工程力學試題

工程力學

班級姓名座號得分

一、單選題（每題2分）

1.在材料相同的條件下，隨著柔度的增大（）

A細長桿的臨界應力是減小的，中長桿不是

B中長桿的臨界應力是減小的，細長桿不是

C細雨長桿和中長桿的臨界應力均是減小的

D細長桿種中長桿的臨界應力均不是減小的

2.如圖所示的機車車軸所受交變應力的循環(huán)特征L（

A-1；B0；C0.5；D1

m

(b)

3.用疊加法求梁橫截面的撓度、轉角時，需要滿足的條件是（）

A材料必須符合胡克定律

B梁截面為等截面

C梁必須產(chǎn)生平面彎曲

D梁是靜定的

4.某一圓形截面桿，當其截面面積增加一倍時，從穩(wěn)定性觀點來看，其承載能力將等于原

來的：

A1倍；B2倍：C4倍；D8倍

5.矩形截面的木拉桿的接頭尺寸如圖所示，兩端受拉力F作用，已知剪切許用應力為［目,

A—<kl；BC—<[rlD—<[rl

abLJabLJhxlLJ;2blLJ

二、判斷題（每題1分）

1.牽連運動是動系的絕對運動。

2.平動剛體上各點的軌跡一定是直線。

3.一正方形橫截面的壓桿，若在其上鉆一橫向小孔（如圖所示），則該桿與原來相比穩(wěn)

定性降低。（）

4.牽連點的位置不是固定不變的，不同瞬時有不同的牽連點。

5.山扭轉試驗可知，鑄鐵試件扭轉破壞的斷面與試件軸線成45°的傾角，而扭轉斷裂破壞

的原因，是由于斷裂面上的切應力過大而引起的。

6.同平面內的一個力和一個力偶可以合成為一個力，反之，一個力也可分解為同一平面內

的一個力和一個力偶。

7.裝有電動機的梁作強迫振動時;梁上各點的正應力不是非對稱循環(huán)交變應力。

8.由于彎曲正應力公式是由矩形截面梁推導出的，所以用于非矩形截面梁時，則不能滿足

工程所需要的精度。（）

9.一平面任意力系對其作用面內某兩點之矩的代數(shù)和均為零，而且該力系在過這兩點連線

的軸上投影的代數(shù)和也為零，因此該力系為平衡力系。

10.若在結構對稱的梁上，作用有對稱載荷，則該梁具有反對稱的剪力圖和對稱彎矩圖。

三、填空題（每題2分）

1.兩個相互接觸的物休間有相對滑動或有相對（）時，在接觸面之間產(chǎn)生的彼此阻礙

其相對滑動的切向力，稱為（）o

2.梁彎曲時，任意截面的轉角近似地等于撓曲線方程歹=/（x）對X的（）。

3.靜應力可視為交變應力的?個特例，其應力循環(huán)特性一（）。

4.平面任意力系只要不平衡，則它就可以簡化為一個（）或者簡化為一個（）?

5.平面任意力系向作用面內任一點簡化結果是：主矢不為零，而主矩為零，說明力系與通

過簡化中心的一個（）等效。

四、簡答題（每題5分）

1.何謂慣性半徑？何謂柔度？

2.約束反力與主動力有何區(qū)別？主動力與約束反力的關系與作用力和反作用力的關系有什

么不同？

五、計算分析題（每題10分）

1.圖示水平桿Z。，4端為固定較鏈支座，C點用繩子系于墻上，已知鉛直力G=1.2kN,

不計桿重，求繩子的拉力及錢鏈/的約束反力。

2.圖示物體受兩力偶（耳，婷）、（《，典）作用，已知耳=5kN，E=3kN,a=30/=60（單

3.有一支撐管道的懸臂梁，由兩根槽鋼組成，兩根管道作用在懸臂梁上的重量均為W

=5.39kN,尺寸如圖所示（單位為mm）。求（1）繪懸臂梁的彎矩圖。（2）選擇槽鋼的型號。

設材料的許用應力［o］=130MPao

4.車輛制動缸的活塞桿如圖所示。制動時，空氣壓力p=1.2MPa。已知活塞直

徑。=40cm,活塞桿直徑d=6cm,材料的許用應力［司=50MPa,試校核活塞

桿的強度。

六、圖解題（每題10分）1.如圖所示受力圖中是否有錯誤？如有，請畫出正確的受力圖。

2.已知圖中/點的加速度大小和方向，試畫出8點及C點的速度的方向。

工程力學（多學時）1A卷答案

一、單選題（每題2分）

1.A

2.B

3.A

4.C

5.C

二、判斷題（每題1分）

1.正確

2錯誤

3.錯誤

4.正確

5.錯誤

6.正確

7.錯誤

8.錯誤

9.正確

10.正確

三、填空題（每題2分）

1.相對滑動趨勢滑動摩擦力

2.一階導數(shù)

3.1

4.力偶合力

5.力

四、簡答題（每題5分）

1.細長壓桿的臨界應力為其中i=/l=^?i=J-

"A（心A22\Ai74

僅與截面的形狀及尺寸有關，稱為截面的慣性半徑；2=%綜合反映了壓桿的長度、支承

i

方式與截面幾何性質對臨界應力的影響，稱為柔度。

2.約束反力是限制物體運動或可能運動的力而主動力是使物體產(chǎn)生運動或可能運動的力?

主動力和約束反力都是同一物體所受的外力，它們的大小、方向沒有直接的關系，對于平衡

物體來說主動力和約束反力組成了平衡力系。作用力和反作用力分別作用在兩個物體上，它

們大小相等、方向相反、作用在一條直線上，但兩者不能平衡。

五、計算分析題（每題10分）

1.解題過程與步驟：

1.取ABD桿研究，畫受力圖;

2.選坐標系x、y；矩心為A；

3.z建立平衡方程求解；

4z=°/祗—耳cos45o=0入=3.39kN

F=0%+4sin45?！狦=0解得:5、.=2.4kN

Ziy

此（尸）=04sin45°x/8—Gx/Z）=0a=—L2kN（J）

2.解題過程與步驟：

簡化的最后結果為一合力偶：

M-M1+M2=-F]-a-F2-b--5kNx30mm-3kNx60mm=-330kNmm=一0.33kNm（順時針方一向）

3.解題過程與步驟:

解：（1）彎矩圖如圖所示

（2）懸臂端A處的彎矩最大，為危險截面，其上的彎矩為

（T=此儂<F0-1

L

“max=—（300+300+510）%=—1110%所以：max^W：」

貝心如需罌尸的

3

選兩個8號槽鋼：W:=2x25,3=50,6（cm）

■"^=^^"U8.2MPa<[b*30MPa

4.解：1、計算軸力

22

1.2MPax血zrx60mm、

FN=PA[f=147.33kN

4

2、校核活塞桿的強度

FN_147.33x103Nx4

52.1MPa<[cr]

A萬x6CPmm2

答：活塞桿的強度足夠

六、圖解題（每題10分）

1.解題過程與步驟：

1.(a)圖中FNA錯誤，正確如圖

2.(b)圖中AB錯誤，正確如圖

3.(c)圖中尸A、FB錯誤，正確如圖

4.(d)圖中尸NB錯誤，正確如圖

計算的最后結果數(shù)字:

2.解題過程與步驟：(提示：定軸轉動剛體上各點的全加速度與半徑夾角相同，加速度

大小與半徑成正比。)

圖占

工程力學

班級姓名座號得分

一、單選題（每題2分）

1.關于平衡力系，以下各種說法中正確的是：（）

A平衡力系在任何軸上投影的代數(shù)和都等于零

B平衡力系在任何軸上投影的代數(shù)和一定不等于零

C平衡力系只在兩相互垂直的坐標軸上投影代數(shù)和才分別等于零

D平衡力系在任何軸上投影的代數(shù)和不一定不等于零

2.細長桿承受軸向壓力5的作用，其臨界壓力與（）無關。

A桿的材質

B桿的長度

C桿承受壓力的大小

D桿的橫截面形狀和尺寸

3.列出梁ABCDE（如圖所示）各梁段的剪力方程和彎矩方程，其分段要求應是分為（）

AAC和CE段

BAC、CD和DE段

CAB、BD和DE段

DAB、BC、CD和DE段

4.點作圓周運動，如果知道法向加速度越變越大，則點的運動速度（）

A越變越大

B越變越小

C保持不變

D變化趨勢不定

5.倒T形等直梁，兩端承受力偶矩M作用，翼緣受拉。以下結論中，（）是錯誤的。

A梁截面的中性軸通過形心

B梁的最大壓應力出現(xiàn)在截面的上邊緣

C梁的最大壓應力與梁的最大拉應力數(shù)值不等

D梁的最大壓應力的絕對值小于最大拉應力

二、判斷題（每題1分）

1.在臨界載荷作用下，壓桿既可在直線狀態(tài)保持平衡，也可在微彎狀態(tài)下保持平

衡。（）

2.互成平衡的兩個力對于同一點。之矩的代數(shù)和為零。

3.提高壓桿穩(wěn)定性的措施，實際上就是如何增大柔度的措施。（）

4.動能是標量。

5.矩形截面梁的純彎曲段內，甘橫截面上各點的剪應力均等于零。（）

6.梁橫截面上的剪力，在數(shù)值上等于作用在此截面任-側（左側或右側）梁上所有外力的

代數(shù)和。（）

7.圖中輪。以角速度沖在水平地面上作純流動，CZ）線上的速度分布圖為圖示的畫法。

8.有一簡支梁，手均布載荷作用，現(xiàn)改為與此均布載荷合力相等的集中力作用，其作用點

位于均布載荷的合力作用點處。梁在這兩種情況下所產(chǎn)生的變形，即撓度和轉角讀是一樣的。

（）

9.若點的運動方程為s=br+c⑶c為常數(shù)），則點的運動軌跡一定為一條曲線。

10.因等直圓軸扭轉變形時，橫截面上沒有正應力而只有切應力存在，所以扭轉變形與剪切

變形是相同的。

三、填空題（每題2分）

1.作用于定軸轉動剛體上常力矩的功，等于（）乘積。

2.工程上用的魚腹梁、階梯軸等,其截面尺寸隨彎矩大小而變，這種截面變化的梁，往往就是

近似的（）梁。

3.金屬拉伸試件在屈服時會表現(xiàn)出明顯的（）變形，如果金屬零件有了這種變形就必

然會影響機器正常工作。

4.圓軸產(chǎn)生扭轉變形的受力特點是（）的外力偶矩作用；變形特點是（）。

5.4船以％=300km/h的速度向南航行，8船以匕=30km/h的速度向東南航行，貝I」B船

相對于A船的速度（）,（）。

四、簡答題（每題5分）

1.彎矩的正負對撓曲線的形狀有什么影響？

2.圖示剛體在/、B、C三點各受一力作用，已知大=巴="=/、AABC為一等邊三角

形，問此力系簡化的最后結果是什么？此剛體是否平衡？

五、計算分析題（每題10分）

1.圖示物體受兩力偶（耳婷）、（￡,蜷）作用,已知片=5kN，E=3kN,a=30,6=60（單

位mm）,試求其簡化的最后結果？

尸2

2.試求圖示桿1-1,2-2,3-3截面的軸力，并作軸力圖。

23

<__-130kN

123

3.如圖所示簡易起重機梁,用工字鋼制成。若載荷F=20kN,并可沿梁軸移動（0<7</）>

試選擇工字鋼型號。已知梁的跨度/=6加，許用應力[b]=100MPa許用切應力

[r]=60MPa

4.圖示細氏壓桿，兩端為球形較支，彈性模量E=200GPa,試用歐拉公式計算其臨界載

荷。1）圓形截面，d=25mm/=1.0m；

2)矩形截面，h=2b=40mm,7=1.0m；

3)N016工字鋼,7=2.0m.

2.已知圖中/點的加速度大小和方向，試畫出8點及C點的速度的方向。

工程力學（多學時）2A卷答案

一、單選題（每題2分）

1.A

2.C

3.D

4.A

5.D

二、判斷題（每題1分）

1.正確

2.正確

3.錯誤

4.正確

5.正確

6.正確

7.錯誤

8.錯誤

9.錯誤

10.錯誤

三、填空題（每題2分）

1.力矩與轉角大小的

2.等強度

3.塑性

4.受大小相等、轉向相反、作用面與軸線垂直橫截面繞軸線發(fā)生相對轉動

5.30km/h東北方向

四、簡答題（每題5分）

1.正彎矩產(chǎn)生正撓度，負彎矩產(chǎn)生負撓度這種說法是錯誤的。當梁承受正彎矩

時，撓曲線為凹曲線，會為正；反之，當梁承受負彎矩時，撓曲線為凸曲線，

dx~

d2w

為負。

dx1

2.是一個順時針的力偶；此剛體不平衡。

五、計算分析題（每題10分）

1.解題過程與步驟：

簡化的最后結果為一合力偶：

M-Mi+M2--耳.a-6?6=-5kNx30mm-3kNx60mm=-330kNmm=-0.33kNm（順時針方向）

2.解題過程與步驟:

23

解：1、計算各段軸力

%=-30kNFV2=-10kNFV3=30kN

2、畫軸力圖

解：1、計算各段軸力

%=/勤=0FN3=F

2、畫軸力圖

3.解題過程與步驟:

解1.內力分析

經(jīng)分析，當載荷位于梁跨度中點時，彎矩最大，其值為

^max=~~⑶

而當載荷靠近支座時，剪力最大，其值則為4,伽8）

2.按彎曲正應力強度條件選擇截面

由式（a）并根據(jù)正應力強度條件，要求

叫嗡二端鬻等=3Ox]0，3

由型鋼規(guī)格表查得，N922a工字鋼截面的抗彎截面系數(shù)明=3.09x10Tm3,所以,

選擇No22a工字鋼作梁符合彎曲正應力強度條件。

3.校核梁的剪切強度

No22a工字鋼截面的/,/￡1Mx=0189m,腹板厚度為3=7.5mm。由式（b）得,

梁的最大彎曲切應力為

3

F_20X1QN7

「max=1.411xl0Pa=14.11MPa<[r]

11與一(0.189m)(0.0075m)

----o

可見，選擇NQ22a工字鋼作梁，將同時滿足彎曲正應力與彎曲切應力強度條件。

4.解題過程與步驟:

解“『誓『空』8kN

2）在盯平面內先失穩(wěn)

Iz=—￡,=H^=52.6kN

12(〃/)2

3）對于工字鋼，應在中平面內先失穩(wěn)

7=93.1cmF=^-=^=459kN

(t3)2

六、圖解題（每題10分）

1.解題過程與步驟：

1.取構件ABC為研究對象

2.畫出主動力廠

3.I田I出約束反力FAX>/Ay,尸C

2.解題過程與步驟：（提示：定軸轉動剛體上各點的全加速度與半徑夾角相同，加速度

大小與半徑成正比。）

圖右

工程力學

班級姓名座號得分

一、單選題（每題2分）

1.力的三要素指力的大小、方向、（

A位置

B起點

C作用點

D終點

2.力的功是（）。

A矢量；B瞬時量；C代數(shù)量；D有投影

3.低碳鋼的極限應力是

Acre；Bbp;CcrA；Dq

4.已知有一個力F的投影￡不等于零，而力產(chǎn)對x軸的矩為M（尸）=0，山此可判定力尸

（）。

A不在過x軸的平面上但垂直于x軸

B不在過x軸的平面上且不垂直于x軸

C在過x軸的平面上且垂直于x軸

D在過x軸的平面上但不垂直于x軸

5.斜支簡支梁受力如圖所示，梁的（）

B

]、WIm

-------------

AAC段發(fā)生彎曲變形，CB段發(fā)生拉伸與彎曲組合變形

BAC段發(fā)生壓縮與彎曲組合變形，CB段發(fā)生彎曲變形

CAC段發(fā)生壓縮與彎曲組合變形，CB段發(fā)生拉伸與彎曲組合變形

D兩段只發(fā)生彎曲變形

二、判斷題（每題1分）

1.若點的加速度為零，則該點一定靜止。（）

2.直桿受壓時的承載能力取決于它的強度是否足夠。（）

3.摩擦力的方向總是與物體之間相對滑動或相對滑動趨勢的方向相反。（）

4.物體的重心當它離開了地球的引力場后就失去了意義。（）

5.計算質點系的動能時，不必考慮各質點的運動方向。（）

6.平動剛體上任一點的軌跡有可能是空間曲線，而平面運動剛體上任?點的軌跡則一定是

平面曲線。（）

MM

7.扭轉切應力計算公式r=一P和％.只適用于圓軸。（）

pp

8.軸力圖可顯示出桿件各段橫截面上軸力的大小，但并不能反映桿件各段變形是伸長還是

縮短。（）

9.因等直圓軸扭轉變形時，橫截面上沒有正應力而只有切應力存在，所以扭轉變形與剪切

變形是相同的。（）

10.粗細和長短相同的兩圓軸，一為鋼軸，另一為鋁軸，當受到相同的外力偶作用產(chǎn)生彈性

扭轉變形時，其橫截面上最大剪應力是相同的。（）

三、簡答題（每題5分）

1.如何區(qū)分大柔度桿、中柔度桿與小柔度桿？

2.什么是摩擦角？摩擦角只與哪些因素有關？摩擦角的大小表示什么意義？

3.在馬拉車、車拉馬的問題中，馬拉車的作用力等于車拉馬的作用力并且方向相反，作用

在同一直線上，為何車前進？

4.應力狀態(tài)如何分類？

四、計算分析題（每題10分）

1.受均布載荷作用的簡支梁如圖所示，試計算：（1）1-1截面上1、2兩點處的彎曲正

應力；（2）此截面的最大彎曲正應力；（3）全梁的最大彎曲正應力。q=60kN/m

2.已知平面任意力系耳=50kN，K=60kN,￡=50kN，E=80kN,各力方向如圖所示,

各力作用點的坐標依次是4(20,30)、J2(30,10)、4(40,40)、4(°，°)坐標單位是mm，

求該力系向4點簡化的結果？

3.圖示長方體上作用著兩個力分、尸2。已知耳=100N,g=10j^N,

/)=0.3m,c=0.4m,<7=0.2m,e=0.1m，試分別計算力尸i和B在三個坐標軸上的投影

及對三個坐標軸之矩。

4.如圖a所示組合梁，由梁AC與梁CD并用較鏈C連接而成。在較鏈C與梁AC上，分

別作用有集中力E與矩為Me=Fa的集中力偶。試畫梁的剪力與彎矩圖。

五、圖解題（每題5分）

1.平面機構如圖所示，試畫出各連桿N8的瞬時速度中心。

⑹

2.畫出如圖所示構件ABCD的受力圖。

3.如圖所示曲柄滑塊機構，畫出圖中各構件的受力圖，未畫重力的物體均不計重量，所有

接觸處均為光滑接觸。

4.如圖所示，試畫出廠房立柱的受力圖。

工程力學（多學時）3A卷答案

一、單選題（每題2分）

1.C

2.C

3.D

4.D

5.B

二、判斷題（每題1分）

1.錯誤

2.錯誤

3.正確

4.正確

5.正確

6.正確

7.正確

8.錯誤

9.錯誤

10.錯誤

三、簡答題（每題5分）

1.柔度幾2%的壓桿，稱為大柔度桿；44/1<%的壓桿稱為中柔度桿；4<4）的壓桿

稱為小柔度桿。(4=兀,

2.最大全反力與法向反力間的夾角是摩擦角，摩擦角表示接觸面材料粗糙程度、摩擦性質

的物理量，只與物體接觸面的材料、表面狀況等因素有關。

3.因為。馬拉車的作用力與車拉馬的作用力是--對作用與反作用力，兩者不能平衡，而車

的受力是馬拉車的作用力和地面對車的阻力，當馬拉車的作用力大于地面對車的阻力時車前

進。

4.應力狀態(tài)分為三類，只有一個主應力不等于零的應力狀態(tài)稱為單向應力狀態(tài)；有兩個主

應力不等于零的應力狀態(tài)稱為二向應力狀態(tài)(又稱平面應力狀態(tài))；三個主應力都不等于零

的應力狀態(tài)稱為三向應力狀態(tài)。二向和三向應力狀態(tài)統(tǒng)稱為復雜應力狀態(tài)。

四、計算分析題(每題10分)

1.解題過程與步驟：

解：⑴

①求左右兩支點的支反力七=七=90kN(T)

②求1-1截面上的彎矩M,=Ftt：xl-^xlxl=60kN

③1-1截面上1、2兩點處的彎曲正應力I.=-=1803xl0-"(m4)

M}y60x103x（—60x10-3）

任=%-61.7（MPa）

1803X10-"

(2)此截面的最大彎曲正應力；=—L=92.6(MPa)

(3)求梁上最大彎矩：在梁的中點，彎矩達到最大值

加而=67.5kN.m

M

=,=104.2（MPa）

2.解題過程與步驟:

=耳+

=F}x+Flx+F3X+5x6cos30°+0+7^cos45°=158.52kN

%=5,+或,+K、,+M『=0+gsin30?！?Esin45o=36.56kN

主矢：FR=QFR；+FR：=J（158.52kN『+（36.56kN）2=162.68kN

tana==.36-56kN.=0.23第一象限內與x軸夾角a=13。

F1tx158.52kN

主矩：MA4=MA4（月）+〃A4（尸2）+”A4（居）+^A4（月）

=一百x30mm-/scos30°x10mm+F1sin30°x30mm-Fyx40mm+0

=—3119.6kNmm（順時針方向）

3.解題過程與步驟：

1.力B、尸2在三個坐標軸上的投影

L

F,=-F]?cos。=-100x—=-60N

=^-sina=100x.C=80N

「=o

=月?cos/?=10后X=10N

Ve2+d2

G=o

d

=-^-sinyg=-10V5x=-20N

yjd2+e2

2.力P、B對三個坐標軸之矩

M,（五J=Mx（乙）+%（耳J=0—綜,xd=-80x0.2=-16N-m

（尸J=My（a=）+A/,,（耳,）=0—6,xd=-60x0.2=-12Nm

此（耳）=此（凡）+此（凡）=0+0xZ>=80x0.3=24N-m

Mx（鳥）=M（心）+M（%）=-理xc+0=-20x0.4=-8N-m

%.（g）=K+（耳J=g/XS—e）+ExXd=20x（0.3-0.1）+10x0.2=6Nm

A/：（E）=N；（g,）+AfJgJ=_E,xc+0=_10x0.4=-4N.m

4.解題過程與步驟：

解：1.計算支反力

梁AC與梁CD（連帶餃鏈C）的受力如圖b所示，由梁的平衡方程求得

F*y=Fcy=g口_3F

..3Fa

2.畫剪力圖

將整個組合梁劃分為AB,BC與CD三段，由于梁上僅作用集中載荷，所以，各段梁的

剪力圖為水平直線，而彎矩圖則為傾斜直線。

利用截面法，求得各段起點的剪力分別為

F一kp__3F

「Q4-卜QB.-2-2

上述截面的剪力值，在x-4平面內依次對應點a,b與c（圖c）。于是，在AB,BC

與CD段內，分別過a,b與c畫水平直線，即得梁的剪力圖。

3.畫彎矩圖

如上所述，各段梁的彎矩圖均為傾斜直線。利用截面法，求得各段起點與終點的彎矩

分別為

河=0M=--

4B-2

MB=—Mc=0

A/nXA3Fa

“c.=°M?=一一—

上述截面的彎矩值，在x-M平面內依次對應乩e,7,g與〃點（圖d）。于是，分別連

直線de,宏與g/z,即得梁的彎矩圖。

要注意的是，由于梁間較僅能傳遞力，不能傳遞力矩，所以，梁間較處截面與截面C+

的彎矩均為零。

五、圖解題（每題5分）

1.解題過程與步驟：作速度w和股的垂線，兩者的交點即為速度瞬心，如圖中尸點。

2.解題過程與步驟：

1.取構件ABCD為研究對象

2.畫出主動力F

3.圓出約束反力Exx，F(xiàn)處,尸ND

3.解題過程與步驟：

1.滑塊B:主動力尸2；約束反力尸NB，尸B

2.連桿AB：約束反力/A，

3.輪0：主動力尸1；約束反力外'，F(xiàn)ox，F(xiàn)Oy

計算的最后結果數(shù)字:

FA

4.解題過程與步驟：

1.取立柱研究畫其輪廓圖；

2.畫主動力G,F；

3.畫約束反力FAX)kAy，MA

工程力學

班級姓名座號得分

一、單選題（每題2分）

1.關于平衡力系，以下各種說法中正確的是：（）

A平衡力系在任何軸上投影的代數(shù)和都等于零

B平衡力系在任何軸上投影的代數(shù)和一定不等于零

C平衡力系只在兩相互垂直的坐標軸上投影代數(shù)和才分別等于零

D平衡力系在任何軸上投影的代數(shù)和不一定不等于零

2.單元體上（）與材料無關。

A最大剪應力；B體積應變；C體積改變比能：D形狀改變比能

3.兩個力在同一軸上投影相等，此兩力的大小（

A一定相等；B一定不相等；C不一定相等；D以上答案均不對

4.梁產(chǎn)生彎曲變形時，凡是撓度為零的截面，其轉角是（）為零的。

A-定；B―?定不；C不一定

5.指出圖示簡支梁（如圖所示）m-n截面上的彎矩及其符號是（）

A—Pac/L；BPac/L；C-Pbc/L；DPbc/L

6.在彈性范圍內，把彈簧伸長加倍，則拉力作的功（）。

A不變；B加倍；C增加了3倍；D增加了4倍

7.平面任意力系平衡的必要和充分條件也可以用三力矩式平衡方程

M

YA（尸）=0，Z%（尸）=（產(chǎn)）=o表示，這組平衡方程在使用中的附加條件

為（）

A投影軸x軸不垂直于4、8或8、C連線

B投影軸y軸不垂直于A、B或B、C連線

C投影軸x軸垂直于y軸

D/、B、C三點不在同一直線上

8.如圖所示，已知物體自重G=100N,壓力上100N,物體與固定平面間的摩擦因數(shù)為戶0.5,

則物體與固定面間的摩擦力為：（）

AF=100N；BF=50N（a）；CF=25N（b）；DF=86.6N（c）

9.在圓軸扭轉變形時，其它條件不變，若軸的長度增加一倍，扭轉角是原來的（）。

A1倍；B2倍；C3倍；D4倍;

10.圖示應力狀態(tài)，用第一強度理論校核時，其相當應力為:

A=VrBb”=Tcb"=W1rD61=27

二、判斷題（每題1分）

1.兩個點沿同一圓周運動，全加速度較大的點，其法向加速度一定較大。（）

2.將力沿空間坐標軸分解，所得的結果應看作是代數(shù)量。（）

3.摩擦力的方向總是與物體的運動或運動趨勢方向相反。（）

4.點的法向加速度與速度大小成正比。（）

5.速度瞬心位置不斷變換的過程就是剛體平面運動的過程。（）

6.雙曲柄連桿機構中的連桿屬于平動，連桿上各點軌跡為相同的曲線，而且是平行。（）

7.兩個點沿同一圓周運動，若兩個點的法向加速度大小相等，則在這段時間內兩點的全加

速度大小必相等。（）

8.扭矩的正負號可按如下方法來規(guī)定：運用右手螺旋法則，四指表示扭矩的轉向，當拇指

指向與截面外法線方向相同時規(guī)定扭矩為正；反之，規(guī)定扭矩為負。（）

9.如微元體處于純剪切應力狀態(tài)，因而微元體內任何方向的斜截面上均沒有正應力。（）

10.凡是平面運動都可以分解為平動加轉動。反過來，凡是平動與轉動合成的結果都一定是

平面運動。（）

三、簡答題（每題5分）

1.何謂慣性半徑？何謂柔度？

2.兩電線桿之間的電纜中間總是下垂，能不能將電纜拉成直線？為什么？

3.能否將作用于三角架AB桿上的力F,沿其作用線移到BC桿上，而使/、2、C較鏈

處的約束反力

保持不變？

4.在平面匯交力系的平衡方程中，可否取兩個力矩方程，或一個力矩方程和一個投影方程？

這時，其矩心和投影軸的選擇有什么限制？

四、計算分析題（每題10分）

1.齒輪力以轉速〃=30r/min旋轉，帶動另一齒輪8,剛連于齒輪8的鼓輪。亦隨同轉

動并帶動物體C上升。半徑外、々與小各為0?3m、0.5m與0.2m。試求C上升的速度。

2.如圖所示三種情況中，已知G=200N,耳,=100N,a=30°,物塊與支承面間的靜摩擦

因數(shù)工=0.5。試求哪種情況下物體能運動。

3.圖示矩形截面簡支梁，材料容許應力[o]=10MPa,己知6=12cm,若采用截面高寬比為

版=5/3,試求梁能承受的最大荷載。

4.如圖a所示簡支梁，載荷尸可沿粱軸移動。試問:

(1)我荷位于何位置時，梁的最大剪力值最大，并確定該剪力之值;

(2)載荷位于何位置時，梁的最大彎矩最大,并確定該彎矩之值。

五、圖解題(每題5分)

1.畫出圖示各梁的剪力圖和彎矩圖。

F=qlMc=Fafi

q1

mmg

i

(a)(b)

2.如圖所示凸輪頂桿機構，試畫出圖中頂桿的受力圖，未畫重力的物體均不計重量，所有

接觸處均為光滑接觸。

工程力學(多學時)4A卷答案

一、單選題（每題2分）

1.A

2.A

3.C

4.C

5.D

6.C

7.D

8.B

9.B

10.B

二、判斷題（每題1分）

1.錯誤

2.錯誤

3.錯誤

4.錯誤

5.正確

6.正確

7.正確

8.正確

9.錯誤

10.錯誤

三、簡答題（每題5分）

1.細長壓桿的臨界應力為4,.=4■=7rE=。其中j=〃4=,

o'A（心422\Ai\A

僅與截面的形狀及尺寸有關，稱為截面的慣性半徑；4=必綜合反映了壓桿的長度、支承

i

方式與截面幾何性質對臨界應力的影響，稱為柔度。

2.不能，因為兩電線桿對電纜的拉力和電纜本身的自重三個力平衡，這三個力的任何兩個

力不能在一條直線上。

3.因為力/沿其作用線從桿移到了8C桿上，違背了力的可傳性原理的適用條件，因此

不能！

4.可以，但矩心不能選在平面匯交力系的匯交點處。

四、計算分析題（每題10分）

1.解題過程與步驟：

（1）求8輪和D輪的轉速〃2和角速度①2

由2=上得

〃24

%=n—=30x-^-=18r/min

r20.5

電="=更”=L88rad/s

-3030

（2）求物體C的速度

vc=r3a）2=0.2x1.88=0.38m/s

2.解題過程與步驟:

1.分析（a）情況，畫受力圖（d）所示，選坐標x、y,建立平衡方程

Z8,=0FN-G-Fpsina=0FN=G+Fpsina=250N

最大靜摩擦力41ax=Z-FN=0.5x250N=125N

運動趨勢方向上的主動力大小為：Fpcosa=100Nxcos30°=86.6N<Fmax=125N

所以，（a）物體處于靜止狀態(tài)。

2.分析（b）情況，畫受力圖（e）所示，選坐標x、y,建立平衡方程

￡耳、,=0品一G=0￡、,=G=200N

最大靜摩擦力Fmm=fs-斡=0.5x200N=100N

運動趨勢方向上的主動力大小為：弓=100N=41ax=100N

所以，（b）物體處于靜止狀態(tài)。

3.分析（c）情況，畫受力圖（f）所示，選坐標x、y,建立平衡方程

FN-G+FPsina=0Fv=G-7^sin<z=150N

最大靜摩擦力41ax=Z-FN=0.5X150N=75N

運動趨勢方向上的主動力大小為：Fpcosa=100Nxcos30°=86.6N>耳11ax=75N

所以，（c）物體處于運動狀態(tài)。

3.解題過程與步驟：

解

(1)畫梁的彎矩圖

2夕

M11ax=2夕Nm

⑵強度條件5皿=今《［。|

A22

0.12x-^-=8xl0-4(m3)

8x10^^lOxlO'xgxlO_4=8000N/m=8kN/m

取q=8kN/m

4.解題過程與步驟：

解：1.梁的剪力與彎矩圖

如圖a所示，載荷位置用坐標〃表示。

可以看出，支座A的支反力為

Ay~~~T~

梁的剪力與彎矩圖分別如圖b與c所示，最大剪力為

FQ⑺=FAy=3盧(當0<〃\時)⑷

而最大彎矩則為

M(")=FAyr)=F〃(l-/)(b)

2.剪力與彎矩的最大值

由式(a)可知，當〃接近于零或接近/時，即載荷無限靠近支座A或B時，最大剪力弓(〃)

之值最大，其值為%皿=%⑼"

根據(jù)(b),由

*=尸（—=0

I

即載荷位于梁跨度中點時，最大彎矩M（rt）之值最大其值為

五、圖解題（每題5分）

1.解題過程與步驟：

Mc=Fa

、P

、

、A

、

、------B

、

a

2.解題過程與步驟：

頂桿在導槽中受凸輪作用，使頂桿與導槽中b,c兩點接觸，產(chǎn)生光滑面約束。

導桿的受力：主動力產(chǎn)；約束反力尸NE，Eslb，F(xiàn)NC

工程力學

班級姓名座號得分

一、單選題（每題2分）

1.通過對疲勞破壞的過程分析可知，構件的疲勞極限因其表面光潔度的（）。

A降低而增大；B降低而減?。籆改變而不會受到多少影響

2.彎曲變形時產(chǎn)生最大撓度的截面，其轉角也是最大的，這種情況對于（）是成立。

A任何梁都：B任何梁都不：C等截面梁；D只受一個集中力作用的懸臂梁

3.在梁上發(fā)生最大彎曲正應力的橫截面處，其彎曲變形時的撓度（）是最大的。

A一定；B一定不；C不一定

4.兩個共點力可合成一個力，一個力也可分解為兩個相交的力。一個力分解為兩個相交的

力可以有（）解。

A一個；B兩個；C幾個；D無窮多

5.如圖所示，已知物體自重G=100N,壓力尸產(chǎn)=100N,物體與固定平面間的摩擦因數(shù)為戶0.5,

則物體與固定面間的摩擦力為：（）

AF=100N；BF=50N（a）；CF=25N（b）；DF=86.6N（c）

6.如圖所示，各構件的質量均為機，O}A=O2B=r,AB=2r,桿以勻角速度磁軸轉

動，則該機構的動能為（）。

7.圖題1-7示AB壓桿，采用同一材料，做成橫截面面積相等的不同形狀壓桿，最合理的是

哪種截面壓桿（）

40.45

6

6

008

8.重量為G的物塊置于水平面匕物塊與水平面的摩擦系數(shù)為/,物塊在受到大小為4的

水平推力后處于靜止狀態(tài)，由此得出全約束反力的大小為a為（）。

22

AFR=GBFK=^G+（f-Fp）C外=依+的2DFR=FP

EFR=gU,G）2FFR='G

9.如圖所示各軸，產(chǎn)生純扭轉變形的是圖（

10.矩形截面的木拉桿的接頭尺寸如圖所示，兩端受拉力廠作用，已知剪切許用應力為［力,

則聯(lián)結件的剪切強度條件為（）

二、判斷題（每題1分）

1.提高構件疲勞強度的措施可從合理設計構件的外形、提高構件表面質量和提高構件表面

層的強度等考慮。（）

2.兩個簡支梁的的跨度及所承受的載荷相同，但由于材料和橫截面面積不同，故梁的內力

剪力和彎矩就不一定相同。（）

3.對于相同材料的構件，若變形形式或應力循環(huán)特性不同，則其疲勞極限也就不同。（）

4.在彈性范圍內，把彈簧伸長加倍，則拉力的功也加倍。（）

5.在梁上集中力偶作用處，其彎矩圖有突變，而所對應的剪力圖為水平線，并由正值變?yōu)?/p>

負值或由負值變?yōu)檎担浣^對值是相同的。（）

6.因梁產(chǎn)生的平面彎曲變形對稱于縱向對稱面，故中性層垂直于縱向對稱面。（）

7.力的可傳性原理，不僅適用于剛體，而且也適用于變形體。（）

8.剛體繞定軸轉動時，若其角速度很大，則作用在其上的轉矩一定也很大。（）

9.作用在剛體速度瞬心上的力不作功。（）

10.有材料相同的兩根等直桿，已知一根桿的伸長為0.001mm,另一根桿的伸長為1mm,可見,

前者變形小符合小變形假設，而后者變形大不符合小變形假設。（）

三、填空題（每題2分）

1.作用于定軸轉動剛體上常力矩的功，等于（）乘積。

2.梁彎曲時，其橫截面上的（）最終合成的結果為彎矩。

3.受扭圓軸橫截面內同一圓周上各點的切應力大小是（）的。

4.靜應力可視為交變應力的一個特例，其應力循環(huán)特性一（）。

5.4船以匕=3072km/h的速度向南航行，8船以嶺=30km/h的速度向東南航行，則B船

相對于A船的速度（），（）。

四、簡答題（每題5分）

1.兩電線桿之間的電纜中間總是下垂，能不能將電纜拉成直線？為什么？

2.什么叫梁的平面彎曲？請列舉出一些梁的平面彎曲變形的構件，并把它們簡

化為相應的梁的類型。

3.約束反力與主動力有何區(qū)別？主動力與約束反力的關系與作用力和反作用力的關系有什

么不同？

4.彎矩最大的地方撓度最大，彎矩為零的地方撓度為零。這種說法對嗎？

五、計算分析題（每題10分）

1.剛體繞定軸轉動的運動方程夕=4/-3b（S以rad計，，以s計）。試求剛體內與轉動軸

相距r=0.5m的一點，在=0與f=1s時的速度和加速度的大小，并問剛體在什么時刻

改變它的轉向？

2.圖示物體受兩力偶（周，月）、（居，娉）作用,已知片=5kN,耳=3k