工程力学A第4次作业
工程力学A单辉祖-第1章(静力学基本概念与物体受力分析)
§1-1 静力学基本概念
三、力和力系的概念 1. 力
物体间相互机械作用。 （1）物体间直接接触的作用：压力、摩擦力等； （2）不直接接触，通过场的作用：万有引力、电磁
力、重力等。
§1-1 静力学基本概念
三、力和力系的概念 2. 力的作用效应
外效应（运动效应）：使得物体的机械运动状态发 生改变，如物体的运动速度、方向。 内效应（变形效应）：使得物体的形状发生改变， 如梁的弯曲、弹簧伸长等。
力是矢量
具有一方向的带箭头 的线段表示力
线段的起点或终点表示 力的作用点
力的方向指静止质点在力作用 下开始运动的方向
线段的方向和箭头的指 向表示力的方向
线段长度表示力的大小
力的作用点是物体相 互作用位置的抽象化
力的大小反映物体间相互作用的 强度（力的国际单位:N，工程单 位:kgf）
§1-1 静力学基本概念
流体力学的研究对象是气体和流体。研究在力的作用下，流体 本身的静止状态、运动状态及流体和固体之间有相对运动时的 相互作用和流体规律等。属于流体力学的有水力学、空气动力 学、环境流体力学等。
力学分类
理论力学分类
理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。 一般可分为静力学、运动学和动力学三部分。 静力学研究力系或物体的平衡问题，不涉及物体的运动； 运动学研究物体如何运动，不考虑物体受力情况； 动力学则讨论力与运动的关系。
与二力平衡原理有何区别？
公理4 作用力与反作用力定律
两物体间互相作用的力总是同时存在，大小相等、 方向相反、作用在同一直线上。
公理5 刚化公理 P61
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。
工程力学C
工程力学C第1次作业（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
)本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共22道小题)1. 考虑力对物体作用的运动效应和变形效应，力是。
(A) 滑动矢量(B) 自由矢量(C) 定位矢量正确答案：C解答参考：2. 考虑力对物体作用的运动效应，力是。
(A) 滑动矢量(B) 自由矢量(C) 定位矢量正确答案：A解答参考：3. 图示中的两个力则刚体处于。
(A) 平衡(B) 不平衡(C) 不能确定正确答案：B解答参考：4.(A)(B)(C) 不能确定(D)正确答案：B解答参考：5. 力的可传性原理只适用于。
(A) 刚体(B) 变形体(C) 刚体和变形体正确答案：A解答参考：6. 图示作用于三角架的杆AB中点处的铅垂力如果沿其作用线移动到杆BC的中点，那么A、C处支座的约束力的方向。
(A) 不改变(B) 改变(C) 不能确定正确答案：B解答参考：7. 如图所示，物体处于平衡，，自重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图。
(A) 正确(B) 不正确(C) 不能确定正确答案：A解答参考：8. 如图所示，物体处于平衡，自重不计，接触处是光滑的, 图中所画受力图是。
(A) 正确(B) A处约束力不正确(C) 不能确定正确答案：A解答参考：9. 如图所示，各杆处于平衡，杆重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图。
(A) 正确(B) A处及B处约束力不正确(C) 不能确定正确答案：B解答参考：10. 如图所示，梁处于平衡，自重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图是。
(A) 正确(B) B处约束力不正确(C) 不能确定正确答案：B解答参考：11. 平面汇交力系的合力表示为。
(A)(B)正确答案：B解答参考：12. 平面汇交力系独立的平衡方程有个(A) 1(B) 2(C) 3正确答案：B解答参考：13. 图中各个力之间的关系。
工程力学B
工程力学B第一次作业33.试求图中各力在坐标轴上的投影。
已知：F1=F2=F4=10kN，F3=F5=15kN，F6=20kN，各力方向如图所示。
解：应用教材中公式（2-3）得F1x=F1=10kN，F1y=0，F2x=0，F2y=F2=10kNF3x=F3cos30o=15×0.866kN=12.99kNF3y=F3sin30o=15×0.5kN=7.50kNF4x=F4sin30o=10×0.5kN=5kNF4y=-F4cos30o=-10×0.866kN=-8.66kNF5x=F5cos60o=15×0.5kN=7.50kNF5y=-F5sin60o=-15×0.866kN=-12.99kNF6x=-F6sin30o=-20×0.5kN=-10kNF6y=-F6cos30o=-20×0.866kN=-17.3kN34.如图a所示，重量为P=5kN的球悬挂在绳上，且和光滑的墙壁接触，绳和墙的夹角为30o。
试求绳和墙对球的约束力。
35.重P=1kN的球放在与水平成30o角的光滑斜面上，并用与斜面平行的绳AB系住（图2-15a）。
试求绳AB受到的拉力及球对斜面的压力。
36.图中，如作用于扳手上的力F=200N，l=0.40m，a=60o，试计算力对O点之矩。
37.试用合力矩定理计算图中力对O点之矩。
38.图a所示梁AB受矩为Me=300N·m的力偶作用。
试求支座A、B的约束力。
39.试分别画出下列各物体的受力图。
40.作下列杆件AB的受力图41.压路的碾子O重P=20kN，半径R=400mm。
试求碾子越过高度d=80mm的石块时，所需最小的水平拉力Fmin。
设石块不动。
42.简易起重机用钢丝绳吊起重P=2kN的物体。
起重机由杆AB、AC及滑轮A、D组成，不计杆及滑轮的自重。
试求平衡时杆AB、AC所受的力（忽略滑轮尺寸）。
《工程力学》第4次作业解答(杆件的内力计算与内力图).
《工程力学》第4次作业解答（杆件的内力计算与内力图）2008-2009学年第二学期一、填空题1．作用于直杆上的外力（合力）作用线与杆件的轴线重合时，杆只产生沿轴线方向的伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。
2．轴力的大小等于截面截面一侧所有轴向外力的代数和；轴力得正值时，轴力的方向与截面外法线方向相同，杆件受拉伸。
3．杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意两相邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为扭转。
4．若传动轴所传递的功率为P 千瓦，转速为n 转/分，则外力偶矩的计算公式为9549P M n=⨯。
5．截面上的扭矩等于该截面一侧（左或右）轴上所有外力偶矩的代数和；扭矩的正负，按右手螺旋法则确定。
6．剪力S F 、弯矩M 与载荷集度q 三者之间的微分关系是()()S dM x F x dx =、()()S dF x q x dx=±。
7．梁上没有均布荷载作用的部分，剪力图为水平直线，弯矩图为斜直线。
8．梁上有均布荷载作用的部分，剪力图为斜直线，弯矩图为抛物线。
9．在集中力作用处，剪力图上有突变，弯矩图上在此处出现转折。
10．梁上集中力偶作用处，剪力图无变化，弯矩图上有突变。
二、问答题1．什么是弹性变形？什么是塑性变形？解答：在外力作用下，构件发生变形，当卸除外力后，构件能够恢复原来的大小和形状，则这种变形称为弹性变形。
如果外力卸除后不能恢复原来的形状和大小，则这种变形称为塑性变形。
2．如图所示，有一直杆，其两端在力F 作用下处于平衡，如果对该杆应用静力学中“力的可传性原理”，可得另外两种受力情况，如图（b ）、（c ）所示。
试问：（1）对于图示的三种受力情况，直杆的变形是否相同？（2）力的可传性原理是否适用于变形体？解答：（1）图示的三种情况，杆件的变形不相同。
图（a ）的杆件整体伸长变形，图（b ）的杆件只有局部伸长变形，图（c ）的杆件是缩短变形。
工程力学(天津大学)第4章答案
4-1 如图所示，铅垂轴上固结一水平圆盘，圆盘半径为R ，OB =h 。
在圆盘的边缘上C 、D 两点分别作用力F 1和F 2，F 2平行于yBz 面，ED 平行于y 轴，α、β均为已知。
试分别写出力F 1及F 2对各坐标轴之矩。
解：)cos cos sin (cos sin cos )(2222βαβαββ-=⨯+⨯-=R F R F h F M x Fαβαβsin sin sin sin )(222R F R F M y =⨯=Fαβαβsin cos sin cos )(222R F R F M z =⨯=F4-2 匀质矩形平板重G =20kN ，用过其重心铅垂线上D 点的三根绳索悬在水平位置。
设DO =60cm ，AB =60cm ，BE =80cm ，C 点为EF 的中心。
求各绳所受的拉力。
解：取矩形平板为研究对象，其上受一汇交于D 点的空间汇交力系作用，连接DH 、DI 、DJ ，如图b 所示。
列平衡方程)(0)()(1111==-=F F F z y x M M h F M(a)(b)由（1）（2）（3）式联立解得4-3图示空间构架由三根无重直杆组成，在D 端用球铰链连接，A 、B 和C 端则用球铰链固定在水平地面上。
如果挂在D 端的物重P =10kN ，试求铰链A 、B 和C 的约束力。
解：取空间构架及物体为研究对象，受力如图（b ）所示。
建立坐标系如图，列平衡方程由（1）、（2）、（3）式联立解得kN02.12kN 51.6===C B A F F F ()()()302052106061106061106000205210406110406110400,01,,0,0=-++=-++==-+=-+==∴===-=∑∑∑C B A C B A zC B A C B AxBA B A yF F FG DC DO F DB DO F DA DO F FF F F DO COF BD BJ F AD AI F FF F BD AD BH AH BD BHF AD AH F F Θ(a)(b)0cos 45cos 450(1)0sin 45cos30sin 45cos30cos150(2)0sin 45sin 30sin 45sin 30sin150(3)x A B yA B C zA B C FF F F F F F FF F FG =-︒+︒==-︒⨯︒-︒⨯︒-︒==-︒⨯︒-︒⨯︒-︒-=∑∑∑26.39kN 33.46kNA B C F F F ==-=4-4 挂物架如图所示，不计重量的三杆用球铰链连接于O ，平面BOC 是水平面，且OB =OC ，角度如图。
工程力学A第2次作业
工程力学A第2次作业
三、主观题(共7道小题)
(主观题请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
)
15.画出下列各物系中指定物体的受力图。
16.三铰门式刚架受集中荷载P作用，不计架重；求图示两种情况下支座A、B的约束反力。
17.
18.
20.两个受扭薄壁杆截面，一个是开有纵向细缝的开口薄壁圆环，另一个是闭口薄壁圆环，如图所示。
两杆的材料相同，尺寸相同，平均直径D=40mm，壁厚t=2mm，长度为l。
两杆承受的扭矩相同。
试求两杆最大切应力之比及扭转角之比。
窗体底端。
西南交1112考试批次《工程力学A》复习题及参考答案
工程力学A第1次作业本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共6道小题)1.构件的强度是指（）(A)在外力作用下构件抵抗变形的能力(B)在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力(C)在外力作用下构件抵抗破坏的能力(D)在外力作用下构件抵抗失稳的能力正确答案：C解答参考：2.材料力学中的内力是（）(A)物体内部的力(B)物体内部各质点间的相互作用力(C)由外力作用引起的各质点间相互作用力的合力的改变量(D)由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量正确答案：D解答参考：3.轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确的说法应是（）(A)1-1、2-2面上应力皆均匀分布(B)1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布(C)1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布(D)1-1、2-2面上应力皆非均匀分布正确答案：B解答参考：4.(A)(B)(C)(D)正确答案：D解答参考：5.若将受扭实心圆轴的直径增加一倍，则其刚度是原来的（）。
(A)2倍(B)4倍(C)8倍(D)16倍正确答案：D解答参考：6.非对称的薄臂截面梁承受横向力时，若要求梁只发生平面弯曲而不发生扭转，则横向力作用的条件是（）。
(A)作用面与形心主惯性平面重合(B)作用面与形心主惯性平面平行(C)通过弯曲中心的任意平面(D)通过弯曲中心，平行于主惯性平面正确答案：D解答参考：四、主观题(共8道小题)15.画出下列指定物体的受力图。
参考答案：16.简易起重机用钢丝绳吊起重量G=2kN的重物，不计杆件自重、磨擦及滑轮大小，A、B、C 三处简化为铰链连接；求杆AB和AC所受的力。
参考答案：17.求图示平面力系的合成结果，长度单位为m。
参考答案：18.参考答案：19.参考答案：20.一为实心、一为空心的两根圆轴，材料、长度和所受外力偶均一样，实心直径d1，空心轴外径D2、内径d2，内外径之比α=d2/D2=0.8。
工程力学B
工程力学B第一次作业33. 试求图中各力在坐标轴上的投影。
已知：F1 = F2 = F4 = 10 kN，F3 = F5 = 15 kN，F6 = 20 kN，各力方向如图所示。
解：应用教材中公式（2-3）得F1x = F1 = 10 kN， F1y = 0， F2x = 0， F2y = F2 = 10 kNF3x = F3cos30o= 15 × 0.866 kN = 12.99 kNF3y = F3sin30o= 15 × 0.5 kN = 7.50 kNF4x = F4sin30o= 10 × 0.5 kN = 5 kNF4y = - F4cos30o= - 10 × 0.866 kN = - 8.66 kNF5x = F5cos60o= 15 × 0.5 kN = 7.50 kNF5y = - F5sin60o= - 15 × 0.866 kN = - 12.99 kNF6x = - F6sin30o= - 20 × 0.5 kN = - 10 kNF6y = - F6cos30o= - 20 × 0.866 kN = - 17.3 kN34. 如图a所示，重量为P = 5 kN的球悬挂在绳上，且和光滑的墙壁接触，绳和墙的夹角为30º。
试求绳和墙对球的约束力。
35. 重P = 1 kN的球放在与水平成30º角的光滑斜面上，并用与斜面平行的绳AB系住（图2-15 a）。
试求绳AB受到的拉力及球对斜面的压力。
36. 图中，如作用于扳手上的力F = 200 N，l = 0.40 m，a = 60º，试计算力对O点之矩。
37. 试用合力矩定理计算图中力对O点之矩。
38. 图 a所示梁AB受矩为Me = 300 N · m的力偶作用。
试求支座A、B的约束力。
39. 试分别画出下列各物体的受力图。