥梁设计、机械设计等。
在应用过程中,需要根据实际情况进行合理的简化和分析,以便得到符合实际的结果。
工程力学作业(静力学)班级学号姓名静力学公理和物体的受力分析一、是非题1、在理论力学中只研究力的外效应。
()2、在平面任意力系中,若其力多边形自行闭合,则力系平衡。
()3、约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。
()4、共面三力若平衡,则该三力必汇交于一点。
()5、当刚体受三个不平行的力作用时,只要这三个力的作用线汇交于同一点,则该刚体一定处于平衡状态。
()二、选择题1、在下述原理,法则、定理中,只适用于刚体的有_______________。
①二力平衡原理;②力的平行四边形法则;③加减平衡力系原理;④力的可传性原理;⑤作用与反作用定理。
2、三力平衡汇交定理所给的条件是_______________。
①汇交力系平衡的充要条件;②平面汇交力系平衡的充要条件;③不平行的三个力平衡的必要条件。
3、人拉车前进时,人拉车的力_______车拉人的力。
①大于;②等于;③远大于。
三、填空题1、作用在刚体上的两个力等效的条件是:___________________________。
2、二力平衡和作用反作用定律中的两个力,都是等值、反向、共线的,所不同的是:____________________________________________ ______。
3、书P24,1-8题4、画出下列各图中A、B两处反力的方向(包括方位和指向)。
5、在平面约束中,由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有____________________________________ ____,方向不能确定的约束有______________________________________ ___ (各写出两种约束)。
平面汇交力系与平面力偶系一、是非题1、只要两个力大小相等、方向相反,该两力就组成一力偶。
()2、用解析法求平面汇交力系的合力时,若选用不同的直角坐标系,则所求得的合力不同。
( )3、力偶只能使刚体转动,而不能使刚体移动。
()4、两个力的合力的大小一定大于它的任意一个分力的大小。
()二、选择题1、将大小为100N的力F沿着x、y方向分解,若F在x轴上的投影为86.6N,而沿x方向的分力的大小115.47N,则F在y轴上的投影为。
①0;②50 N;③70.7 N;④86.6 N;⑤10 N。
2、杆AF、BF、CD、EF相互铰接、并支承如图所示。
今在AF杆上作用一力偶(P、P′),若不计各杆自重,则A支座处约束力的作用线。
①过A点平行力P;②过A点平行BG连线;③沿AG直线;④沿AH直线。
FO x y3、在图示机构中,如果将作用于构件AC上的力偶M搬移到构件BC上,则A、B、C三处约束力的大小。
①都不变;②A、B处约束力不变,C③都改变;④A4、三力平衡定理是。
①共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点;②共面三力若平衡,必汇交于一点;③三力汇交于一点,则这三个力必互相平衡。
5、已知F1、F2、F3、F4为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢关系如图所示为平行四边形,由此可知。
①力系可合成为一个力偶;②力系可合成一个力;③力系简化为一个力和一个力偶;④力系的合力为零,力系平衡。
三、填空题1、汇交力系平衡的必要与充分条件是平衡的几何条件是平衡的解析条件是F1F2F3F42、不计重量的直杆AB与折杆CD在B处用光滑铰链连接如图。
若结构受力P作用,则支座C处约束力的大小为,方向为。
3、图示一等边三角形,边长为a,沿三边分别作用有力F1、F2和F3,且F1=F2= F3=F,则该力系的简化结果是,大小为,方向或转向为。
4、图示结构受力偶矩为M=300 kN·m的力偶作用。
若a=1m,各杆自重不计,则固定铰支座D的约束力的大小为,方向。
25、两直角刚杆ACD、BE C在C处铰接,并支承如图。
若各杆重不计,试分别画出图示二种受力情况下,A、B 支座约束反力的方向(方位和指向)。
四、计算题小轮A 、B 的质量分别为m A 、m B ,用一长度为L重量不计的杆与轮相连,并且置于图示的光滑斜面上。
若系统处于平衡状态。
试求出以角度α、β表示的二轮质量比m A / m B 。
DD五、计算题试求图示构件的支座约束力。
(a )已知:P ,R ;;(b )已知:M ,a(c )求图示构件的支座约束力,已知:q A 、q B 、a 。
六、计算题图示平面力系由力,力偶,分布荷载组成,已知:q 0= 24 N / m ,P = 72 N , M =756N·m ,a=2m ,b=3m ,试求该力系合成结果。
P AB R R(a)D C M B 2M A 2a a(b) 3a B A q Bq A (c)平面任意力系一、是非题1、平面力系向某点简化之主矢为零,主矩不为零。
则该力系可简化为一合力偶,且该力系向任一点简化之主矩与简化中心的位置无关。
()2、某一平面力系,向A、B两点简化的结果有可能相同,而且主矢和主矩都不为零。
()3、某平面力系,如果对该平面内任意点的主矩等于零,用该平面力系不可能合成为一个力偶。
()4、在某平面力系作用面内任取两点A、B,如该力系对这两点的主矩都为零,则该力系不可能合成为一个力。
()二、选择题1、于作用在Ox y平面内的平面平衡力系,①∑M A= 0,∑M B= 0,∑M C= 0;②∑M A= 0,∑M O= 0,∑F x= 0;③∑M A= 0,∑M B=0,∑M O= 0;④∑F x= 0,∑F y= 0,∑F AB= 0。
2、在图示系统中,绳D E能承受的最大拉力为10 kN,杆重不计。
则力P的最大值为。
①5 kN;②10 kN;③15 kN;④20 kN。
3、均质杆AB 重P ,用铅垂绳CD 吊在天花板 上,A 、B 两端分别靠在光滑的铅垂面上,则 A 、B 两端反力的大小是____。
① A 点反力大于B 点反力; ② B 点反力大于A 点反力; ③ A 、B 两点反力相等。
4、图示结构中,静定结构有 ,静不定结构有 。
① (a)系统; ② (b)系统; ③ (c)系统; ④ (d)系统。
5、图示各杆用光滑铰链连接成一菱形结构,各杆重不计,在铰链A 、B 处分别作用力F 1和F 2,且F 1=F 2=F ,则杆5内力的大小是 。
① 0; ② F / 3; ③ 3/F ; ④ F 。
三、填空题1、图示结构受集中力P 作用,各杆自重 不计。
则杆①的内力为 (须注明拉、压)。
(写出计算过程)2、图示结构中,两直角曲杆ACE 和BCD 在C 处饺接。
受矩为M 的平面力偶作用, 若不计各杆重量,则E 铰对DE 杆的铅直方向约束力的大小为 ,水平方向 约束力的大小为 。
(须写出计算过程).3、图示珩架中,杆①的内力为 , 杆②的内力为 。
(须写出计算过程)B四、计算题图示平面力系已知:T1=8 kN,T2=3 kN,M=10 kN·m,R=2m,θ=120°。
试求:(1)力系向O点简化结果;(2)力系的最后简化结果,并示于图上。
五、计算题梁的跨度L= 6m,θ=30°,q= 2kN/m,M=2 kN·m。
若不计梁的自重,试求A、B支座的约束力。
六、计算题图示结构由丁字梁与直梁铰接而成,自重不计。
已知:P=2kN,q=0.5kN/m,M=5 kN·m,L=2 m。
试求支座C及固定端A的约束力。
八、计算题图示曲柄摇杆机构,在摇杆的B端作用一水平阻力R,己知:OC=r,AB=L,各部分自重及摩擦均忽略不计,欲使机构在图示位置(OC水平)保持平衡,试求在曲柄OC上所施加的力偶的的力偶矩M,并求支座O、A的约束力。
摩擦一、是非题1、重W 的物体自由地放在倾角为α的斜面上,若物体与斜面的摩擦角ψm >α,则该物体在斜面上静止不动。
( )2、静滑动摩擦系数的正切值等于摩擦角。
( )3、重W 的物快自由地放在倾角为α的斜面上,若物块与斜面的摩擦角ψm <α,则该物块将滑动。
( )4、自锁现象是指所有主动力的合力指向接触面,且其作用线位于摩擦锥之内,不论合力多大,物体总能平衡的一种现象。
( ) 二、选择题1、一重W 的物体置于倾角为α的斜面上,若摩擦系数为f ,且tg α<f ,则物体 , 若增加物体重量,则物体 ;若减轻物体重量,则物体 。
① 静止不动; ② 向下滑动;③ 运动与否取决于平衡条件。
2、当左右两木板所受的压力均为F时,物体A夹在木板中间静止不动。
若两端木板所受压力各位2F,则物体A所受到摩擦力为 。
① 和原来相等; ② 是原来的两倍; ③ 是原来的四倍。
3、图示系统仅在直杆OA与小车接触的A点处存在摩擦,在保持系统平衡的前提下,逐步增加拉力T,则在此过程中,A处的法向约束力将 。
① 越来越大; ② 越来越小;③ 保持不变; ④ 不能确定。
4、重W 的物体自由地放在倾角为α的倾角上,物体与斜面的摩擦角为ψm ,若 ψm <α,则物体 。
① 静止; ② 滑动;③ 当W很小时能静止; ④ 处于临界状态。
三、填空题1、若矿砂与料斗之间的摩擦系数f=0.7,欲使料斗正常工作,则倾角α应大于 。
2、物块重W =50 N ,与接触面间的摩擦角ψm =30°,受水平力Q 作用,当Q = 50 N 时物块处于 (只要回答处于静止或滑动)状态。
当Q = N 时,物块处于临界状态。
ααWQ3、置于铅垂面的均质正方形薄板重Q=100 kN,与地面间的摩擦系数f=0.5,欲使薄板静止不动,则作用在A点的力T的最大值应为。
四、计算题重Q的物块放在倾角θ大于摩擦角φm的斜面上,在物块上另加一水平力P,已知:Q =500N,P =300N,f=0.4,θ=30°。
试求摩擦力的大小。
五、计算题曲柄连杆机构在图示位置平衡。
已知:滑块重P,与斜面间的摩擦系数为f,OA= r,且OA⊥AB,各杆重不计。
.试求作用于曲柄OA上的力偶距M。
A六、计算题杆BC重G,一端靠在墙上,另一端放在水平悬臂梁AC上,已知;G=2 kN,a=2m,b=0.3m,α=30°,f B=f C=0.2。
试求使系统处于静止状态,加在杆上的最大作用力P max及与P max值相应的A、B、C处约束反力。
静力学综合题一、是非题1、作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。
( )2、汇交于一点的三个力,只要其中的两个力在一条直线上,则第三个力必然为零。
( )3、力矩与力偶矩的单位相同,常用的单位为牛·米,千牛·米等。
( )4、一空间力系向某点简化后,得主矢F R ’、主矩M O ,若F R ’与M O 平行,则此力系可进一步简化为一合力。
( ) 二、选择题1、图示系统只受F 作用而平衡。