工程力學試卷及答案詳解

1、.高等教育自學考試全國統(tǒng)一命題考試工程力學（一）試卷及答案詳解第一部分 選擇題一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1已知為作用于剛體上的平面匯交力系，其力系關(guān)系如圖所示，由此可知2一平面任意力系向o點簡化后，得到如圖所示的一個力一個矩為mo的力偶，則該力系的最后合成結(jié)果是a一個合力偶 b作用在o點的一個合力c作用在o點右邊某點的一個合力 d作用在o點左邊某點的一個合力題2圖精品.題3圖3小物塊重p=lokn，用f=40kn的力把物塊壓在鉛垂墻面上，如圖所示，力與水平線成

2、300夾角，物塊與墻面之間的靜摩擦因數(shù)則作用在物塊上的摩擦力大小等于a. lokn b. 15knc. 20kn d. 20 kn4動點a作曲線運動，某瞬時a點所在處的曲率半徑為，速度大小為，則此時a點加速度的大小為5工程上區(qū)分塑性材料和脆性材料的標準是看其延伸率大于等于還是小于a1% b3%c5% d10%6直徑和長度相同而材料不同的圓軸，在相同扭矩作用下，它們的a最大切應(yīng)力相同，而扭轉(zhuǎn)角不同 b最大切應(yīng)力相同，扭轉(zhuǎn)角也相同c最大切應(yīng)力不同，而扭轉(zhuǎn)角相同 d最大切應(yīng)力不同，扭轉(zhuǎn)角也不同7梁在彎曲變形時，其中性層的曲率a與彎矩成反比，與抗彎剛度成正比 b與彎矩成正比，與抗彎剛度成反比c與彎矩及

3、抗彎剛度均成正比 精品.d與彎矩及抗彎剛度均成反比8圖示矩形截面對x、y，兩形心軸的慣性矩分別為a. iz=(1/12)bh2, iy=(1/12) hb2b. iz=(1/12) hb2, iy=(1/12)bh2c. iz=(1/12) hb3, iy=(1/12)bh3d. iz=(1/12)bh3, iy=(1/12) hb3題8圖9用積分法求一懸臂梁受力后的變形時，邊界條件為：在梁的固定端處a撓度為零，轉(zhuǎn)角也為零 b撓度為零，轉(zhuǎn)角不為零c撓度不為零，轉(zhuǎn)角為零 d撓度不為零，轉(zhuǎn)角也不為零10.影響構(gòu)件疲勞強度的三個主要因素是：構(gòu)件的a外形、尺寸大小、殘余應(yīng)力 b殘余應(yīng)力、尺寸大小、表面

4、加工質(zhì)量c外形、殘余應(yīng)力、表面加工質(zhì)量 d外形、尺寸大小、表面加工質(zhì)量第二部分 非選擇題二、填空題本大題共15小題，每小題2分，共30分）請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。11.已知力的大小f= 10kn，如果將該力沿圖示斜坐標系的x、y軸分解，則在y方向上分力的大小為_。精品.題11圖12.同一平面內(nèi)二力偶等效的條件是它們的_相等。13.空間平行力系的獨立平衡方程個數(shù)是_。14.如圖所示作定軸轉(zhuǎn)動的剛體上某點a的速度、加速度均不等于零，則該剛體角速度大小增大時，角的取值范圍為_。題14圖15.在圖示擺式運輸機構(gòu)中，擺桿o1a=o2b=10cm，o1o2=ab，已知當o1a與o

5、1o2成=60角時，鉸接在擺桿上的平板cd的端點d的加速度大小ad=locm/s2，方向平行于ab向左，則該瞬時桿o1a的角加速度大小為=_。題15圖16.均質(zhì)細長直桿ab的質(zhì)量為m，長度為l，可在鉛垂面內(nèi)繞水平固定軸a轉(zhuǎn)動，桿在圖示位置時，其角速度為，則該瞬時桿ab的動能t= _。題16圖精品.題，l7圖17.圖示處于鉛垂平面內(nèi)的單擺，擺繩的長度為z，且不可伸長，質(zhì)量不計；小球a的質(zhì)量為m，則關(guān)于擺角p的運動微分方程為_。18.桿件基本的變形有拉伸與壓縮、_ 、扭轉(zhuǎn)、彎曲。19.求解超靜定問題，除靜力平衡方程外，還須建立與超靜定次數(shù)相同數(shù)目的補充方程，這些補充方程可根據(jù)桿件變形之間的_以及物

6、理關(guān)系得到。20.已知連接件剪力fs和剪切面面積a，則該連接件的剪切強度條件_ 。21.實驗表明，在小變形條件下，圓軸扭轉(zhuǎn)時各橫截面的形狀、大小及間距不變，半徑保持為_。22.單元體在純剪切受力狀態(tài)下，各側(cè)面上只有_而無正應(yīng)力。23.梁純彎曲時，橫截面上最大正應(yīng)力發(fā)生在距離_最遠的各點處。24.度量梁彎曲變形的兩個基本量是撓度和_。25.工程上常采用增大構(gòu)件_的方法來減少沖擊載荷，提高構(gòu)件抗沖擊能力。三、計算題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）26.如圖所示直角剛桿abcd上的集中力，均布載荷集度q=2kn/m，力偶矩m=4knmcd =3m。不計剛桿的鶯量和各處摩擦試求a、b處的約束反

7、力。精品.17.圖示處于鉛垂平面內(nèi)的單擺，擺繩的長度為z，且不可伸長，質(zhì)量不計；小球a的質(zhì)量為m，則關(guān)于擺角的運動微分方程為_。18.桿件基本的變形有拉伸與壓縮、_ 、扭轉(zhuǎn)、彎曲。19.求解超靜定問題，除靜力平衡方程外，還須建立與超靜定次數(shù)相同數(shù)目的補充方程，這些補充方程可根據(jù)桿件變形之間的_以及物理關(guān)系得到。20.已知連接件剪力fs和剪切面面積a，則該連接件的剪切強度條件_ 。21.實驗表明，在小變形條件下，圓軸扭轉(zhuǎn)時各橫截面的形狀、大小及間距不變，半徑保持為_。22.單元體在純剪切受力狀態(tài)下，各側(cè)面上只有_而無正應(yīng)力。23.梁純彎曲時，橫截面上最大正應(yīng)力發(fā)生在距離_最遠的各點處。24.度量

8、梁彎曲變形的兩個基本量是撓度和_。25.工程上常采用增大構(gòu)件_的方法來減少沖擊載荷，提高構(gòu)件抗沖擊能力。三、計算題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）26.如圖所示直角剛桿abcd上的集中力，均布載荷集度q=2kn/m，力偶矩m=4knmcd=3m。不計剛桿的鶯量和各處摩擦試求a、b處的約束反力。精品.27.如圖所示，均質(zhì)圓盤的質(zhì)量為m，半徑為r，可繞通過邊緣o點且垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動，已知當圓盤中心c與軸o的連線經(jīng)過水平位置的瞬時，圓盤的轉(zhuǎn)動角速度，若不計軸承o處摩擦，試求該瞬時圓盤的角加速度，以及軸承o處的約束反力。28.變截面直桿如圖所示，fl=12kn，f2= 60kn；橫截面面

9、積al=400mm2，a2= 250mm2；長度l1=2m，l2=lm；材料的彈性模量e=200gpa.試求桿ab和bc段的軸力及桿的總伸長。29.試畫出圖示外伸梁的剪力圖和彎矩圖，并寫出|fs|max和|m|max。30.圖示鋼質(zhì)圓截面細長壓桿，直徑d=25mm，材料的彈性模量e=200gpa，試求桿的臨界壓力。四、綜合題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）31.如圖所示的兩根水平梁ab和bc由鉸鏈b連接，a為固定端約束，d為滾動支座。已知作 用在梁上的載荷f=lokn，q=2kn/m，m=4knm，不計梁重和各處摩擦，試求a和d處的約束反力。精品.32.圖示傳動軸ab，已知電動機通過

10、聯(lián)軸器作用在a截面上的力偶矩m1=lknm。皮帶輪直徑d =400mm，自重不計，緊邊與松邊的拉力分別為f1=7. 5kn，f2=12. 5kn。軸用鋼制成，許用應(yīng)力=160mpa，l=200mm，wz= 9000mm3，試按第三強度理論校核軸的強度。2008年（下）工程力學（一）試卷答案詳解一、1c 解析利用平面匯交力系幾何法求合力求得。2d 解析利用平面任意力系簡化結(jié)果分析求解。3a 解析利用滑動摩擦時的平衡問題求解。4b 解析利用點作曲線運動時，加速度公式求解。5c 解析】利用工程上區(qū)分塑性材料和脆性材料的標準求得。精品.6a 解析】利用圓軸扭轉(zhuǎn)時最大切應(yīng)力公式和扭轉(zhuǎn)角公式求得。7b 解

11、析l利用公式矗=愛求得。8d 解析利用矩形截面的慣性矩公式求得。9a 解析】利用積分法求撓度和轉(zhuǎn)角的固定端邊界條件求得。10.d 解析利用影響構(gòu)件疲勞強度的主要因素求得。二、11. lokn 12. 力偶矩13. 3 14090.1516. (1/6)ml221718. 剪切19 幾何關(guān)系（或協(xié)調(diào)條件） 20 =fs/a21 直線 22. 切應(yīng)力23. 中性軸 24. 轉(zhuǎn)角25. 靜變形三、26.取剛桿為研究對象。受力如圖所示（1分），列寫平衡方程。fx=0,fbx+ fsin45=0,fbx=4kn(i分)mb=0,m+q2lfa4+fsin453+fcos452=0,fa=7kn(2分)精

12、品.fy=0，fa+fcos45fbyq 2 =0,.fby=7kn(2分)27取圓盤為研究對象。受力與運動分析如圖所示。（1分）動力學方程macn= mrw2= fox（1分）mac= mr= mgfoy（1分）jo=(1/2)mr2+mr2=mgr（1分）解得：角加速度=2g/3r（1分）fox=(4/3)mg, foy =(1/3)mg(1分)28(1)軸力fnab =48kn,fnbc =60kn(1分)(2)ab段伸長lab=fnabl1/ea1（1分）=(481032)/(20010940010-6)m=1.210-3m (1分)bc段伸長lbc=fnbcl1/ea2（1分）=(601031)/(20010925010-6)m=1.210-3m (1分)(3)總伸長lac=lab +lbc=(1.210-3+1.210-3)m=2.410-3（1分）精品.答28圖29(1)作剪力圖（2分）|f|max=m0/l（1分）(2)作