学版工程力学习题答案 第十章
工程力学(山东理工大学)智慧树知到课后章节答案2023年下山东理工大学
工程力学（山东理工大学）智慧树知到课后章节答案2023年下山东理工大学第一章测试1.物体的平衡状态是指物体静止不动。
A:对 B:错答案:错2.柔索只能承拉，不能承压。
A:错 B:对答案:对3.在物体上加上或减去任意的平衡力系，不改变原力系对物体的效应。
A:对 B:错答案:错4.静力学研究的物体都是处于平衡状态的。
A:错 B:对答案:对5.力平行四边形法则只适用于刚体。
A:对 B:错答案:错6.平衡是相对的，是物体运动的一种特殊形式。
A:对 B:错答案:对7.力只能沿力线在自身刚体上传递。
A:错 B:对答案:对8.刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。
A:对 B:错答案:对9.作用力与反作用力不是一对平衡力。
A:错 B:对答案:对10.作用于刚体上的力是滑移矢量。
滑动矢量。
A:错 B:对答案:对第二章测试1.汇交力系一定是共点力系。
A:错 B:对答案:错2.一般力系向一点简化得到的主矢是一般力系中各力的向量和，主矢与原力系来说一般不等效。
A:对 B:错答案:对3.图示中的力偶臂等于AB两点间距离。
A:错 B:对答案:错4.作用在刚体上同一个平面内的力偶，不能合成为一个合力偶。
A:错 B:对答案:错5.只要保证力偶矩不变，可以改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，不改变力偶对刚体的效应。
A:错 B:对答案:对6.力偶对其作用面内任一点的矩恒等于力偶矩本身。
A:错 B:对答案:对7.力偶不能合成为一个力。
A:错 B:对答案:对8.力的投影是代数量，力的分量也是代数量。
A:错 B:对答案:错9.在任意坐标系下，力在坐标轴上投影的大小都等于分量的大小。
A:对 B:错答案:错10.汇交力系平衡的必要和充分条件是：力多边形首尾相连。
A:错 B:对答案:对第三章测试1.可以根据对称性确定物体的重心。
A:错 B:对答案:对2.任何物体的重心必然与其形状中心重合。
A:对 B:错答案:错3.空间平行力系的平衡方程共有三个，此三个方程都可以采用力的投影方程。
大学《工程力学》课后习题解答-精品
大学《工程力学》课后习题解答-精品2020-12-12【关键字】情况、条件、动力、空间、主动、整体、平衡、建立、研究、合力、位置、安全、工程、方式、作用、结构、水平、关系、分析、简化、倾斜、支持、方向、协调、推动(e)(c)(d)(e)’CD2-2 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=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点(2) AC 与BC 2-3 水平力F A 和D 处的约束力。
解：(1) 取整体(2) 2-4 在简支梁，力的大小等于20KN ，如图所示。
若解：(1)(2)求出约束反力：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。
解：(1) 取DE (2) 取ABC2-7 在四连杆机构ABCD 试求平衡时力F 1和F 2解：（1）取铰链B (2) 取铰链C 由前二式可得：F FF ADF2-9 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。
解：(1)间汇交力系；(2)解得：AB、AC3-1 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 的约束力解：(a) (b) (c) 3-2 M ，试求A 和C解：(1) 取 (2) 取 3-3 Nm ，M 2解：(1)(2) 3-5 大小为AB 。
各杆 解：(1)(2)可知：(3) 研究OA 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：AB A3-7 O1和O2圆盘与水平轴AB固连，O1盘垂直z轴，O2盘垂直x轴，盘面上分别作用力偶（F1，F’1），（F2，F’2）如题图所示。
工程力学课后答案(第二版少学时)
第一章静力学基本概念1.1 解F=F x+F y=F x i+F y jF1=1000N=-1000Cos30ºi-1000Sin30ºjF2=1500N=1500Cos90ºi- 1500Sin90ºjF3=3000N=3000 Cos45ºi+3000Sin45ºjF4=2000N=2000 Cos60ºi-2000Sin60ºj1.2因为前进方向与力F A，F B之间均为45º夹角，要保证二力的合力为前进方向，则必须F A=F B。
所以：F B=F A=400N1.3解：M O(F)=F l解：M O(F)=0解： M O(F)=F l sinβ解： M O(F)=F l sinθ解： M O(F)= -F a解：M O(F)= F(l＋r)解:1.4解:1.5解：1位置：M A(G)=02位置：M A(G)=-G l sinθ3位置：M A(G)=-G l1.6解：M O(F n)=-F n cosθ·D/2=-75.2N·m 1.71.8第二章平面力系2.1 力系简化解：（1）主矢大小与方位：F/R x＝∑F x＝F1cos45º+F3+F4cos60º＝100Ncos45º+200N+250cos60º＝395.7N F/R y＝∑F y＝F1sin45º-F2-F4sin60º＝100Nsin45º-150N-250sin60º＝-295.8N（2）主矩大小和转向：M O＝∑M O(F)＝M O(F1)+M O(F2)+M O(F3)+M O(F4)+m＝0-F2×0.3m+F3×0.2m+F4sin60×0.1m+F×0.1m＝0-150N×0.3m+200N×0.2m+250Nsin60×0.1m+50N×0.1m ＝21.65N·m( )向O点的简化结果如图所示。
工程力学作业10
第十章思考题10.1试举出能实现平面弯曲的几种情况。
等截面实体直梁发生平面弯曲的充分必要条件是什么?10.2 试说明纯弯曲和横力弯曲，中性轴与形心轴，弯曲刚度和弯曲截面系数等概念的区 别。
10.3 梁纯弯曲正应力公式一般也适用于横力弯曲梁的横截面上的正应力计算，其理由是 思考题10.4图 什么?10.4 图示的两种梁的截面中，z 轴为中性轴。
试问两截面的惯性矩和弯曲截面系 数是否可以按下列公式计算：12/12/3113h b bh I z -= 6/6/2112h b bh W z -=10.5 由两种材料组成的梁，其截面如图所示，试问两种材料粘合在一起和能无摩擦滑动两种情况下，在相同受载情况下的弯曲正应力是否相同?思考题10.5图10.6 几何形状和受载情况完全相同的钢梁和铝梁，其内力图是否相同?它们各对应点的弯曲应力是否相同?梁的挠曲线的曲率是否相同?10.7 一根圆木绕z 轴弯曲时，适当地在上下削去一层，在相同弯矩作用下反而降低了最大 正应力。
试说明其中道理。
10.8 船用钢缆由钢丝组合而成，在使用过程中常被弯曲甚至要打结。
在钢缆直径不变时，试问钢丝细些、根数多些好，还是钢丝粗些、根数少些好?为什么? 思考题10.7图10.9 在弯曲切应力公式中，为什么*z S 是部分截面对中性轴的静矩，z I 却是整个截面对中性轴的惯性矩?10.10 试举出需要考虑梁的切应力强度的几种情形。
10.11 由四根100×80×10不等边角钢焊成一体的梁，在纯弯曲时截面按图示四种形式组合。
试问哪一种截面梁强度最高，哪一种最低?思考题10.11图 思考题1012图10.12 屋架梁常制成图示形状。
从材料力学角度看是否合理?为什么?10.13 图a 所示的钢梁和图b 所示的三角桁架材料相同，桁架两杆截面积之和 与钢梁截面积相等。
已知l =10h ，h =1.5b ，D =1.22b ，d =0.6D 。
工程力学课后习题答案第10章题解g
( ) ∑ M B
= 0 ， FC
= − Me l
↓
77
CA 段
M
=
−
Me l
x1
⎜⎛ 0 ⎝
≤
x1
<
l 2
⎟⎞ ⎠
AB 段
M
=
−
Me l
x2
+
Me
⎜⎛ ⎝
l 2
<
x2
≤
l
⎟⎞ ⎠
CA
段 ⎜⎛ 0 ⎝
≤
x1
<
l 2
⎟⎞ ⎠
AB
段 ⎜⎛ ⎝
l 2
<
x2
≤
l ⎟⎞ ⎠
EIw1′′ =
−
Me l
x1
EIw1′
=
3d × (3d )3
12
=
81d 4 12
；设钢丝绳每股横截面为 d × d ，则 9 股钢丝绳的惯
性矩为 I 2
= 9× d ×d3 12
=
9d 4 12
=
1 9
I1
，故钢丝绳要柔软得多。
10-4 用叠加法求梁的位移时，应满足哪些条件？ 答 小变形。
10-5 提高梁的弯曲刚度的主要措施有哪些？与提高梁强度的措施有何不同？ 答 提高梁的弯曲刚度的主要措施有 （1）调整加载方式，改善结构设计； （2）减小梁的跨度，增加支承约束； （3）增大梁的弯曲刚度 EI。
)
=
3 8
qlx2
−
ql 2
⎜⎛ ⎝
x2
−
l 4
⎟⎞ ⎠
⎜⎛ ⎝
l 2
≤
x2
≤
l ⎟⎞ ⎠
工程力学课后习题答案_范钦珊(合订版)
(a)
(b)
习题 1－1 图
解：图（a）： F = F cosα i1 + F sinα j1 分力： Fx1 = F cosα i1 ， Fy1 = F sinα j1
投影： Fx1 = F cosα ， Fy1 = F sinα
讨论： ϕ = 90°时，投影与分力的模相等；分力是矢量，投影是代数量。
∴ ϕ2 = 29°51′ 由 A 平衡： FNA = 1⋅ cosϕ1 = 0.092N
由 B 平衡： FNB = 2 ⋅ cosϕ 2 = 1.73N
（4） （5）
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11
eBook
工程力学
（静力学与材料力学）
习题详细解答
（教师用书） (第 2 章)
范钦珊 唐静静
2006-12-18
y
FTA
FR
α
FTB
x
FTC
习题 2－3 图
习题 2－3 解图
解：（1）由题意知 FTA = FTB = FTC = 5kN 。
由习题2－3解图，作用于大船上的合力在x、y轴上的投影的大小分别为：
FAx
A
C FC' x
FAy
FC' y
习题 1－5b 解 3 图
FC C
FB'
B
D FD' FD
FAx
A
D
FE FE'
E
E
B
FAy
FB
习题 1－5c 解图
1—6 图示刚性构件 ABC 由销钉 A 和拉杆 D 所悬挂，在构件的 C 点作用有一水力 F。 如果将力 F 沿其作用线移至 D 点或 E 点处（如图示），请问是否会改变销钉 A 和 D 杆的受 力？
(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。
工程力学习题答案
球的尺寸忽略不计。
TA
TB
A
ϕ1 ϕ2
B
FNA
FNB 2N
1N
习题 1－12 图
解：
∩
AB
=
0.2m
， ϕ1
+ϕ2
=
2×
360° 2π
= 114°35′
图（a）：A 平衡： ∑ Fy = 0 ， TA = 1⋅ sin ϕ1
AG = 2CD （图（a）） 在图（a）中： 设 OF = d，则
d = 4 cot θ (d + 3sin θ ) = AG = 2CD
（1）
CD = CE sin θ = (4.5 − d )sin θ 2
（2）
即 (d + 3)sin θ = 2(4.5 − d )sin θ 2
d +3=9−d
1 一 5 试画出图示结构中各杆的受力图。
习 题 1－5 图
B FB
FC
C
C
FC'
FD'
D
FAx
A
FAy
(a-1)
D FD
F
E
FE'
(a-2)
FE
E
(a-3)
T
FCx C FCy
W
(b-1)
FAx
A
C FC' x
FAy
FC' y
(b-3)
FE E
B
FB
(b-2)
FB'
B
FB'
FC'
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习题10−1一工字型钢梁，在跨中作用集中力F，已知l=6m，F=20kN，工字钢的型号为20amax查表知20a工字钢3cm237=zW则MPa6.126Pa106.126102371030663maxmax=⨯=⨯⨯==-zWMσ10−2一矩形截面简支梁，受均布荷载作用，梁的长度为l，截面高度为h，宽度为b，材料的弹性模量为E，试求梁下边缘的总伸长。
解：梁的弯矩方程为222qxqlxxM-=则曲率方程为()()⎪⎭⎫⎝⎛-==2212111qxqlxEIEIxMx zzρ梁下边缘的线应变()()⎪⎭⎫⎝⎛-==2212122qxqlxEIhxhxzρε下边缘伸长为()2320221212EbhqldxqxqlxEIhdxxllzl=⎪⎭⎫⎝⎛-==∆⎰⎰ε10−3已知梁在外力作用下发生平面弯曲，当截面为下列形状时，试分别画出正应力沿横截面高度的分布规律。
解：各种截面梁横截面上的正应力都是沿高度线性分布的。
中性轴侧产生拉应力，另一侧产生压应力。
10−4 一对称T形截面的外伸梁，梁上作用均布荷载，梁的尺寸如图所示，已知l=1.5m,q=8KN/m，求梁中横截面上的最大拉应力和最大压应力。
qbhC解：1、设截面的形心到下边缘距离为y 1则有 cm 33.741084104104841=⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=y 则形心到上边缘距离 cm 67.433.7122=-=y于是截面对中性轴的惯性距为 42323cm 0.86467.24101241033.3841284=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=z I 2、作梁的弯矩图设最大正弯矩所在截面为D ，最大负弯矩所在截面为E ，则在D 截面 MPa 08.15Pa 1008.15100.8641033.710778.168231max t,=⨯=⨯⨯⨯⨯==--y I M z D σ MPa 61.9Pa 1061.9100.8641067.410778.168232max c,=⨯=⨯⨯⨯⨯==--y I M z D σ 在E 截面上MPa 40.5Pa 1040.5100.8641067.4100.168232max t,=⨯=⨯⨯⨯⨯==--y I M z E σ MPa 48.8Pa 1048.8100.8641033.7100.168231max c,=⨯=⨯⨯⨯⨯==--y I M z E σ 所以梁内MPa 08.15max t,=σ，MPa 61.9max c,=σ10−5 一矩形截面简支梁，跨中作用集中力F ，已知l =4m ，b =120mm ，h =180mm ，弯曲时材料的许用应力[σ]=10Mpa ，求梁能承受的最大荷载F max 。
bh解：梁内的最大弯矩发生在跨中 4max Fl M = 矩形截面梁 62bh W z = 则由 []σσ≤=z W M max max 得 []642bh Fl σ≤ 即 []N 64804318.012.021********=⨯⨯⨯⨯⨯=≤l bh F σ 10−6 由两个28a 号槽钢组成的简支梁，如图所示，已知该梁材料为Q235钢，其许用弯曲正应力[σ]=170Mpa ，求梁的许可荷载[F ]。
解：作弯矩图梁内的最大弯矩发生在跨中 F M 4max =矩形截面梁 3'max'max cm 656.6802====z z z z W y I y I W 则由 []σσ≤=zW M max max 得 []z W F σ≤4 即 []N 28927410656.68010170466=⨯⨯⨯=≤-z W F σ10−7 圆形截面木梁，梁上荷载如图所示，已知l =3m ，F =3kN ，q =3kN/m ，弯曲时木材的许用应力[σ]=10MPa ，试选择圆木的直径d 。
解：作弯矩图则由 []σσ≤=z W M max max 得 []σmax M W z ≥ 即 633101010332⨯⨯≤d π，得145mm m 145.0=≥d 10−8 起重机连同配重等重P =50kN ，行走于两根工字钢所组成的简支梁上，如图所示。
起重机的起重量F =10kN ，梁材料的许用弯曲应力[σ]=170Mpa ，试选择工字钢的型号。
设全部荷载平均分配在两根梁上。
解：设起重机左轮距A 端为x ，则有2650x M C -=，803862++-=x x M D 从而确定出 kN.m 2.104max =C M ，kN.m 2.140max =D M即梁内出现的最大弯矩为kN.m 2.140则由 []σσ≤=zW M max max 得 []3463max m 1025.810170102.140-⨯=⨯⨯=≥σM W z 又对于本题 'max'max 2z z z z W y I y I W === 所以3344'cm 5.412m 10125.421025.82=⨯=⨯==--z zW W 查表选 25b 号工字钢。
10−9 两个矩形截面的简支木梁，其跨度、荷载及截面面积都相同，一个是整体，另一个是由两根方木叠置而成，试分别计算二梁中的最大正应力。
q解：1、第一种情况梁内的最大弯矩发生在跨中 82max ql M = 矩形截面梁 32632a bh W z == 则 3332max max 163283aql a ql W M z =⨯⨯==σ 2、第二种情况梁内的最大弯矩发生在跨中 162max ql M = 矩形截面梁 6632a bh W z == 则 3332max max 83166a ql a ql W M z =⨯⨯==σ 10−10 直径d =0.6mm 的钢丝绕在直径D =600mm 的圆筒上，已知钢丝的弹性模量E =2×105MPa ，试求钢丝中的最大正应力。
解：由 zEI M =ρ1得 N.m 1024115.4103.03.064106.01023312411---⨯=⨯+⨯⨯⨯⨯==πρz EI M 200MPa Pa 1020032106.01024115.43269333max =⨯=⨯⨯⨯===--ππσdM W M z 或 200MPa Pa 10200103.03.0103.010263311maxmax =⨯=⨯+⨯⨯⨯==--ρσEy 10−11 一矩形截面简支梁由圆柱形木料锯成。
已知F =5kN ，a =1.5m ，[σ]=10Mpa 。
试确定弯曲截面系数最大时矩形截面的高宽比h :b ，以及梁所需木料的最小直径d 。
解： ()66222b d b bh W z -== 由06322=-=b d db dW z 得 d b 33=，又022<-=b db W d z 所以 d b 33=时 z W 取极大值，所以弯曲截面系数最大时，d b 33=，d h 36=，即 1:2:=b h 梁内的最大弯矩 kN.m 5.7max ==Fa M矩形截面梁 322736d bh W z == 则由 []σσ≤=z W M max max 得 []σmax M W z ≥ 即 []σmax 3273M d ≥ []227mm m 227.01010105.739393633max ==⨯⨯⨯=≥σM d 10−12 一铸铁梁如图所示。
已知材料的拉伸强度极限σb =150Mpa ，压缩强度极限σbc =630Mpa ，试求梁的安全因数。
解：1、设截面形心距离下边缘为y 1则有 mm 33.532160104016021201601020401601=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=y 则形心到上边缘距离 m m 67.14633.532002=-=y于是截面对中性轴的惯性距为42323mm 4.29013333267.6616010121601033.33401601240160=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=z I2、作梁的弯矩图C 截面 MPa 057.22Pa 10057.22104.290133331033.531012612331max t,=⨯=⨯⨯⨯⨯==--y I M z C σ MPa 663.60Pa 10663.60104.290133331067.1461012612332max c,=⨯=⨯⨯⨯⨯==--y I M z C σ B 截面上 MPa 442.40Pa 10442.40104.290133331067.146108612332max t,=⨯=⨯⨯⨯⨯==--y I M z B σ MPa 705.14Pa 10705.14104.290133331033.53108612331max c,=⨯=⨯⨯⨯⨯==--y I M z B σ 所以有 709.3442.40150t ==n ， t c 385.10663.60630n n >== ，取安全系数为3.709。
10−13 一简支工字型钢梁，工字钢的型号为28a ，梁上荷载如图所示，已知l =6m ，F 1=60kN ，F 2=40kN ，q =8kN/m ，钢材的许用应力[σ]=170Mpa ，[τ]=100Mpa ，试校核梁的强度。
解：作内力图67.3kN则有 MPa 8.170Pa 108.1701015.508108.86663max max =⨯=⨯⨯==-z W M σ 而 [][]%5%47.01701708.170max <=-=-σσσ ][MPa 56.38Pa 1056.380085.01062.24107.80623max,max S,max ττ<=⨯=⨯⨯⨯==-b I S F z z 10−14 一简支工字型钢梁，梁上荷载如图所示，已知l =6m ，q =6kN/m ，F =20kN ，钢材的许用应力[σ]=170Mpa ，[τ]=100Mpa ，试选择工字钢的型号。
解：作内力图由 []σσ≤=z W M max max 得 []33463max cm 3.335m 10353.3101701057=⨯=⨯⨯=≥-σM W z 查表选25a （考虑5%误差可以选则22b ） 。
对于所选型号，梁内出现的最大切应力为][MPa 21.16Pa 1021.16008.01058.211028623max,max S,max ττ<=⨯=⨯⨯⨯==-b I S F z z （如为22b ，[]ττ<=MPa 8.15max ）所以工字钢型号为25a （或22b ）。
10−15 由工字钢制成的简支梁受力如图所示。
已知材料的许用弯曲应力[σ]=170Mpa ，许用切应力[τ]=100Mpa 。
试选择工字钢型号。