工程力學(xué)試題

工程力學(xué)

班級(jí)姓名座號(hào)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(xì)長(zhǎng)桿的臨界應(yīng)力是減小的，中長(zhǎng)桿不是

B中長(zhǎng)桿的臨界應(yīng)力是減小的，細(xì)長(zhǎng)桿不是

C細(xì)雨長(zhǎng)桿和中長(zhǎng)桿的臨界應(yīng)力均是減小的

D細(xì)長(zhǎng)桿種中長(zhǎng)桿的臨界應(yīng)力均不是減小的

2.如圖所示的機(jī)車(chē)車(chē)軸所受交變應(yīng)力的循環(huán)特征r=（）.

A-1；B0；C0.5；D1

(a)（b）

3.用疊加法求梁橫截面的撓度、轉(zhuǎn)角時(shí)，需要滿(mǎn)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(dāng)其截面面積增加一倍時(shí)，從穩(wěn)定性觀點(diǎn)來(lái)看，其承載能力將等于原

來(lái)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，兩端受拉力尸作用，已知剪切許用應(yīng)力為R],

則聯(lián)結(jié)件的剪切強(qiáng)度條件為（）

A—<[r]：B—<[r]C-^-<[r]；

;D

abLJabLJbxlL1

二、判斷題（每題1分）

1.牽連運(yùn)動(dòng)是動(dòng)系的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。

2.平動(dòng)剛體上各點(diǎn)的軌跡一定是直線(xiàn)。

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(lái)相比穩(wěn)

定性降低。（）

4.牽連點(diǎn)的位置不是固定不變的，不同瞬時(shí)有不同的牽連點(diǎn)。

5.由扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)可知，鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)破壞的斷面與試件軸線(xiàn)成45°的傾角，而扭轉(zhuǎn)斷裂破壞

的原因，是由于斷裂面上的切應(yīng)力過(guò)大而引起的。

6.同平面內(nèi)的一個(gè)力和一個(gè)力偶可以合成為一個(gè)力，反之，一個(gè)力也可分解為同一平面內(nèi)

的一個(gè)力和一個(gè)力偶。

7.裝有電動(dòng)機(jī)的梁作強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí);梁上各點(diǎn)的正應(yīng)力不是非對(duì)稱(chēng)循環(huán)交變應(yīng)力。

8.由于彎曲正應(yīng)力公式是由矩形截面梁推導(dǎo)出的，所以用于非矩形截面梁時(shí)，則不能滿(mǎn)足

工程所需要的精度。（）

9.」平面任意力系對(duì)其作用面內(nèi)某兩點(diǎn)之矩的代數(shù)和均為零，而且該力系在過(guò)這兩點(diǎn)連線(xiàn)

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(jié)構(gòu)時(shí)稱(chēng)的梁上，作用有對(duì)稱(chēng)載荷，則該梁具有反對(duì)稱(chēng)的剪力圖和對(duì)稱(chēng)彎矩圖。

三、填空題（每題2分）

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

其相對(duì)滑動(dòng)的切向力，稱(chēng)為（）。

2.梁彎曲時(shí)，任意一截面的轉(zhuǎn)角近似地等于撓曲線(xiàn)方程y=/（x）對(duì)X的（）?

3.靜應(yīng)力可視為交變應(yīng)力的一個(gè)特例，其應(yīng)力循環(huán)特性=（）。

4.平面任意力系只要不平衡，則它就可以簡(jiǎn)化為一個(gè)（）或者簡(jiǎn)化為一個(gè)（）。

5.平面任意力系向作用面內(nèi)任一點(diǎn)簡(jiǎn)化結(jié)果是：主矢不為零，而主矩為零，說(shuō)明力系與通

過(guò)簡(jiǎn)化中心的一個(gè)（）等效。

四、簡(jiǎn)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(dòng)力有何區(qū)別？主動(dòng)力與約束反力的關(guān)系與作用力和反作用力的關(guān)系有什

么不同？

五、計(jì)算分析題（每題10分）

1.圖示水平桿AD,A端為固定較鏈支座，C點(diǎn)用繩子系于墻上，已知鉛直力G=1.2kN,

不計(jì)桿重，求繩子的拉力及較鏈A的約束反力。

2.圖示物體受兩力偶（F,,F,%（F2,F；）作用，已知片=5kN,居=3kN,a=30,b=60（單

位mm）,試求其簡(jiǎn)化的最后結(jié)果？

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(hào)。

設(shè)材料的許用應(yīng)力[a]=130MPa?H

Ww

Z[B

100

4.車(chē)輛制動(dòng)缸的活塞桿如圖所示。制動(dòng)時(shí)，空氣壓力〃=L2MPa。已知活塞直

徑O=40cm,活塞桿直徑d=6cm,材料的許用應(yīng)力[cr]=50MPa,試校核活塞

桿的強(qiáng)度。

六、圖解題（每題10分）1.如圖所示受力圖中是否有錯(cuò)誤？如有，請(qǐng)畫(huà)出正確的受力圖。

(b)

（d）

2.已知圖中4點(diǎn)的加速度大小和方向，試畫(huà)出B點(diǎn)及C點(diǎn)的速度的方向。

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(cuò)誤

3.錯(cuò)誤

4.正確

5.錯(cuò)誤

6.正確

7.錯(cuò)誤

8.錯(cuò)誤

9正確

10.正確

三、填空題（每題2分）

1.相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)滑動(dòng)摩擦力

2.一階導(dǎo)數(shù)

3.1

4.力偶合力

5.力

四、簡(jiǎn)答題（每題5分）

1.細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界應(yīng)力為4,=￡二=上與=邙其中i=2=i=J-

"A（〃L）2A22\Ai

僅與截面的形狀及尺寸有關(guān)，稱(chēng)為截面的慣性半徑；九=以綜合反映了壓桿的長(zhǎng)度、支承

i

方式與截面幾何性質(zhì)對(duì)臨界應(yīng)力的影響，稱(chēng)為柔度。

2.約束反力是限制物體運(yùn)動(dòng)或可能運(yùn)動(dòng)的力而主動(dòng)力是使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或可能運(yùn)動(dòng)的力。

主動(dòng)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(méi)有直接的關(guān)系，對(duì)于平衡

物體來(lái)說(shuō)主動(dòng)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(gè)物體上，它

們大小相等、方向相反、作用在一條直線(xiàn)上，但兩者不能平衡。

五、計(jì)算分析題（每題10分）

1.解題過(guò)程與步驟：

1,取ABD桿研究，畫(huà)受力圖;

2.選坐標(biāo)系x、y；矩心為A；

3.建立平衡方程求解；

耳x=。取一4cos45。=0%=3.39kN

耳，=0%+4sin45。-G=0解得：鼠=2.4kN

o

也⑻=0Frsin45xA5-GxA￡>=0加=-1.2kN(J)

2.解題過(guò)程與步驟：

簡(jiǎn)化的最后結(jié)果為一合力偶：

MM+%=一6?。一居,匕=-5kNx30mm-3kNx60mm=-330kNmm=-0.33kNm（順時(shí)針?lè)较颍?/p>

3.解題過(guò)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(xiǎn)截面，其上的彎矩為

^^<[cr1

Mmax=—(300+300+510)W=—1110W所以：max2W.L」

則口舒=遙為

選兩個(gè)8號(hào)槽鋼：=2x25.3=50.6(cm)

^=^=^^W118-2MPa<[<7]=13°MPa

4.解：1、計(jì)算軸力

7x40(12mm，萬(wàn)x60?mm,、

FN=p-A=l.2MPax147.33kN

44)

2、校核活塞桿的強(qiáng)度

F147.33X103NX4”，、.、1

B='N=----------；——；—=52.1MPa<[ro-

A^x602mm2LJ

答：活塞桿的強(qiáng)度足夠

六、圖解題（每題10分）

1.解題過(guò)程與步驟：

1.(a)圖中4NA錯(cuò)誤,正確如圖

2.(b)圖中尸NB錯(cuò)誤，正確如圖

3.(C)圖中尸A、尸B錯(cuò)誤，正確如圖

4.(d)圖中尸NB錯(cuò)誤，正確如圖

計(jì)算的最后結(jié)果數(shù)字:

2.解題過(guò)程與步驟：(提示：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的全加速度與半徑夾角相同，加速度

大小與半徑成正比。)

圖5

工程力學(xué)

班級(jí)姓名座號(hào)得分

一、單選題（每題2分）

1.關(guān)于平衡力系，以下各種說(shuō)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(biāo)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(xì)長(zhǎng)桿承受軸向壓力外的作用，其臨界壓力與（）無(wú)關(guān)。

A桿的材質(zhì)

B桿的長(zhǎng)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(yīng)是分為（）

LP

pr_BCD7\

AAC和CE段

BAC、CD和DE段

CAB,BD和DE段

DAB、BC、CD和DE段

4.點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，如果知道法向加速度越變?cè)酱?，則點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度（）

A越變?cè)酱?/p>

B越變?cè)叫?/p>

C保持不變

D變化趨勢(shì)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(jié)論中，（）是錯(cuò)誤的。

A梁截面的中性軸通過(guò)形心

B梁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在截面的上邊緣

C梁的最大壓應(yīng)力與梁的最大拉應(yīng)力數(shù)值不等

D梁的最大壓應(yīng)力的絕對(duì)值小于最大拉應(yīng)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(xiàn)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(gè)力對(duì)于同一點(diǎn)。之矩的代數(shù)和為零。

3.提高壓桿穩(wěn)定性的措施，實(shí)際上就是如何增大柔度的措施。（）

4.動(dòng)能是標(biāo)量。

5.矩形截面梁的純彎曲段內(nèi)，甘橫截面上各點(diǎn)的剪應(yīng)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(cè)（左側(cè)或右側(cè)）梁上所有外力的

代數(shù)和。（）

7.圖中輪。以角速度0在水平地面上作純流動(dòng)，CO線(xiàn)上的速度分布圖為圖示的畫(huà)法。

777777^7/77777777

8.有一簡(jiǎn)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(diǎn)

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

9.若點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為s=b/+c（b,c為常數(shù)），則點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為一條曲線(xiàn)。

10.因等直圓軸扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，橫截面上沒(méi)有正應(yīng)力而只有切應(yīng)力存在，所以扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)剛體上常力矩的功，等于（）乘積。

2.工程上用的魚(yú)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(shí)會(huì)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(huì)影響機(jī)器正常工作。

4.圓軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的受力特點(diǎn)是（）的外力偶矩作用；變形特點(diǎn)是（）o

5.A船以匕=300km/h的速度向南航行，8船以％=30km/h的速度向東南航行，則B船

相對(duì)于A船的速度（）,（）。

四、簡(jiǎn)答題（每題5分）

1.彎矩的正負(fù)對(duì)撓曲線(xiàn)的形狀有什么影響？

2.圖示剛體在A、8、C三點(diǎn)各受一力作用，已知片=工=居=/、AABC為一等邊三角

形，問(wèn)此力系簡(jiǎn)化的最后結(jié)果是什么？此剛體是否平衡？

B

F2

五、計(jì)算分析題（每題10分）

1.圖示物體受兩力偶（月,居）、（工，方；）作用，已知耳=5kN,居=3kN,Q=30,b=60（單

位mm）,試求其簡(jiǎn)化的最后結(jié)果？

2.試求圖示桿1-1,2-2,3-3截面的軸力，并作軸力圖。

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

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

[r]=60MPa

4.圖示細(xì)長(zhǎng)壓桿，兩端為球形較支，彈性模量E=200GPa,試用歐拉公式計(jì)算其臨界載

荷。1）圓形截面，J=25mm/=1.0m；

2)矩形截面，/?=26=40mm,/=1.0m；

3)N016工字鋼，1=2.0m.

F

六、圖解題（每題10分）

1.畫(huà)出如圖所示構(gòu)件ABC的受力圖。

2.已知圖中A點(diǎn)的加速度大小和方向，試畫(huà)出8點(diǎn)及C點(diǎn)的速度的方向。

工程力學(xué)（多學(xué)時(shí)）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(cuò)誤

4.正確

5.正確

6.正確

7.錯(cuò)誤

8.錯(cuò)誤

9.錯(cuò)誤

10.錯(cuò)誤

三、填空題（每題2分）

1.力矩與轉(zhuǎn)角大小的

2.等強(qiáng)度

3.塑性

4.受大小相等、轉(zhuǎn)向相反、作用面與軸線(xiàn)垂直橫截面繞軸線(xiàn)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)

5.30km/h東北方向

四、簡(jiǎn)答題（每題5分）

1.正彎矩產(chǎn)生正撓度，負(fù)彎矩產(chǎn)生負(fù)撓度這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的。當(dāng)梁承受正彎矩

時(shí).，撓曲線(xiàn)為凹曲線(xiàn)，號(hào)為正；反之，當(dāng)梁承受負(fù)彎矩時(shí)，撓曲線(xiàn)為凸曲線(xiàn),

dx

2.是一個(gè)順時(shí)針的力偶；此剛體不平衡。

五、計(jì)算分析題（每題10分）

1.解題過(guò)程與步驟：

簡(jiǎn)化的最后結(jié)果為一合力偶：

M-MX+M2=-F「a-F「b=-5kNx30mm-3kNx60mm=-330kNmm=-0.33kNm（順時(shí)針?lè)较颍?/p>

2.解題過(guò)程與步驟:

解：1、計(jì)算各段軸力

FN、=-30kNFW2=-10kN品3=30kN

2、畫(huà)軸力圖

解：1、計(jì)算各段軸力

FN、=F%=0FN3=F

2、畫(huà)軸力圖

3.解題過(guò)程與步驟:

解1.內(nèi)力分析

經(jīng)分析，當(dāng)載荷位于梁踏度中點(diǎn)時(shí)，彎矩最大，其值為

而當(dāng)載荷靠近支座時(shí)，剪力最大，其值則為弓,皿=尸（B

2.按彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件選擇截面

由式（a）并根據(jù)正應(yīng)力強(qiáng)度條件，要求

嗡=嗡治鬻=3.°x時(shí)3

由型鋼規(guī)格表查得，No22a工字鋼截面的抗彎截面系數(shù)卬.=3.09xlCT4n?,所以,

-----4

選擇N222a工字鋼作梁符合彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件。

3.校核梁的剪切強(qiáng)度

No—22a工字鋼截面的x,/J<mSuxf=0189m,腹板厚度為b=7.5mm。由式（b）得,

梁的最大彎曲切應(yīng)力為

F20x及N

1.411xlO7Pa=14.11MPa<[r]

人s(0.189m)(0.0075m)

S；max

可見(jiàn)，選擇N922a工字鋼作梁，將同時(shí)滿(mǎn)足彎曲正應(yīng)力與彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度條件。

4.解題過(guò)程與步驟:

解一）人等心=袈=37.8kN.

2)在盯平面內(nèi)先失穩(wěn)

.hb3TT2EI.

I=——F=------^=52.6kN

712rr(叫

3）對(duì)于工字鋼，應(yīng)在孫平面內(nèi)先失穩(wěn)

7r2EJ

I=93.1cmF=——$=459kN

z(萬(wàn)

六、圖解題（每題10分）

1.解題過(guò)程與步驟：

1.取構(gòu)件ABC為研究對(duì)象

2.畫(huà)出主動(dòng)力F

3.畫(huà)出約束反力尸AX，尸Ay，F(xiàn)C

2.解題過(guò)程與步驟：（提示：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的全加速度與半徑夾角相同，加速度

大小與半徑成正比。）

圖5

工程力學(xué)

班級(jí)姓名座號(hào)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(diǎn)

C作用點(diǎn)

D終點(diǎn)

2.力的功是（）?

A矢量；B瞬時(shí)量；C代數(shù)量；D有投影

3.低碳鋼的極限應(yīng)力是

A；Bcr^；Ccrh；Dcr,

4.已知有一個(gè)力F的投影尼不等于零，而力F對(duì)x軸的矩為（尸）=0,由此可判定力尸

（）o

A不在過(guò)x軸的平面上但垂直于x軸

B不在過(guò)x軸的平面上且不垂直于x軸

C在過(guò)x軸的平面上且垂直于x軸

D在過(guò)x軸的平面上但不垂直于x軸

5.斜支簡(jiǎn)支梁受力如圖所示，梁的（）

B

c/J1

/〃YwIm

--------

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(diǎn)的加速度為零，則該點(diǎn)一定靜止。（）

2.直桿受壓時(shí)的承載能力取決于它的強(qiáng)度是否足夠。（）

3.摩擦力的方向總是與物體之間相對(duì)滑動(dòng)或相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。（）

4.物體的重心當(dāng)它離開(kāi)了地球的引力場(chǎng)后就失去了意義。（）

5.計(jì)算質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能時(shí)，不必考慮各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。（）

6.平動(dòng)剛體上任一點(diǎn)的軌跡有可能是空間曲線(xiàn)，而平面運(yùn)動(dòng)剛體上任一點(diǎn)的軌跡則一定是

平面曲線(xiàn)。（）

MM

7.扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力計(jì)算公式7=上&2和口麻=上&只適用于圓軸。（）

ILmax川

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(zhǎng)還是

縮短。（）

9.因等直圓軸扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，橫截面上沒(méi)有正應(yīng)力而只有切應(yīng)力存在，所以扭轉(zhuǎn)變形與剪切

變形是相同的。（）

10.粗細(xì)和長(zhǎng)短相同的兩圓軸，?為鋼軸I,另一為鋁軸，當(dāng)受到相同的外力偶作用產(chǎn)生彈性

扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，其橫截面上最大剪應(yīng)力是相同的。（）

三、簡(jiǎn)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(guān)？摩擦角的大小表示什么意義？

3.在馬拉車(chē)、車(chē)?yán)R的問(wèn)題中，馬拉車(chē)的作用力等于車(chē)?yán)R的作用力并且方向相反，作用

在同直線(xiàn)上，為何車(chē)前進(jìn)？

4.應(yīng)力狀態(tài)如何分類(lèi)？

四、計(jì)算分析題（每題10分）

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

勛；（2）此截面的最大彎曲正應(yīng)力；（3）全梁的最大彎曲正應(yīng)力。＜7=60kN/m

2.已知平面任意力系6=50kN,g=601<電工=501^,吊=801<?4,各力方向如圖所示,

各力作用點(diǎn)的坐標(biāo)依次是4(20,30)、430)1(1、4(40,40)A400坐標(biāo)單位是mm,

求該力系向4點(diǎn)簡(jiǎn)化的結(jié)果？

3.圖示長(zhǎng)方體上作用著兩個(gè)力6、尸2。已知耳=100N,瑞=10j^N,

b=0.3m,c=0.4m,d=0.2m,e=0.1m,試分別計(jì)算力Ft和尸2在三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影

及對(duì)三個(gè)坐標(biāo)軸之矩。

4.如圖a所示組合梁，由梁AC與梁CD并用錢(qián)鏈C連接而成。在較鏈C與梁AC上，分

別作用有集中力F與矩為Me=Fa的集中力偶。試畫(huà)梁的剪力與彎矩圖。

五、圖解題（每題5分）

I.平面機(jī)構(gòu)如圖所示，試畫(huà)出各連桿AB的瞬時(shí)速度中心。

3.如圖所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，畫(huà)出圖中各構(gòu)件的受力圖，未畫(huà)重力的物體均不計(jì)重量，所有

接觸處均為光滑接觸。

4.如圖所示，試畫(huà)出廠房立柱的受力圖。

工程力學(xué)（多學(xué)時(shí)）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(cuò)誤

2.錯(cuò)誤

3.正確

4.正確

5.正確

6.正確

7.正確

8.錯(cuò)誤

9.錯(cuò)誤

10.錯(cuò)誤

三、簡(jiǎn)答題（每題5分）

1.柔度丸24,的壓桿，稱(chēng)為大柔度桿；4>?丸<4的壓桿稱(chēng)為中柔度桿；的壓桿

稱(chēng)為小柔度桿。（4=%隹，4=佇乙）

py叫b

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(zhì)

的物理量，只與物體接觸面的材料、表面狀況等因素有關(guān)。

3.因?yàn)?。馬拉車(chē)的作用力與車(chē)?yán)R的作用力是一對(duì)作用與反作用力，兩者不能平衡，而車(chē)

的受力是馬拉車(chē)的作用力和地面對(duì)車(chē)的阻力，當(dāng)馬拉車(chē)的作用力大于地面對(duì)車(chē)的阻力時(shí)車(chē)前

進(jìn)。

4.應(yīng)力狀態(tài)分為三類(lèi)，只有一個(gè)主應(yīng)力不等于零的應(yīng)力狀態(tài)稱(chēng)為單向應(yīng)力狀態(tài)；有兩個(gè)主

應(yīng)力不等于零的應(yīng)力狀態(tài)稱(chēng)為二向應(yīng)力狀態(tài)（又稱(chēng)平面應(yīng)力狀態(tài)）；三個(gè)主應(yīng)力都不等于零

的應(yīng)力狀態(tài)稱(chēng)為三向應(yīng)力狀態(tài)。二向和三向應(yīng)力狀態(tài)統(tǒng)稱(chēng)為復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。

四、計(jì)算分析題（每題10分）

1.解題過(guò)程與步驟：

解⑴

①求左右兩支點(diǎn)的支反力F尢疔F=90kN（1

②求1-1截面上的彎矩Mt=F；ixl-<7xlx1=60kN

③1-1截面上1、2兩點(diǎn)處的彎曲正應(yīng)力/.^^--1803xl0"（m4）

60X103X（-60X10-3）

°\~4=-61.7（MPa）

1803X10'"

（2）此截面的最大彎曲正應(yīng)力；b111axl=、=92.6（MPa）

（3）求梁上最大彎矩：在梁的中點(diǎn)，彎矩達(dá)到最大值

Mnax=67.5kN.m

M

O”=/=104.2（MPa）

z

2.解題過(guò)程與步驟:

FR*=Fix+Fu+F3X+F4X=耳+KCOS30。+0+工COS45。=158.52kN

FKy=Flv+F2X+F3V+F4V=0+F2sin3Q0-F3+F4sin450=36.56kN

22

主矢：FK=《FJ+FR：=^（158.52kN）+（36.56kN）=162.68kN

tana==理老竺?=0.23第一象限內(nèi)與軸夾角a=13。

FfRxX*158.52kN

主矩：MA4=MA4（F,）+MA4（F2）+MA4（F3）+MA4（F4）

=一與x30mm-F2cos30°x10mm+F2sin30°x30mm一6x40mm+0

=—3119.6kNmm（順時(shí)針?lè)较颍?/p>

3.解題過(guò)程與步驟：

1.力尸|、尸2在三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影

b

F.=-Fcosa=-100x-=_=-60N

F=F-sina=100x-^==80N

幾=o

E

F2X=F2-COSJ3=1OV5X=ION

y/e2+d-

G=o

工.=-/^-sin/?=-1075=-20N

yjd2+e2

2.力丹、F2對(duì)三個(gè)坐標(biāo)軸之矩

（F,）=M（（F1;）+A/v（Flv）=0-FlvxJ=-80x0.2=-16Nm

M,（月）=M,（居J+My（F|A）=0-F,vxJ=-60x0.2=-12N-m

（F.）=A/c（F,v）+M;（Flv）=0+Flvx&=80x0.3=24N-m

%（B）=L（%）+也仍2＞）=-理xc+0=-20x0.4=-8N.m

x

My（F2）=My（戶(hù)2z）+%（尸2、）=^2z（b-e）+F2xxd=20x（0.3-0.1）+10x0.2=6N-m

%（尸2）=必（%）+〃4％）=-F2,xc+0=-10x0.4=-4N.m

4.解題過(guò)程與步驟：

解：1.計(jì)算支反力

梁AC與梁CD（連帶較鏈C）的受力如圖b所示，由梁的平衡方程求得

2.畫(huà)剪力圖

將整個(gè)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(xiàn)，而彎矩圖則為傾斜直線(xiàn)。

利用截面法，求得各段起點(diǎn)的剪力分別為

口_口_Fr_3F

A=FQB,=--FQJ=~~

上述截面的剪力值，在X-%平面內(nèi)依次對(duì)應(yīng)點(diǎn)a,b與c（圖c）。于是，在AB,BC

與CD段內(nèi)，分別過(guò)a,b與c畫(huà)水平直線(xiàn)，即得梁的剪力圖。

3.畫(huà)彎矩圖

如上所述，各段梁的彎矩圖均為傾斜直線(xiàn)。利用截面法，求得各段起點(diǎn)與終點(diǎn)的彎矩

分別為

Fa

=0MB_=

町F

Fa

儲(chǔ).Mc=0

3Fa

M=0M>=

r2

上述截面的彎矩值，在x—M平面內(nèi)依次對(duì)應(yīng)d,e,/,g與力點(diǎn)（圖d）。于是，分別連

直線(xiàn)蜃,%與g〃，即得梁的彎矩圖。

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

的彎矩均為零。

五、圖解題（每題5分）

1.解題過(guò)程與步驟：作速度期和好的垂線(xiàn)，兩者的交點(diǎn)即為速度瞬心，如圖中尸點(diǎn)。

2.解題過(guò)程與步驟：

1.取構(gòu)件ABCD為研究對(duì)象

2.畫(huà)出主動(dòng)力尸

3.㈣出約束反力尸Ax，F(xiàn)閃,T？ND

3.解題過(guò)程與步驟：

1.滑塊B：主動(dòng)力尸2；約束反力FNB，F(xiàn)B

2.連桿AB：約束反力尸A，尸B'

3.輪0：主動(dòng)力入；約束反力戶(hù)A'，F(xiàn)ox，F(xiàn)oy

計(jì)算的最后結(jié)果數(shù)字:

4.解題過(guò)程與步驟：

1.取立柱研究畫(huà)其輪廓圖；

2.畫(huà)主動(dòng)力G,F；

3.回約束反力fAx＞尸Ay，MA

工程力學(xué)

班級(jí)姓名座號(hào)得分

一、單選題（每題2分）

1.關(guān)于平衡力系，以下各種說(shuō)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(biāo)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(wú)關(guān)。

A最大剪應(yīng)力；B體積應(yīng)變；C體積改變比能；D形狀改變比能

3.兩個(gè)力在同一軸上投影相等，此兩力的大?。ǎ?

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(duì)

4.梁產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，凡是撓度為零的截面，其轉(zhuǎn)角是（）為零的。

A一定；B一定不；C不一定

5.指出圖示簡(jiǎn)支梁（如圖所示）m-n截面上的彎矩及其符號(hào)是（）

A—Pac/L；BPac/L；C-Pbc/L；DPbc/L

6.在彈性范圍內(nèi)，把彈簧伸長(zhǎng)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

Z加八（尸）=O，ZMB（戶(hù)）=0,（尸）=0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(xiàn)

B投影軸y軸不垂直于4、B或8、C連線(xiàn)

C投影軸x軸垂直于），軸

DA、8、C三點(diǎn)不在同一直線(xiàn)上

8.如圖所示，已知物體自重G=100N,壓yj4=100N,物體與固定平面間的摩擦因數(shù)為六0.5,

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(zhuǎn)變形時(shí)，其它條件不變，若軸的長(zhǎng)度增加一倍，扭轉(zhuǎn)角是原來(lái)的（）。

A1倍；B2倍；C3倍；D4倍；

10.圖示應(yīng)力狀態(tài)，用第一強(qiáng)度理論校核時(shí)，其相當(dāng)應(yīng)力為：

A%=&Bai\~rc%=y/3T口=2T

二、判斷題（每題1分）

1.兩個(gè)點(diǎn)沿同一圓周運(yùn)動(dòng)，全加速度較大的點(diǎn)，其法向加速度一定較大。（）

2.將力沿空間坐標(biāo)軸分解，所得的結(jié)果應(yīng)看作是代數(shù)量。（）

3.摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。（）

4.點(diǎn)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(guò)程就是剛體平面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。（）

6.雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的連桿屬于平動(dòng)，連桿上各點(diǎn)軌跡為相同的曲線(xiàn)，而且是平行。（）

7.兩個(gè)點(diǎn)沿同一圓周運(yùn)動(dòng)，若兩個(gè)點(diǎn)的法向加速度大小相等，則在這段時(shí)間內(nèi)兩點(diǎn)的全加

速度大小必相等。（）

8.扭矩的正負(fù)號(hào)可按如下方法來(lái)規(guī)定：運(yùn)用右手螺旋法則，四指表示扭矩的轉(zhuǎn)向，當(dāng)拇指

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

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

10.凡是平面運(yùn)動(dòng)都可以分解為平動(dòng)加轉(zhuǎn)動(dòng)。反過(guò)來(lái)，凡是平動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)合成的結(jié)果都一定是

平面運(yùn)動(dòng)。（）

三、簡(jiǎn)答題（每題5分）

1.何謂慣性半徑？何謂柔度？

2.兩電線(xiàn)桿之間的電纜中間總是下垂，能不能將電纜拉成直線(xiàn)？為什么？

3.能否將作用于三角架AB桿上的力F,沿其作用線(xiàn)移到BC桿上，而使A、B、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(gè)力矩方程，或一個(gè)力矩方程和一個(gè)投影方程？

這時(shí)，其矩心和投影軸的選擇有什么限制？

四、計(jì)算分析題（每題10分）

1.齒輪A以轉(zhuǎn)速〃=30r/min旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)另一齒輪8,剛連于齒輪8的鼓輪。亦隨同轉(zhuǎn)

動(dòng)并帶動(dòng)物體C上升。半徑八、G與小各為0?3m、0.5m與0.2m。試求。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)fs=0.5。試求哪種情況下物體能運(yùn)動(dòng)。

3.圖示矩形截面簡(jiǎn)支梁，材料容許應(yīng)力[o]=10MPa,已知6=12cm,若采用截面高寬比為

h/b=5/3,試求梁能承受的最大荷載。

4.如圖a所示簡(jiǎn)支梁，載荷尸可沿粱軸移動(dòng)。試問(wèn):

（1）載荷位于何位置時(shí)，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(shí)，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(huà)出圖示各梁的剪力圖和彎矩圖。

M-F

74ca

7

7

7on

7

7

2.如圖所示凸輪頂桿機(jī)構(gòu)，試畫(huà)出圖中頂桿的受力圖，未畫(huà)重力的物體均不計(jì)重量，所有

接觸處均為光滑接觸。

工程力學(xué)（多學(xué)時(shí)）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(cuò)誤

2.錯(cuò)誤

3.錯(cuò)誤

4.錯(cuò)誤

5.正確

6.正確

7.正確

8.正確

9.錯(cuò)誤

10.錯(cuò)誤

三、簡(jiǎn)答題（每題5分）

1.細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界應(yīng)力為4,=￡二=上其中i=J-

“A（//L）2A22VAiNA

僅與截面的形狀及尺寸有關(guān)，稱(chēng)為截面的慣性半徑；/i=M?綜合反映了壓桿的長(zhǎng)度、支承

i

方式與截面幾何性質(zhì)對(duì)臨界應(yīng)力的影響，稱(chēng)為柔度。

2.不能，因?yàn)閮呻娋€(xiàn)桿對(duì)電纜的拉力和電纜本身的自重三個(gè)力平衡，這三個(gè)力的任何兩個(gè)

力不能在一條直線(xiàn)上。

3.因?yàn)榱κ仄渥饔镁€(xiàn)從48桿移到了BC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(diǎn)處。

四、計(jì)算分析題（每題10分）

1.解題過(guò)程與步驟：

（1）求8輪和。輪的轉(zhuǎn)速〃2和角速度傷

由2=殳得

〃2r\

=〃工=30x—:―=18r/min

-r20.5

518x7

a).y=-^―=-----=1.88rad/s

23030

(2)求物體C的速度

vc-q①2=0.2x1.88-0.38m/s

2.解題過(guò)程與步驟:

ZEV=0G-FpSina=0FN=G+FpSina=250N

最大靜摩擦力Fmm=fs-FN=0.5x250N=125N

運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向上的主動(dòng)力大小為：%cosa=100Nxcos30°=86.6N<fmax=125N

所以，（a）物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。

2.分析（b）情況，畫(huà)受力圖（e）所示，選坐標(biāo)x、y,建立平衡方程

Z￡=0FN-G=QFW=G=200N

最大靜摩擦力Fmm=￡?FN=0.5x200N=100N

運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向上的主動(dòng)力大小為：弓=100N=41ax=100N

所以，（b）物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。

3.分析（c）情況，畫(huà)受力圖（f）所示，選坐標(biāo)x、y,建立平衡方程

『G+FpSina=0金=G—F.sina=150N

最大靜摩擦力4=￡?/、=0.5xl50N=75N

運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向上的主動(dòng)力大小為：F/）cosa=100Nxcos30°=86.6N>Fmm=75N

所以，（c）物體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

3.解題過(guò)程與步驟:

解

（1）畫(huà)梁的彎矩圖

b

2q

此皿=2qNm

（2）強(qiáng)度條件區(qū)皿=<

8X1()YqW10xl06x8x]()y=8000N/m=8kN/m

取夕=8kN/m

4.解題過(guò)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(biāo)〃表示。

可以看出，支座A的支反力為

二一）F

梁的剪力與彎矩圖分別如圖b與c所示，最大剪力為

心（〃）=工，（當(dāng)?農(nóng)〃）（?）

/2

而最大彎矩則為

加（"）=",77=尸〃（1一?）S）

2.剪力與彎矩的最大值

由式（a）可知，當(dāng)〃接近于零或接近/時(shí)，即載荷無(wú)限靠近支座A或B時(shí)，最大剪力FQ⑺

之值最大，其值為FQmm=FQ（0）=F

根據(jù)（b）,由

即載荷位于梁跨度中點(diǎn)時(shí).，最大彎矩M(〃)之值最大其值為

五、圖解題(每題5分)

1.解題過(guò)程與步驟：

Mc=Fa

I口I口

2.解題過(guò)程與步驟：

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

導(dǎo)桿的受力：主動(dòng)力尸；約束反力尸NE，尸Nb，尸Nc

工程力學(xué)

班級(jí)姓名座號(hào)得分

一、單選題（每題2分）

1.通過(guò)對(duì)疲勞破壞的過(guò)程分析可知，構(gòu)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??；C改變而不會(huì)受到多少影響

2.彎曲變形時(shí)產(chǎn)生最大撓度的截面，其轉(zhuǎn)角也是最大的，這種情況對(duì)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(gè)集中力作用的懸臂梁

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

A一定；B一定不：C不一定

4.兩個(gè)共點(diǎn)力可合成一個(gè)力，一個(gè)力也可分解為兩個(gè)相交的力。一個(gè)力分解為兩個(gè)相交的

力可以有（）解。

A一個(gè)；B兩個(gè)；C幾個(gè)；D無(wú)窮多

5.如圖所示，已知物體自重G=100N,勵(lì)4=100N,物體與固定平面間的摩擦因數(shù)為六0.5,

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(gòu)件的質(zhì)量均為m,O\A=O2B=r,AB=2r,O\A桿以勻角速度。繞01軸轉(zhuǎn)

動(dòng)，則該機(jī)構(gòu)的動(dòng)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

8.重量為G的物塊置于水平面上，物塊與水平面的摩擦系數(shù)為力物塊在受到大小為小的

水平推力后處于靜止?fàn)顟B(tài)，由此得出全約束反力的大小為樂(lè)為（）。

FR=G22

ABFR=jG+（f-Fp]C

FR=g+fG）：FFR=2G

E

如圖所示各軸，產(chǎn)生1屯扭轉(zhuǎn)變形的是圖（

9.

(C)

FTI!2FT

10.矩形截面的木拉桿的接頭尺寸如圖所示，兩端受拉力尸作用，己知剪切許用應(yīng)力為[刁,

則聯(lián)結(jié)件的剪切強(qiáng)度條件為（）

二、判斷題（每題1分）

1.提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施可從合理設(shè)計(jì)構(gòu)件的外形、提高構(gòu)件表面質(zhì)量和提高構(gòu)件表面

層的強(qiáng)度等考慮。（）

2.兩個(gè)簡(jiǎn)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(nèi)力

剪力和彎矩就不一定相同。（）

3.對(duì)于相同材料的構(gòu)件,若變形形式或應(yīng)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(nèi)，把彈簧伸長(zhǎng)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(duì)應(yīng)的剪力圖為水平線(xiàn)，并由正值變?yōu)?/p>

負(fù)值或由負(fù)值變?yōu)檎担浣^對(duì)值是相同的。（）

6.因梁產(chǎn)生的平面彎曲變形對(duì)稱(chēng)于縱向?qū)ΨQ(chēng)面，故中性層垂直于縱向?qū)ΨQ(chēng)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(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若其角速度很大，則作用在其上的轉(zhuǎn)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(zhǎng)為0.001mm,另一根桿的伸長(zhǎng)為1mm,可見(jiàn),

前者變形小符合小變形假設(shè)，而后者變形大不符合小變形假設(shè)。（）

三、填空題（每題2分）

1.作用于定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上常力矩的功，等于（）乘積。

2.梁彎曲時(shí)，其橫截面上的（）最終合成的結(jié)果為彎矩。

3.受扭圓軸橫截面內(nèi)同一圓周上各點(diǎn)的切應(yīng)力大小是（）的。

4.靜應(yīng)力可視為交變應(yīng)力的一個(gè)特例，其應(yīng)力循環(huán)特性后（）。

5.A船以匕=30后km/h的速度向南航行，B船以彩=30km/h的速度向東南航行，則B船

相對(duì)于A船的速度（），（）。

四、簡(jiǎn)答題（每題5分）

1.兩電線(xiàn)桿之間的電纜中間總是下垂，能不能將電纜拉成直線(xiàn)？為什么？

2.什么叫梁的平面彎曲？請(qǐng)列舉出一些梁的平面彎曲變形的構(gòu)件，并把它們簡(jiǎn)

化為相應(yīng)的梁的類(lèi)型。

3.約束反力與主動(dòng)力有何區(qū)別？主動(dòng)力與約束反力的關(guān)系與作用力和反作用力的關(guān)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(shuō)法對(duì)嗎？

五、計(jì)算分析題（每題10分）

1.剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程夕=4f-3/（。以rad計(jì)，，以s計(jì)）。試求剛體內(nèi)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸

相距r=0.5m的一點(diǎn)，在玲=0與f=ls時(shí)的速度和加速度的大小，并問(wèn)剛體在什么時(shí)刻

改變它的轉(zhuǎn)向？

2.圖示物體受兩力偶（耳