習(xí)題集：第一篇__靜力分析

1、 靜力分析習(xí)題集靜力分析習(xí)題集第一章第一章 要求：要求：1 1. .了解靜力學(xué)的基本概念和公理了解靜力學(xué)的基本概念和公理2.2.掌握構(gòu)件受力分析掌握構(gòu)件受力分析3.3.掌握受力圖畫(huà)法掌握受力圖畫(huà)法 1.在剛體上的加上任意個(gè)的平衡力系，能改變?cè)瓉?lái)力系對(duì)剛體的作用嗎？但對(duì)于變形體而言又是如何？ 2.為什么說(shuō)二力平衡條件、加減平衡力系原理和力的可傳性等只能適用于剛體？ 3.如圖所示，圓盤(pán)在力偶M=Fr和力F 的作用下保持靜止，能否說(shuō)力偶M和力F 保持平衡？為什么？ 4.如圖所示剛體A、B自重不計(jì)，在光 滑斜面上接觸。其中分別作用兩等值、反 向、共線(xiàn)的力F1 和F2，問(wèn)A、B是否平衡？ 若能平衡斜面是

2、光滑的嗎？F1F2AB題1-4圖圖1-3題 5、如圖所示，可否將作用在D點(diǎn)力F沿其作用 線(xiàn)移動(dòng)到BC桿上的E點(diǎn)處F，為什么？ 6、如圖所示剛架AC和BC，在C 處用銷(xiāo)釘連 接，在A、 B處分別用鉸鏈支座支承構(gòu)件形 成一個(gè)三鉸拱?，F(xiàn)將作用在桿BC上的力F沿 著其作用線(xiàn)移至剛體AC上。不計(jì)三鉸剛架自 重。試問(wèn)移動(dòng)后對(duì)A、B、C約束反力有沒(méi)有 影響？為什么？ 7、圖1-16所示受力圖是否正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。ABCF題 1-6圖題 1-5 圖題 1-7圖q一、判斷題（對(duì)畫(huà)（對(duì)畫(huà)，錯(cuò)畫(huà)，錯(cuò)畫(huà)） 1-1 凡在二力作用下的約束稱(chēng)為二力構(gòu)件。 （ ） 1-2 在兩個(gè)力作用下，使剛體處于平衡的必要條件與充 分條件

3、是這兩個(gè)力等值、反向、共線(xiàn)。 （ ） 1-3 力的可傳性只適用于一般物體。 （ ） 1-4 合力大小比分力大小要大。 （ ） 1-5 凡矢量都可以用平行四邊形法則合成。 （ ） 1-6 匯交的三個(gè)力是平衡力。 （ ） 1-7 作用力與反作用力是平衡力。 （ ） 1-8 約束力的產(chǎn)生與主動(dòng)力有關(guān)。 （ ） 二、受力分析題 1-9 畫(huà)出下列標(biāo)注字母物體的受力圖，未畫(huà)重力的各物體其自重不計(jì)，所有接觸面均為光滑接觸 1-10 畫(huà)出右邊標(biāo)注字母物體的受力圖及系統(tǒng)整體的受力圖，未畫(huà)重力的各物體其自重不計(jì)，所有接觸面均為光滑接觸。 要求：要求：1 1. . 掌握平面匯交力系受力分析計(jì)算掌握平面匯交力系受力分

4、析計(jì)算2. 2. 掌握力矩力偶的分析計(jì)算掌握力矩力偶的分析計(jì)算3. 3. 掌握平面任意力系受力分析計(jì)算掌握平面任意力系受力分析計(jì)算4. 4. 掌握物系問(wèn)題的受力分析計(jì)算掌握物系問(wèn)題的受力分析計(jì)算5. 5. 掌握考慮摩擦的力系受力計(jì)算掌握考慮摩擦的力系受力計(jì)算 1.右圖剛體的A、B、C、D四點(diǎn)作用有四個(gè) 大小相等、兩兩平行的力，這四個(gè)力組成封 閉的力的多邊形，試問(wèn)此剛體平衡嗎？若使 剛體平衡，應(yīng)如何改變力系中力的方向？ 2.下圖中哪些為靜定結(jié)構(gòu)，哪些為超靜定結(jié)構(gòu)？ABCD 3. 用解析法求平面匯交力系的平衡問(wèn)題時(shí)，x和y軸是否一定相互垂直？當(dāng)x和y軸不垂直時(shí)，對(duì)平衡方程有何限制條件？為什么？ 4

5、. 如何理解桁架求解的兩個(gè)方法？其平衡方程如何選?。?5. 摩擦角與摩擦因數(shù)的關(guān)系是什么？在有摩擦的平衡問(wèn)題時(shí)應(yīng)如何求解？ 6. 為什么平面匯交力系的平衡方程可以取兩個(gè)力矩方程或者是一個(gè)投影方程和一個(gè)力矩方程？矩心和投影軸的選擇有什么條件？ 7. 平面力系向任意點(diǎn)簡(jiǎn)化的結(jié)果相同，則此力系的最終結(jié)果是什么？ 一、判斷題（對(duì)畫(huà)（對(duì)畫(huà)，錯(cuò)畫(huà)，錯(cuò)畫(huà)） 2-1 平面匯交力系平衡的幾何條件是力的多邊形自行封閉。 （ ） 2-2 兩個(gè)力F1、F2在同一軸上的投影相等，則這兩個(gè)大小一定相等 。 （ ） 2-3 力在某一軸上的投影等于零則該力一定為零.（ ） 2-4 用繪圖法求平面匯交力系求合力時(shí)，作圖時(shí)畫(huà)力的

6、順序可以不同，其合力不變。 （ ） 2-5 凡矢量力偶使剛體只能轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能移動(dòng)。 （ ） 2-6 任意兩個(gè)力都可以合成為一個(gè)合力。 （ ） 2-7 作用力力偶中的兩個(gè)力在其作用面內(nèi)任意直線(xiàn)段上的投影的代數(shù)和恒為零反作用力是平衡力。 （ ） 2-8 平面力偶矩的大小與矩心點(diǎn)的位置有關(guān)。 （ ） 2-9 靜滑動(dòng)摩擦力應(yīng)是一個(gè)范圍值。 （ ） 2-10 作用在剛體上的力可以任意移動(dòng)，不需要附加任何條件。 （ ） 2-11 作用在剛體上任意力系若力的多邊形自行封閉，則該力系一定平衡。 （ ） 2-12 平面任意力系向任意點(diǎn)簡(jiǎn)化的結(jié)果相同，則該力系一定平衡。 （ ） 2-13 平面任意力系中主矩的大小

7、與簡(jiǎn)化中心的位置無(wú)關(guān)。 （ ） 2-14 平面任意力系中主矢的大小與簡(jiǎn)化中心的位置有關(guān)。 （ ） 二、填空題（把正確的答案寫(xiě)在橫線(xiàn)上）（把正確的答案寫(xiě)在橫線(xiàn)上） 2-15 作用在剛體上的三個(gè)力使剛體處于平衡狀態(tài)，其中兩個(gè)力匯交于一點(diǎn)，則第三個(gè)力的作用線(xiàn) 。 2-16 如圖所示，不計(jì)重量的直桿AB與折 桿CD在B處用光滑鉸鏈連接，若結(jié)構(gòu)受力 F作用，則支座C處的約束力大小 ， 方向 。 2-17 用解析法求匯交力系合力時(shí)，若采用的坐標(biāo)系不同，則所求的合力 。 2-18 力偶是由 、 、 的兩個(gè)力組成。 2-19 同平面的兩個(gè)力偶，只要 相同，則這兩個(gè)力偶等效。 ABFCDaaaaa45 2-20

8、 右圖中平面系統(tǒng)受力偶矩M=20kN.m 的作用，桿AC、BC自重不計(jì)，A支座約束力 大小是 ，支座約束力大小是 。 2-21 如圖所示，在力偶矩作用下，梁A支座 約束力大小是 ，B支座約束力的大小 。 2-22 題2-22圖所示，已知：F1=F2=F3=F4=F， M=Fa，a為三角形邊長(zhǎng)，如以A為簡(jiǎn)化中心， 則最后的結(jié)果其大小 ，方向 。 2-23 平面力偶系的平衡條件 。 2-24 如右圖所示，抱閘的直徑是軸的直徑的 兩倍，如果在軸上作用一個(gè)力FT，抱閘制動(dòng)時(shí) 作用在抱閘上的力F1，則F1= FT。 BACM2m3002m4mBBA1 三、計(jì)算分析題 2-25 如圖所示：已知F1=150

9、N， F2=200N，F(xiàn)3=300N，F(xiàn)=F= 200N ， 求力系向點(diǎn)O簡(jiǎn)化的結(jié)果，合力的 大小及到原點(diǎn)O的距離。 2-26 求圖示各物體的支座約束力，長(zhǎng)度單位為m。 題2-25 圖yxO 2 3 1100200113112F80(1)12110KN mABC4KN/m34AB2KN1KN/m題 2-26 圖5KN(2) 2-27 均質(zhì)桿AB重為P1，一端用鉸鏈 A支與墻面上，并用滾動(dòng)支座C維持平 衡，另一端又與重為P2的均質(zhì)桿BD鉸 接，桿BD靠與光滑的臺(tái)階E上，且傾角 為，設(shè)：AC=2/3 AB ， BE= 2/3 BD 。 試求A、C和E三處的約束力。 2-28 水平梁AB由鉸鏈A和桿

10、BC支持， 如圖所示。在梁的D處用銷(xiāo)子安裝半徑 為r=0.1m的滑輪。有一跨過(guò)滑輪的繩子 一端水平地系在墻上，另一端懸掛有重 為1800N的重物。AD=0.2m，BD=0.4m， =45,且不計(jì)梁、滑輪和繩子的自重。 求固定鉸支座A和桿BC的約束力。 題2-27圖AyxBDEP2P1AB rD題3-28圖 2-29 圖示的組合梁由AC和CD鉸接 而成，起重機(jī)放在梁上，已知梁重為 P1=50kN，重心在鉛直線(xiàn)EC上，起重 荷載為P=10kN，不計(jì)梁的自重，試求 支座A、D處的約束力。 2-30 求圖示多跨靜定梁的支座約束力。 題2-29圖66 4ml lAFEGBD 1題2-30圖4m4m2m(

11、a)qABCm2622 3 3 2 262ABCDFE(b) 2-31 如2-38圖所示。構(gòu)架由桿AB、 AC和DF鉸接而成，在桿DEF上作用 一力偶矩為M的力偶，不計(jì)各桿的自 重。試求桿AB上的鉸鏈A、D、B處 所受的力。 2-32 如2-39圖所示的構(gòu)架，起吊重 物的重為1200N，細(xì)繩跨過(guò)滑輪水平 系于墻面上，不計(jì)滑輪和桿的自重， 幾何尺寸如圖，試求支座A、B處的約 束力，桿BC的內(nèi)力。 BEDAaaaaFC1.5m1.5m2m2mADBCE題2-31圖題2-32圖 2-33 尖劈起重裝置尺寸如圖所示， A的頂角為，物快B受力F1的作用， 物快A、B間的摩擦因數(shù)為f（由滾珠 處的摩擦忽略

12、不計(jì)），物快A、B的 自重不計(jì)，試求使系統(tǒng)保持平衡的力 F2的范圍。 2-34 平面桁架受力如圖所示， 試求1、2、3桿的內(nèi)力。 2-35 平面桁架荷載及尺寸如圖所示，q試求桁架中各桿的內(nèi)力。 2 1AB題2-33圖題2-34圖題2-35圖 2-36 磚夾結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示，磚重 為G，提舉力F作用在磚夾中心線(xiàn)上。 若磚夾與磚的靜摩擦因數(shù)fs=0.5，則b 應(yīng)為多大才保證磚被夾住不滑掉？ 2-37 如圖所示，圓輪上扭矩M，幾何 尺寸a,b,c,r及制動(dòng)塊間的靜摩擦因數(shù) fs為已知。試求制動(dòng)所需最小力F。 2-38 圖示凸輪機(jī)構(gòu)中推桿與滑道間的 摩擦因數(shù)為fs ，滑道寬度為b。問(wèn)a為多 大時(shí)推桿才

13、不至于被卡??？題2-38圖題2-37圖題2-36圖要求：要求：1 1. . 掌握空間力系在坐標(biāo)軸上的投影掌握空間力系在坐標(biāo)軸上的投影2. 2. 掌握主失和主矩的分析計(jì)算掌握主失和主矩的分析計(jì)算3. 3. 掌握空間力系平衡受力分析計(jì)算掌握空間力系平衡受力分析計(jì)算4. 4. 掌握物體重心和形狀中心的計(jì)算掌握物體重心和形狀中心的計(jì)算 1. 什么情況下力對(duì)軸之矩等于零？ 2. 力在平面上的投影為什么仍然是一矢量？ 3. 用負(fù)面積法求物體的重心時(shí)，應(yīng)該注意些什么問(wèn)題？ 4. 物體的重心是否一定在物體上？試舉例說(shuō)明。 5. 計(jì)算某物體的重心，選取兩個(gè)不同的坐標(biāo)系，則對(duì)這兩個(gè)不同的坐標(biāo)系計(jì)算出來(lái)的結(jié)果會(huì)不會(huì)

14、一樣？這是否意味著重心位置是隨著坐標(biāo)選擇不同而改變？ 6. 將鐵絲彎成不同形狀，起重心是否發(fā)生改變？ 7. 形狀和大小相同、但質(zhì)量不同的均質(zhì)物體，其重心位置是否相同？一、判斷題（對(duì)畫(huà)（對(duì)畫(huà)，錯(cuò)畫(huà)，錯(cuò)畫(huà)） 3-1 空間力對(duì)點(diǎn)的矩在任意軸上的投影等于力對(duì)該軸的矩。 （ ） 3-2 空間力系的主矢是力系的合力。 （ ） 3-3 空間力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化得主矢和主矩與原力系等效。 （ ） 3-4 空間力系的主矢為零，則力系簡(jiǎn)化為力偶。 （ ） 3-6 空間匯交力系的平衡方程只有三個(gè)投影形式的方程。 （ ） 3-7 空間匯交力系的三個(gè)投影形式的平衡方程，對(duì)投影軸沒(méi)有任何限制。 （ ） 二、填空題（把正確的答案

15、寫(xiě)在橫線(xiàn)上）（把正確的答案寫(xiě)在橫線(xiàn)上） 3-8 空間力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化得主矢的大小與簡(jiǎn)化中心的位 置 ；得主矩的大小與簡(jiǎn)化中心的位置 。 3-9 已知一正方體，各邊長(zhǎng)為a，沿對(duì)角線(xiàn) BD作用一個(gè)力，則該力對(duì)對(duì)x、y、z軸的矩 Mx= 、My= 、Mz= 。 沿對(duì)角線(xiàn)作用一個(gè)力F F，則該力在x、y、z 軸上的投影Fx 、Fy 、Fz 。 3-10 空間平行力系的平衡方程 。 3-11 空間力偶系的平衡方程 。 3-12 空間匯交力系的平衡方程 。 題3-9圖三、計(jì)算分析題3-13 力系中F1=100N，F(xiàn)2=300N，F(xiàn)3=200N，各力作用線(xiàn)的位置如圖所示。試求各力對(duì)O 點(diǎn)之矩。3-14 空間構(gòu)

16、架由三根直桿AD、BD和CD用鉸鏈在D處連接，起吊重物的重量P=10kN，各桿自重不計(jì)，試求三根直桿AD、BD和CD所受的約束力。3-15 如圖右所示，在手柄的處作用一個(gè)力F與X軸平行，試求力F對(duì)各軸的矩。 題3-13圖題3-14圖題3-15圖3-16 圖示絞車(chē)的滾筒上掛重物P1， 輪 C 半徑為滾筒半徑的六倍。繞在輪 C 上的繩子過(guò)輪D后掛重物P=100N，試求平衡時(shí)重物P1的重量及軸承A、B約束力。（輪重及摩擦不計(jì)）3-17 圖示用六個(gè)根桿支撐一矩形方板， 在板的角點(diǎn)處受到鉛直力F的作用，不計(jì)桿和板的重量，試求各桿的受力。 3-18 圖中鋼架由三個(gè)固定銷(xiāo)支承在A、B、C支座處，受力F1=1

17、00kN，F(xiàn)2=50kN作用，求各處約束力。 題3-16圖題3-17圖題3-18圖3-19 如圖所示AB=BD=200mm，CD=500mm，輪直徑d1=100mmD輪直徑d2=50mm，圓柱齒輪壓力角 為20,已知作用在大輪上的力F=5kN，求軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小齒輪傳遞的力 F2 及二端軸承的約束力。3-20 如圖起重機(jī)裝在三輪小車(chē)ABC上。已知起重的尺寸為：AD=BD=1m，CD=1.5m，CM=1m，KL=4m。機(jī)身連同平衡錘F共重為P1=200kN，作用在G點(diǎn)，G點(diǎn)在LMNF平面之內(nèi)，到機(jī)身軸線(xiàn)MN的距離 GH=0.5m，重物P2=60kN, 求當(dāng)起重機(jī)的平面LMN平行于AB時(shí)車(chē)輪對(duì)軌道的

18、壓力。題3-19圖題3-20圖3-21 如圖所示平面圖形，求其形心。3-22 求均質(zhì)物體的重心，其尺寸如圖所示題3-21圖(a)(b)(a)(b)題3-22圖圖示結(jié)構(gòu)受給定力偶的作用，求支座A的約束反力。已知桿AB、輪C和繩子AC組成的物體系統(tǒng)如圖所示。作用在桿上的力偶，其力偶矩為m，設(shè)AC=2R，R為輪C的半徑，各物體重量均忽略不計(jì)，各接觸處均為光滑的，試求鉸鏈A對(duì)AB桿的約束反力及地面對(duì)輪C的反力。ABmDRAyRA兩相同的長(zhǎng)方形板在C點(diǎn)以鉸鏈聯(lián)結(jié)并支承在固定鉸鏈支座A、B上，板的各邊相互平行或垂直。已知兩平板上分別作用有力偶矩為M的力偶，略去平板重量，試求A、B兩點(diǎn)的約束反力。（ab）作

19、出圖示結(jié)構(gòu)的整體及構(gòu)件AB、CD的受力圖。要求用所學(xué)的知識(shí)定出各約束反力的作用線(xiàn)和指向（不能用兩個(gè)垂直分力表示約束反力）。圖示結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件AB為1/4圓弧形，其半徑為r，構(gòu)件BDC為直角折桿，BD垂直于CD，其上作用一力偶，該力偶的力偶矩?cái)?shù)值為M，已知尺寸L=2r。試：1. 畫(huà)出兩構(gòu)件的受力圖；2. 求鉸A,C的約束力。ABCDrLMBCDMAFBFBFCF01niiMCEFMBE應(yīng)用合力矩定理：0245sin45cos00rFrFMCCrMFC32AF是非題：1、因?yàn)闃?gòu)成力偶的兩個(gè)力滿(mǎn)足FF，所以力 偶的合力等于零。2、因?yàn)闃?gòu)成力偶的兩個(gè)力滿(mǎn)足FF，所以力偶在某軸上的投影不為零。3、力偶對(duì)其

20、作用面內(nèi)任一點(diǎn)之矩都等于力偶矩是非題：5、力矩為零時(shí)表示力作用線(xiàn)通過(guò)矩心或力為零。6、平面上一個(gè)力和一個(gè)力偶可以簡(jiǎn)化成一個(gè) 力。4、力F在x軸方向的分力為零，則力F對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)的 力矩為零。 7、如果某平面力系由多個(gè)力偶和一個(gè)力組成，該力系一定不是平衡力系。填空題：1、同平面的兩個(gè)力偶，只要 _相同，對(duì)剛體的外效應(yīng)相同。 2、力偶_與一個(gè)力等效，也_被一個(gè)力平衡。3、平面力偶系合力偶之矩m _ 。 平面力偶系的平衡條件是_ 。4、力矩是力使物體繞指定矩心產(chǎn)生_效應(yīng)的度量，其單位是 _ 。力F對(duì)平面上一點(diǎn)O的力矩等于力的_ 與力作用線(xiàn)到點(diǎn)的_的乘積，用_表示。力矩有正負(fù)之分，_轉(zhuǎn)向規(guī)定為正。填空題

21、：5、力系合力對(duì)平面某點(diǎn)的力矩，等于該力系各_對(duì)_之矩的_和。 6、求力矩時(shí)，若力臂不易確定，可將平面力沿坐標(biāo)軸方向正交分解，得到兩個(gè)分力_、 _。F力對(duì)某點(diǎn)O的力矩，就等于力的兩個(gè)正交分力Fx、 Fy對(duì)O點(diǎn)力矩的 ，用公式表示為m0(F)_。7、作用于一物體上大小_，方向_，作 用線(xiàn)_的一對(duì)力稱(chēng)為力偶；力偶的單位是_ 。力偶對(duì)物體產(chǎn)生的_效應(yīng)，取決于力偶的_、 _、 _這三個(gè)要素。填空題：8、力偶_合力，在坐標(biāo)軸上的投影等于_ ，力偶只能用_來(lái)平衡，力偶不能與一個(gè)_等效。 9、平面力偶對(duì)平面任意點(diǎn)的力矩就等于其_ ，表達(dá)式是m0(F F)= _ 。 10、力偶對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)與作用在平面內(nèi)的_無(wú)關(guān)，可以在其_上任意搬遷 。 11 圖示鏈桿機(jī)構(gòu)，處于平衡狀態(tài)，已知力P作用于O2B桿的中點(diǎn)，則固定鉸支座O1及O2的支座反力大小為_(kāi)。 選擇題：1、圖示半徑為r的鼓輪，作用力偶m，與鼓輪 左邊重P的重物使鼓輪處于平衡。（1）輪的狀態(tài)表明（）；A、力偶可以與一個(gè)力平衡B、力偶不能與力偶平衡C、力偶只能與力偶平衡D、一定條件下，力偶可以與一個(gè)力平衡選擇題：1、