工程力学复习题
工程力学复习题及参考答案

课程考试复习题及参考答案工程力学一、填空题:1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。
2.构件抵抗的能力称为强度。
3.圆轴扭转时,横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。
4.梁上作用着均布载荷,该段梁上的弯矩图为。
5.偏心压缩为的组合变形。
6.柔索的约束反力沿离开物体。
7.构件保持的能力称为稳定性。
8.力对轴之矩在情况下为零。
9.梁的中性层与横截面的交线称为。
10.图所示点的应力状态,其最大切应力是。
11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。
12.外力解除后可消失的变形,称为。
13.力偶对任意点之矩都。
14.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则杆中最大正应力为。
15.梁上作用集中力处,其剪力图在该位置有。
16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。
17.外力解除后不能消失的变形,称为。
18.平面任意力系平衡方程的三矩式,只有满足三个矩心的条件时,才能成为力系平衡的充要条件。
19.图所示,梁最大拉应力的位置在点处。
20.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态,称为。
22.在截面突变的位置存在集中现象。
23.梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有。
24.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。
26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件,称为。
27.作用力与反作用力的关系是。
28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。
29.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则截面C的位移为。
30.若一段梁上作用着均布载荷,则这段梁上的剪力图为。
二、计算题:1.梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。
2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示,C为截面形心。
工程力学复习题答案

工程力学复习题答案一、单项选择题1. 刚体在平面内运动时,其运动学描述不包括以下哪一项?A. 平移B. 旋转C. 振动D. 变形答案:D2. 材料力学中,下列哪一项不是应力的类型?A. 正应力B. 剪应力C. 拉应力D. 扭应力答案:C3. 在梁的弯曲问题中,以下哪一项不是梁的内力?A. 剪力B. 弯矩C. 扭矩D. 轴力答案:C二、多项选择题1. 以下哪些因素会影响材料的弹性模量?A. 材料类型B. 温度C. 材料的微观结构D. 材料的密度答案:A, B, C2. 根据胡克定律,以下哪些描述是正确的?A. 应力与应变成正比B. 比例系数称为弹性模量C. 应力与应变成反比D. 弹性模量是材料的固有属性答案:A, B, D三、填空题1. 在材料力学中,材料在外力作用下发生形变,当外力移除后,材料能够恢复原状的性质称为_______。
答案:弹性2. 当梁受到均布载荷时,其最大弯矩通常出现在梁的_______。
答案:中点3. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时,从弹性变形过渡到塑性变形的临界应力值,通常用_______表示。
答案:σy四、简答题1. 简述材料力学中应力集中的概念及其对结构设计的影响。
答案:应力集中是指在构件的局部区域,由于几何形状、材料不连续性或其他原因,导致应力值远高于周围区域的现象。
这种现象可能导致结构的局部应力超过材料的强度极限,从而引发裂纹或断裂,对结构的安全性和可靠性造成影响。
因此,在结构设计中,应尽量避免应力集中的产生,或采取适当的措施来降低其影响。
2. 描述梁在弯曲时的正应力分布规律。
答案:梁在弯曲时,其横截面上的正应力分布规律是:在中性轴上,正应力为零;在中性轴上方,正应力为拉应力,且随着距离中性轴的增加而增大;在中性轴下方,正应力为压应力,且随着距离中性轴的增加而增大。
这种分布规律可以用弯曲应力公式σ=My/I来描述,其中M是弯矩,y是距离中性轴的距离,I是横截面的惯性矩。
工程力学复习题及答案

工程力学复习题及答案一、选择题1. 工程力学中,牛顿第二定律表达的是()。
A. 力是物体运动的原因B. 力是物体运动状态改变的原因C. 力是物体形状改变的原因D. 力是物体质量改变的原因2. 以下哪项不是材料力学研究的范畴?()A. 材料的弹性B. 材料的塑性C. 材料的热传导D. 材料的疲劳3. 在静力学中,力的合成遵循()。
A. 几何法则B. 代数法则C. 物理法则D. 化学法则二、填空题4. 根据胡克定律,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,比例系数称为______。
5. 材料在受到外力作用时,若其内部应力超过材料的______,则会发生断裂。
6. 工程力学中的虚功原理是指,在平衡状态下,任何微小的位移变化都不会引起外力对系统做______。
三、简答题7. 简述材料力学中的应力-应变关系。
8. 描述静力学中三力平衡的条件。
9. 解释什么是弹性模量,并说明其在工程中的应用。
四、计算题10. 一根长为L的均匀杆,其一端固定,另一端受到垂直于杆的力F 作用。
求杆的弯曲角度。
11. 一块矩形钢板,长为a,宽为b,厚度为t,受到均匀分布的压力p。
计算钢板的最大弯曲应力。
12. 一个质量为m的物体,从静止开始自由下落,忽略空气阻力,求物体下落h高度时的速度。
五、论述题13. 论述在工程结构设计中,如何考虑材料的疲劳寿命。
14. 讨论在桥梁设计中,如何应用静力学原理来确保结构的稳定性。
六、案例分析题15. 某建筑工地上,一台起重机在吊装重物时发生倒塌。
分析可能的原因,并提出预防措施。
16. 某高速公路的路面出现裂缝,分析裂缝产生的原因,并提出修复方案。
七、实验题17. 设计一个实验来测量材料的弹性模量。
18. 描述如何通过实验验证胡克定律。
八、综合应用题19. 一个悬臂梁,其一端固定,另一端承受一个集中载荷。
分析梁的受力情况,并计算最大弯矩。
20. 一个圆柱形储气罐,其壁厚为d,内径为D,承受内部压力p。
计算储气罐的最大主应力。
工程力学复习题

工程力学复习题1. 重量P=500N的物块放在水平面上,F=300N。
物块与水平面间的静摩擦系数为f=0.5。
问物块能否运动?答:。
2. 多跨静定梁如图,由悬臂梁AB与铰支梁BC用铰链B连接而成,q和a为已知,不计梁的自重。
求A、B、C三处的约束反力。
3. 一直经为d=50mm的圆轴两端受M=1000N·m 的外力偶作用而发生扭转,轴材料的剪切弹性模量为G=80GPa。
求:(1)横截面上半径为ρA=d/4点处的剪应力和剪应变;(2)单位长度扭转角ϕ'。
4. 作图示梁的剪力图和弯矩图。
5. 梁AB 为10号工字钢,W z =49cm 3,已知梁下表面C 处横截面上的正应力σc =60MPa 。
试求载荷P 的值。
6. 圆杆受轴力F 和力偶M 作用,已知圆杆直径为d =10mm ,材料为钢材,许用应力为 [σ]=120MPa ,力偶10d F M ⋅=。
试按第四强度理论确定许可载荷F 的值。
7. 图示为一曲柄轴,位于竖直平面内,AB段直径d =30mm ,许用应力为[σ]=100MPa 。
在D点受垂直于竖直面的水平由外向里的力P的作用。
试根据AB段的强度按第三强度理论确定许可载荷P 的值。
8. 一圆截面压杆AB ,两端铰支,直径d =160mm ,长l =5m 。
材料为Q 235钢,235=s σMPa ,弹性模量E =200GPa ,系数a =304MPa ,b =1.12MPa ,1001=λ,602=λ。
试求该压杆的临界压力。
9. 大柔度压杆AB ,支承情况各方向均相同,材料的弹性模量E =200GPa ,长度为l =3m ,横截面尺寸为40mm 80mm b h ⨯=⨯。
试求该压杆的临界应力值。
工程力学复习题

一、作图题。
1.画出下图所示AB杆的受力图。
2.画轴力图。
33.如图所示,作扭矩图。
10N·M 15N·M 30N·M·M4.画剪力图和弯矩图。
(1)梁受力如下图。
已知均布载荷q=3kN/m,集中力偶M=6kN·m,要求画出梁的剪力图和弯矩图,并标注出关键值。
q M(2)试列出下图受力梁的剪力方程和弯矩方程。
画剪力图和弯矩图,并求出m ax Q F 和m ax M 。
设a l q F ,,,均为已知。
q qa F =q2qa M =2qa M =(3)作如下图所示梁的剪力、弯矩图。
二:选择题1.如图所示。
物块均重为P ,作用力F=P ,物块与支承面间的摩擦角φ=30°,则这两种情况中 ( )A .(a)平衡,(b)不平衡B .(a)不平衡,(b)平衡C .(a)平衡,(b)平衡D .(a)不平衡,(b)不平衡2.平面汇交力系如图所示,已知31=F KN ,12=F KN ,33=F KN ,则该力系的合力R 的大小应为 ( )A .0=RB .KN R 3=C .()KN R 321+=D .()KN R 341+= y2F 1Fx3.小物块重P =10 kN ,用F =40 kN 的力把物块压在铅垂墙面上,如图所示,力与水平线成30°夹角,物块与墙面之间的静摩擦因数f s =3/4,则作用在物块上的摩擦力大小等于( )A .10 kNB .15 kNC .20 kND .203 kN4.大小相等的四个力,作用在同一平面上且力的作用线交于一点C ,试比较四个力对平面上点O 的力矩,哪个力对O 点之矩最大( )。
A .力P 1B .力P 2C .力P 3D .力P 45.静力学把物体看为刚体,是因为 ( C )A .物体受力不变形B .物体的硬度很高C .抽象的力学模型D .物体的变形很小6.物体A 重量为Q ,置于水平面上,接触面上的静滑动摩擦系数f=0.32,在物体上施加一水平拉力P =0.3Q ,则接触面上的摩擦力F 为 ( )Q P 3.0=C. F=0.32Q 7.已知1F、2F 、3F 、4F 为作用于刚体上的平面汇交力系,其力系关系如图所示,由此可知( )A .该力系的合力R F =0B .该力系的合力R F =4FC .该力系的合力R F =24FD .该力系的合力R F =34F8."二力平衡公理” 和“力的可传性原理”适用于( D )。
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《 工程力学 》复习题一、思考题1. 力是如何定义的?力的作用效应有哪些?力的三要素?2. 什么是约束?常见的典型约束有哪几种类型?3. 平面任意力系向作用面内任意一点简化的结果?4. 平面任意力系平衡的必要充分条件是什么?其平衡方程的基本形式如何?5. 材料力学的研究对象是什么?6. 可变性固体的基本假设有哪些?7. 截面法的适用范围?8. 低碳钢拉伸时,其应力-应变曲线的四个特征阶段分别是什么?9. 如何计算圆轴扭转横截面上任意一点的应力及其最大应力?圆形截面的极惯性矩与抗扭截面系数的计算公式? 10. 在梁的正应力公式zI My=σ中,z I 是梁横截面对于哪个轴的惯性矩? 11. 提高梁的强度的措施有哪些?12. 什么是静矩?若某一轴通过截面的形心,则截面对该轴的静矩等于多少? 13. 梁的变形用什么来表示?计算梁变形的基本方法是什么?14. 何谓一点处的应力状态?如何确定一点的主应力的大小与方位? 15. 常见的强度理论有哪些?二、计算题(1)图示空心圆截面杆,外径mm 20=D ,内径mm 15=d ,承受轴向载荷kN 20=F 作用,材料的屈服应力MPa 235=S σ,安全因数51.=S n ,试校核杆的强度。
(2)图示悬臂梁,自由端受集中载荷F 作用,试建立梁的挠度与转角方程,并计算最大挠度与转角。
设弯曲刚度EI 为常数。
(3)图示受扭圆杆中,mm 100=d ,材料的许用切应力MPa 40][=τ,试校核该杆的强度。
(4)单元体的应力情况如图所示,试求该点的主应力和最大切应力。
(5)图示槽型截面悬臂梁,kN 10=F ,m kN 70e ⋅=M ,许用拉应力[]MPa 35t =σ,许用压应力[]MPa 120c =σ,惯性矩44m 10021-⨯=.z I ,截面形心C 离顶边与底边的距离分别为m m 961=y 与m m 1542=y ,试校核梁的强度。
(6)图示水平直角折杆受铅直力F 作用。
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工程力学复习题库一、判断题1-1在力的作用下变形的物体称为变形体。
(a)中1-2物体相对周围物体保持静止称为平衡。
(b)中1-3力是物体间的相互机械作用。
(a)易1-4力只能使物体的运动状态发生改变。
(b)难1-5力只能使物体产生变形。
(b)难1-6力对物体的作用效应取决于:力的大小、方向、力的作用点。
(a)易1-7力是矢量.所以需要表示其大小和方向。
(b)难1-8只要一个力系使物体保持静止.则称该力系为平衡力系。
(b)难1-9若两个力系分别作用于一个物体上.其效应相同.则该二力系为等效力系。
(a)难1-10一个物体受两个力大小相等、方向相反、且作用在同一直线上.则该物体一定平衡。
(a)易1-11如果一物体受两个力作用保持平衡时.这两个力一定是大小相等、方向相反.作用线在同一直线上。
(a)中1-12只受两个力作用而平衡的构件称为二力杆。
(a)中1-13在作用于刚体上的力系.加上或减去一个任意平衡力系.并不改变原力系对刚体的作用效应。
(a)中1-14作用在刚体上的力.可以沿其作用线任意移动而不改变其对刚体的作用效应。
(a)中1-15作用于物体同一点上的两个力.可以用平行四边形法合成为一个力。
(a)易1-16刚体在三个力作用下保持平衡.则此三力一定相交。
(b)难1-17作用力与反作用力同时存在且作用在同一物体上。
(b)难1-18凡是限制某物体运动的周围物体.便称为此物体的约束。
(a)难1-19柔性约束反力.作用在与物体连接点.作用线沿着柔索.指向物体。
(b)中1-20光滑接触面约束反力.只能是拉力。
(b)难1-21光滑接触面约束反力.作用于接触处.沿接触点法线方向.指向物体。
(a)中1-22圆柱铰链约束反力.用通过铰链中心相互垂直的两个分力表示。
(a)中1-23滚动铰链约束反力沿支撑面的法线.通过铰链中心并指向物体。
(a)中1-24分析分离体上有几个作用力及每个力大小、方向、作用线(点)的过程称为受力分析。
工程力学复习题

注意:文中带有“ ”对环境、给排水专业为不考内容。
但,属于设计专业的考试范围。
本习题只适用于以上三个专业13级的毕业前补考复习。
勿传!静力学习题一、选择题1.若作用在A点的两个大小不等的力F 1和F2,沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为 3 。
①F1-F2;②F2-F1;③F1+F2;2.作用在一个刚体上的两个力F A、F B,满足F A=-F B的条件,则该二力可能是 2 。
①作用力和反作用力或一对平衡的力;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。
3.三力平衡定理是 1 。
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、下列图中所示的力多边形中, A 是自行封闭的A、B、C、D、4、三铰刚架ABC如图所示,不计自重,仅受力F作用,铰链A反力F A的方位必满足 C ?A、通过B点B、通过D点C、通过E点D、通过C点5、在图中,如果两力偶均作用在杆AC上,铰链A或B的反力方位 C ?A、垂直于ACB、垂直于BCC、垂直于ABD、不确定6.已知杆AB长2m,C是其中点。
分别受图示四个力系作用,则 3 和 4 是等效力系。
①图(a)所示的力系;②图(b)所示的力系;③图(c)所示的力系;④图(d)所示的力系。
7.某平面任意力系向O点简化,得到如图所示的一个力R 和一个力偶矩为Mo的力偶,则该力系的最后合成结果为 3 。
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。
8.图示三铰刚架受力F作用,则A支座反力的大小为2 ,B支座反力的大小为 2 。
①F/2;②F/2;③F;④2F;⑤2F。
9.平面系统受力偶矩为M=10KN.m的力偶作用。
当力偶M作用于AC杆时,A支座反力的大小为4 ,B支座反力的大小为 4 ;当力偶M作用于BC杆时,A支座反力的大小为2 ,B支座反力的大小为 2 。
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山东理工大学成人高等教育 工程力学 复习题
一、选择题
1、一平面力系,其力多边形恰好自行封闭,则( )。
A 、力系平衡或简化为一力偶
B 、力系平衡
C 、简化为一合力
D 、无法判定 2、下列有关力偶叙述错误的是( )。
A 、力偶无合力
B 、力偶可以用一个力来代替
C 、力偶可以改装
D 、力偶对任一点的矩恒等 3、低碳钢材料试件在拉伸试验中,经过冷作硬化后,减小的材料指标是( )。
A 、比例极限 B 、强度极限 C 、延伸率 D 、弹性模量 4、有关力偶叙述不正确的是( )。
A 、力偶对任一点的矩都相等
B 、力偶只能用力偶来平衡
C 、力偶无合力,力偶在任一轴上的投影都等于零
D 、一个力偶可以用一个力来代替 5、静力学的研究对象是( )。
A 、刚体
B 、变形体
C 、线弹性体
D 、各向同性的物体
6、若将受扭空心圆轴(5.0=α)的横截面面积增加一倍,则该轴的抗扭刚度是原来的( )倍。
A 、2; B 、4 ; C 、8 ; D 、16 。
7、用截面法求内力时,是对( )建立平衡方程而求解的。
A 、截面左段
B 、截面右段
C 、左段或右段
D 、整个杆件 8、梁弯曲时时横截面上的内力是_________。
A 、轴力 B 、扭矩 C 、剪力和弯矩 D 、弯矩 9、低碳钢试件扭转破坏是 。
A 、沿横截面拉断;
B 、沿450
螺旋面拉断;
C 、沿横截面剪断;
D 、沿450
螺旋面剪断; 10、p
I T /ρτρ=适用于______杆。
A :任意截面形状;
B :任意实心截面;
C :任意材料的圆截面;
D :线弹性材料的圆截面。
二、判断题
( )1、作用于物体上的力可以移到物体上的任一点,而不改变力对物体的外效应。
( )2、无载荷作用的梁段上,剪力图为水平线,弯矩图为斜直线。
( )3、平面任意力系简化后,其主矢量与简化中心有关,主矩与简化中心无关。
( )4、力偶只能用力偶来平衡。
( )5、两个力在同一轴上的投影相等,此两力必相等。
( )6、柔体约束的约束反力其作用线是沿柔体的中心线,指向受力物体。
( )7、作用于物体上的力可以移到物体上的任一点,而不改变力对物体的外效应。
( )8、两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
( )9、无载荷作用的梁段上,剪力图为水平线,弯矩图为斜直线。
( )10、应力和压强单位都是Pa ,具有相同的物理意义,都是指单位面积上的力。
三、计算题
1、已知:M 、AB=AC=CD=a ,求A 、B 两点的约束反力
2、外伸梁载荷及截面尺寸如图所示。
已知: []100σ=MPa ,试:(1)绘出剪力图和弯矩图;(2)校核梁的强度。
3、一杆件如图所示,已知:110kN P =,212P P =,2200mm CD BC A
A ==,2
100mm AB A =,200GPa E =。
(1)作轴力图;(2)求各段横截面上的应力;(3)求杆件总的变形量。
4、求C 、D 两点的约束反力。
5、求
B
F=10 kN M=20 kN.m
6、一杆件如图所示,已知:kN 101=P ,kN 202=P , 2mm 400==BC CD A A ,2
mm 200=AB A ,
a G P 200=E 。
(1)作出轴力图;(2)求各段横截面上的应力;(3)求杆件总的变形量。
7、绘出低碳钢拉伸时的应力应变图的四个阶段,并标出 σp , σs , σ b 。
8、等直径传动轴的转速为n=500r/min ,直径为d=50mm ,主动轮A 输入功率P 1=40kW ,从动轮C ,B 分别输出功率P 2=16kW ,P 3=24kW 。
已知[τ]=70MPa 。
试校核轴的强度。
9、已知圆轴在A 、B 、C 处分别作用有外力偶m N 500∙=A m 、m N 1500∙=B m ,m N 1000∙=C m ,圆轴直径mm 40=d ,材料的剪切弹性模量GPa 80=G ,许用剪切应力MPa 60][=τ。
(1)绘出扭矩图;(2)校核轴的强度。
10、1
2、绘制梁的剪力和弯绘矩图
11、画出图中球体的受力图
参考答案及要点
一、单项选择题
1-5:A B C D A 6-10:D C C C D 二、判断题
1-5:× √ × √ × 6-10:× × × √ × 三、题
1、 解:1. 由于BC 杆为二力杆件,故其受力图为
2.
力偶只能用力偶来平衡,分析整个物系的受力 3. 列平衡方程 0
sin 450A M M F a ∑=-=
A B F F ==
2、解:1. 外力分析
()0602040D C M F F ∑=--= ()0
460200C D M F F ∑=-+=
求解得: 10kN C D F F == 2. 作内力图
A
B
F
F
F
A F
B
F=10 kN
3. 校核梁的强度 由弯矩图知,max
20kN m M
=⋅
2
25311
90120 2.1610mm 66
z W bh ==⨯⨯=⨯
6
max max 5201092.6MPa 2.1610z M W σ⨯===⨯)
由于[]max σσ<,故强度足够。
3、解:1. 作轴力图
2. 求应力
32010100MPa 200
NDC DC
DC F A σ⨯=== 0CB σ=
31010100MPa 100
NBA BA
BA F A σ⨯==-=- 3. 求变形 由 N F l
l EA ∆= 得
N NDC DC NBA BA DC BA
F l F l F l
l EA EA EA ∆==+
0=
4、解:1. 分析AB 杆的受力
2. 列平衡方程 ()0
1040D C M F M q F ∑=+-=
020y C D F F F q ∑=--=
求解得:30kN 10kN C D F F ==
5、解:
0:cos 0x Ax F F P θ∑=+= 0:sin 0y Ay B F F F P θ∑=+-=
()0:sin ()0A B M F a P a b m θ∑=-⋅+-=F cos Ax F P θ=-
sin Ay m Pb F a
θ
+=-
sin ()B m P a b F a
θ++=
6、解 (1)
(2)
N F A
σ=
Pa AB
M 501020010106
3=⨯⨯=-σ
M=20 kN.m
F D F
Pa BC
M 251040010106
3=⨯⨯=-σ Pa CD
M 251040010106
3-=⨯⨯-=-σ (3)
m EA l N EA l N EA l N l l l l CD
CD
CD BC BC BC AB AB AB CD BC AB AD 66
93
3693369331025.1
101501010
10
5010101020010200101001010-------⨯=⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=++=
∆+∆+∆=∆ 7、解:ob :弹性阶段
bc :屈服阶段 cd :强化阶段
de :颈缩(局部变形)阶段
8、解:求外力偶矩:
T1=9549×
m N .76450040= T2=9549×m N .4.458500
24
= ∵ T 1> T 2 故校核2截面 2-2截面的强度校核: ][1.3116
7643
1m ax
τπτ<===MPa d
W T p
故安全。
9、解:(1)绘出扭矩图;(2)校核轴的强度。
(2)校核轴的强度。
MPa 60][6.7916
/
1000
3max max =>===
τπτMPa d W T p ,故不安全。
10、解:1.求约束反力
ε
1000
()0A M F =∑ : 2By ql F =
0y F =∑; 2
Ay ql F = 2.内力方程
()/2S Ay F x F qx
ql qx
=-=-
()0x l <<
()()
22
/2/2
0Ay x
M x F x qx
qlx qx x l =⋅-=-≤≤
3.内力图 (6分)
11、解。