工程力学习题课
工程力学(静力学与材料力学)课后习题
1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
1-2试画出以下各题中AB 杆的受力图。
1-3试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)A(F(((d)A(e)(c)(a)(a)(c)F (b)1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445N ，F 2=535N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
(a)(b)(c)(d)(e)W(f)(c)(d)(b)(e)F 12-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。
如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。
2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ，力的大小等于20KN ， 如图所示。
若梁的自重不计，试求两支座的约束力。
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 =200N ，试求支座A 和E 的约束力。
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。
2-9 三根不计重量的杆AB ，AC ，AD 在A 点用铰链连接，各杆与水平面的夹角分别为450，，450和600，如图所示。
试求在与 O D 平行的力F 作用下，各杆所受的力。
已知F =0.6kN 。
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。
工程力学第01章习题
工程力学第01章习题课1.静力学公理公理1力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力,可以合成为一个台力.合力的大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定.即合力矢等于这两个力矢的几何和.公理2二力平衡条件作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力的大小相等,方向相反,且作用在同一直线上.公理3加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用.公理4作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在,两力的大小相等,方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个相互作用的物体上.公理5刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡,如将此变形体刚化为刚体,其平衡状态保持不变.推论l力的可传性作用于刚体A某点的力,可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点,并不改变该力对刚体的作用.推论2三力平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则此三力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点.2.约束和约束力约束:对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体.结束力:约束对物体的作用力.约束的类型:(1)具有光滑接触面的约束:约束力作用在接触点处,方向沿接触面的公法线指向被约束的物体,如图1-1(a)所示.(2)软绳、链条或胶带等构成的约束软绳:约束力作用在接触点,方向沿着绳索背离物体,如图所示链条或胶带：约束力沿轮缘的切线方向,如图所示.(3)光滑镜链约束:方向不能确定,但其作用线必垂直于轴线并通过轴心,如图所示(4)其它约束a.滚动支座：约束性质与光滑接触面约束相同,其约束必垂直于支承面,且通过铰链中心,如图所示.b.球铰链:约束力方向不能确定,但通过接触点与球心,如图所示.c.正推轴承:限制轴的径向位移和轴向位移,如图所示.例题：如图的匀质球C重P,杆AB由固定铰链A固连于墙上,绳BF连接墙体和杆,且杆和绳不计重量,试画出球C和杆AB的受力图.解：球C受主动力P,以及D、E两处的光滑支承面对球的约束力,这三个力必交于球心C处,如图杆AB在E处受球对它的作用力,在B处受绳对它的拉力,在A处受镀链对它的作用力, F的方向由三力汇交可确定A例题：下面图中是否有错误？如何改正作业题“1-1画出下列各图中物体A ,ABC或构件AB,AC的受力图。
(完整版)工程力学课后习题答案
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》课后习题与答案全集
由 ，作出速度平行四边形，如图示：
即：
7．图示平行连杆机构中， mm, 。曲柄 以匀角速度 2rad/s绕 轴转动，通过连杆AB上的套筒C带动杆CD沿垂直于 的导轨运动。试示当 时杆CD的速度和加速度。
解：取CD杆上的点C为动点，AB杆为动系。对动点作速度分析和加速度分析，如图（a）、（b）所示。图中：
解：设该力系主矢为 ，其在两坐标轴上的投影分别为 、 。由合力投影定理有：
=-1.5kN
kN
kN
；
由合力矩定理可求出主矩：
合力大小为： kN，方向
位置： m cm，位于O点的右侧。
2．火箭沿与水平面成 角的方向作匀速直线运动，如图所示。火箭的推力 kN与运动方向成 角。如火箭重 kN，求空气动力 和它与飞行方向的交角 。
(d)由于不计杆重，杆AB在A、C两处受绳索作用的拉力 和 ，在B点受到支座反力 。 和 相交于O点，
根据三力平衡汇交定理，
可以判断 必沿通过
B、O两点的连线。
见图(d).
第二章力系的简化与平衡
思考题：1.√;2.×;3.×;4.×;5.√;6.×;7.×;8.×;9.√.
1．平面力系由三个力和两个力偶组成，它们的大小和作用位置如图示，长度单位为cm，求此力系向O点简化的结果，并确定其合力位置。
则
（mm/s）
故 =100（mm/s）
又有： ，因
故：
即：
第四章刚体的平面运动
思考题
1．×；2.√; 3.√;4.√;5.×.
习题四
1．图示自行车的车速 m/s,此瞬时后轮角速度 rad/s,车轮接触点A打滑，试求点A的速度。
工程力学(静力学与材料力学)课后习题
1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
1-2 试画出以下各题中AB杆的受力图。
1-3 试画出以下各题中AB梁的受力图。
B(BA(BF((W(AW(( (B(DBB(W(BF((a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
A DB(B(DC (D((BC(WB((C(A(D(2-2 杆AC、BC在C处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F1和F2用在销钉C上，F1=445 N，F2=535 N，不计杆重，试求两杆所受的力。
2-3 水平力F作用在刚架的B2-4 在简支梁AB的中点C作用一个倾斜45o的力F，力的大小等于如图所示。
若梁的自重不计，试求两支座的约束力。
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=200 N，试求支座A和E的约束力。
2-7 在四连杆机构ABCD的铰链B和C上分别作用有力F1和F2，机构在图示位置平衡。
试求平衡时力F1和F2的大小之间的关系。
FF434ED2-9 三根不计重量的杆AB ，AC ，AD 在A 点用铰链连接，各杆 与水平面的夹角分别为450，，450和600，如图所示。
试求在与O D 平行的力F 作用下，各杆所受的力。
已知F =0.6 kN 。
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。
3-3 齿轮箱的两个轴上作用的力偶如题图所示，它们的力偶矩的 大小分别为M 1=500 Nm ，M 2 =125 Nm 。
《工程力学(第2版)》课后习题及答案—理论力学篇
第一篇理论力学篇模块一刚体任务一刚体的受力分析（P11）一、简答题1．力的三要素是什么?两个力使刚体平衡的条件是什么？答：力的三要素，即力的大小、力的方向和力的作用点。
两个力使刚体处于平衡状态的必要和充分条件：两个力的大小相等，方向相反，作用在同一直线上。
2．二力平衡公理和作用与反作用公理都涉及二力等值、反向、共线，二者有什么区别？答：平衡力是作用在同一物体上，而作用力与反作用力是分别作用在两个不同的物体上。
3．为什么说二力平衡公理、加减平衡力系公理和力的可传性都只适用于刚体？答：因为非刚体在力的作用下会产生变形，改变力的传递方向。
例如，软绳受两个等值反向的拉力作用可以平衡，而受两个等值反向的压力作用就不能平衡。
4．什么是二力构件？分析二力构件受力时与构件的形状有无关系。
答：工程上将只受到两个力作用处于平衡状态的构件称为二力构件。
二力构件受力时与构件的形状没有关系，只与两力作用点有关，且必定沿两力作用点连线，等值，反向。
5．确定约束力方向的原则是什么?活动铰链支座约束有什么特点？答：约束力的方向与该约束阻碍的运动方向相反。
在不计摩擦的情况下，活动铰链支座只能限制构件沿支承面垂直方向的移动。
因此活动铰链支座的约束力方向必垂直于支承面，且通过铰链中心。
6．说明下列式子与文字的意义和区别：（1）12=F F ，（2）12F F =， （3）力1F 等效于力2F 。
答：若12=F F ，则一般只说明两个力大小相等，方向相反。
若12F F =，则一般只说明两个力大小相等，方向是否相同，难以判断。
若力1F 等效于力2F ，则两个力大小相等，方向和作用效果均相同。
7．如图1-20所示，已知作用于物体上的两个力F1与F2，满足大小相等、方向相反、作用线相同的条件，物体是否平衡？答：不平衡，平衡是指物体相对于惯性参考系保持静止或匀速直线运动的状态，而图中AC 杆与CB 杆会运动，两杆夹角会在力的作用下变大。
二、分析计算题1.试画出图1-21各图中物体A 或构件AB 的受力图（未画重力的物体重量不计，所有接触均为光滑接触）。
工程力学课后习题答案（2-6章版本2）
工程力学课后习题答案-秦世伦2.10工程力学课后习题答案-秦世伦2.11工程力学课后习题答案-秦世伦3.3 图3.3所示钢架的点B 作用一个水平力F ，钢架重量忽略不计。
求支座A 、D 的约束力。
解：由图3.3可以确定D 点受力的方向，这里将A 点的力分解为x 、y 方向，如图3.3.1根据力与矩平衡有（1）)2(:)(0:)(0:)(=-=-=-∑∑∑FL L F A M F F y F F F x F DyDx工程力学课后习题答案-秦世伦解上面三个方程得到)(2),(2),(↑=↓=←=F F F F F F D y x3.5如图3.5铰链四杆机构ABCD 的CD 边固定，在铰链A 、B 处有力F1、F2作用，如图所示。
该机构在图示位置平衡，杆重忽略不计。
求力F1和力F2的关系。
解：（1）对A 点分析，如图3.5.1，设AB 杆的内力为T ，则将力投影到垂直于AC 方向的AM 上有①0)15cos()30cos(:)(1=︒-︒∑T F AM F 图3.5（2）对B 点分析，如图3.5.2，将力投影到垂直于BD 方向的BN有②0)30cos()60cos(:)BN (2=︒-︒∑T F F 由①、②可得22108593790.64395055332F F F ≈+=3.8如图3.8有5根杆件组成的结构在A 、B 点受力，且CA 平行于DB ，。
F=20kN,P=12kN 。
求BE 杆的受力。
CA DE BE DB ===解：（1）对A 点受力分析，将力投影到垂直于AC 方向的AN 上有①060sin :)(=-︒∑F FAN F AB（2）对B 点受力分析，如图3.8.2.将力投影到垂直于BD 方向的BM 上有②060cos 60sin 30cos :)BM (=︒-︒-︒∑P F FF BE AB由①、②可得（方向斜向上）373095kN 16.1658075kN 328≈=BE F3.9如图（见书上）所示3根杆均长2.5m ，其上端铰结于K 处，下端A 、B 、C 分别与地基铰结，且分布在半径r=1.5m 的圆周上，A 、B 、C 的相对位置如图所示。
(完整版)工程力学课后习题答案
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。
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0x 2100x 2100cos(230)xysin(230) 0x 2100sin(230)xycos(230)
x 33.3 xy 57.7
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第10章 应力状态与强度理论及 其
工程应用——习题 课
Fx 0
x y d A c o s 6 0 x d A s i n 6 0 0
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
• 10-8 已知构件中危险点的应力状态如图所 示，试选择合适的设计准则对以下两种情 形作强度校核：
1、构件材料为Q235 钢．[σ]＝160 MPa； 应力状态中σx＝45Mpa，σy＝135 MPa，σz ＝0，τxy＝0。 2、构件材料为灰铸铁．[σ]＝30MPa；应 力状态中σx＝20Mpa， σy＝-25MPa， σz＝ 30 MPa，τxy＝0。
Fy 0
x y d A s i n 6 0 y d A c o s 6 0 0
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
• 10-4 构件微元表面AC上作用有数值为 14MPa的压应力，其余受力如图所示。 试求σx和τxy。
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习题10-4
14x 292x2 92cos(2)xysin(2) 0x2 92sin(2)xycos(2)
第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
• 10-11 铝制圆轴右端固定、左端受力如图 示。若轴的直径d = 32mm，试确定点a 和 点b 的应力状态，并计算σr3和σr4值。
• 1、 只承受轴向载荷FP=250 kN； • 2、 只承受内压p=5.0 MPa（两端封闭）； • 3、 同时承受轴向载荷 FP=250 kN 和内压p＝
5.0 MPa（两端封闭）。
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课ຫໍສະໝຸດ 2020/7/31＜
习题10-5图
第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
＜
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
• 10-6 外径为 300 mm 的钢管由厚度为δ＝8 mm 的钢带沿20o角的螺旋线卷曲焊接而成。 试求下列情形下，焊缝上沿焊缝方向的剪应 力和垂直于焊缝方向的正应力：
第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
• 10-10 传动轴受力如图示。若已知材料的 [σ]＝120 MPa，试设计该轴的直径。
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第10章 应力状态与强度理论及 其
工程应用——习题 课
xy 74.2 x 37.94
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
• 10-5 对于图示的应力状态，若要求其中 的最大剪应力τmax＜160MPa，试求τxy取 何值。
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• 试分析是否满足这一要求。
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
• 10－3 从构件中取出 的微元受力如图所 示，其中AC 为无外 力作用的自由表面 。
• 试求：σx和τxy。
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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• 10-9 对于图示平面应力状态，各应力分量 可能有以下几种组合，试按最大剪应力准 则和畸变能密度准则，分别计算各种组合 时的计算应力。
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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• 10-2 层合板构件中微元受力如图所示，各层板之间用 胶粘接，接缝方向如图中所示。若已知胶层剪应力不 得超过1MPa。
cos1/ 10.72
sin0.7/ 10.72
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xy 74.2 x 37.94
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工程应用——习题 课
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x d A s i n d A s i n x y d A c o s 0
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• 10－1 木制构件中的微元受力如图所示，其中 所示的角度为木纹方向与铅垂线的夹角。 试求： l、平行于木纹方向的剪应力； 2、垂直于木纹方向的正应力。
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
x＝ x＋ 2y＋ x－ 2ycos2－ xysin2 xy＝ x－ 2ysin2xycos2
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
• 10-7 承受内压的铝合金制的圆筒形薄壁容器如图 所示。已知内压p=3.5MPa，材料的E=75GPa， ν=0.33。试求圆筒的半径改变量。
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
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第10章 应力状态与强度理论及其 工程应用——习题课
• 10-12 直杆 AB 与直径d ＝40 mm 的圆柱焊成 一体，结构受力如图 所示。试确定点a 和点 b 的应力状态，并计算 σr4 。