工程力学综合练习及参考答案样本
《工程力学》综合练习题
《工程力学》综合练习题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《工程力学》综合练习题1．试分别画出下列各物体系统中指定物体的受力图。
2．求图示静定刚架的支座反力。
3．画出下列简支梁的剪力图及弯矩图。
4．梁的尺寸、荷载及截面尺寸如图。
试求梁中的最大剪应力。
5．试作出下图中杆AB（连同滑轮）、杆CD及整体的受力图。
6．均质球重P 、半径为r ，放在墙与杆CB 之间，杆长为l ，其与墙的夹角为α，B 端用水平绳BA 拉住。
不计杆重，求绳索的拉力。
7．图示三角形托架。
已知：杆AC 是圆截面钢杆，MPa 170][=σ；杆BC 是正方形截面木杆，容许压力MPa a 12][=σ；P=60KN 。
试选择钢杆的直径d 和木杆的截面边长a 。
8．直径50mm 的钢圆轴，其横截面上的扭矩MT =1.5kN •m ，求横截面上的最大剪应力。
9．试分别画出下列各物体系统中指定物体的受力图。
10．求图示静定刚架的支座反力。
11．圆截面轴心拉压杆的直径及荷载如图所示。
由钢材制成，容许应力[σ]=170MPa。
试校核该杆的强度。
12．画出下列简支梁的剪力图及弯矩图。
13．用数解法对下列单元体进行应力状态分析：求出主平面位置；并在单元体图上表示出主应力和主平面。
并画出应力图。
14．试作出下图中重物、杆DE、杆BC、杆AC（连同滑轮）及整体的受力图。
15．圆柱O重G=1000N放在斜面上用撑架支承如图；不计架重，求铰链A、B 、C 处反力。
16． 起重机装在三轮小车ABC 上，机身重G=100KN ，重力作用线在平面LMNF 之内，至机身轴MN 的距离为0.5m ；已知AD=DB=1m ，CD=1.5m ，CM=1M ；求当载重P=30KN ，起重机的平面LMN 平行于AB 时，车轮对轨道的压力。
17． 简易起重设备的计算简图如图所示。
工程力学试卷及答案完整版
工程力学试卷及答案完整版工程力学试卷及答案工程力学》试卷及答案一、填空题（每空1分，共22分）1、力的三要素是力的大小、方向、作用点。
用符号表示力的单位是N或KN。
2、力偶的三要素是力偶矩的大小、转向和作用面方位。
用符号表示力偶矩的单位为N·m或___·m。
3、常见的约束类型有柔性约束、光滑接触面约束、光滑铰链约束和固定端约束。
4、作用于一个刚体上的二力，使刚体保持平衡状态的充要条件是两个力大小相等、方向相反、作用线相同。
5、平面汇交力系平衡的充要条件是该力系的合力等于零。
6、平面任意力系的平衡条件为∑Fix=0，∑Fiy=0和∑M(F)=0.7、当平面任意力系有合力时，合力对作用面内任意点的矩，等于力系中各力对同一点之矩的代数和。
8、空间力系根据力的作用线不同可分为空间汇交力系、空间平行力系和空间任意力系。
9、力在空间坐标轴上的投影有两种运算方法，即直接投影法和二次投影法。
10、工程中二力杆需满足三个条件，即自重不计、两端均用铰链连接和不受其他力的作用。
二、判断题：（对的画“√”，错的画“×”）（每题2分，共20分）1、力的可传性定理，只适用于刚体。
（√）3、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零（√）4、力偶无合力，且力偶只能用力偶来等效。
（√）5、共线力系是平面汇交力系的特殊情况，但汇交点不能确定。
（√）7、平面汇交力系的合力一定等于各分力的矢量和。
（√）8、力使物体运动状态发生变化的效应称力的外效应。
（√）10、同一平面内作用线汇交于一点的三个力一定平衡。
（×）三、选择题（每题2分，共20分）1、平衡是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动状态。
2、力的平行四边形公理说明，共点二力的合力等于两个分力的矢量和。
3、静力学研究对象主要是物体的平衡状态。
4、某刚体上作用了三个力，这三个力汇交于一点且互不平行。
根据这个条件，可以确定刚体处于平衡状态。
工程力学试题及答案
工程力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在工程力学中，下列哪个选项不是力的基本性质？A. 可加性B. 可逆性C. 可传递性D. 可测量性答案：B2. 静摩擦力的大小与下列哪个因素有关？A. 物体的质量B. 物体的面积C. 物体的接触面粗糙程度D. 物体的运动状态答案：C3. 以下哪个不是材料力学中的基本概念？A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 动量守恒答案：D4. 根据胡克定律，弹簧的伸长量与作用力成正比，这个比例常数被称为：A. 弹性系数B. 摩擦系数C. 惯性系数D. 刚度系数答案：A5. 力的平行四边形法则适用于：A. 静力分析B. 动力分析C. 材料力学D. 流体力学答案：A6. 以下哪种情况下，物体的转动惯量会发生变化？A. 物体的质量增加B. 物体的质量分布改变C. 物体的形状改变D. 物体的转动速度增加答案：B7. 材料的屈服强度是指：A. 材料开始发生永久变形的应力B. 材料的弹性极限C. 材料的断裂强度D. 材料的疲劳强度答案：A8. 根据能量守恒定律，以下哪种情况是正确的？A. 一个物体的动能可以完全转化为势能B. 一个物体的势能可以完全转化为动能C. 一个物体的动能和势能之和是恒定的D. 一个物体的动能和势能之和随时间变化答案：C9. 材料的疲劳破坏是由于：A. 材料的老化B. 材料的腐蚀C. 材料在交变应力作用下的反复变形D. 材料的过载答案：C10. 以下哪种情况下，物体的稳定性最好？A. 重心低，支撑面大B. 重心高，支撑面小C. 重心低，支撑面小D. 重心高，支撑面大答案：A二、填空题（每空1分，共10分）1. 牛顿第二定律表明，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成________。
答案：反比2. 材料的弹性模量是描述材料_______的物理量。
答案：刚性3. 静摩擦力的大小通常不超过最大静摩擦力，其大小与正压力成正比的是_______。
答案：动摩擦力4. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向_______。
工程力学练习题及答案(专升本考试)
工程力学练习题及答案(专升本考试)一、选择题1. 在工程力学中，下列哪个力系属于平面力系？A. 空间力系B. 平面汇交力系C. 平面平行力系D. 空间平行力系答案：C2. 当物体受到两个力的作用时，若这两个力的大小相等、方向相反且作用线不重合，则该物体所处的状态是：A. 平衡状态B. 加速状态C. 减速状态D. 无法确定答案：A3. 在静力学中，下列哪个条件是力偶的等效条件？A. 力偶的大小B. 力偶的方向C. 力偶的作用点D. 力偶的大小和转向答案：D4. 一个物体在平面力系作用下处于平衡状态，那么该力系的主矢量和主矩必须满足以下哪个条件？A. 主矢量等于零，主矩等于零B. 主矢量不等于零，主矩等于零C. 主矢量等于零，主矩不等于零D. 主矢量不等于零，主矩不等于零答案：A二、填空题1. 在工程力学中，一个物体受到两个力的作用，当这两个力的作用线不在同一直线上时，这两个力的合力称为______。
答案：合力2. 在平面力系中，力偶对物体的作用效果可以用______来度量。
答案：力偶矩3. 在静力学中，若一个物体在平面力系作用下处于平衡状态，那么该物体所受的力系必须满足______条件和______条件。
答案：力的平衡条件，力矩的平衡条件4. 在材料力学中，胡克定律描述了______与______之间的关系。
答案：应力，应变三、计算题1. 一根长为2米的杆AB，A端固定，B端悬挂重100N的物体。
已知杆AB的弹性模量为E=200GPa，横截面积为A=200mm²。
求杆AB的伸长量。
解答：根据胡克定律，杆的伸长量可以通过以下公式计算：\[ \Delta L = \frac{F}{EA} \times L \]将已知数据代入公式，得到：\[ \Delta L = \frac{100N}{200 \times 10^3 Pa \times 200 \times 10^{-6} m^2} \times 2m = 5 \times 10^{-4} m \]所以，杆AB的伸长量为5mm。
工程力学练习册及答案
工程力学练习册及答案### 工程力学练习册及答案#### 第一章：静力学基础练习题1：已知一个物体受到三个力的作用，分别为F1=50N，F2=30N，F3=20N，且这三个力的方向分别为北偏东30°，南偏西45°，和正南方向。
求这三个力的合力。
答案：首先，将力F1和F2分解为水平和垂直分量。
F1的水平分量为F1*cos(30°)，垂直分量为F1*sin(30°)。
同理，F2的水平分量为F2*cos(135°)，垂直分量为F2*sin(135°)。
F3的水平分量为0，垂直分量为F3。
计算得：- F1的水平分量：50*cos(30°) = 43.30N- F1的垂直分量：50*sin(30°) = 25N- F2的水平分量：30*cos(135°) = -25.98N- F2的垂直分量：30*sin(135°) = 25.98N- F3的水平分量：0- F3的垂直分量：20N合力的水平分量为：43.30N - 25.98N = 17.32N合力的垂直分量为：25N + 25.98N + 20N = 70.98N合力的大小为：√(17.32^2 + 70.98^2) ≈ 73.71N合力的方向为：tan^-1(70.98/17.32) ≈ 82.9°，即北偏东82.9°。
练习题2：一个均匀的圆柱体，其质量为10kg，半径为0.5m，求其在水平面上的静摩擦力。
答案：圆柱体在水平面上的静摩擦力取决于作用在它上面的外力。
如果外力小于或等于静摩擦力，圆柱体将保持静止。
静摩擦力的计算公式为：\[ f_{max} = \mu N \]其中，\( \mu \) 是静摩擦系数，\( N \) 是圆柱体的正压力。
对于均匀圆柱体，\( N = mg \)，其中\( m \)是质量，\( g \)是重力加速度。
《工程力学》详细版习题参考答案
∑ Fx
=FAx
+
FBx
+
FCx
=− 1 2
F
+
F
−
1 2
F
=0
∑ Fy
= FAy
+
FBy
+
FCy
= − 3 2
F
+
3 F = 0 2
∑ M B= FBy ⋅ l=
3 Fl 2
因此，该力系的简化结果为一个力偶矩 M = 3Fl / 2 ，逆时针方向。
题 2-2 如图 2-19（a）所示，在钢架的 B 点作用有水平力 F，钢架重力忽 略不计。试求支座 A，D 的约束反力。
（a）
（b）
图 2-18
解：（1）如图 2-18（b）所示，建立直角坐标系 xBy。 （2）分别求出 A，B，C 各点处受力在 x，y 轴上的分力
思考题与练习题答案
FAx
= − 12 F ，FAy
= − 3 F 2
= FBx F= ，FBy 0
FCx
= − 12 F ，FCy
= 3 F 2
（3）求出各分力在 B 点处的合力和合力偶
（3）根据力偶系平衡条件列出方程，并求解未知量
∑ M =0 − aF + 2aFD =0
《工程力学》
可解得 F=Ay F=D F /2 。求得结果为正，说明 FAy 和 FD 的方向与假设方向相同。 题 2-3 如 图 2-20 （ a ） 所 示 ， 水 平 梁 上 作 用 有 两 个 力 偶 ， 分 别 为
3-4 什么是超静定问题？如何判断问题是静定还是超静定？请说明图 3-12 中哪些是静定问题，哪些是超静定问题？
（a）
大学工程力学题目及参考答案(精华)
大学工程力学题目及参考答案(精华)一、题目描述某混凝土重力坝的设计中，工程师提出了以下问题，请根据所学的工程力学知识进行分析和解答。
重力坝结构简图如下：其中，坝体高度H = 100m，上游水位高度h1 =80m，下游水位高度h2 = 10m，上游水压力P1 =2000kN/m，下游水压力P2 = 500kN/m。
坝体自重G = 5000kN/m。
假设坝体为刚体，忽略摩擦力。
1. 求坝体的稳定性系数；2. 若在坝体上游面增加一垂直土压力P3 =1500kN/m，求此时坝体的稳定性系数；3. 针对上述情况，提出一种改进措施，以提高坝体的稳定性。
二、参考答案1. 求坝体的稳定性系数首先，计算坝体的抗滑力F和滑动力S。
抗滑力F包括：（1）坝体自重G = 5000kN/m；（2）下游水压力P2 = 500kN/m。
抗滑力F = G + P2 = 5000 + 500 = 5500kN/m。
滑动力S包括：（1）上游水压力P1 = 2000kN/m；（2）上游面增加的垂直土压力P3 = 1500kN/m。
滑动力S = P1 + P3 = 2000 + 1500 = 3500kN/m。
稳定性系数K = F/S = 5500/3500 ≈ 1.57。
2. 若在坝体上游面增加一垂直土压力P3 =1500kN/m，求此时坝体的稳定性系数此时，抗滑力F不变，仍为5500kN/m。
滑动力S变为：S = P1 + P3 = 2000 + 1500 = 3500kN/m。
稳定性系数K = F/S = 5500/3500 ≈ 1.57。
3. 改进措施为了提高坝体的稳定性，可以采取以下措施：（1）增加坝体的宽度，从而增加坝体的抗滑力。
具体增加多少宽度，需要根据实际情况进行计算。
（2）在坝体上游面设置排水孔，以减小上游水压力P1。
具体设置多少排水孔，也需要根据实际情况进行计算。
（3）在坝体下游面设置防滑板，以增加滑动力S。
具体防滑板的设计参数，同样需要根据实际情况进行计算。
工程力学考试题及答案
工程力学考试题及答案第一题：静力学基础1. 一根长为L的均匀细杆，端部固定在垂直墙上，另一端连接一个重物。
当杆与垂直墙面夹角为α时，求整个杆的受力情况和受力分析。
答案：根据题目描述，可以得到以下信息：- 杆长：L- 杆端固定在垂直墙上- 杆的另一端连接一个重物- 杆与垂直墙面夹角为α受力分析：- 杆的固定端在墙面上受到的支持力垂直于墙面，并且与杆的轴线方向相反，记作H1- 杆的重物端受到重力，记作G- 杆自身受到的内力反作用力垂直于杆的轴线方向，记作H2整个杆的受力情况如下所示：- 杆的固定端：受到支持力H1- 杆的重物端：受到重力G- 杆自身：受到内力H22. 一个物体在坡面上沿着斜直线运动，若物体受到摩擦力和重力，求该物体在坡面上的受力分析。
答案：根据题目描述，可以得到以下信息：- 物体在坡面上沿着斜直线运动- 物体受到摩擦力和重力受力分析：- 物体受到的重力沿着竖直方向，记作G- 物体在坡面上受到的摩擦力与坡面垂直，记作F该物体在坡面上的受力情况如下所示：- 重力：G- 摩擦力：F第二题：动力学基础1. 一个质点在水平面内受到一对力，其合力为零，求解力的成对作用线相交于一个定点的条件。
答案：根据题目描述，可以得到以下信息：- 质点在水平面内受到一对力- 力的合力为零解题思路：力的合力为零意味着两个力的矢量合成为零向量。
由于矢量合成的结果为零向量，可以得出两个力的方向相反。
而且，力的成对作用线相交于一个定点。
因此，两个力的成对作用线相交于一个定点的条件是：两个力的方向相反，且力的大小相等。
2. 一个质点在斜面上由静止开始沿斜面下滑，考虑到质点所在位置对应的加速度的变化，求解质点滑动过程中的加速度大小与方向。
答案：根据题目描述，可以得到以下信息：- 质点在斜面上由静止开始沿斜面下滑解题思路：- 在斜面上由静止开始下滑的情况下，质点受到斜面的支持力和重力。
- 在坡面上，支持力可以分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力。
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X
工程力学（1）综合练习及参考答案1
选择题
1 •按荷载作用时间的久暂可分为（）。
A. 恒荷载与集中荷载 B .恒荷载与分布荷载
C.恒荷载与活荷载 D .分布荷载与集中荷载
2.（） 约束反力用两个垂直分力表示
A.滚动铰支座与光滑面约束 C.固定铰支座与铰链约束 3.若刚体在二个力作用下处于平衡 A.大小相等 C.方向相反，作用在同一直线 线
4 .力系的合力在任一轴上的投影，等于（）
A.力系中各力在同一轴上的投影的代数和
B. 力系中各力在任一轴上的投影的代数和
C. 力系中各力在同一轴上的投影的几何和
D.力系中某力在同一轴上的投影的代数和
5.物体在（） 状态下的滑动摩擦系数称为最大静滑动摩擦
力。
A.静止 B .平衡
C.临界平衡 D .运动
6 .平面任意力系向一点简化的一般结果是（）
A. 一个力 B . 一个力偶
C. 一个力和一个力偶
D. 一个力或一个力偶
7. 下列图示梁，（） 是单跨静定简支梁。
X B.固定铰支座与滚动铰支座
D.光滑约束面与铰链约束
则此二个力必（）。
B .大小相等，作用在同一直线
D.大小相等，方向相反，作用在同一直
A.
15 .图示杆件的矩形截面 bh 3
12 12
8•建筑力学中，自由度与约束的叙述下列（）
是错误的。
A. —个刚片有三个自由度
B. —个链杆，相当于一个约束
C. 一个单铰,相当于二个约束
D. —个固端（刚结）,相当于二个约束 9. 求解静定结构的反力与内力需要的条件是（）。
A.平衡条件
B.变形条件
C.平衡条件和变形条件
D.平衡条件或变形条件
10. 当梁上某段没有荷载作用时，该段剪力图形为（）
A.零
B.水平直线
C.向下斜线
D.向上斜线
11. 若使三铰拱的轴线形状为合理轴线则拱中各截面 （）。
A.只有轴力
B .只有弯矩 C.只有剪力 D.三种内力都有
12 .二杆结点无外力，如此二杆（）， 则此二杆都是零杆
I .不共线 II .共线
III .互相垂直 A. I 、II
C. I 、III 13 .低碳钢的拉伸过程中， A.弹性阶段
C.强化阶段 14 .应力的单位为帕斯卡（
2 A. 1N/m
C. 1kN/m 2 B . II
D. II 、III
虎克定律在（）范围内成立
B .屈服阶段 D.颈缩阶段
简称帕）,1Pa （）。
2 B . 1N /cm D. 1kN / cm 2
》b »
C • bh：
D bh2
6 6
二、判断题
1 .链杆对它所约束的物体的约束反力必定沿着两铰链中心的连线作用在支座上。
（）
2.固定铰支座的约束反力用垂直方向的两个分力表示。
（）
3 .力的平移定理：作用在刚体上A点的力F能够等效地平移到此刚体上的任意一点B,但必须附加一个力偶，附加力偶的力偶矩等于原来的力F对新的作用点B的矩。
（）
4 .平行四边形法则规定，作用在物体上同一点的两个力，其分力矢量的大
小和方向，由由二分力为邻边所组成的平行四边形的对角线来确定。
（）
5 .平面汇交力系有两个独立的平衡方程，能够求解三个未知数。
（）
6. 力偶没有合力，能用一个力来等效代换。
（）
7. 在一般情况下，平面任意力系等效于一力和一力偶。
（）
8. 平面任意力系的主矢为零，主矩不为零，力系简化为一合力偶。
该力偶的矩就是原力系相对于简化中心的主矩。
（）
9 .最大静摩擦力的方向与运动趋势相同。
（）
10 .静定结构与超静定结构在几何组成方面的主要区别是：静定结构是几何不变且无多余约束；超静定结构是几何不变且有多余约束。
（）
11.几何组成分析规则规定：三个刚片用不在一直线的铰两两相连组成的体系是几何不变的。
（）
12 .如果平衡体系的全部未知量的数目，大于体系的独立的平衡方程的数目，仅用静力学平衡方程不能求解全部未知量，这类结构称为超静定结构。
（）
13 .当梁上某段有常量的分布荷载作用时，剪力图为斜直线，弯矩图为二次曲线。
（）
14 .低碳钢的整个拉伸过程可分为四个阶段：弹性阶段、强化阶段、屈服阶
段与颈缩阶段。
（）
15•抗拉强度极限远高于抗压强度极限，这是脆性材料的共同特点。
（）
四、计算题
2•求下图所示外伸梁的支座反力，画出剪力图与弯矩图
解:
3•图示圆形截面简支梁,材料容许应力 5MPa ,受均布荷载q 5kN/m ,试 确定梁截面的最小直径d 。
（强度条件：max 器’W Z 甘）
参考答案
选择题
1 •对图示体系进行几何组成分析
解
:
D
题图2-4
1. C
2.C
3.D 4 . A 5 .C
6. C
7.A
8.D9 . A10 .B
11. A 12.C13.A14 . A15.D
判断题
1. ( X) 2 .(V) 3 .(V) 4 .(V) 5 . ( X)
6. ( X)7 .(V)8 .(V)9 .(X )10 . ( V)
11. ( V)12.(V)13 .(V)14.(X)15 . ( X)
三、计算题
1 .解：
分析：由内部铰结三角形，生长二元体得几何不变且无多余约束的大刚片。
大刚片与地面由三根不完全平行、也不相交于一点的链杆相联，故结构为几何不变且无多余约束。
2.解：
(1)求支座反力
由M A 0 得：Y C 4 100 2 20 2 5 0
Y C 100kN ()
由Q y 0得：Y A 100 20 2-100 40kN ()
(2)画剪力图和弯矩图
Q 图60k
3•解:
(1)求梁截面直径d
d 0.2732(m)
max ql 2
10 103(kN m) max
max
W Z
d 3
32 M max 32 104
6 3.14 5 10 0.0204(m 3)。