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理论力学习题册答案

第一章静力学公理与受力分析(1)一.是非题1、加减平衡力系公理不但适用于刚体.还适用于变形体。

()2、作用于刚体上三个力的作用线汇交于一点.该刚体必处于平衡状态。

()3、刚体是真实物体的一种抽象化的力学模型.在自然界中并不存在。

()4、凡是受两个力作用的刚体都是二力构件。

()5、力是滑移矢量.力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效果。

()二.选择题1、在下述公理、法则、原理中.只适于刚体的有()①二力平衡公理②力的平行四边形法则③加减平衡力系公理④力的可传性原理⑤作用与反作用公理三.画出下列图中指定物体受力图。

未画重力的物体不计自重.所有接触处均为光滑接触。

多杆件的整体受力图可在原图上画。

b(杆ABa(球A ))d(杆AB、CD、整体)c(杆AB、CD、整体))e(杆AC、CB、整体)f(杆AC、CD、整体四.画出下列图中指定物体受力图。

未画重力的物体不计自重.所有接触处均为光滑接触。

多杆件的整体受力图可在原图上画。

)a(球A、球B、整体)b(杆BC、杆AC、整体第一章 静力学公理与受力分析(2)一.画出下列图中指定物体受力图。

未画重力的物体不计自重.所有接触处均为光滑接触。

多杆件的整体受力图可在原图上画。

WADB CE Original FigureAD B CEWWFAxF AyF BFBD of the entire frame)a (杆AB 、BC 、整体)b (杆AB 、BC 、轮E 、整体)c (杆AB 、CD 、整体 )d (杆BC 带铰、杆AC 、整体)e(杆CE、AH、整体)f(杆AD、杆DB、整体)g(杆AB带轮及较A、整体)h(杆AB、AC、AD、整体第二章平面汇交和力偶系一.是非题1、因为构成力偶的两个力满足F= - F’.所以力偶的合力等于零。

()2、用解析法求平面汇交力系的合力时.若选用不同的直角坐标系.则所求得的合力不同。

()3、力偶矩就是力偶。

()二.电动机重P=500N.放在水平梁AC的中央.如图所示。

梁的A 端以铰链固定.另一端以撑杆BC 支持.撑杆与水平梁的交角为300。

忽略梁和撑杆的重量.求撑杆BC 的内力及铰支座A 的约束力。

F BC=5000N(压力);FA=5000N三、图示液压加紧机构中.D 为固定铰链.B、C、E 为活动铰链。

已知力.机构平衡时角度如图.求此时工件H 所受的压紧力。

F H=F/2sin2α五.在图示结构中.各构件的自重不计。

在构件AB上作用一矩为M 的力偶.求支座A和C 的约束力。

F A =F C =aM42六. 图示为曲柄连杆机构。

主动力F=400N 作用在活塞上。

不计构件自重.试问在曲柄上应加多大的力偶矩M 方能使机构在图示位置平衡?M=60N.m第三章 平面任意力系(1)一.是非题1. 平面力系的主矢量是力系的合力。

( )2. 某一平面力系.如其力多边形不封闭.则该力系对任意一点的主矩都不可能为零。

3. 当平面一般力系向某点简化为力偶时.如果向另一点简化.则其结果是一样的。

4. 首尾相接构成一封闭力多边形的平面力系是平衡力系。

( )5. 若一平面力系对某点之主矩为零.且主矢亦为零.则该力系为一平衡力系。

( ) 二.选择题1、平面内一非平衡汇交力系和一非平衡力偶系.最后可能合成的情况是( ) ①合力偶 ②一合力 ③相平衡 ④无法进一步合成2、将平面力系向平面内任意两点简化.所得的主矢相等.主矩也相等.且主矩不为零.则该力系简化的最后结果为( ) ① 一个力 ② 一个力偶 ③ 平衡 三. 一大小为50N 的力作用在圆盘边缘的C 点上.如图所示.试分别计算此力对B A O 三点之矩。

50N︒30︒60R 250︒45OCBA四、.图示平面任意力系中F 1=402N.F 2=80N.F 3=40N.F4=110N.M=2000N •mm 。

各力作用位置如图所示.图中尺寸的单位为mm 。

求:(1)力系向O 点简化的结果;(2)力系的合力。

F R =-150i(N).作用线方程y=-6mm四. 图示简支梁中.求AB 两端约束的约束反力。

ABLqL2qL 2五.在图示刚架中.已知q m=3Kn/m.F=62kN.M=10kN •m .不计刚架自重。

求固定端A 处的约束力。

F AX =0.F AY =6kN.M A =12kN六.由AC 和CD 构成的组合梁通过铰链C 连接。

支承和受力如图所示。

已知均布载0;2;0===By Ay Ax F qL F F荷强度q=10kN/m.力偶矩M=40kN•m.不计梁重。

求支座A、B、D 的约束力和铰链C 处所受的力。

F A=-15kN;F B=40 kN;F C=5 kN;F D=15 kN七.图示一滑道连杆机构.在滑道连杆上作用水平力。

已知.滑道倾角为β.机构重量和各处摩擦均不计。

试求当机构平衡时.作用在曲柄OA 上的力偶的矩M 与角之间的关系。

ββsinαM=Fr/)cos(-第三章平面任意力系(2)一. 构架由杆AB .AC 和DF 铰接而成.如图所示。

在DEF 杆上作用一矩为M 的力偶。

不计各杆的重量.求AB 杆上铰链A .D 和B 所受的力。

F AX =0.F AY =-a M 2;F BX =0.F BY =-a M 2;F DX =0.F DY =aM 2二. 图示构架中.物体重W=1200N.由细绳跨过滑轮E 而水平系于墙上.尺寸如图。

不计杆和滑轮的重量.求支承A 和B 处的约束反力.以及杆BC 的内力F BC 。

三. 平面桁架的支座和载荷如图所示。

ABC 为等边三角形.E .F 为两腰中点.又AD =DB 。

求杆CD 的内力F CD 。

NF BC 1500-=F CD =-0.866F四、桁架受力如图所示.已知kN 101=F .kN 2032==F F 。

试求桁架4、5、7、10各杆的内力。

第四章 空间力系;6.43;20;7.16;8.2110754KN F KN F KN F KN F N N N N -=-===一.是非题1.物体的重心可能不在物体之内。

()2.力沿坐标轴分解就是力向坐标轴投影。

()3.当力与轴共面时.力对该轴之矩等于零。

()4.在空间问题中.力偶对刚体的作用完全由力偶矩矢决定。

()5.将一空间力系向某点简化.若所得的主矢和主矩正交.则此力系简化的最后结果为一合力。

()二、填空题1.空间力系有( )个独立的平衡方程.空间汇交力系有( )个独立的平衡方程.空间力偶系有( )个独立的平衡方程.空间平行力系有( )个独立的平衡方程;平面力系有( )个独立的平衡方程.平面汇交力系有( )个独立的平衡方程.平面力偶系有( )个独立的平衡方程.平面平行力系有( )个独立的平衡方程。

①1②2③3④4 ⑤5⑥62、力对点之矩是------.力对轴之矩是------.空间力偶矩矢是------。

①代数量②滑动矢量③定位矢量④自由矢量三、水平圆盘的半径为r.外缘C 处作用力F。

力F位于铅垂平面内.且与 C 处圆盘切线夹角为600.其他尺寸如图所示。

求力F对x.y.z 轴之矩。

M X=F(h-3r)/4.M y=3 F(r+h)/4.M Z=-Fr/2四、挂物架如图所示.三杆的重量不计.用球铰链连接于O 点.平面 BOC为水平面.且OB = OC .角度如图。

若在 O 点挂一重物 G.重为1000N.求三杆所受的力。

F OA=-1414N.F OB=F OC=707N五.图示六杆支撑一水平板.在板角处受铅直力F作用。

设板和杆自重不计.求各杆的内力。

F1=F5=-F.F3=F.F2=F4=F6=0六.图示平面图形中每一方格的边长为20mm.求挖去一圆后剩余部分面积重心的位置。

x yO七、均质块尺寸如图所示.求其重心的位置。

x c =23.1mm.y c =38.5mm.z c =-28.1mmmm y mm x c c 53.59,73.81==第五章 摩 擦(1)一、是非题1、当一物体上有几处与周围物体接触时.这几个接触面的摩擦力同时达到临界平衡状态。

( )2、摩擦力属于未知的约束反力.它的大小和方向完全可由平衡方程决定。

( )3、物体受到支承面的全反力(摩擦力与法向反力的合力)与支承面法线间的夹角称为摩擦角。

( )二、一物块重为Q = 400N.置于水平地面上.受到大小为80N 的拉力作用.如图所示.假设拉力T 与水平夹角为 45=α.物块与地面的摩擦因数为2.0=s f .试求: ① 判断物块是否发生移动.并确定此时的摩擦力大小;② 要使物块发生移动.拉力至少要多大?答案:(1)摩擦力为56.56N(2)94.3N三、如图所示.置于V 型槽中的棒料上作用一力偶.力偶的矩m N 15⋅=M 时.刚好能转动此棒料。

已知棒料重N 400=W .直径m 25.0=D .不计滚动摩阻。

试求棒料与V 形槽间的静摩擦因数f s 。

答案:0.223四、梯子AB 长为2a .重为P .其一端置于水平面上.另一端靠在铅垂墙上.如图所示。

设梯子与地和墙的静摩擦因数均为s f .问梯子与水平线的夹角α多大时.梯子能处于平衡?答案:222m παϕπ≤≤-五、均质箱体A 的宽度b =1m.高h =2m.重P =200kN.放在倾角α=200的斜面上。

箱体与斜面之间的摩擦因数f s =0.2。

今在箱体的C 点系一无重软绳.方向如图示.绳的另一端绕过滑轮D 挂一重物E 。

已知BC =a =1.8m 。

求使箱体处于平衡的重物E 的重量。

答案:kN P kN E 2.10421.40≤≤第五章 摩 擦(2)一、鼓轮B 重500N.放在墙角里.如图所示。

已知鼓轮与水平地板间的摩擦因数为0.25.而铅直墙壁则假定是绝对光滑的。

鼓轮上的绳索下端挂着重物。

设半径R=200mm.r=100mm.求平衡时重物A 的最大重量。

答案:500N二、如图所示.A 块重500N.轮轴B 重1000N.A 块与轮轴的轴以水平绳连接。

在轮轴外绕以细绳.此绳跨过一光滑的滑轮D.在绳的端点系一重物C。

如A块与平面间的摩擦因数为0.5.轮轴与平面间的摩擦因数为0.2.不计滚动摩阻.试求使系统平衡时物体C的重量P的最大值。

答案:208N三、如图所示.一轮半径为R.在其铅直直径的上端B 点作用水平力F.轮与水平面间的滚阻系数为δ。

问使轮只滚不滑时.轮与水平面的摩擦系数f s需满足什么条件?答案:R f s 2δ≥四、在半径为r 、重为1W 的两个滚子上放一木板.木板上放一重物.板与重物共重2W 如图.在水平力F 的作用下.木板与重物以匀速沿直线缓慢运动。

设木板与滚子之间及滚子与地面之间的滚动摩擦因数分别为δ′及δ.并且无相对滑动.试求力F 的大小。

答案:)(21'2δδ+=W rF第六章 点的运动学一.是非题1、点作曲线运动时.其加速度的大小等于速度的大小对时间的导数。

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