4日1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。

与其它物体接触处的摩擦力均略去。

解：1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。

(a) B(b)(c)(d)A(e)A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)(a)(b)98 解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。

(d)(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)(d)(e)解：1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。

(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。

解：(a)F (b)W(c)(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)D(e)W(f)(a)D(b) CB(c)BF D2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。

解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。

2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。

如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。

(d) F C(e)WB (f)F F BCF 1F解：(1) 取整体ABCD为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：(2)2111.1222D A DD AF F FF FBC AB ACF FF F F=====∴===2-4 在简支梁AB的中点C作用一个倾斜45o的力F，力的大小等于20KN，如图所示。

若梁的自重不计，试求两支座的约束力。

解：(1) 研究AB，受力分析并画受力图：(2) 画封闭的力三角形：相似关系：B AF FFCDE cdeCD CE ED∆≈∆∴==Q几何尺寸：1122CE BD CD ED=====求出约束反力：FDFF AF DFF BF A dce12010 22010.4 45arctan 18.4B A o oCE F F kNCDED F F kN CDCECD α=⨯=⨯==⨯===-=2-6 如图所示结构由两弯杆ABC 和DE 构成。

构件重量不计，图中的长度单位为cm 。

已知F =200N ，试求支座A 和E 的约束力。

解：(1) 取DE 为研究对象，DE 为二力杆；F D = F E(2) 取ABC 为研究对象，受力分析并画受力图；画封闭的力三角形：'15166.7 23A D E F F F F N ===⨯=F A F3-1 已知梁AB 上作用一力偶，力偶矩为M ，梁长为l ，梁重不计。

求在图a ，b ，c 三种情况下，支座A 和B 的约束力解：(a) 受力分析，画受力图；A 、B 处的约束力组成一个力偶；列平衡方程：0 0 B B A B M M F l M F lMF F l=⨯-==∴==∑(b) 受力分析，画受力图；A 、B 处的约束力组成一个力偶；列平衡方程：0 0 BB A B M M Fl M F lM F F l=⨯-==∴==∑(c) 受力分析，画受力图；A 、B 处的约束力组成一个力偶；(a)(b)(c)BBF列平衡方程：0 cos 0 cos cos B B A B M M F l M F l M F F l θθθ=⨯⨯-==∴==∑3-3 齿轮箱的两个轴上作用的力偶如题图所示，它们的力偶矩的大小分别为M 1=500 Nm ，M 2=125 Nm 。

求两螺栓处的铅垂约束力。

图中长度单位为cm 。

解：(1) 取整体为研究对象，受力分析，A 、B 的约束力组成一个力偶，画受力图；(2) 列平衡方程：12125001250 0 750 50750 B B A B M M M F l M M F Nl F F N--=⨯-+====∴==∑ 3-5 四连杆机构在图示位置平衡。

已知OA=60cm ，BC=40cm ，作用BC 上的力偶的力偶矩大小为M 2=1N.m ，试求作用在OA 上力偶的力偶矩大小M 1和AB 所受的力F AB 。

各杆重量不计。

解：(1) 研究BC 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：BF B220 sin 30015 0.4sin 30sin 30oBB oo M FBC M M F NBC =⨯-====⨯∑ (2) 研究AB （二力杆），受力如图：可知：''5 A B B F F F N ===(3) 研究OA 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：110 050.6 3 AA M FOA M M F OA Nm=-⨯+=∴=⨯=⨯=∑A BAF4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。

设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN m ，长度单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。

(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。

解：(b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程；0: 0.400.4 kNxAx Ax FF F =-+==∑()0: 20.80.5 1.60.40.7200.26 kNAB B MF F F =-⨯+⨯+⨯+⨯==∑0: 20.501.24 kNyAy B Ay FF F F =-++==∑约束力的方向如图所示。

AB CD 0.80.80.40.50.40.7 2(b)ABC12(c)M=330oABCD0.8 0.80.820 0.8M =8q =20(e)A BC D 0.80.80.40.5 0.4 0.7 2F B F F A yy(c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程；2()0: 33200.33 kNBAy Ay MF F dx x F =-⨯-+⨯⨯==∑⎰20: 2cos3004.24 kNo yAy BB FF dx F F =-⨯+==∑⎰0: sin 3002.12 kNo xAx B Ax FF F F =-==∑约束力的方向如图所示。

(e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程；0: 0xAx FF ==∑0.8()0: 208 1.620 2.4021 kNAB B MF dx x F F =⨯⨯++⨯-⨯==∑⎰0.80: 2020015 kNy Ay B Ay F dx F F F =-⨯++-==∑⎰约束力的方向如图所示。

4-13 活动梯子置于光滑水平面上，并在铅垂面内，梯子两部分AC 和A B 各重为Q ，重心在A点，彼此用铰链A 和绳子DE 连接。

一人重为P 立于F 处，试求绳子DE 的拉力和B 、C 两点的约束力。

F xq x解：(1)：研究整体，受力分析，画出受力图(平面平行力系)；(2) 选坐标系Bxy ，列出平衡方程；()3()0: -cos cos 2cos 2cos 02212BC C l lM F Q Q P l a F l a F Q Pl αααα=⨯-⨯-⨯-+⨯=⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑0: 202yB C B FF F Q P aF Q Pl=+--==+∑(3) 研究AB ，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(4) 选A 点为矩心，列出平衡方程；()0: -cos cos 02cos 2A BD D lM F F l Q F h a l F Q P l h ααα=⨯+⨯+⨯=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭∑4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接，它的支承和受力如题4-16图所示。

已知均布载荷集度q =10 kN/m ，力偶M =40 kN m ，a =2 m ，不计梁重，试求支座A 、B 、D 的约束力和铰链C 所受的力。

ADMqA D αP a llhC EBαQ QF BF Cy xA D αl hB QF B F DF Ax F A y解：(1) 研究CD 杆，受力分析，画出受力图(平面平行力系)；(2) 选坐标系Cxy ，列出平衡方程；()0: -205 kNaC D D M F q dx x M F a F =⨯⨯+-⨯==∑⎰0: 025 kNayC DC FF q dx F F =-⨯-==∑⎰(3) 研究ABC 杆，受力分析，画出受力图(平面平行力系)；(4) 选坐标系Bxy ，列出平衡方程；'0()0: 035 kNaB AC A M FF a q dx x F a F =⨯-⨯⨯-⨯==∑⎰'00: 080 kNayA B C B FF q dx F F F =--⨯+-==∑⎰约束力的方向如图所示。

4-17 刚架ABC 和刚架CD 通过铰链C 连接，并与地面通过铰链A 、B、D 连接，如题4-17图所示，载荷如图，试求刚架的支座约束力(尺寸单位为m ，力的单位为 kN ，载荷集度单位为 kN/m)。

=50q F x解：(a)：(1) 研究CD 杆，它是二力杆，又根据D 点的约束性质，可知：F C =F D =0；(2) 研究整体，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(3) 选坐标系Axy ，列出平衡方程；0: 1000100 kNxAx Ax FF F =-+==∑51()0: 100660120 kNAB B MF q dx x F F =-⨯-⨯⨯+⨯==∑⎰510: 080 kNy Ay B Ay F F q dx F F =--⨯+==∑⎰约束力的方向如图所示。

(b)：(1) 研究CD 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2) 选C 点为矩心，列出平衡方程；3()0: 3015 kNC D D M F q dx x F F =-⨯⨯+⨯==∑⎰(3) 研究整体，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；=50(4) 选坐标系Bxy ，列出平衡方程；0: 50050 kNxAx Ax FF F =-==∑3()0: 63503025 kNB Ay D Ay M F F q dx x F F =-⨯-⨯⨯+⨯+⨯==∑⎰30: 010 kNyAy B D B FF q dx F F F =-⨯-+==∑⎰约束力的方向如图所示。

x5-5 作用于半径为120 mm 的齿轮上的啮合力F 推动皮带绕水平轴AB 作匀速转动。

已知皮带紧边拉力为200 N ，松边拉力为100 N ，尺寸如题5-5图所示。

试求力F 的大小以及轴承A 、B解: (1) 研究整体，受力分析，画出受力图(空间任意力系)；8-2 试画出8-1所示各杆的轴力图。