力学计算题部分解析
高考物理模拟专题力学计算题(三十)含答案与解析

高考物理力学计算题(三十)含答案与解析评卷人得分一.计算题(共40小题)1.观光旅游、科学考察经常利用热气球,保证热气球的安全就十分重要。
科研人员进行科学考察时,气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为为M=1000kg,在空中停留一段时间后,由于某种故障,气球受到的空气浮力减小,当科研人员发现气球在竖直下降时,气球速度为v0=2m/s,此时开始,经t0=4s气球继续匀加速下降h1=16m,科研人员立即抛掉一些压舱物,使气球匀速下降。
不考虑气球由于运动而受到的空气阻力。
求:(1)气球加速下降阶段的加速度大小a:(2)抛掉压舱物的质量m:(3)气球从静止开始经过t=12s的时间内下落的总高度h总。
2.如图甲所示为一景区游乐滑道,游客坐在坐垫上沿着花岗岩滑道下滑,他可依靠手脚与侧壁间的摩擦来控制下滑速度。
滑道简化图如图乙所示,滑道由AB、BC、CD三段组成,各段之间平滑连接。
AB段和CD段与水平面夹角为θ1,竖直距离均为h0,BC段与水平面夹角为θ2,竖直距离为h0.一质量为m的游客从A点由静止开始下滑,到达底端D 点时的安全速度不得大于,若使用坐垫,坐垫与滑道底面间摩擦不计,若未使用坐垫,游客与各段滑道底面间的摩擦力大小恒为重力的0.1倍,运动过程中游客始终不离开滑道,空气阻力不计。
已知sinθ1=,sinθ1=,求(1)若游客使用坐垫且与侧壁间无摩擦自由下滑,则游客在BC段增加的动能△E k;(2)若游客未使用坐垫且与侧壁间无摩擦自由下滑,则游客到达D点时是否安全;(3)若游客使用坐垫下滑,且游客安全到达D点,则全过程克服侧壁摩擦力做功的最小值。
3.如图所示,枭龙战机为中国和巴基斯坦联合研制的多用途战斗机。
在一次试飞任务中,质量m=60kg的驾驶员驾驶战斗机径直向上运动,从某一时刻起以恒定加速度a加速上升,10s后竖直方向速度大小为20m/s,接下来10s内竖直爬升了300m,之后在竖直方向做匀减速运动,再经过20s到达最高点,求:(1)枭龙战机在加速上升过程中的加速度;(2)前20s内座位对驾驶员的支持力大小;(3)这40s内枭龙战斗机在竖直方向上的位移。
科学中考复习《力学》计算题专题(基础版)含解析

2013年科学中考复习《力学》计算题专题(基础版)1.五岳之首的泰山是我国著名的旅游胜地,人们可乘坐索道吊车观赏泰山美景(如图所示)。
据了解,中天门索道全长约2078m ,上、下高度差约600m ,单个吊车载满人后的总重是6000N 。
以单个吊车载满人为例,问:(1)若吊车与索道的接触面积是0.02m 2,索道承受的压强多大?(2)若吊车从索道最高处运行到最低处需要10分钟,重力做功的功率是多大?2.十多天前海安县的体育中考顺利结束.跳绳考试时,小丽同学在规定的时间内,连续跳跃150次,获得跳绳项目的满分.已知小丽的质量为45kg ,每只鞋底与地面的接触面积为150cm 2,跳绳的平均高度为5cm .(g 取10N/kg )回答下列问题:(1)小丽站在操场上等待跳绳考试时,对地面的压力和压强各为多大? (2)小丽跳绳过程所做的功和跳绳的平均功率各为多少?3.李强在一块放在水平沙地的木板上行走,已知木板重200N ,木板面积是0.5m 2,每只鞋底面积为200cm 2,设他在木板上行走时对木板的压强是3×104Pa ,求: (1)李强站立在木板上对木板产生的压强? (2)人的体重多少牛? (3)沙地承受的压强? 4.按照规定,我国载货车辆的轮胎,对地面的压强应控制在700kPa (5100.7 Pa )以内,但有些司机,为了获取更多利益,肆意超载。
有一辆自重3t 的6轮货车,核准载货量为4t ,实际装货9t ,如果每个车轮与路面的接触面积为0.02m 2,每个车轮平均分担所有负重。
(g 取10N/kg )(1)通过计算说明,该车对路面的压强是否超过规定?(2)运用所学的物理知识说明超载的危害(只要求说出两点)5.工程上常用爆破的方法开山劈岭。
在一次爆破中,点火者点燃引火线后以4m/s 的速度跑开,当他跑到离爆炸点500m 远的安全区时,炸药恰好爆炸。
若引火线燃烧速度是0.5cm/s ,求引火线的长度。
高中物理 20个力学经典计算题汇总及解析

高中物理 20个力学经典计算题汇总及解析1. 概述在力学领域中,经典的计算题是学习和理解物理知识的重要一环。
通过解题,我们能更深入地了解力学概念,提高解决问题的能力。
在本文中,我将为您带来高中物理领域中的20个经典力学计算题,并对每个问题进行详细解析,以供您参考和学习。
2. 一维运动1) 题目:一辆汽车以30m/s的速度行驶,经过10秒后匀减速停下,求汽车减速的大小和汽车在这段时间内行驶的距离。
解析:根据公式v=at和s=vt-0.5at^2,首先可求得汽车减速度a=3m/s^2,然后再求出汽车行驶的距离s=30*10-0.5*3*10^2=150m。
3. 二维运动2) 题目:一个质点在竖直平面内做抛体运动,初速度为20m/s,抛体初位置为离地30m的位置,求t=2s时质点的速度和所在位置。
解析:首先利用v=vo+gt求得t=2s时的速度v=20-9.8*2=-19.6m/s,然后再利用s=s0+vo*t-0.5gt^2求得t=2s时的位置s=30+20*2-0.5*9.8*2^2=30+40-19.6=50.4m。
1. 牛顿运动定律3) 题目:质量为2kg的物体受到一个5N的力,求物体的加速度。
解析:根据牛顿第二定律F=ma,可求得物体的加速度a=5/2=2.5m/s^2。
2. 牛顿普适定律4) 题目:一个质量为5kg的物体受到一个力,在10s内速度从2m/s 增加到12m/s,求物体受到的力的大小。
解析:利用牛顿第二定律F=ma,可求得物体受到的力F=5*(12-2)/10=5N。
3. 弹力5) 题目:一个质点的质量为4kg,受到一个弹簧的拉力,拉力大小为8N,求弹簧的弹性系数。
解析:根据弹簧的胡克定律F=kx,可求得弹簧的弹性系数k=8/0.2=40N/m。
4. 摩擦力6) 题目:一个质量为6kg的物体受到一个10N的水平力,地面对其的摩擦力为4N,求物体的加速度。
解析:首先计算摩擦力是否达到最大值f=μN=6*10=60N,由于摩擦力小于最大值,所以物体的加速度a=10-4/6=1m/s^2。
【中考物理】力学计算20道专项训练(含详细解析)

一.计算题(共20小题)1.如图所示,水平桌面上有装有一定量水的圆柱形装水容器,现将一质量为40g,体积为5.0×10﹣5m3的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,g=10N/kg。
求:(1)物块排开液体的体积?(2)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中,此时力F为多大?2.如图所示,铁桶重为20N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入8kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上(g取10N/kg)。
求:(1)水对桶底的压强;(2)桶底受到水的压力;(3)台面受到桶的压强。
3.图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。
图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
求:(1)长方体A的高度。
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
(3)长方体A的密度。
4.水平放置的平底柱形容器A重3N,底面积是200cm2,内装有一些水,不吸水的正方体木块B重5N,边长为10cm,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,如图所示,拉直的细线长为L=5cm,受到拉力为1N.(g 取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:(1)木块B受到的浮力是多大?(2)容器底部受到水的压强是多大?(3)容器对桌面的压强是多大?5.边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。
将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块。
静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。
取g =10N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3.求:(1)图甲中木块受的浮力大小;(2)图乙中液体的密度;(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
6.底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。
高考物理力学计算题(五)含答案与解析

高考物理力学计算题(五)组卷老师:莫老师一.计算题(共50小题)1.如图所示,质量为m3=2kg的滑道静止在光滑的水平面上,滑道的AB部分是半径为R=0.15m的四分之一圆弧,圆心O在B点正上方,其他部分水平,在滑道右侧固定一轻弹簧,滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑.质量为m2=3kg 的物体2(可视为质点)放在滑道上的B点,现让质量为m1=1kg的物体1(可视为质点)自A点上方R处由静止释放.两物体在滑道上的C点相碰后粘在一起(g=10m/s2),求:(1)物体1第一次到达B点时的速度大小;(2)B点和C点之间的距离;(3)若CD=0.06m,两物体与滑道CD部分间的动摩擦因数都为μ=0.15,则两物体最后一次压缩弹簧时,求弹簧的最大弹性势能的大小.2.如图所示,质量m=1.1kg的物体(可视为质点)用细绳拴住,放在水平传送带的右端,物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,传送带的长度L=5m,当传送带以v=5m/s的速度做逆时针转动时,绳与水平方向的夹角θ=37°.已知:g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)传送带稳定运动时绳子的拉力T;(2)某时刻剪断绳子,求物体运动至传送带最左端所用时间.3.如图,粗糙直轨道AB长s=1.6m,与水平方向的夹角θ=37°;曲线轨道BC光滑且足够长,它们在B处光滑连接.一质量m=0.2kg的小环静止在A点,在平行于斜面向上的恒定拉力F的作用下,经过t=0.8s运动到B点,然后撤去拉力F.小环与斜面间动摩擦因数μ=0.4.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)拉力F的大小;(2)小环沿BC轨道上升的最大高度h.4.如图所示,一倾斜的传送带,上、下两端相距L=5m,倾角α=37°,将一物块轻放在传送带下端,让其由静止从传送带底端向上运动,物块运动到上端需要的时间为t=5s,传送带沿顺时针方向转动,速度大小为2m/s,重力加速度g取10m/s2,求(1)物块与传送带间的动摩擦因数,(2)若将传送带沿逆时针方向转动,速度大小不变,再将另一物块轻轻放在传送带的上端,让其由静止从传送带上端向下运动,物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,则该物块从传送带上端运动到下端所用的时间为多少?5.如图所示,可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上,一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动,与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生碰撞,碰撞后B、C的速度相同,B、C的上表面相平且B、C不粘连,A滑上C 后恰好能到达C板的右端.已知A、B质量相等,C的质量为A的质量的2倍,木板C长为L,重力加速度为g.求:(1)A物体与木板C上表面间的动摩擦因数;(2)当A刚到C的右端时,BC相距多远?6.如图所示,木块m2静止在高h=0.8m的水平桌面的最右端,木块m1静止在距m2左侧s0=5m处,现木块m1在水平拉力F作用下由静止开始沿水平桌面向右移动,与m2碰前瞬间碰撞撤去F,m1、m2发生弹性正碰,碰后m2落在水平地面上,落点距桌面右端水平距离s=1.6m.已知m1=0.2kg,m2=0.3kg,m1与桌面的动摩擦因素μ=0.4.(两木块都可以视为质点,g=10m/s2)求:(1)碰后瞬间m2的速度是多少?(2)m1碰撞前后的速度分别是多少?(3)水平拉力F的大小?7.如图所示,一质量m=1kg的小物块(可视为质点),放置在质量M=4kg的长木板左侧,长木板放置在光滑的水平面上。
高考物理力学计算题(二十一)含答案与解析

高考物理力学计算题(二十一)含答案与解析评卷人得分一.计算题(共40小题)1.如图甲所示为商场内的螺旋滑梯,小孩从顶端A处进入,由静止开始沿滑梯自然下滑(如图乙),并从低端B处滑出。
已知总长度L=20m,A、B间的高度差h=12m。
(1)假设滑梯光滑,则小孩从B处滑出时的速度v1为多大?(2)若有人建议将该螺旋滑梯改建为倾斜直线滑梯,并保持高度差与总长度不变。
已知小孩与滑梯间的动摩擦因数μ=0.25,若小孩仍从顶端由静止自然下滑,则从底端滑出时的速度v2多大?(3)若小孩与滑梯间的动摩擦因数仍为0.25,你认为小孩从螺旋滑梯底端B处滑出的速度v3与(2)问中倾斜直线滑梯滑出的速度v2哪个更大?简要说明理由。
2.如图所示,在竖直平面内有一倾角θ=37°的传送带,两皮带轮AB轴心之间的距离L =3.2m,沿顺时针方向以v0=2m/s匀速运动。
一质量m=2kg的物块P从传送带顶端无初速度释放,物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.物块P离开传送带后在C点沿切线方向无能量损失地进入半径为m的光滑圆弧形轨道CDF,并沿轨道运动至最低点F,与位于圆弧轨道最低点的物块Q发生完全弹性碰撞,碰撞时间极短。
物块Q的质量M=1kg,物块P和Q均可视为质点,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)求物块P从传送带离开时的速度大小;(2)传送带对物块P做功为多少;(3)物块P与物块Q碰撞后瞬间,物块P对圆弧轨道压力大小为多少。
3.随着科技的发展,我国未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离,如图所示,航空母舰的水平跑道总长L=180m,其中电磁弹射区的长度为L1=80m,在该区域安装有直线电机,该电机可从头至尾提供一个恒定的牵引力F牵.一架质量为m=2.0×104kg的飞机,其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2×105N.假设飞机在航母上的阻力恒为飞机重力的0.2倍。
高中物理力学经典例题解析

高中物理力学经典例题解析1.在光滑的水平桌面上有一长L=2米的木板C,它的两端各有一块档板,C的质量m C=5千克,在C的正中央并排放着两个可视为质点的滑块A和B,质量分别为m A=1千克,m B=4千克。
开始时,A、B、C都处于静止,并且A、B间夹有少量塑胶炸药,如图15-1所示。
炸药爆炸使滑块A以6米/秒的速度水平向左滑动,如果A、B与C间的摩擦可忽略,两滑块中任一块与档板碰撞后都与挡板结合成一体,爆炸和碰撞所需时间都可忽略。
问:(1)当两滑块都与档板相碰撞后,板C的速度多大?(2)到两个滑块都与档板碰撞为止,板的位移大小和方向如何?分析与解:(1)设向左的方向为正方向。
炸药爆炸前后A和B组成的系统水平方向动量守恒。
设B获得的速度为m A,则m A V A+m B V B=0,所以:V B=-m A V A/m B=-1.5米/秒对A、B、C 组成的系统,开始时都静止,所以系统的初动量为零,因此当A和B都与档板相撞并结合成一体时,它们必静止,所以C板的速度为零。
(2)以炸药爆炸到A与C相碰撞经历的时间:t1=(L/2)/V A=1/6秒,在这段时间里B的位移为:S B=V B t1=1.5×1/6=0.25米,设A与C相撞后C的速度为V C,A和C组成的系统水平方向动量守恒:m A V A=(m A+m C)V C,所以V C=m A V A/(m A+m C)=1×6/(1+5)=1米/秒B相对于C的速度为:V BC=V B-V C=(-1.5)-(+1)=-2.5米/秒因此B还要经历时间t2才与C相撞:t2==(1-0.25)/2.5=0.3秒,故C的位移为:S C=V C t2=1×0.3=0.3米,方向向左,如图15-2所示。
2.如图16-1所示,一个连同装备总质量为M=100千克的宇航员,在距离飞船为S=45米与飞船处于相地静止状态。
宇航员背着装有质量为m0=0.5千克氧气的贮氧筒,可以将氧气以V=50米/秒的速度从喷咀喷出。
高考物理力学计算题(十二)含答案与解析

高考物理力学计算题(十二)组卷老师:莫老师一.计算题(共50小题)1.如图甲所示为一景区游乐滑道,游客坐在座垫上沿着花岗岩滑道下滑,他可依靠手、脚与侧壁间的摩擦来控制下滑速度.滑道简化图如图乙所示,滑道由AB、BC、CD三段组成,各段之间平滑连接.AB段和CD段与水平面夹角为θ1,竖直距离均为h0,BC段与水平面夹角为θ2,竖直距离为h0.一质量为m的游客从A点由静止开始下滑,到达底端D点时的安全速度不得大于2gh0,已知sinθ1=、sinθ2=,座垫与滑道底面间摩擦及空气阻力均不计,若未使用座垫,游客与滑道底面间的摩擦力大小f恒为重力的0.1倍,运动过程中游客始终不离开滑道,问:(1)游客使用座垫自由下落(即与侧壁间无摩擦),则游客在BC段增加的动能△E k多大?(2)若游客未使用座垫且与侧壁间无摩擦下滑,则游客到达D点时是否安全?(3)若游客使用座垫下滑,则克服侧壁摩擦力做功的最小值.2.如图所示,质量为m2=1.95kg的长木板B,静止在粗糙的水平地面上,质量为m3=1.00kg的物块 C (可视为质点)放在长木板的最右端.一个质量为m1=0.05kg的子弹A以速度v0=360m/s向着长木板运动.子弹打入长木板并留在其中(子弹打入长木板的时间极短),整个过程物块C始终在长木板上.已知长木板与地面间的动摩擦因数为μ1=0.20,物块C与长木板间的动摩擦因数μ2=0.40,物块C与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,求:(1)子弹打入长木板后瞬间长木板B的速度;(2)长木板B的最小长度.3.一个静止的铀核(U)要放出一个α粒子变成钍核(Th),已知α粒子动能为E k1,且在核反应中释放的能量全部转化为两个粒子的动能.(已知真空中的光速为c),求:①钍核的动能②该核反应中的质量亏损.4.如图所示,在高h=0.8m的水平平台上放置有质量均为m=1kg的A、B两木块(可视为质点),B在平台右端边缘,A从与B相距L=2m处以一定的水平初速度向右运动,运动到处时速度v1=m/s.运动到平台边缘时与B相撞并粘在一起,从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离S=0.4m的地面上,g取10m/s2,求:(1)AB一起滑出时的速度v,及碰前瞬间物体A的速度v2;(2)物体A的初速度v0;(3)物体在平台滑动过程中产生的热量Q。
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1、作如图所示多跨梁各段的受力图。
本题考核的知识点是物体的受力分析方法。
解:作AB段的受力图如图(a),作BC段的受力图如图(b)取梁BC为研究对象。
受主动力1F 作用。
C处是可动铰支座,它的反力是垂直于支承面的C F ,指向假设垂直支承面向上;B处为铰链约束,它的约束力可用两个互相垂直的分力Bx F 、By F 表示,指向假设如图。
取梁AB为研究对象。
A处是固定铰支座,它的反力可用Ax F 、Ay F 表示,指向假设如图;D处是可动铰支座,它的反力是垂直于支承面的D F ,指向假设向上;B处为铰链约束,它的约束力是BxF '、By F ',与作用在梁BC上的Bx F 、By F 是作用力与反作用力的关系,其指向不能再任意假定。
2、桥墩所受的力如图所示,求力系向O点简化的结果,并求合力作用点的位置。
已知kN F P 2740=,kN G 5280=,kN F Q 140=,kN F T 193=,m kN m ⋅=5125。
本题考核的知识点是平面一般力系的平衡方程和解题方法。
本题是一个平面一般力系向向O点简化的问题。
解:坐标系如图kN R X 333)140(193-=-+-=' kN R Y8020)2740(5280-=-+-=' 主矢kN R R R YX 9.802622='+'=' 方向1.243338020tan =--=''=XYR R α 主矩m kN M O ⋅=+⨯+⨯=106765125211937.10140注意:①主矢R '由力系中各力的矢量和确定,所以,主矢与简化中心的位置无关。
对于给定的力系,选取不同的简化中心,所得主矢相同。
②主矩由力系中各力对简化中心的矩的代数和确定,简化中心的位置不同,各点对其的矩不同,所以,主矩一般与简化中心的位置有关。
3、如图所示,简支梁中点受力P F 作用,已知kN F P 20=,求支座A和B的反力。
本题考核的知识点是平面力系的平衡方程和解题方法。
本题是平面汇交力系的平衡。
解:见教材34页例1-12本题与教材34页例1-12完全相同,这儿就不再附答案了。
注意:应首先画出受力图进行计算。
本题中简支梁所受的力组成一个平面汇交力系,利用平面汇交力系的平衡条件:0=∑xi F ;0=∑yi F 计算出支座A、B的反力。
4、如图所示,试分析图示结构体系的几何组成。
本题考核的知识点是结构的几何组成分析方法。
解:铰结三角形124和铰结三角形235与基础这三刚片通过不在同一直线上的三个单铰1、2、3两两相连,组成几何不变体系,形成一个大刚片12345。
刚片12345与刚片96之间通过三根即不完全平行也不相交与一点的的链杆相连,然后再依次增加二元体672,785,形成大刚片,此大刚片与刚片810用一个铰和不通过此铰的链杆相连,几何不可变,且无多余约束。
结构的几何组成规则:二元体规则、两刚片规则、三刚片规则。
根据规则对体系进行几何组成分析时,为简化分析过程,应注意以下两点: ①可将体系中的几何不变部分当作一个刚片来处理。
②逐步拆去二杆结点,不影响原体系的几何组成性质。
5、三铰拱桥如图所示。
已知kN F Q 300=,m L 32=,m h 10=。
求支座A和B的反力。
本题考核的知识点是物体系统平衡的解法。
解:(1)选取研究对象:选取三铰拱桥整体以及AC和BC左右半拱为研究对象。
(2)画受力图:作出图(a)、(b)、(c)(3)列平衡方程并求解: 1)以整体为研究对象∑=0)(F M A 0)8/(8/=-⨯-⨯-⨯L L F L F L F Q Q By得:()↑==kN F F Q By 3000=∑yi F 02=-+Q By Ay F F F得:()↑==kN F F Q Ay 3000=∑xi F 0=-Bx Ax F F 得:Bx Ax F F =2)以BC半拱为研究对象∑=0)(F M c 0)8/2/(2/=⨯--⨯-⨯h F L L F L F Bx Q By得:()←=⨯⨯=kN F Bx 12010832300()→==kN F F Bx Ax 120校核:以AC半拱为研究对象123001012016300)8/2/(2/)(=⨯+⨯+⨯-=-⨯+⨯+⨯-=∑L L F h F L F F M Q Ax Ay c 结果正确。
所谓物体系统是指由两个或两个以上的物体通过约束按一定方式连接而成的系统。
本题先以整个系统为研究对象,解得Ay F 、By F 、以及Bx Ax F F =,再以系统中的BC部分为研究对象,求出A、B支座的水平反力的值,最后用系统中另一部分AC部分的平衡进行校核。
6、求图所示物体系统的支座反力。
本题考核的知识点是物体系统平衡的解法。
解:(1)选取研究对象:选取梁AC以及AD和DC为研究对象。
(2)画受力图:作出图(a)、(b)、(c)(3)列平衡方程并求解: 1)以DC为研究对象∑=0)(F M D 02102122=⨯⨯-⨯C F 得:()↑=10C F2)以AC为研究对象0=∑xi F 0=Ax F∑=0)(F M B 044102122042=⨯+⨯⨯-⨯+⨯-C Ay F F得:0=Ay F0=∑yi F 041020=⨯--++C B Ay F F F得:kN F B 50= 校核:以AD为研究对象012102420)(=⨯⨯+⨯-⨯=∑B D F F M 结果正确。
本题先以系统中的DC 部分为研究对象,求出C 支座的水平反力的值,再以整个系统AC 为研究对象,解得Ay F 、Ax F 以及B F ,最后用系统中另一部分AD 部分的平衡进行校核。
可以看出本题与上题的求解途径不同,采用何种途径求解,应根据具体情况确定,原则是以较少的方程,解出所需求的未知量。
7、判断图中物体能否平衡?并求物体所受摩擦力的大小和方向。
(1)图)(a 物体重N G 200=,拉力N F P 5=,25.0=s f ; (2)图)(b 物体重N G 20=,压力N F P 50=,3.0=s f ;本题考核的知识点是考虑摩擦时物体的平衡。
考虑摩擦时的平衡问题与忽略摩擦时的平衡问题,在解题方法上是相同的,即用平衡条件求解,在受力分析时需考虑摩擦力。
(a )解:取物体为研究对象,画受力图如图。
0=∑xi F 053=-⨯F F P 得:N F 3=0=∑yi F 054=-⨯+G F F P N 得:N F N 196=接触面上可能产生的最大静摩擦力为:N F f F N s 4919625.0max =⨯=⨯=由于max F F ,所以物体处于平衡状态。
摩擦力为()←=N F 3。
先假设物体平衡,计算此时接触面上的摩擦力F的值,将它与接触面可能产生的最大摩擦力的值进行比较,如果max F F ≤,则物体平衡,否则物体不平衡。
(b)小题与(a )解题思路完全一样,请同学们自己做一做。
二一、计算下图所示拉伸(压缩)杆件各指定截面上的轴力,并作轴力图。
本题考核的知识点是轴力的计算方法。
解:应用截面法求轴力。
取1-1截面左边部分为研究对象, 列平衡方程0=∑xi F 021=-F F N得:F F N 21=(拉力)同理,取2-2截面左边部分为研究对象, 列平衡方程,可得02=N F同理,取3-3截面左边部分为研究对象, 列平衡方程,可得F F N =3(拉力)绘制轴力图。
轴力图的画法是以平行于杆轴线的坐标x 表示杆件横截面位置,以垂直于杆轴线的坐标表示轴力的数值,将各截面的轴力按一定比例画在坐标图上,并连以直线。
本题的第2小题力不平衡,题目有错,同学们可不必做此题。
3小题的解法同我们讲评的这道题目,同学们,自己可做做。
二、作图示刚架的内力图(弯矩、剪力、轴力)。
本题考核的知识点是內力图的画法。
刚架内力的符号规定如下:轴力:杆件受拉为正,受压为负。
剪力:使分离体顺时针方向转动为正,反之为负。
弯矩:不作正负规定,但总是把弯矩图画在杆件受拉的一侧。
解:(1)求支座反力0=∑xi F 040=-AX F得 ()←=kN F AX 40()0=∑F M A024024204=⨯-⨯⨯-⨯BY F得 ()↑=kN F BY 600=∑yi F得 ()↑=kN F AY 20 (2)作弯矩图 AC 杆 0=AC MAC 杆中截面弯矩 m kN M EA ⋅=80(内侧受拉)m kN M CA ⋅=80(内侧受拉)CD 杆 m kN M CD ⋅=80(内侧受拉)0=DC MDB 杆 0==BD DB M M (3)作剪力图用截面法求各杆端剪力AC 杆 kN F QAC 40= 0==QCA QEC F F CD 杆 kN F QCD 20= kN F QDC 60-=(4)作轴力图同理,用截面法求各杆件轴力,作杆件轴力图。
作刚架内力图时,先将刚架拆成杆件,由各杆件的平衡条件,求出各杆的杆端内力,然后利用杆端内力分别作出各杆件的内力图。
将各杆的内力图合在一起就是刚架的内力图。
同学们,熟悉时可以不必把计算过程写出,直接绘制内力图。
另一小题,请同学们直接绘制内力图。
三、作图示梁的剪力图和弯矩图。
本题考核的知识点是梁平面弯曲时內力图的画法。
本题是一个单跨的伸臂梁,作它的内力图更简单。
解:(1)求支座反力0=AX F0=∑xi F 得 ()0=∑F M A 024584=⨯⨯--⨯BY F得 ()↑=kN F BY 120=∑yi F 得 ()↑=kN F AY 8第一步求出支座反力。
(2)画受力图用假想截面在需求内力处将梁分成两部分,取其中一部分为研究对象,画受力图。
(3)求内力,画内力图作出的内力图,需比例、形状、数值、单位以及弯矩和剪力的正负号都正确。
注意画图时将正值的剪力画在x 轴的上侧,负值的剪力画在x 轴的下侧;将正值的弯矩画在梁的受拉侧,也就是画在x 轴的下侧。
其它几个梁的内力图的画法,就不再讲解了。
四、计算图示桁架指定杆的内力。
本题考核的知识点是桁架内力的计算,结点法和截面法。
结点法和截面法都是进行桁架内力计算的基本方法。
结点法是以桁架的结点为分离体,根据结点的平衡条件来计算各杆的内力。
截面法是用一适当的截面将桁架截为两部分,选取其中一部分为分离体,其上作用的力系一般为平面任意力系,用平面任意力系平衡方程求解被截断杆件的内力。
解:(1)求支座反力0=∑yi F 得()↑=F F CY 3 ()0=∑F M B 得()→=F F AX 30=∑xi F 得 ()←=F F BX 3(2)取结点B 为脱离体,0=∑xB F杆AB 为零杆得杆BD 的轴力 F F NBD 3=(拉力) 取结点A 为脱离体,杆AD 为零杆,0=∑xA F 得杆AF 的轴力 F F NAF 3=(压力)取结点D 结点为脱离体得 4(FD)杆为零杆,即 4杆件的轴力为0 3(DE)杆件的轴力为 F 3(拉力) 取结点F 结点为脱离体0=∑yF F 得2(FE)杆件的轴力为 F 2(压力)0=∑xF F 得1(FG)杆件的轴力为 F 2(压力)一般进行桁架的内力计算需综合应用结点法和截面法,同学们对此应该熟练掌握。