工程力學(xué)習(xí)題答案1-4章

1、第一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)1-1 畫出下列各圖中物體A，構(gòu)件AB，BC或ABC的受力圖，未標(biāo)重力的物體的重量不計(jì)，所有接觸處均為光滑接觸。（a） （b） （c） （d）（e） （f） （g） 1-2 試畫出圖示各題中AC桿（帶銷釘）和BC桿的受力圖 （a） （b） （c）（a）1-3 畫出圖中指定物體的受力圖。所有摩擦均不計(jì)，各物自重除圖中已畫出的外均不計(jì)。（a） （b）（c） （d） （e） （f） （g） 第二章 平面力系2-1 電動(dòng)機(jī)重P=5000N，放在水平梁AC的中央，如圖所示。梁的A端以鉸鏈固定，另一端以撐桿BC支持，撐桿與水平梁的夾角為30 0。如忽略撐桿與梁的重量，求絞支座A、B處的約

2、束反力。 題2-1圖 解得: 2-2 物體重P=20kN，用繩子掛在支架的滑輪B上，繩子的另一端接在絞車D上，如圖所示。轉(zhuǎn)動(dòng)絞車，物體便能升起。設(shè)滑輪的大小及軸承的摩擦略去不計(jì)，桿重不計(jì)，A、B、C三處均為鉸鏈連接。當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，求拉桿AB和支桿BC所受的力。題2-2圖解得: 2-3 如圖所示，輸電線ACB架在兩電線桿之間，形成一下垂線，下垂距離CD=f=1m，兩電線桿間距離AB=40m。電線ACB段重P=400N，可近視認(rèn)為沿AB直線均勻分布，求電線的中點(diǎn)和兩端的拉力。題2-3圖以AC段電線為研究對(duì)象，三力匯交 2-4 圖示為一拔樁裝置。在木樁的點(diǎn)A上系一繩，將繩的另一端固定在點(diǎn)C，

3、在繩的點(diǎn)B系另一繩BE，將它的另一端固定在點(diǎn)E。然后在繩的點(diǎn)D用力向下拉，并使繩BD段水平，AB段鉛直；DE段與水平線、CB段與鉛直線成等角=0.1rad（弧度）（當(dāng)很小時(shí)，tan）。如向下的拉力F=800N，求繩AB作用于樁上的拉力。題2-4圖作BD兩節(jié)點(diǎn)的受力圖聯(lián)合解得：2-5 在四連桿機(jī)構(gòu)ABCD的鉸鏈B和C上分別作用有力F1和F2，機(jī)構(gòu)在圖示位置平衡。求平衡時(shí)力F1和F2的大小間的關(guān)系。 題2-5圖 以B、C節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，作受力圖解得：2-6 勻質(zhì)桿重W=100N，兩端分別放在與水平面成300和600傾角的光滑斜面上，求平衡時(shí)這兩斜面對(duì)桿的約束反力以及桿與水平面間的夾角。 題2-6圖

4、 2-7 已知梁AB上作用一力偶，力偶矩為M，梁長(zhǎng)為l，梁重不計(jì)。求在圖a,b,兩三種情況下，支座A和B的約束反力。 （a） （b）題2-7圖（a）(注意，這里，A與B處約束力為負(fù)，表示實(shí)際方向與假定方向相反，結(jié)果應(yīng)與你的受力圖一致，不同的受力圖其結(jié)果的表現(xiàn)形式也不同)(b) 2-8 在題圖所示結(jié)構(gòu)中二曲桿自重不計(jì)，曲桿AB上作用有主動(dòng)力偶，其力偶矩為M，試求A和C點(diǎn)處的約束反力。 題2-8圖作兩曲桿的受力圖，BC是二力桿，AB只受力偶作用，因此A、B構(gòu)成一對(duì)力偶。即2-9 在圖示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件的自重略去不計(jì)，在構(gòu)件BC上作用一力偶矩為M的力偶，各尺寸如圖。求支座A的約束反力。題2-9圖1作受

5、力圖2、BC只受力偶作用，力偶只能與力偶平衡3、構(gòu)件ADC三力匯交2-10 四連桿機(jī)構(gòu)ABCD中的AB=0.1m, CD=0.22m,桿AB及CD上各作用一力偶。在圖示位置平衡。已知m1=0.4kN.m,桿重不計(jì)，求A、D兩絞處的約束反力及力偶矩m2。 題2-10圖2-11 滑道搖桿機(jī)構(gòu)受兩力偶作用，在圖示位置平衡。已知OO1=OA=0.4m，m1=0.4kN.m,求另一力偶矩m2。及O、O1處的約束反力。 題2-11圖2-12 試求圖示各梁支座的約束反力。設(shè)力的單位為kN，力偶矩的單位為kN.m，長(zhǎng)度的單位為m，分布載荷集度為kN/m。 （a） （b） 題2-12圖受力分析如圖：受力分析如圖

6、：2-13 在圖示a，b兩連續(xù)梁中，已知q，M，a，及，不計(jì)梁的自重。求各連續(xù)梁在A，B，C三處的約束反力。（a） （b）題2-13圖1作受力圖，BC桿受力偶作用2.對(duì)AB桿列平衡方程所以：1.以BC為研究對(duì)象，列平衡方程1.以AB為研究對(duì)象，列平衡方程2-14 水平梁AB由鉸鏈A和桿BC所支持，如圖所示。在梁上D處用銷子安裝半徑為r =0.1m的滑輪。有一跨過滑輪的繩子，其一端水平地系于墻上，另一端懸掛有重P=1800N的重物。如AD=0.2m，BD=0.2m，且不計(jì)梁、桿、滑輪和繩的重量。求鉸鏈A和桿BC對(duì)梁的約束反力。 題2-14圖 1. 以滑輪和桿為研究對(duì)象，受力分析如圖2. 列平衡方

7、程：解得：2-15 如圖所示，三絞拱由兩半拱和三個(gè)鉸鏈A，B，C構(gòu)成，已知每個(gè)半拱重P=300kN，l=32m，h=10m。求支座A、B的約束反力。題2-15圖以整體為研究對(duì)象，由對(duì)稱性知：以BC半拱為研究對(duì)象2-16 構(gòu)架由桿AB，AC和DG組成，如圖所示。桿DG上的銷子E可在桿AC的光滑槽內(nèi)滑動(dòng)，不計(jì)各桿的重量，在水平桿DGF的一端作用鉛垂力F。求鉛直桿AB上鉸鏈A，D和B所受的力題2-16圖 解：1. 以整體為研究對(duì)象2.以DG桿為研究對(duì)象，列平衡方程解得：3.以AB桿為研究對(duì)象，列平衡方程2-17 圖示構(gòu)架中，物體重1200N，由細(xì)繩跨過滑輪E而水平系于墻上，尺寸如圖所示，不計(jì)桿和滑輪

8、的重量。求支承A和B處的約束反力以及桿BC的內(nèi)力FBC。題2-17圖以整體為研究對(duì)象解得：以CDE桿和滑輪為研究對(duì)象解得：2-18 在圖示構(gòu)架中，各桿單位長(zhǎng)度的重量為300N/m，載荷P=10kN，A處為固定端，B，C，D處為絞鏈。求固定端A處及B，C為絞鏈處的約束反力。 題2-18圖 2-19 兩根相同的均質(zhì)桿AB和BC，在端點(diǎn)B用光滑鉸鏈連接，A，C端放在不光滑的水平面上，如圖所示。當(dāng)ABC成等邊三角形時(shí)，系統(tǒng)在鉛直面內(nèi)處于平衡狀態(tài)。求桿端與水平面間的摩擦因數(shù)。 題2-19圖2-20 簡(jiǎn)易升降混凝土料斗裝置如圖所示，混凝土和料斗共重25kN，料斗與滑道間的靜摩擦和動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.3。（1

9、）如繩子的拉力分別為22kN與25kN時(shí)，料斗處于靜止?fàn)顟B(tài)，求料斗與滑道間的摩擦力；（2）求料斗勻速上升和下降時(shí)繩子的拉力。題2-20圖2-21 圖示兩無重桿在B處用套筒式無重滑塊連接，在AD桿上作用一力偶，其力偶矩MA=40N.m，滑塊和AD間的摩擦因數(shù)fs=0.3。求保持系統(tǒng)平衡時(shí)力偶矩MC的范圍。題2-21圖2-22 均質(zhì)箱體A的寬度b=1m，高h(yuǎn)=2m，重P=200kN，放在傾角的斜面上。箱體與斜面間的摩擦因數(shù)fs=0.2。今在箱體的C點(diǎn)系一無重軟繩，方向如圖所示，繩的另一端繞過滑輪D掛一重物E，已知BC=a=1.8m。求使箱體處于平衡狀態(tài)的重物E的重量。題2-22圖2-23 尖劈頂重

10、裝置如圖所示。在B塊上受力P的作用。A與B塊間的摩擦因數(shù)為fs（其他 有滾珠處表示光滑）。如不計(jì)A和B塊的重量，求使系統(tǒng)保持平衡的力F的值。 題2-23圖以整體為研究對(duì)象，顯然水平和鉛直方向約束力分別為以A滑塊為研究對(duì)象，分別作出兩臨界狀態(tài)的力三角形2-24 磚夾的寬度為25cm，曲桿AGB與GCED在G點(diǎn)鉸接。磚的重量為W，提磚的合力F作用在磚夾的對(duì)稱中心線上，尺寸如圖所示。如磚夾與磚之間的摩擦因數(shù)fs=0.5，試問b應(yīng)為多大才能把磚夾起（b是G點(diǎn)到磚塊上所受正壓力作用線的垂直距離）題2-24圖2-25 均質(zhì)長(zhǎng)板AD重P，長(zhǎng)為4m，用一短板BC支撐，如圖所示。若AC=BC=AB=3m，BC板

11、的自重不計(jì)。求A、B、C處的摩擦角各為多大才能使之保持平衡。 題2-25圖 第三章 空間力系3-1 在正方體的頂角A和B處，分別作用力F1和F2，如圖所示。求此兩力在x,y,z軸上的投影和對(duì)x,y,z軸的矩。并將圖中的力系向點(diǎn)O簡(jiǎn)化，用解析式表示主矢、主矩的大小和方向。題3-1圖 3-2 圖示力系中，F(xiàn)1=100N，F(xiàn)2=300N，F(xiàn)3=200N，各力作用線的位置如圖所示。將力向原點(diǎn)O簡(jiǎn)化 題3-2圖3-3 邊長(zhǎng)為a的等邊三角形板，用六根桿支持在水平面位置如圖所示。若在板面內(nèi)作用一力偶，其矩為M，不計(jì)板重，試求各桿的內(nèi)力。題3-3圖 3-4 如圖所示的空間構(gòu)架由三根桿件組成，在D端用球鉸鏈連接

12、，A、B和C端也用球鉸鏈固定在水平地板上。今在D端掛一重物P=10kN，若各桿自重不計(jì)，求各桿的內(nèi)力。 題3-4圖 3-5 均質(zhì)長(zhǎng)方形板ABCD重W=200N，用球鉸鏈A和蝶形鉸鏈B固定在墻上，并用繩EC維持在水平位置。求繩的拉力和支座的約束反力。題3-5圖3-6 掛物架如圖所示，三桿的重量不計(jì)，用球鉸鏈連接于O點(diǎn)，平面BOC是水平面，且OB=OC，角度如圖。若在O點(diǎn)掛一重物G，重為1000N，求三桿所受的力。 題3-6圖 3-7 一平行力系由五個(gè)力組成，力的大小和作用線的位置如圖所示。圖中小正方格的邊長(zhǎng)為10mm。求平行力系的合力。題3-7圖3-8 求下列各截面重心的位置。 1.建立圖示坐標(biāo)系(a) (b) 題3-8圖3-9 試求振動(dòng)打樁機(jī)中的偏