工程力学习题及答案(一)
中南大学继续教育学院函授课程考试试卷
（A 卷）
一．单项选择题（每小题3分，共15分）
1、在超静定结构计算中，一部分杆考虑弯曲变形，另一部分考虑轴向变形，则 此结构力（ ）
A 梁
B 桁架
C 横梁刚度为无限大的排架
D 组合结构 2、图示体系的自振频率为（ ） A
33m l EI B m k l EL /33
⎪⎭
⎫
⎝⎛+ C mEI 3ρ D m l EI k /)3(3-
3、图示简支梁在移动荷载作用下，使截面C 产生最大弯矩时的临界荷载是（ ）
A 7kN
B 3kN
C 10kN
D 5kN
4、机动法作静定梁影响线应用的原理为（ ）
A 。变形条件 B.平衡条件 C.虚功原理 D.叠加原理
5、已知混合结构的多余力X, =38. 74kN 及图a, b 分别为Mp , Np 和11,N M 图，则K 截面的M 值为（ ）
A. 55.43kN·m B56.4kN ·m C. 83.48kN·m D. 84.71kN·m
二、名词解释（每题5分，共35分）
1、刚体：
2、力的平移法则
3、静定问题：
三、计算题（共3小题，总计50分）
1、已知：G、a、b、l，画梁AB内力图（15分）
2、如图所示水平梁受荷载F=20kN、q=10kN/m作用，梁的自重不计，试求A、B处的支座反力。（15分）
3、已知：M=3kN.m，q=3kN/m，a=2m。求A、B的支座反力，并做出内力图。（20分）
中南大学继续教育学院函授课程考试试卷
（A 卷）
一．单项选择题（每小题3分，共15分）
1、D
2、B
3、C
4、C
5、A
二．名词解释（每题10分，共50分）
1、刚体：在力的作用下，其物体内部任意两点之间的距离始终保持不变
2、力的平移法则：作用于物体上某点之力可 以平移到此物体上的另一点去，但须附加一力偶，此力偶之矩等于原来的力对于平移点之矩。
3、静定问题：未知量的数目等于独立的平衡方程数目时，全部未知量均可求出，这样的问题称为静定问题，相应的结构称为静定结构。
三.计算题（共3小题，共35分）
1、（15分）
已知：G 、a 、b 、l ，画梁AB 内力图
解：1〉求A,B 支座反力( a+b=l )
l Gb Ay F = l
Ga
By F = （3分）
2〉求x 截面内力 a) 0 G b Ay Q F F ==1 x x F M l G b Ay =⋅=1（3分） b) a l G a l G b Ay Q G G F F -=-=-=2 )()(2x l a x G x F M l G a Ay -=--⋅=（5分） 根据以上条件，画出剪力图、弯矩图 最大剪力Qmax 在AC(b>a)（或CB,a>b ）段 Qmax=Gb/l 最大弯矩在C 截面处Mmax=Gab/l （9分） 2、（15分） 解： ∑mA(F)＝０ FB ×４－F ×1-q × 2 ×3=0 （5分） 得FB=q ×3/2+F/4=10×1.5+20/4=20(kN) （↑） 由∑Fy=0 FA+FB-F-q ×2=0 （5分）得FA=q×2+F-FB=10×2+20-20=20（kN）（↓）（5分）4（20分） 解：求A、B处支反力 FAY=3.5kN;FBY=14.5KN 剪力图：如图，将梁分为三段 AC：q=0,FQC= FAY CB：q<0,FQB=-8.5kN BD：q<0,FQB=6kN （10分） 弯矩图： AC：q=0,FQC>0,直线,MC=7KN.M CB：q<0,抛物线,FQ=0,MB=6.04 BD：q<0,开口向下，MB=-6kN.m（10分） 大作业（一） 一、填空题 1、仅受（两个）力作用且处于（平衡）状态的构件称为二力构件。 2、力对物体有两种效应：（外效应）和（内效应） 3、柔索的约束反力沿（柔索本身）且（背向）被约束物体。 4、光滑接触面的约束反力通过接触点沿（接触面的公法线），（指向）被约束物体。 5、平面汇交力系具有（2 ）个独立平衡方程。 6、度量力对物体的转动效应的物理量是（力矩） 7、力偶在任意坐标轴上的投影的代数和恒等于（零）。力偶对任一点之矩为（常量） 8、在保持（力偶矩）不变的条件下，可任意改变力和力偶臂，并可在作用面内任意转移。 二、选择题 1、在下图的4种情况中，力F的外效应与相同的是（A） A、B、C、D、 2、力F1和力F2的合力为F R，F R=F1+F2，它们之间的大小关系，可能属于下列（B）情况? A、必有F R=F1+F2 B、必有F R>F1且F R>F2 C、可能有F R A、F R=F4 B、F R=2F4 C、F R=-F4 D、F R=-2F4 6、三铰刚架ABC如图所示，不计自重，仅受力F作用，铰链A反力FA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 7、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AC B、垂直于BC C、垂直于AB D、不确定 三、画受力图 1、重为P的均质圆轮在边缘A点用绳AB系住，绳AB通过轮心C，圆轮边缘D点靠在光滑的固定曲面上，试画圆轮的受力图 解： （1）选圆轮为研究对象，画出其分离体图 （2）在分离体圆轮上画出作用其上的主动力P （3）在分离体的每处约束，画出其约束力。 圆轮在A点有绳索约束，其约束力为作用于A点并沿绳索AB方向背离圆轮的拉力F A；在D点具有光滑支承面约束，其约束力为沿该点公法线方向并指 第1章 基本概念及基本原理 思考题 1-1 说明下列式子的意义和区别： (1)12F F = ，(2) 12=F F ， (3) 力1F 等效于力2F 。 答：式（1）表示2个力的大小相等。 式（2）表示2个力矢量相等，即2个力的大小相等，方向相同。 式（3）表示2个力的大小相等，方向和作用线均相等。 1-2 试区别12R +F =F F 和12R F F F =+两个等式代表的意义。 1-3 二力平衡条件与作用和反作用定律都是说二力等值、反向、共线，二者有什么区别？ 1-4 为什么说二力平衡条件、加减平衡力系原理和力的可传性等都只适用于刚体？ 1-5 什么叫二力构件? 分析二力构件受力时与构件的形状有无关系？ 1-6 如图所示，可否将作用于杆AC 上D 点的力F 沿其作用线移动，变成杆BC 上点的力F '，为什么？ 答：不可以，根据力的可传性定理的限制条件。 1-7 如图所示，杆AB 重为G ，B 端用绳子拉住，A 端靠在光滑的墙面，问杆能否平衡？为什么？ 答：不能，根据三力汇交定理内容。 习题1-1 1-2 如图所示，求F对点A的力矩。 1-3 如图所示，求P 对点O 的力矩。 解：（a ）Pl P m O =)(；（b ）0)(=P m O ；（c ）θsin )(Pl P m O = （d ）Pa P m O -=)(；（e ）)()(r l P P m O +=；（f ）αsin )(22P b a P m O += 1-4 如图示沿正立方体的前侧面AB 方向作用一力F ，则该力对哪些轴之矩 相等？ 1-5 图示力F 的作用线在平面OABC 内，对各坐标轴之矩哪些为零？ 工程力学真题答案及解析 工程力学是一门研究物体在力的作用下的运动和变形规律的学科。对于学习和理解工程力学的学生来说，经常会遇到一些难题，在考试前期准备阶段，真题的练习和分析是非常重要的。在本文中，我们将提供一些工程力学真题的答案和解析，希望可以帮助大家更好地理解和掌握这门学科。 一、静力学题目 1. 一根长度为L的均匀竖直悬臂梁，两端分别用一质量为m1和m2的物体挂在上面，求解这两个物体的重力分别是多少。 答：根据静力学的原理，悬臂梁保持平衡的条件是所有外力合力为零。由此可得：m1g+m2g=0，解得m1=-m2。 解析：这道题考察了学生对静力学平衡条件的理解和应用能力。通过将问题转化成方程，并按照力平衡的原理进行计算，可以得到正确的答案。 二、杆的弯曲题目 2. 一根弹性模量为E、截面积为A的均匀杆，两端分别固定在两个支点上，长度为L。当杆由平衡状态开始受到一个外力F垂直作用在杆的端点上，求解杆的变形量ΔL。 答：根据杨氏弹性模量的定义E=σ/ε，可以得到杆的变形量 ΔL=F*L/(AE)。 解析：这道题考察了学生对于杨氏弹性模量和杆的弯曲变形的理 解和计算能力。通过运用弹性模量的定义，可以得到正确的计算式子。 三、悬链线题目 3. 一根质量为m的均匀链条悬挂在两个支点上，支点之间的距 离为L。当链条的一段长度为x时，求解该段链条的重力和张力。 答：当链条的一段长度为x时，该段链条的重力为mgx/L，张力 为mg(1-x/L)。 解析：这道题考察了学生对悬链线的分析和计算能力。通过将链 条的每一段作为一个小块，可以得到正确的表达式。 四、力矩题目 4. 在一个平衡状态的物体上，有多个力作用在不同点上。求解 物体的平衡条件和力矩的平衡方程。 答：物体的平衡条件是合力和合力矩均为零。力矩的平衡方程是 ΣM=0。 解析：这道题考察了学生对平衡条件和力矩的理解和应用能力。 通过让学生了解和运用平衡条件和力矩平衡方程，可以解决该问题。 通过以上的真题答案和解析，我们可以看到，工程力学是一门需 要理解和应用的学科。掌握了基本的概念和原理，并通过练习和分析 真题，可以提高自己的学习效果。希望本文提供的答案和解析对于大 家的学习有所帮助。让我们一同努力，掌握好工程力学这门学科。 《工程力学》试题库 第一章静力学基本概念4. 试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O(F)=0 7. 试计算图中力F对于O点之矩。 解： M O(F)= -Fa 8.试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O(F)= F(l＋r) 19. 画出杆AB的受力图。 24. 画出销钉A的受力图。 物系受力图 26. 画出图示物体系中杆AB、轮C、整体的受力图。 29. 画出图示物体系中支架AD、BC、物体E、整体的受力图。 30. 画出图示物体系中横梁AB、立柱AE、整体的受力图。 32. 画出图示物体系中梁AC、CB、整体的受力图。 第二章平面力系 3. 图示三角支架由杆AB，AC铰接而成，在A处作用有重力G，求出图中AB，AC所受的 力（不计杆自重）。 解: （1）取销钉A画受力图如图所示。AB、AC杆均为二力杆。 （2）建直角坐标系，列平衡方程： ∑F x＝0，-F AB+F AC cos60°＝0 ∑F y＝0，F AC sin60°-G＝0 （3）求解未知量。 F AB＝0.577G（拉）F AC＝1.155G（压） 4.图示三角支架由杆AB，AC铰接而成，在A处作用有重力G，求出图中AB，AC所受的 力（不计杆自重）。 解 （1）取销钉A画受力图如图所示。AB、AC杆均为二力杆。 （2）建直角坐标系，列平衡方程： ∑F x＝0，F AB-F AC cos60°＝0 ∑F y＝0，F AC sin60°-G＝0 （3）求解未知量。 F AB＝0.577G（压）F AC＝1.155G（拉） 6. 图示三角支架由杆AB，AC铰接而成，在A处作用有重力G，求出图中AB，AC所受的 力（不计杆自重）。 解 （1）取销钉A画受力图如图所示。AB、AC杆均为二力杆。 第一章 绪论 思 考 题 1) 现代力学有哪些重要的特征？ 2) 力是物体间的相互作用。按其是否直接接触如何分类？试举例说明。 3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么？ 4) 试述工程力学研究问题的一般方法。 第二章刚体静力学基本概念与理论 习题 2-1 求图中作用在托架上的合力F R 。 2-2 已知F 1=7kN ，F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。 2-3 求图中汇交力系的合力F R 。 习题2 -1图120302 00N F 4 560 F 习题2 -2图 2-4 求图中力F 2的大小和其方向角α。使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。b)合力为零。 2-5二力作用如图，F 1=500N 。为提起木桩，欲使垂直向上的合力为F R =750N ，且F 2力尽量小，试求力F 2的大小和 α角。 2-6 画出图中各物体的受力图。 (b)x 45 3 =30N =20N =40N A x 4560 0N 2=7 00N 0N 习题2-3图 (a ) F 1习题2-4图 F 12 习题2-5图 (b) (a ) 2-7 画出图中各物体的受力图。 (c) (d) (e) (f) (g) 习题2-6图 (a ) A C D 2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。 (b) (d) 习题2-7图 P (d) (c) (a ) C A 2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。 2-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。 习题2-8图 习题2-9图 ( a ) 1F 3 ( b ) F 3F 2( c ) 1F /m ( d ) F 3 练习题A 一．单项选择题（每小题3分，共15分） 1、在超静定结构计算中，一部分杆考虑弯曲变形，另一部分考虑轴向变形，则此结构力（ ） A 梁 B 桁架 C 横梁刚度为无限大的排架 D 组合结构 2、图示体系的自振频率为（ ） A 3 3ml EI B m k l EL /33?? ? ??+ C mEI 3ρ D m l EI k /)3(3 - 3、图示简支梁在移动荷载作用下，使截面C 产生最大弯矩时的临界荷载是（ ） A 7kN B 3kN C 10kN D 5kN 4、机动法作静定梁影响线应用的原理为（ ） A 。变形条件 B.平衡条件 C.虚功原理 D.叠加原理 5、已知混合结构的多余力X, =38. 74kN 及图a, b 分别为Mp , Np 和11,N M 图，则K 截面的M 值为（ ） A. 55.43kN·m B56.4kN ·m C. 83.48kN·m D. 84.71kN·m 二、名词解释（每题5分，共15分） 1、刚体： 2、力的平移法则 3、静定问题： 三、计算题（共4小题，总计70分） 1、已知：G 、a 、b 、l ，画梁AB 内力图（15分） 2、如图所示水平梁受荷载F=20kN 、q=10kN/m 作用，梁的自重不计，试求A 、B 处的支座反力。（15分） 3、用位移法计算图示结构，并作M 图。（AB 、BC 杆M 图不做）。（20分） 4、已知：M=3kN.m ，q=3kN/m ，a=2m 。求A 、B 的支座反力，并做出内力图。（20分） 、 练习题答案（A ） 一．单项选择题（每小题3分，共15分） 1、D 2、B 3、C 4、C 5、A 二、名词解释（每题5分，共15分） 1、刚体：在力的作用下，其物体内部任意两点之间的距离始终保持不变 2、力的平移法则：作用于物体上某点之力可 以平移到此物体上的另一点去，但须附加一力偶，此力偶之矩等于原来的力对于平移点之矩。 3、静定问题：未知量的数目等于独立的平衡方程数目时，全部未知量均可求出，这样的问题称为静定问题，相应的结构称为静定结构。 三计算题（共4小题，总计70分） 1、（15分） 已知：G 、a 、b 、l ，画梁AB 内力图 解： ：1〉求A,B 支座反力( a+b=l ) l Gb Ay F = l Ga By F = （3分） 2〉求x 截面内力 a) 0 工程力学试题（一） 一、填空题（每题5分，共25分） 1、图示结构受力矩为M=10 KN.m的力偶作用。若a=1m ,各杆的自重不计。则固定铰支座D的反力的大小为＿＿＿方向为＿＿＿。 2、空间一般力系有＿＿＿个独立的平衡方程；平面平行力系有＿＿＿个独立的平衡方程。 3、杆件的基本变形一般有＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿等四种。而应变只有＿＿＿＿和＿＿＿＿两种。 4、用积分法求图示梁的挠曲线时，挠曲线方程要分为________段。确定积分常数使用的边界条件是_______________；使用的连续条件是_______________。 5、两端铰支的细长压杆，长为l，直径为d，其柔度=＿＿＿＿。 二、计算题（本题15分） 图示结构由丁字型梁ABC、直梁CE与支持DH组成，C、D电为铰接，均不计自重。已知：q=200kN·m，L=2m。试求固定端A处的反力。 三、计算题（本题15分） 作图示梁的剪力图和弯矩图。 四、计算题（本题15分） 图示铸铁制外伸梁，截面为T形，受力如图，截面对形心轴Z的轴惯矩Iz=7.63*10^(-6)m^4。已知材料的许用拉应力[σ+]=30 MPa，许用压应力[σ-]=100MPa，试校核梁的正应力强度。 五、计算题（本题15分） 试校核电机轴的强度。已知： 六、计算题（本题15分） 图示滑套B可沿OC杆滑动，与B铰接的滑块可在水平滑道内运动，L=30cm。设在图示φ=30°位置时，ω=0.2 rad/s。试用合成运动的方法求滑块的速度。 工程力学试题二 一、判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 请在每小题后面的括号中正确的请填√，错误的填× 1、凡在两个力作用下的构件称为二力构件。（） 2、杆件的轴力仅与杆件所受的外力有关，而与杆件的截面形状、材料无关。（） 3、纯弯曲梁横截面上任一点，既有正应力也有剪应力。（） 4、压杆通常在强度破坏之前便丧失稳定。（） 5、长为3m 的圆轴在扭矩作用下产生变形为50，则其不满足2 0/m的刚度要求。（） 二、填空题（每空2分，共14分） 工程力学复习题及答案 一、填空题 1、工程力学包括、、和动力学的有关内容; 2、力的三要素是力的、、 ;用符号表示力的单位是或 ; ３、力偶的三要素是力偶矩的、和 ;用符号表示力偶矩的单位为或 ; 4、常见的约束类型有约束、约束、约束和固定端约束; 5、低碳钢拉伸时的大致可分为、、和阶段; 6、剪切变形的特点是工件受到一对大小、方向、作用线且相距很近的外力作用; 7、圆轴扭转的变形特点是：杆件的各横截面绕杆轴线发生相对 ,杆轴线始终保持 ; 8、平面弯曲变形的变形特点是杆的轴线被弯成一条 ; 9、静定梁可分为三种类型,即、和 ; 10、是指由无数个点组成的不变形系统; 11、规定动点对于定参考系的运动称为运动;动点对于动参考系的运动称为运动,把动参考系对于定参考系的运动称为运动; 12、平面汇交力系平衡的解析条件是：力系中所有的力在投影的代数均为 ; 13、在工程中受拉伸的杆件,其共同的特点是：作用于杆件上的外力或外力的合力的作用线与构件轴线 ,杆件发生方向,伸长或压缩; 14、空间汇交力系的合力在任意一个坐标轴上的投影,等于在同一轴上投影的 ,此称为空间力系的 ; 15、力矩的大小等于和的乘积;通常规定力使物体绕矩心时力矩为正,反之为负; 16、大小 ,方向 ,作用线的两个力组成的力系,称为力偶;力偶中二力之间的距离称为 ,力偶所在的平面称为 ; 17、力的平将作用在刚体某点的力平移到刚体上别指定一点,而不改变原力对刚体的作用效果,则必须附加一力偶,其力偶矩等于 ; 18、构件的强度是指的能力；构件的刚度是指的能力；构件的稳定性是指的能力; 二、判断题：对的画“√”,错的画“×” 1、力的可传性定理,只适用于刚体; 2、两物体间相互作用的力总是同时存在,并且两力等值、反向共线,作用在同一个物体上; 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、柔体约束特点是限制物体沿绳索伸长方向的运动,只能给物体提供拉力; 6、二力杆的约束力不一沿杆件两端铰链中心的连线,指向固定; 7、截面法求轴力杆件受拉时轴力为负,受压时轴力为正; 工程力学习题及答案 1.力在平面上的投影（矢量）与力在坐标轴上的投影(代数量)均为代数量。正确 2.力对物体的作用是不会在产生外效应的同时产生内效应。错误 3.在静力学中，将受力物体视为刚体（D） A. 没有特别必要的理由 B. 是因为物体本身就是刚体 C. 是因为自然界中的物体都是刚体 D. 是为了简化以便研究分析。 4.力在垂直坐标轴上的投影的绝对值与该力的正交分力大小一定相等。正确 5.轴力图、扭矩图是内力图，弯矩图是外力图。错误 6.胡克定律表明，在材料的弹性变形范围内，应力和应变（A） A .成正比 B .相等 C .互为倒数 D. 成反比 7.材料力学的主要研究对象是（B） A.刚体 B.等直杆 C.静平衡物体 D.弹性体 8.通常工程中，不允许构件发生（A）变形 A.塑性 B.弹性 C.任何 D.小 9.圆轴扭转时，同一圆周上的切应力大小（A） A.全相同 B.全不同 C.部分相同 D.部分不同 10.杆件两端受到等值、反向且共线的两个外力作用时，一定产生轴向拉伸或压缩变形。正确 1.材料力学的主要研究对象是（B） A.刚体 B.等直杆 C.静平衡物体 D.弹性体 2.构件的许用应力是保证构件安全工作的（B） A.最低工作应力 B.最高工作应力 C.平均工作应力 D.极限工作应力 3.低碳钢等塑性材料的极限应力是材料的（A） A.屈服极限 B.许用应力 C.强度极限 D.比例极限 4.一个力作平行移动后，新点的附加力偶矩一定（B） A.存在 B.存在且与平移距离有关 C.不存在 D.存在且与平移距离无关 5.力矩不为零的条件是（A） A.作用力和力臂均不为零 B.作用力和力臂均为零 C. 作用力不为零 D.力臂不为零 6.构件抵抗变形的能力称为（B） 1：各向同性材料有几个弹性常数，独立的弹性常数有几个：4.3，2 2：脆性材料具有以下哪种力学性质：3.压缩强度极限比拉伸强度极限大得多； 3：两薄璧圆筒的内径D、璧厚t和承受内压p均相同，一筒两端封闭，一筒两端开口。若用第三强度理论校核两筒的强度。有四种答案：1.两筒的安全程度相同 4：一两端受扭转力偶作用的等截面圆轴，若将轴的直径减少到原来的一半时，则其单位扭转角变为原来的几倍。4.16 5：低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标哪种得到提高2.比例极限： 6：下列结论中正确的是：1.钢材经过冷作硬化后，其比例极限可得到提高；7：任意截面形状的等直梁在弹性纯弯曲条件下，中性轴的位置问题有四种答案：2.通过横截面的形心 8：实心圆轴受扭,若将轴的直径减小一半时,则圆轴的扭转角是原来的多少倍,有四种答案: 4.16倍 9：一受扭等截面实心圆轴，当直径减小一半时，其最大切应力是原来的几倍，单位长度扭转角是原来的几倍：2.8倍、16倍 10：脆性材料具有以下哪种力学性质4.若构件因开孔造成应力集中现象,对强度有明显影响 1：下列结论中正确的是：1.钢材经过冷作硬化后，其比例极限可得到提高；2：脆性材料具有以下哪种力学性质：3.压缩强度极限比拉伸强度极限大得多； 3：一受扭等截面实心圆轴，当直径减小一半时，其最大切应力是原来的几倍，单位长度扭转角是原来的几倍：2.8倍、16倍 4：为提高某种钢制拉（压）杆件的刚度，有以下四种措施：3.增大杆件的横截面面积 5：实心圆轴受扭,若将轴的直径减小一半时,则圆轴的扭转角是原来的多少倍,有四种答案: 4.16倍 6：矩形截面杆发生约束扭转时，横截面上的应力情形有四种答案2.既有切应力.又有正应力: 7：两薄璧圆筒的内径D、璧厚t和承受内压p均相同，一筒两端封闭，一筒两端开口。若用第三强度理论校核两筒的强度。有四种答案：1.两筒的安全程度相同 8：低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标哪种得到提高：2.比例极限 9：各向同性材料有几个弹性常数，独立的弹性常数有几个：4.3，2 10：矩形截面梁当横截面的高度增加一倍，宽度减小一半时，从正应力强度条件考虑，该梁的承载能力的变化将有四种答案：2.增大一倍 一、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的在括号中打“×”。） 1、加减平衡力系公理一般不适用于一个变形体。（√） 2、合力一定比分力大。（×） 3、物体相对于地球静止时，它一定平衡；物体相对于地球运动时，它一定不平衡。（×） 4、约束力的作用位置在约束与被约数物体的相互接触处。（√） 5、凡是只受到两个力作用的杆件都是二力杆件。（×） 6、汇交力系中各个力的作用点为同一点。（×） 7、力偶矩的单位与力矩的单位是相同的。（√） 8、力偶不能够合成为一个力，也不能用一个力来等效替代。（√） 9、平面一般力系的主矢与简化中心无关。（√） 10、平面力系与其作用面内的两个不同点简化，有可能得到主矩相等，但力系的主矢和主矩都不为零。（×） 11、平面汇交力系中各力在任意轴上投影的代数和分别等于零，则该力系平衡。（√） 12、一个汇交力系如果不是平衡力系，则必然有合力。（√） 13、在应用平面汇交力系的平衡方程解题时，所选取的两个投影轴必须相互垂直。（×） 14、平面力系的平衡方程可以是三个彼此独立的投影式的平衡方程。（×） 15、材料力学的任务是尽可能保证构件的安全工作。（√） 16、作用在刚体上的力偶可以任意平移，而作用在变形固体上的力偶一般不能平移。（√） 17、线应变是构件中单位长度的变形量。（√） 18、若构件无位移，则其内部不会产生内力。（×） 19、用圆截面低碳钢试件做拉伸试验，试件在颈缩处被拉断，断口呈杯锥形。（√） 20、一般情况下，脆性材料的安全系数要比塑性材料取得小些。（×） 21、胡克定律只适用于弹性变形范围内。（√） 22、塑性材料的应力-应变曲线中，强化阶段的最高点所对应的应力为强度极限。（√） 23、发生剪切变形的构件都可以称为剪切构件。（×） 24、在剪切构件中，挤压变形也是一个次要的方面。（×） 25、构件的挤压面和剪切面一般是垂直的。（√） 26、针对剪切和挤压，工程中采用实用计算的方法，是为了简化计算。（×） 27、受扭杆件的扭矩，仅与杆件受到的外力偶矩有关，而与杆件的材料及其横截面的大小和形状无关。（√） 28、根据平面假设，圆轴扭转时，横截面变形后仍保持平面。（√） 29、轴的受力特点是受到一对大小相等、转向相同、作用面与杆的轴线垂直的力偶的作用。（×） 30、若两梁的跨度、承受载荷及支撑相同，但材料和横截面面积不同，则两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。（×） 31、最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。（×） 32、控制梁弯曲强度的主要因素是最大弯矩值。（×） 33、在等截面梁中，正应力绝对值的最大值必然出现在弯矩值最大的截面上。（√） 34、力偶在任一轴上投影为零，故写投影平衡方程时不必考虑力偶。（√） 一、选择题（每题4分，共20分） 1.工程设计中工程力学重要包含以下内容：ABC A分析作用在构件上的力，分清已知力和未知力。 B选择合适的研究对象，建立已知力和未知力的关系。 C应用平衡条件和平衡方程，拟定所有未知力 D拟定研究对象，取分离体 2下列说法中不对的的是：A A力使物体绕矩心逆时针旋转为负 B平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和C力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡 D力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关 3平面汇交力系向汇交点以外的一点简化，其结果也许是：AB A一个力 B一个力和一个力偶 C一个合力偶 D一个力矩 4.杆件变形的基本形式：ABCD A拉伸与压缩 B 剪切 C 扭转 D平面弯曲 5.低碳钢材料由于冷作硬化，会使（）提高：AD A比例极限 B塑性 C强度极限D屈服极限 二．填空题（每空1.5分，共36分） 6.工程中遇得到的物体，大部分是非自由体，那些限制或阻碍非自由体运动的物体称为约束。 7.由链条、带、钢丝绳等构成的约束称为柔体约束，这种约束的特点：只能承受___拉力_____不能承受压力，约束力的方向沿柔体约束拉紧的方向。 8.力矩是使物体产生____转动____效应的度量，其单位___ N ·M ______，用符号____ M ____表达，力矩有正负之分，__逆时针 _旋转为正。 9 .平面一般力系的平衡方程的基本形式： ∑==n i Fix 10 ∑==n i Fiy 10 ∑==n i F Mo 1 0)( 10.根据工程力学的规定，对变形固体作了三种假设,其内容是：连续性假设 、 均匀性假设 、 各向同性假设 11.拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：轴力指向截面外部为正 12.塑性材料在拉伸实验的过程中，其σ—ε曲线可分为四个阶段，即：弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 局部变形阶段 13.构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件：[]ττ≤=A F Q Max 14.扭转是轴的重要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：四指指向扭矩的转向，若大拇指指向截面的外部，则扭矩为正。 15．力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为：简支梁 外伸梁 悬臂梁 三种常见形式。 工程力学答案详解 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。 解： 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 (a) B (b) (c) (d) A (e) A (a) (b) A (c) A (d) A (e) (c) (a) (b) 解： 1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。 (d) (e) B B (a) B (b) (c) F B (a) (c) F (b) (d) (e) 解： 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 。 解： (a) F (b) W (c) (d) D (e) F Bx (a) (b) (c) (d) D (e) W (f) (a) D (b) B (c) B F D 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。 解：(a) (d) F C (e) W B (f) F F BC (c) (d) AT F BA F (b) (e) (b) (c) (d) (e) C A A C ’C D D B 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=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。 解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆， (2) 列平衡方程： 1 214 0 sin 60053 0 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N =⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。 2-3 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。 解：(1) 取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形： (2) F 1 F F D F F A F D 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。 解： 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 F B F A B O W (a) A O W (c) F A F O A W C B (c) D (a) A W C E B (a) F D F B F E D A W C E B (c) A W C B F B F A 1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。 A B F (d) C A B W (e) C A B W (e) C F B F A A B F (d) C F B F A C A B F W D A ’ D ’ B ’ (d) A B F q (e) C A B F W D (d) F B F A F D A B F q (e) F Bx F By F A 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 。 2-1 A B F (d) C D W A B C D (e) A B F (d) C F B F C W A B C D (e) F B F A 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。 解：(1) 研究AB ，受力分析并画受力图： (2) 画封闭的力三角形： 几何尺寸： 22 AC=CB 115 522212 tan , cos = 25∠=∠∴∴= ==+==∴==BDC ECD CE BD CE BD CD ED CD CE CE CD CE CD ββ又 求出约束反力： 1 tan 2010 2 5 2022.4 cos 2 45arctan 18.4=⨯=⨯== =⨯==-=B A o o F F kN F F kN ββαβ 方法二 A B 45o F 45o C A B 45o F F B F A C D E α β F F B F A d c e β 第一章 静力学公理与物体受力分析 1.1（填空题）作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充分必要条件是（ 这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上）。 1.2（填空题）作用在刚体上的两个力等效的条件是（等值；反向；共线）。 1.3（填空题）对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为（约束）。约束反力的方向必与该约束所能阻碍的位移方向（相反）。 1.4（是非题）静力学公理中，作用与反作用定律和力的平行四边形法则适用于任何物体；二力平衡公理和加减平衡力系原理适用于刚 体。 （ √ ） 1.5（是非题）两端用铰链连接的构件都是二力构 件。 （ × ） 1.6（是非题）分析二力构件的受力与构件的形状无 关。 （ √ ） 1.7（选择题）如果F R 是F 1、F 2的合力，即F R = F 1+ F 2，则三力大小间的关系为（ D ）。 A. 必有21F F F R += B. 不可能有21F F F R += C. 必有＞，＞ D. 可能有＜，＜ 1.8（选择题）刚体受三个力作用平衡，则此三个力的作用线（ C ） A. 必汇交于一点 B. 必互相平行 C. 必在同一面 D. 可以不在同一面 1.9 画出下列各物体的受力图。未画重力的物体的自重不计，所有接触处均为光滑接触。 1.10 画出图示组合梁中各段梁及整体的受力图。 1.11 某化工塔器的竖起过程如图所示，下端搁置在基础上，C 处系以钢绳 E ( d ) 并用绞盘拉住，上端B 处也系以钢绳，并通过定滑轮联接到卷扬机E 上，设塔器的重量为W ，试画出塔器在图示位置的受力图。 5 ※<第二章 平面基本力系> 2.1（填空题）平面汇交力系平衡的几何条件是（ 力多边形自行封闭）；平衡的解析条件是（ 各力在两个坐标轴上的投影之和分别为零 ）。 2.2（填空题）同平面内的两个力偶等效的条件是（力偶矩相等 ）。 2.3（填空题）合力对于平面内任一点之力矩等于（各分力对该点矩的代数和 ）。 2.4（是非题）已知一刚体在五个力的作用下处于平衡，若其中四个力的作用线汇交于O 点，则第五个力的作用线必经过O 点。 （√ ） 2.5（是非题）图示平面平衡系统中，若不计滑轮与绳的重量， 且忽略摩擦，则可以说作用在轮上的矩为M 的力偶与重物的重力W 相平衡。(×) 2.6（是非题）用解析法求解平面汇交力系的平衡问题时，投影轴x 与y 一定要相互垂直。（ × ） 2.7（选择题）力偶对刚体产生的运动效应为（ A ） A. 只能使刚体转动工程力学复习题1及答案
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