理论力学训练题集(终)
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13-1 圆盘的半径r=0.5m,可绕水平轴O 转动。
在绕过圆盘的绳上吊有两物块A,B,质量分别为m A=3 kg ,m B=2 kg。
绳与盘之间无相对滑动。
在圆盘上作用一力偶,力偶矩按的规律变化(M以N·m计,以rad计)。
求到时,力偶M与物块A,B的重力所做的功之总和。
13-2 图示坦克的履带质量为m,两个车轮的质量均为,车轮视为均质盘,半径为R,两车轮轴间距离为.设坦克前进速度为,计算此质点系的动能。
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解:
1.先研究车轮,车轮作平面运动,角速度
;两车轮的动能为
2.再研究坦克履带,AB部分动能为零,CD部分为平动,其速度为2v ;圆弧AD与BC
部分和起来可视为一平面运动圆环,环心速度为v ,角速度为,则履带的动能为
3.此质点系的动能为
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理论力学题库及答案一、理论力学题库(一)选择题1. 在牛顿力学中,物体的运动状态可以用以下哪个物理量来描述?A. 力B. 动量C. 动能D. 动能定理2. 以下哪个物理量是守恒量?A. 动量B. 动能C. 力D. 功3. 一个物体做直线运动,以下哪个条件是物体做匀速直线运动的必要条件?A. 合外力为零B. 合外力恒定C. 速度恒定D. 加速度恒定(二)填空题4. 牛顿第二定律的表达式为______。
5. 动量的定义为______。
6. 功的计算公式为______。
7. 动能定理的表达式为______。
(三)计算题8. 一质量为2kg的物体在水平地面上受到一个水平力F的作用,力F与物体运动方向相同。
已知物体从静止开始运动,经过3秒后速度达到6m/s。
求力F的大小。
9. 一质量为4kg的物体从静止开始沿着光滑的斜面下滑,斜面倾角为30°,求物体下滑3秒后的速度。
10. 一质量为5kg的物体在水平地面上以10m/s的速度运动,遇到一个斜面,斜面倾角为45°,物体沿着斜面上滑,求物体上滑的最大距离。
二、理论力学题库答案(一)选择题答案1. B. 动量2. A. 动量3. A. 合外力为零(二)填空题答案4. F=ma5. 动量 = 质量× 速度6. 功 = 力× 位移× cosθ7. 动能定理:动能的增量 = 外力做的功(三)计算题答案8. 解:根据牛顿第二定律,F=ma,其中a为加速度,m为质量。
由题意知,a=(6m/s - 0m/s) / 3s = 2m/s²。
代入公式,F=2kg × 2m/s² = 4N。
9. 解:根据动能定理,动能的增量 = 外力做的功。
由于物体从静止开始下滑,初始动能为0。
下滑过程中,重力做功,即mgh,其中h为下滑的高度。
由斜面倾角可知,h =lsin30°,其中l为下滑的距离。
因此,mgh = (4kg ×9.8m/s²) × (l × sin30°) = 4kg × 9.8m/s² × (l × 0.5)。
理论⼒学复习题(答案)课程名称:⼯程⼒学B⼀、理论⼒学部分1、平⾯⽀架由三根直杆AC 、BE 、BC 铰接⽽成,其中AC 杆铅直,BE 杆⽔平,各杆⾃重不计,受⼒如图所⽰, BD =DE =CD =DA =a ,A 处为固定端,B 、C 、D 三处为铰接,试求A 处的约束反⼒和BC 杆的内⼒。
解:(1)整体分析00000cos 4500sin 450cos 45sin 450x Ax y Ay AA F F P F F P M m M P a P a =-==-==++-=∑∑∑解得:,,22Ax Ay A F P F P M Pa ===-∑ (2)分析BDE 杆000sin 45sin 450DBC MP a F a =--=∑,解得:BC F P =(拉⼒)2、图中各杆件之间均为铰链连接,杆⾃重不计,B 为插⼊端P=1000N,AE=EB=CE=ED=1m ,求插⼊端B 的约束反⼒,以及AC 杆的内⼒。
解:(1)整体分析0xF =∑,0Bx F = 0yF=∑,1000By F P N ==0BM=∑,11000.B M P N m =?=(2)分析CD 杆0EM =∑,0sin 4511AC F P ?=?1414AC F N ==3、图⽰结构由AB 、CE 与BC 三杆和滑轮E ⽤铰链连接组成,AD =DB =2m ,CD =DE =1.5m ,物体重Q =1200N ,⽤绳索通过滑轮系于墙上,不计杆与滑轮的⾃重和摩擦,试求固定铰链⽀座A 和活动铰链⽀座B 的约束⼒,以及杆BC 所受的⼒。
解:(1)研究整体1200T F P N ==00xAx T FF F =-=∑ 00yAy NB FF F P =+-=∑0(2)4(1.5)0BAy T MP r F F r =----=∑解得:1200Ax F N =,150Ay F N =,1050NB F N = (2)研究杆ADB2sin 220DBC NB Ay MF F F θ=+-=∑解得:1500BC F N =-4、图⽰构架中,各杆重均略去不计,C 为光滑铰链,已知:32/,.q kN m M kN m ==,2L m =。
《理论力学》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院版权所有习题【说明】:本课程《理论力学》(编号为 06015)共有单选题 , 计算题 , 判断题 ,填空题等多种试题类型,其中,本习题集中有[ 判断题 ] 等试题类型未进入。
一、单选题1. 作用在刚体上仅有二力F A、 F B,且 F A F B 0 ,则此刚体________。
⑴、一定平衡⑵、一定不平衡⑶、平衡与否不能判断2. 作用在刚体上仅有二力偶,其力偶矩矢分别为M A、M B,且M A+M B 0 ,则此刚体 ________ 。
⑴、一定平衡⑵、一定不平衡⑶、平衡与否不能判断3. 汇交于 O 点的平面汇交力系,其平衡方程式可表示为二力矩形式。
即m A F i 0 ,m B F i 0 ,但________。
⑴、 A 、 B 两点中有一点与O 点重合⑵、点 O 不在 A 、 B 两点的连线上⑶、点 O 应在 A 、 B 两点的连线上⑷、不存在二力矩形式,X 0, Y 0 是唯一的4. 力F在 x 轴上的投影为 F ,则该力在与x 轴共面的任一轴上的投影________ 。
⑴、一定不等于零⑵、不一定等于零⑶、一定等于零⑷、等于 F________。
5. 若平面一般力系简化的结果与简化中心无关,则该力系的简化结果为⑴、一合力⑵、平衡⑶、一合力偶⑷、一个力偶或平衡6.若平面力系对一点 A 的主矩为零,则此力系________。
⑴、不可能合成一个力⑵、不可能合成一个力偶⑶、一定平衡⑷、可能合成一个力偶,也可能平衡7.已知 F1、 F2、 F3、 F4为作用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,因此可知________。
⑴、力系可合成为一个力偶⑵、力系可合成为一个力⑶、力系简化为一个力和一个力偶⑷、力系的合力为零,力系平衡8. 已知一平衡的平面任意力系F1、 F2F n1,如图,则平衡方程m A 0 ,m B 0 ,Y 0中(AB y ),有________个方程是独立的。
第一 静力学公理和物体的受力分析一、是非判断题1.1.1 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。
( ∨ ) 1.1.2 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。
( × )1.1.3 加减平衡力系公理不但适用于刚体,而且也适用于变形体。
( × ) 1.1.4 力的可传性只适用于刚体,不适用于变形体。
( ∨ ) 1.1.5 两点受力的构件都是二力杆。
( × ) 1.1.6 只要作用于刚体上的三个力汇交于一点,该刚体一定平衡。
( × ) 1.1.7 力的平行四边形法则只适用于刚体。
( × ) 1.1.8 凡矢量都可以应用平行四边形法则合成。
( ∨ ) 1.1.9 只要物体平衡,都能应用加减平衡力系公理。
( × ) 1.1.10 凡是平衡力系,它的作用效果都等于零。
( × ) 1.1.11 合力总是比分力大。
( × ) 1.1.12 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。
( × ) 1.1.13 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。
( ∨ ) 1.1.14 当软绳受两个等值反向的压力时,可以平衡。
( × ) 1.1.15 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。
( ∨ ) 1.1.16 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。
( ∨ )1.1.17 凡是两端用铰链连接的直杆都是二力杆。
( × ) 1.1.18 如图1.1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1.2.1 力对物体的作用效应一般分为 外 效应和 内 效应。
1.2.2 对非自由体的运动所预加的限制条件称为 约束 ;约束力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向 相反 ;约束力由 主动 力引起,且随 主动 力的改变而改变。
可编辑修改精选全文完整版理论力学题库简答题1-1.简述伽利略相对性原理和牛顿运动定律成立的参考系。
答:(1)内容:不能借助任何力学实验来判断参考系是静止的还是在匀速直线运动;(2)相对与惯性系作匀速直线运动的参考系都是惯性参考系;(3)牛顿运动定理只能在惯性系成立。
1-2. 简述有心力的性质. 并证明质点在有心力作用下只能在一个平面内运动.证明:只要证明角动量是一个常矢量即可.性质:(1)力的作用线始终通过一定点;(角动量是一个常矢量或质点始终在垂直于角动量的平面内运动)(2) 角动量守恒,或掠面速度守恒;(3) 有心力是保守力, 或机械能守恒.1-3.什么情况下质心与几何中心、重心重合?质心系有何特性?(1) 密度均匀物体质心与几何中心重合;(2) 重力加速度为常量时物体质心与重心重合;质心系的特性:(1) 质心系中各质点相对于质心的总动量为零;(2) 质心系的惯性力矩为零;(3) 质心系的惯性力做功为零。
1-4.太阳和地球组成的两体系统中,分别以地球、太阳、质心为参照系,简述地球、太阳的运动情况。
答: (1)质心参照系中地球、太阳的运动:地球,太阳相对于质心作椭圆运动。
(2)地球参照系中太阳运动:太阳相对于地球作椭圆运动。
(3)太阳参照系中地球的运动:地球相对于太阳作椭圆运动。
2-1.分别说明质点组动量守恒定律、动量矩守恒定律、机械能守恒定律成立的条件。
2-2.说明 质点组 对某定点,如原点O ,的动量矩守恒定律成立的条件(要求写出分量式)。
质点组对原点O 的动量矩守恒定律成立的条件为:0)(1=⨯=∑=e i n i i F r M ,分量守恒。
即: 对x 轴:0)()(1=-∑=e iy i e iz n i i F z F y ;对y 轴:0)()(1=-∑=e iz i e ixn i i F x F z ; 对z 轴:0)()(1=-∑=e ixi e iy n i i F y F x 。
参考答案 第一章一、1、① 2、③ 3、④ 4、②二、1、 90° 2、等值、反向、共线 3、120°;0 4、略。
第二章一、1、④ 2、② 3、① 4、②、② 5、②、④ 6、①、②7、② 9、② 10、① 11、③、① 12、② 二、1、2P ,向上 2、2P,向上 3、0°,90°4、可以,AB 两点不与汇交点O 共线5、通过B 点的一合力,简化为一力偶6、10 kN ,向左7、L m 3/348、α2cos 1m第三章一、1、② 2、③ 3、③ 4、④ 5、② 二、1、P ,-P ,P ,0,0,0 2、0,am2 3、二矩心连线不垂直投影轴4、0,-P5、为一合力,为一力偶,平衡 三、110=kN 3NB F 110=kN,=100kN,=03Ax Ay A F F M 四、=2Dx F KN ;=0Dy F KN ;=2Fx F KN ;=0Fy F KN 五、N F AX 350=,N F AY 100=,N F DX 850=,N F DY 900= 六、a M F C /=,a M F AX /=,0=AY F ,M M A -=第四章一、1、④ 2、② 3、④ 4、③ 5、④ 二、1、'=R F P ,=-ai+bj A M P P 2、F c b a ba 222++-3、①力偶矩的大小;②力偶作用面的方位;③力偶的转向。
4、力偶5、2,3;1,3;2,3;3,6。
三、主矢:250='RF ,主矢方向:21cos 0cos 21cos ===γβα主矩 MB=2.5Nm ,主矩方向:0cos 0cos 1cos ===γβα四、kN F F kN F O z O y O x 6015===,,;m kN M m kN M m kN M O z O y O x ⋅-=⋅=⋅=502458,,第五章一、1、② 2、①,①,① 3、① 4、③ 5、③ 二、1、2φm 2、F=0,m =3N·cm 3、F =15KN 4、F=P,M=PR 5、翻倒,T=0.6839P 三、θφan /12an t t += 四、系统处于静止状态。
理论力学练习册及答案同济一、静力学基础1. 题目:一个均匀的木杆,长度为2m,重量为50kg,一端固定在墙上,另一端自由。
求木杆的重心位置。
答案:木杆的重心位于其几何中心,即木杆的中点。
由于木杆均匀,其重心距离固定端1m。
2. 题目:一个质量为10kg的物体,受到三个力的作用:F1=20N向右,F2=30N向上,F3=15N向左。
求物体的合力大小和方向。
答案:合力F = F1 + F2 + F3 = (20N, 0) + (0, 30N) + (-15N, 0) = (5N, 30N)。
合力大小F = √(5² + 30²) = √(25 + 900) = √925 ≈30.41N。
合力方向与水平线的夹角θ满足tanθ = 30N / 5N = 6,所以θ ≈ 80.53°。
二、动力学基础1. 题目:一个质量为2kg的物体,从静止开始沿直线运动,加速度为5m/s²。
求物体在第3秒末的速度和位移。
答案:速度v = at = 5m/s² × 3s = 15m/s。
位移s = 0.5at² = 0.5 × 5m/s² × (3s)² = 22.5m。
2. 题目:一个质量为5kg的物体,以20m/s的初速度沿直线运动,受到一个恒定的阻力,大小为10N。
求物体在第5秒末的速度。
答案:加速度a = F/m = -10N / 5kg = -2m/s²。
速度v = v0 + at = 20m/s - 2m/s² × 5s = 0m/s。
三、转动动力学1. 题目:一个半径为0.5m的均匀圆盘,质量为10kg,绕通过其中心的轴旋转。
若圆盘的角加速度为10rad/s²,求圆盘的转动惯量。
答案:转动惯量I = mr² = 10kg × (0.5m)² = 2.5kg·m²。
一、是非题质点作匀速圆周运动时,其动量不变。
(×)质点在常力作用下,一定作匀加速直线运动。
(×)作用在刚体上的三个力互成平衡时,这三力的作用线一定在同一平面内。
(√)司机操纵方向盘驾驶汽车时,有时用双手转动方向盘(施加力偶),有时用单手转动方向盘(施加力),都可以使汽车转弯,因此一个力可以与一个力偶等效。
(×)在考虑两物体接触面之间的滑动摩擦力时,当物体处于平衡的临界状态时,静摩擦力达到最小值。
(×)汽车开动的瞬时,其初速度与初加速度均为零。
(×)如果点的运动方程为x= a+bsin2kt,y= a+bcos2kt,则该点作平面曲线运动。
(×)平面图形的角速度不等于零,则图形上不可能存在两个或两个以上速度为零的点。
(√)平移刚体上各点运动的轨迹都是相同的直线或圆弧。
(×)当质点运动轨迹未知时,不能运用自然形式的质点运动微分方程。
(×)如果质点系所受的力对某点(或某轴)的矩恒为零,则质点系对该点(或轴)的动量矩保持不变,这就是质点系的动量矩守恒定律。
(×)合力的大小不可能大于两个分力大小之和。
(√)力偶各力在其作用平面上任意轴上投影的代数和都等于零。
(√)根据力的可传性推论,如图所示刚体上作用力F水平移动至右边是静力等效的。
(√)骑自行车时,如轮胎内气不足,骑起来就感到费劲,这是由于滚动摩阻较大的原因。
(√)在实际问题中,只存在加速度为零而速度不为零的情况,不存在加速度不为零而速度为零的情况。
(×)一般情况下,根据点的运动方程可求得点的轨迹方程;反之,由点的轨迹方程也可求得点的运动方程。
(×)平面图形上各点的速度矢量相等的条件是平面图形的角速度为零。
(√)速度瞬心的位置是随时间而改变的,它可以在平面图形内,但不可以在平面图形之外。
(×)运动的物体,速度大时所受作用力比速度小时更大。
理论⼒学复习题及答案(哈⼯⼤版)汇总⼀、是⾮题1、⼒有两种作⽤效果,即⼒可以使物体的运动状态发⽣变化,也可以使物体发⽣变形。
(√)2、在理论⼒学中只研究⼒的外效应。
(√)3、两端⽤光滑铰链连接的构件是⼆⼒构件。
(×)4、作⽤在⼀个刚体上的任意两个⼒成平衡的必要与充分条件是:两个⼒的作⽤线相同,⼤⼩相等,⽅向相反。
(√)5、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。
(×)6、三⼒平衡定理指出:三⼒汇交于⼀点,则这三个⼒必然互相平衡。
(×)7、平⾯汇交⼒系平衡时,⼒多边形各⼒应⾸尾相接,但在作图时⼒的顺序可以不同。
(√)8、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。
(×)9、在有摩擦的情况下,全约束⼒与法向约束⼒之间的(应是最⼤)夹⾓称为摩擦⾓。
(×)10、⽤解析法求平⾯汇交⼒系的平衡问题时,所建⽴的坐标系x,y轴⼀定要相互垂直。
(×)11、⼀空间任意⼒系,若各⼒的作⽤线均平⾏于某⼀固定平⾯,则其独⽴的平衡⽅程最多只有3个。
(×)12、静摩擦因数等于摩擦⾓的正切值。
(√)13、⼀个质点只要运动,就⼀定受有⼒的作⽤,⽽且运动的⽅向就是它受⼒⽅向。
(×)14、已知质点的质量和作⽤于质点的⼒,质点的运动规律就完全确定。
(×)15、质点系中各质点都处于静⽌时,质点系的动量为零。
于是可知如果质点系的动量为零,则质点系中各质点必都静⽌。
(×)16、作⽤在⼀个物体上有三个⼒,当这三个⼒的作⽤线汇交于⼀点时,则此⼒系必然平衡。
(×)17、⼒对于⼀点的矩不因⼒沿其作⽤线移动⽽改变。
(√)18、在⾃然坐标系中,如果速度υ= 常数,则加速度α= 0应是切线⽅向加速度为零。
(×)19、设⼀质点的质量为m,其速度与x轴的夹⾓为α,则其动量在x轴上的投影为mvx =mvcos a。
理论力学题库及答案详解一、选择题1. 在经典力学中,牛顿第一定律描述的是:A. 物体在没有外力作用下,将保持静止或匀速直线运动状态B. 物体在受到外力作用时,其加速度与所受合力成正比,与物体质量成反比C. 物体的动量守恒D. 物体的角动量守恒答案:A2. 以下哪一项不是牛顿运动定律的内容?A. 惯性定律B. 力的作用与反作用定律C. 动量守恒定律D. 力的独立作用定律答案:C二、填空题1. 根据牛顿第二定律,物体的加速度 \( a \) 与作用力 \( F \) 和物体质量 \( m \) 的关系是 \( a = \frac{F}{m} \)。
2. 一个物体在水平面上以初速度 \( v_0 \) 滑行,摩擦力 \( f \) 与其质量 \( m \) 和加速度 \( a \) 的关系是 \( f = m \cdot a \)。
三、简答题1. 简述牛顿第三定律的内容及其在实际问题中的应用。
答案:牛顿第三定律,也称为作用与反作用定律,指出作用力和反作用力总是成对出现,大小相等、方向相反,作用在两个不同的物体上。
在实际问题中,如火箭发射时,火箭向下喷射气体产生向上的推力,这是作用力;而气体向下的反作用力则推动火箭向上运动。
2. 解释什么是刚体的转动惯量,并给出计算公式。
答案:刚体的转动惯量是描述刚体绕某一轴旋转时惯性大小的物理量,其计算公式为 \( I = \sum m_i r_i^2 \),其中 \( m_i \) 是刚体各质点的质量,\( r_i \) 是各质点到旋转轴的垂直距离。
四、计算题1. 一个质量为 \( m \) 的物体在水平面上以初速度 \( v_0 \) 滑行,受到一个大小为 \( \mu mg \) 的摩擦力作用,求物体滑行的距离\( s \)。
答案:首先应用牛顿第二定律 \( F = ma \),得到 \( \mu mg = ma \)。
解得加速度 \( a = \mu g \)。
理论力学部分第一章 静力学基础一、是非题1.力有两种作用效果,即力可以使物体的运动状态发生变化,也可以使物体发生变形。
( )2.两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
( )3.作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是:两个力的作用线相同,大小相等,方向相反。
( )4.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。
( )5.三力平衡定理指出:三力汇交于一点,则这三个力必然互相平衡。
( )6.约束反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。
( )二、选择题1.若作用在A 点的两个大小不等的力1F 和2F ,沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为 。
① 1F -2F ;② 2F -1F ;③ 1F +2F ;2.三力平衡定理是 。
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。
3.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。
4.图示系统只受F 作用而平衡。
欲使A 支座约束力的作用线与AB 成30︒角,则斜面的倾角应为________。
① 0︒; ② 30︒;③ 45︒; ④ 60︒。
5.二力A F 、B F 作用在刚体上且0=+B A F F ,则此刚体________。
①一定平衡; ② 一定不平衡;③ 平衡与否不能判断。
三、填空题1.二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。
2.已知力F沿直线AB作用,其中一个分力的作用与AB成30°角,若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小,则此二分力间的夹角为度。
3.作用在刚体上的两个力等效的条件是。
4.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,可以确定约束力方向的约束有,方向不能确定的约束有(各写出两种约束)。
理论力学期末考试试题1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内,载荷如图所示。
其中转矩M=20kN.m,拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。
试求固定端A的约束力。
解:取T型刚架为受力对象,画受力图.1-2 如图所示,飞机机翼上安装一台发动机,作用在机翼OA上的气动力按梯形分布:q=60kN/m,2q=40kN/m,机翼重1p=45kN,发动机1重p=20kN,发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m。
求机翼处于平2衡状态时,机翼根部固定端O所受的力。
解:1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成,不计各杆自重,已知q=10kN/m,F=50kN,M=6kN.m,各尺寸如图。
求固定端A处及支座C的约束力。
1-4 已知:如图所示结构,a, M=Fa, 12F F F ==, 求:A ,D 处约束力.解:1-5、平面桁架受力如图所示。
ABC为等边三角形,且AD=DB。
求杆CD的内力。
1-6、如图所示的平面桁架,A端采用铰链约束,B端采用滚动支座约束,各杆件长度为1m。
在节点E和G上分别作用载荷F=10kN,G F=7EkN。
试计算杆1、2和3的内力。
解:2-1 图示空间力系由6根桁架构成。
在节点A上作用力F,此力在矩形ABDC平面内,且与铅直线成45º角。
ΔEAK=ΔFBM。
等腰三角形EAK,FBM和NDB在顶点A,B和D处均为直角,又EC=CK=FD=DM。
若F=10kN,求各杆的内力。
2-2 杆系由铰链连接,位于正方形的边和对角线上,如图所示。
在节点D沿对角线LD方向作用力F。
在节点C沿CH边铅直向下作用力F。
D如铰链B,L和H是固定的,杆重不计,求各杆的内力。
2-3 重为1P =980 N ,半径为r =100mm 的滚子A 与重为2P =490 N 的板B 由通过定滑轮C 的柔绳相连。
已知板与斜面的静滑动摩擦因数s f =0.1。
滚子A 与板B 间的滚阻系数为δ=0.5mm ,斜面倾角α=30º,柔绳与斜面平行,柔绳与滑轮自重不计,铰链C 为光滑的。
第一章 静力学公理和物体的受力分析一、选择题1、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。
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; ④不平行的三个力平衡的充分条件;3、图示系统只受F作用而平衡。
欲使A支座约束力的作用线与AB成30°角,则斜面的倾角应为﹍﹍﹍﹍。
①0° ②30° ③45° ④60°4、作用在一个刚体上的两个力A F 、B F ,满足A F =-B F的条件,则该二力可能是﹍﹍﹍﹍。
①作用力和反作用或是一对平衡的力; ②一对平衡的力或一个力偶;③一对平衡的力或一个力和一个力偶; ④作用力和反作用力或一个力偶。
二、填空题1、已知力F沿直线AB作用,其中一个分力的作用线与AB成30°角,若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小,则此二分力间的夹角为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍度。
2、作用在刚体上的两个力等效的条件是﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
3、将力F 沿X、Y方向分解,已知F=100N,F在X轴上的投影为N,而沿X方向的分力的大小为N,则F的Y的方向分量与X轴的夹角 为﹍﹍﹍﹍,F在Y轴上的投影为﹍﹍﹍﹍。
4、若不计各物体重量,试分别画出各构杆和结构整体的受力图。
第二章 平面汇交力系和平面力偶系一、选择题1、已知1F 、2F 、3F 、4F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)力系可合成为一个力; (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。
2、汇交于O点的平面汇交力系,其平衡方程式可表示为二力矩形式。
即∑A m (1F)=0,∑B m (1F)=0,但必须﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①A、B两点中有一点与O点重合; ②点O不在A、B两点的连线上;③点O应在A、B两点的连线上;3、由n 个力组成的空间平衡力系,若其中(n -1)个力相交于A点,则另一个力﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①也一定通过A点; ②不一定通过A点; ③一定不通过A点。
4、图示三铰刚架受力F作用,则A支座反力的大小为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍,B支座反力的大小为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①F/2; ②F/2; ③F; ④2F5、两直角刚杆AC、CB支承如图,在铰C处受力P作用,则A、B两处约束反力与X轴正向所成的夹角α、β分别为:α =﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍,β=﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①30°; ②45°;③90°;④135°;6、图示两个作用在三角形板上的平面汇交力系(图(a )汇交于三角形板中心,图(b )汇交于三角形板底边中点)。
如果各力大小均不等于零,则图(a)所示力系﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍, 图(b )所示力系﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①可能平衡; ②一定不平衡;③一定平衡; ④不能确定。
7、图示结构受力P作用,杆重不计,则A支座约束力的大小为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①P/2; ②3P/3; ③P; ④0。
9、杆AF、BE、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支座处反力的作用线﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①过A点平行力P; ②过A点平行B G连线;③沿AG直线; ④沿AH直线。
10、已知杆AB和CD的自重不计,且在C处光滑接触,若作用在AB杆上的力偶的矩为1m ,则欲使系统保持平衡,作用在CD杆上的力偶的矩2m 的转向如图示,其矩值为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①2m =1m ; ②2m =14m ∕3; ③2m =12m 。
11、作用在刚体上仅有二力AF 、BF ,且A F +B F=0,则此刚体﹍﹍﹍﹍;作用在刚体上仅有二力偶,其力偶矩矢分别为AM、BM ,且AM +BM=0,则刚体﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①一定平衡; ②一定不平衡; ③平衡与否不能判断。
12、带有不平行二槽的矩形平板上作用一力偶m 。
今在槽内插入两个固定于地面的销钉,若不计摩擦则﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①平板保持平衡; ②平板不能平衡; ③平衡与否不能判断。
二、填空题(每题5分。
请将简要答案填入划线内。
)1、不计重量的直角杆CDA和T字形杆DBE在D处铰结并支承如图。
若系统受力P作用,则B支座反力的大小为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍,方向为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
2、不计重量的直杆AB与折杆CD在B处用光滑铰链连结如图。
若结构受力P作用,则支座C处反力的大小为﹍﹍﹍﹍﹍﹍,方向为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
3、两直角刚杆ABC、DEF在F处铰接,并支承如图。
若各杆重不计,则当垂直BC边的力P从B点移动到C点的过程中,A处约束力的作用线与AB方向的夹角从﹍度变化到﹍度,D 处约束力的最小值为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍,最大值为﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
4、作用在O点的平面汇交力系的平衡方程是否可表示为:0)=F(MAi,?)=F(MB0i 如果不可以,请说明为什么答:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍, 如果可以,请说明是否有附加条件答:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
5、已知平面汇交力系的汇交点为A,且满足方程∑=0Bm(B为力系平面内的另一点),若此力系不平衡,则可简化为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
已知平面平行力系,诸力与y 轴不垂直,且满足方程∑Y =0,若此力系不平衡,则可简化为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
6、杆AB、BC、CD用铰B、C连结并支承如图,受矩为M=的力偶作用,不计各杆自重,则支座D处反力的大小为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍,方向﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
7、杆AB长L,在其中点C处由曲杆CD支承如图,若AD=AC,不计各杆自重及各处摩擦,且受矩为m的平面力偶作用,则图中A处反力的大小为﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
(力的方向应在图中画出)。
8、自重不计的二杆AB、CD在C处光滑接触。
若作用在Am,为使系统平衡,则作用在CD上的力偶的B上的力偶的矩为1m为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
矩2第三章平面任意力系一、选择题(每题3分。
请将答案的序号填入划线内。
)1、若平面力系对一点A的主矩为零,则此力系﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①不可能合成一个力;②不可能合成一个力偶;③一定平衡;④可能合成一个力偶,也可能平衡。
2、某平面任意力系向O点简化后,得到如图所示的一个力R'和一个力偶矩为OM的力偶,则该力系的最后合成结果是﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①作用在O点的一个合力;②合力偶;③作用在O点左边某点的一个合力;④作用在O点右边某点的一个合力。
3、平面力系向点1简化时,主矢R'=0,主矩1M≠0,如将该力系向另一点2简化,则﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①R'≠0,2M≠0;②R'=0,2M≠1M③R'=0,2M=1M;④R'≠0,2M=1M。
4、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1F和2F,且1F=2F=F,则杆5 内力的大小是﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①0;②F/3;③F/3;④F。
5、在图示系统中,绳DE能承受的最大拉力为10kN,杆重不计。
则力P的最大值为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①5 kN;②10 kN;③15 kN; ④20 kN。
二、填空题(每题5分。
请将简要答案填入划线内。
)1、图示平面桁架、受载荷P作用,则各杆内力的大小分别为:=AC F ﹍﹍﹍;=BC F ﹍﹍﹍;=CD F ﹍﹍;=BD F ﹍﹍﹍;=CE F ﹍﹍﹍﹍;=DE F ﹍﹍﹍﹍。
2、已知力偶矩m 、尺寸a ,求图示平面刚架在两种受力情况下、DB杆的内力。
(a )图中DB杆内力的大小为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍, (b )图中DB杆内力的大小为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
3、平面任意力系平衡方程采用二力矩式的限制条件为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
4、图示桁架中,杆1的内力为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍; 杆2的内力为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
5、分别将三个平面力系向不在一直线上的三点简化,其中A力系对三点的主矩各不相同,B力系对三点的主矩相同,C力系对三点的主矩均等于零。
则该三力系简化的最后结果是:A力系﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍;B力系﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
C力系﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
三、计算题(本题15分)构架如图所示,各杆自重不计。
D、C、E、H皆为铰链。
已知:q=50KN/m,l=1m,M=80KN﹒m。
试求支座B的反力。
四、计算题(本题15分)三杆AB、AC及DEF用铰链连接如图。
已知:AD=BD=0.5m,E端受一力偶作用,其矩M=1 kN﹒m。
试求铰D、F所受的力。
五、计算题(本题15分)图示构架由直角弯杆CKD与直杆AB在C点铰接而成,AB杆上作用三角形分布载荷,在E点用铰链连接一定滑轮。
现有一绳跨过滑轮,一端挂重为P的重物,一端呈水平与墙相连。
已知:P=500N,oq150N∕m,R=0.5m,其它尺寸如图。
试求支座A、D反力。
六、计算题(本题15分)构架ABC由AB,BC,DF组成,杆DF上的销子E,可在杆BC的光滑槽内滑动,在杆DF上作用一力偶,其矩为M,A为固定端,C为可动铰支座。
试求A、C的反力。
第四章空间力系一、选择题(每题3分。
请将答案的序号填入划线内。
)1、力F作用在OABC平面内,x轴与OABC平面成θ角(90≠θ°),则力F对三轴之矩为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①,0,0==yxmmzm≠0;②,0=xmym≠0,zm=0③xm≠0, ,0=ym0=zm④xm≠0,,0=ymzm≠0。
2、已知一正方体,各边长a,沿对角线BH作用一个力F,则该力在1Z轴上的投影为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①F∕6;②0;③F∕2;④-F∕3。
3、边长为2a 的均质正方形薄板,截去四分之一后悬挂在A点,今欲使BC边保持水平,则点A距右端的距离X=﹍﹍﹍﹍﹍。
①a; ②3a∕2; ③5a∕2; ④5a∕6。
4、空间任意力系向某一定点O简化,若主矢量R'≠0,主矩OM≠0,则此力系简化的最后结果﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。
①可能是一个力偶,也可能是一个力; ②一定是一个力; ③可能是一个力,也可能是力螺旋; ④一定是力螺旋。
5、均质梯形薄板ABCE,在A处用细绳悬挂。
今欲使AB边保持水平,则需在正方形ABCD的中心挖去一个半径为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍的圆形簿板。
①3a∕2|1)2(π; ②a∕2|1)2(π;③a∕2|1)3(π; ④2 a∕2|1)3(π。
二、填空题(每题5分。
请将简要答案填入划线内。
)1、刚性曲杆ABCD的A处为固定端约束,其AB、BC、CD三段互成直角,且BC∥X 轴,CD∥Z 轴,尺寸如图。