1、工 程 力 学练 习 册学 校 学 院 专 业 学 号 教 师 姓 名 第一章 静力学基础 1第一章 静力学基础1-1 画出下列各图中物体 A，构件 AB， BC 或 ABC 的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。（a） （b）（c）（d）2 第一章 静力学基础（e）（f） （g）1-2 试画出图示各题中 AC 杆（带销钉）和 BC 杆的受力图（a） （b） （c）第一章 静力学基础 3（a）1-3 画出图中指定物体的受力图。所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。（a） 4 第一章 静力学基础（b）（c） （d）第一章 静力学基础 5（e） 6 第一章 静力学基
2、础（f） （g） 第四章 材料力学基本概念 7第二章 平面力系2-1 电动机重 P=5000N，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，撑杆与水平梁的夹角为 30 0。如忽略撑杆与梁的重量，求绞支座A、B 处的约束反力。题 2-1 图 PFFBAyABx 30sinsi,0coc解得: NPB58 第一章 静力学基础2-2 物体重 P=20kN，用绳子挂在支架的滑轮 B 上，绳子的另一端接在绞车 D 上，如图所示。转动绞车，物体便能升起。设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆重不计，A、 B、 C 三处均为铰链连接。当物体处于平衡状态时，求拉杆 AB
3、 和支杆 BC 所受的力。题 2-2 图03cos0sin, inPFBCyAx解得: PBA732.2-3 如图所示，输电线 ACB 架在两电线杆之间，形成一下垂线，下垂距离CD=f=1m，两电线杆间距离 AB=40m。电线 ACB 段重 P=400N，可近视认为沿 AB 直线均匀分布，求电线的中点和两端的拉力。题 2-3 图以 AC 段电线为研究对象，三力汇交 NFFCAGyCAx201/tansi,co0解 得 ：第四章 材料力学基本概念 92-4 图示为一拔桩装置。在木桩的点 A 上系一绳，将绳的另一端固定在点 C，在绳的点 B 系另一绳 BE，将它的另一端固定在点 E。然后在绳的点
4、D 用力向下拉，并使绳 BD 段水平，AB 段铅直；DE 段与水平线、CB 段与铅直线成等角 =0.1rad（弧度） （当 很小时，tan ） 。如向下的拉力 F=800N，求绳 AB 作用于桩上的拉力。题 2-4 图作 BD 两节点的受力图 ACyBDCx EyEx FFFBDcos,0,sin,0in,co,节 点 ：节 点 ：联合解得： kNA81ta22-5 在四连杆机构 ABCD 的铰链 B 和 C 上分别作用有力 F1 和 F2， ，机构在图示位置平衡。求平衡时力 F1 和 F2 的大小间的关系。题 2-5 图 以 B、C 节点为研究对象，作受力图解得：03cos,045,211B
5、CxBCxFF节 点 ：节 点 ： 462110 第一章 静力学基础2-7 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,两三种情况下，支座 A 和 B 的约束反力。（a） （b）题 2-7 图（a） (注意，这里，A 与 B 处约束力为负，表示实际方向与lMFBA假定方向相反，结果应与你的受力图一致，不同的受力图其结果的表现形式也不同)(b) coslFBA2-8 在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆 AB 上作用有主动力偶，其力偶矩为M，试求 A 和 C 点处的约束反力。第四章 材料力学基本概念 11aMFaaFCBABBA4242 32,0题 2-8 图
6、作两曲杆的受力图，BC 是二力杆，AB 只受力偶作用，因此 A、B 构成一对力偶。即 BAF2-9 在图示结构中，各构件的自重略去不计，在构件 BC 上作用一力偶矩为 M 的力偶，各尺寸如图。求支座 A 的约束反力。题 2-9 图12 第一章 静力学基础1 作受力图2、BC 只受力偶作用，力偶只能与力偶平衡 lMFCB3、构件 ADC 三力汇交 lMFFA CAX20,02-10 四连杆机构 ABCD 中的 AB=0.1m, CD=0.22m,杆 AB 及 CD 上各作用一力偶。在图示位置平衡。已知 m1=0.4kN.m,杆重不计，求 A、 D 两绞处的约束反力及力偶矩 m2。题 2-10 图
7、第四章 材料力学基本概念 13kNmMMlFCDABCDBA7.175sin,0302 21解 得 ：杆杆 ：2-11 滑道摇杆机构受两力偶作用，在图示位置平衡。已知OO1=OA=0.4m，m 1=0.4kN.m,求另一力偶矩 m2。 及 O、 O1 处的约束反力。题 2-11 图14 第一章 静力学基础kNFkmMCDMFOBAOAA15.8.0,43060sin.,1221解 得 ：杆杆 和 滑 块 ：2-12 试求图示各梁支座的约束反力。设力的单位为 kN，力偶矩的单位为 kN.m，长度的单位为 m，分布载荷集度为 kN/m。（a） （b）题 2-12 图受力分析如图： kNFkFMBA
8、Y BA21,1508.0,0 4.26.4.8.2解 得 ：受力分析如图：第四章 材料力学基本概念 15kNFkNFkNFFFMBAyAxBxxAyY BA 95.31,3.12,98.15,0203, 3203, 解 得 ：2-13 在图示 a，b 两连续梁中，已知 q，M，a，及 ，不计梁的自重。求各连续梁在A，B ，C 三处的约束反力。（a） （b）题 2-13 图1 作受力图，BC 杆受力偶作用 cosaMFCB2.对 AB 杆列平衡方程 MaFMFaBAAyYBAxX cos,0)(, tnsin,016 第一章 静力学基础所以： MaFAyAxtan1.以 BC 为研究对象，列平
9、衡方程 21cos,0)( 0,sin0qaFMqaFCByYCBxX cos2tan2qaFqFCByx1.以 AB 为研究对象，列平衡方程 21,0)(2, tan,0qaFMFqFByAByyYBxAxX 第四章 材料力学基本概念 17cos212tanqaFMqFCAByyxAx2-14 水平梁 AB 由铰链 A 和杆 BC 所支持，如图所示。在梁上 D 处用销子安装半径为r =0.1m 的滑轮。有一跨过滑轮的绳子，其一端水平地系于墙上，另一端悬挂有重 P=1800N的重物。如 AD=0.2m，BD=0.2m， ，且不计梁、杆、滑轮和绳的重量。求铰链 A045和杆 BC 对梁的约束反力
10、。题 2-14 图 1. 以滑轮和杆为研究对象，受力分析如图2. 列平衡方程： 0)2.0(6.02,0)(2, 0,0 rPFrPFMFPFBABAyYBAxX18 第一章 静力学基础解得： NFBAyx5.841202-15 如图所示，三绞拱由两半拱和三个铰链 A，B，C 构成，已知每个半拱重P=300kN，l=32m，h=10m。求支座 A、 B 的约束反力。题 2-15 图以整体为研究对象，由对称性知： kNPFByAyxx30以 BC 半拱为研究对象 kNFlFhlMAxBx ByBxC12028,2-16 构架由杆 AB，AC 和 DG 组成，如图所示。杆 DG 上的销子 E 可在
11、杆 AC 的光滑槽内滑动，不计各杆的重量，在水平杆 DGF 的一端作用铅垂力 F。求铅直杆 AB 上铰链第四章 材料力学基本概念 19A，D 和 B 所受的力题 2-16 图 解：1. 以整体为研究对象 FFMCyByCyByY,0,)( 02.以 DG 杆为研究对象，列平衡方程 02,0, aFaMFAxDxByyyY AxDxBxX20 第一章 静力学基础解得： FAyBxA3.以 AB 杆为研究对象，列平衡方程 022,0)(, 02,0aFFMFEDEyYEDxX2-17 图示构架中，物体重 1200N，由细绳跨过滑轮 E 而水平系于墙上，尺寸如图所示，不计杆和滑轮的重量。求支承 A
12、和 B 处的约束反力以及杆 BC 的内力 FBC。题 2-17 图第四章 材料力学基本概念 21以整体为研究对象 0)5.1()2(4,0)(0, rPrPFMFBAyYAxX解得： NFBAyx1052以 CDE 杆和滑轮为研究对象 05.125.1,)( PMBD解得： NFB1502-18 在图示构架中，各杆单位长度的重量为 300N/m，载荷 P=10kN，A 处为固定端，B，C ，D 处为绞链。求固定端 A 处及 B，C 为绞链处的约束反力。22 第一章 静力学基础题 2-18 图 2-22 均质箱体 A 的宽度 b=1m，高 h=2m，重 P=200kN，放在倾角 的斜面上。箱03
13、体与斜面间的摩擦因数 fs=0.2。今在箱体的 C 点系一无重软绳，方向如图所示，绳的另一端绕过滑轮 D 挂一重物 E，已知 BC=a=1.8m。求使箱体处于平衡状态的重物 E 的重量。题 2-22 图F 的值。题 2-23 图第四章 材料力学基本概念 23以整体为研究对象，显然水平和铅直方向约束力分别为 PF,以 A 滑块为研究对象，分别作出两临界状态的力三角形 )tan()tan(t)t(anminax PFPfFs为 摩 擦 角 ，其 中第三章 空间力系3-1 在正方体的顶角 A 和 B 处，分别作用力 F1 和 F2，如图所示。求此两力在 x,y,z24 第一章 静力学基础轴上的投影和
14、对 x,y,z 轴的矩。并将图中的力系向点 O 简化，用解析式表示主矢、主矩的大小和方向。题 3-1 图 3-2 图示力系中，F 1=100N，F 2=300N，F 3=200N，各力作用线的位置如图所示。将力向原点 O 简化题 3-2 图3-3 边长为 a 的等边三角形板，用六根杆支持在水平面位置如图所示。若在板面内作用一力偶，其矩为 M，不计板重，试求各杆的内力。题 3-3 图 第四章 材料力学基本概念 253-4 如图所示的空间构架由三根杆件组成，在 D 端用球铰链连接， A、 B 和 C 端也用球铰链固定在水平地板上。今在 D 端挂一重物 P=10kN，若各杆自重不计，求各杆的内力。题
15、 3-4 图 3-5 均质长方形板 ABCD 重 W=200N，用球铰链 A 和蝶形铰链 B 固定在墙上，并用绳EC 维持在水平位置。求绳的拉力和支座的约束反力。题 3-5 图3-6 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 是水平面，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。26 第一章 静力学基础题 3-6 图 3-7 一平行力系由五个力组成，力的大小和作用线的位置如图所示。图中小正方格的边长为 10mm。求平行力系的合力。题 3-7 图(b) 题 3-8 图第五章 杆件的内力5-1 试求图示各杆 1-1、2-2、3-
16、3 截面上的轴力，并作轴力图。第五章 杆件的内力 274 0 k N 3 0 k N 2 0 k N112233( a )1122334 PP( b )题 5-1 图kNmT/5-2 试求图示各杆在 1-1、2-2 截面上的扭矩。并作出各杆的扭矩图。11222kNm4kkNm( a )题 5-2 图1122kNm35k( b )28 第五章 杆件的内力5-3 在变速箱中，低速轴的直径比高速轴的大，何故？ ,94nPMe变速箱中轴传递的扭矩与轴的转速呈反比，低速轴传递的扭矩大，故轴径大。5-4 某传动轴，由电机带动，已知轴的转速 （转/分） ，电机输入的功10minnr率 ，试求作用在轴上的外力偶矩。20PkW NnPMe 8.910295495-5 某传动轴，转速 ，轮 1 为主动轮，输入功率 ，轮 2、3minr 150PkW轮 3 与轮 4 为从动轮，输出功率分别为 ， 。20PkW342（1） 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩；（2） 若将轮 1 和轮 3 的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。
