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1、1理 论 力 学习 题 集班 级_姓 名_学 号_2009-9-72静力学公理和物体的受力分析(1) 班级 姓名 学号 一、是非题（正确用，错误，填入括号内。 ）1、二力平衡条件中的两个力作用在同一物体上；作用力和反作用力分别作用在两个物体上。 （ ）2、三力平衡汇交定理表明：作用在物体上汇交于一点的三个力必是平衡力系。 （ ）3、刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。 （ ）二、选择题（将答案的序号填入划线内。 ）1、作用在物体 A 上的两个大小不等的力 和 ，沿同一直线但方向相反。则其合力可表为（ ） 。1F2 - 1F222 - +12、加减平衡力系公理适用于 。刚体； 变

2、形体； 刚体和变形体。三、物体受力分析（要求解除约束、取分离体，画上所有作用力）1、画出下列各图中物体 、 、 的受力图。未画重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑ABC32、画出下列每个标注字符的物体的受力图，各题的整体受力图。未画重力的物体的重量均不计，4静力学公理和物体的受力分析(2) 班级 姓名 学号 一、是非题（正确用，错误，填入括号内。 ）1、约束力的方向必与该约束所阻碍的物体位移方向相反。 （ ）2、 滚动支座的约束力必沿支座平面垂线方向，且指向物体内部。 （ ）二、 选择题（将答案的序号填入划线内。 ）1、力的可传性只适用于 。刚体 变形体2、考虑力对物体作用的运动效应和变形

3、效应，力是 。滑动矢量 自由矢量 定位矢量三、物体受力分析受力图（要求取分离体，画上所有的主动力和约束反力）画出下列每个标注字符的物体的受力图，各题的整体受力图。未画重力的物体的重量均不计，56平面一般力系（1）班级 姓名 学号 一、是非题（正确用，错误用，填入括号内。 ）1、力系的主矢量是力系的合力。 （ ）2、若一平面力系向 A，B 两点简化的结果相同，则其主矢为零主矩必定不为零。 （ ）3、首尾相接构成一封闭力多边形的平面力系是平衡力系。 （ ）4、力系的主矢和主矩都与简化中心的位置有关。 （ ）5、当力系简化为合力偶时，主矩与简化中心的位置无关。 （ ）二、选择题（将答案的序号填入划线

4、内。 ）1、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-。一个力； 一个力偶； 平衡。三、计算题1、图示平面任意力系中 N， ， ，2401F80N43F， 。各力作用位置如图所示，图中尺寸的N04FmM单位为 mm。求：（1）力系向 O 点简化的结果；（2）力系的合力并在图中标出作用位置。2、某桥墩顶部受到两边桥梁传来的铅直力 ， ，水平kN1940Fk802力 ，桥墩重量 ，风力的合力 。各力作用kN193F528P1线位置如图所示。求力系向基底截面中心 O 的简化结果；如能简化为一合力，求合力作用线位置并在图中标出。7（平衡问题求解

5、步骤：取研究对象画受力图；列平衡方程；解方程得力的大小，说明力的方向）3、起重机的铅直支柱 AB 由止推轴承 B 和径向轴承 A 支持。起重机上有载荷 和 作用,它们与支柱的距离分别为 a1P2和 b。如 A、B 两点间的距离为 c，求轴承 A 和 B 的约束力。4、在图示刚架中，已知 ， kN， ，不计刚架自重。求固定端 A 处的约束力。kN/m3q26FmkN10M8平面一般力系（2）班级 姓名 学号 一、选择题（将答案的序号填入划线内。 ）1、图示结构受三个已知力作用，分别汇交于点 B 和点 C，平衡时有-。 ， 不一定为零；0NAFD ， 不一定为零； ， ；NAD ， 均不一定为零。

6、F2、图示 ， ， - 为一平衡的平面力系，则下列各组平衡方程中互相独立的平衡方程有- 。12NF ， ， ；OY0)(AM0)(B ， ， ；XO ， ， ；)(AF)(B)(F ， ， ；000C二、计算题（物系平衡解题步骤：每取一次研究对象要画受力图列平衡方程，联立求解）1、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。已知均布载荷强度 ，力偶矩kN/m10q，不计梁重。求支座 A、B、D 的约束力和铰链 C 处所受的力。mkN40M92、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 ，机构重量和各处摩擦均不计。FrOA试求当机构平衡时，作用

7、在曲柄 OA 上的力偶的矩 M 与角 之间的关系。3、图示结构由杆件 AC、 CD 和 DE 组成。已知 。求支座mNqMNFma /20,50,1A、 B 的约束力。10平面一般力系（3）班级 姓名 学号 一、选择题（将答案的序号填入划线内。 ）图示两种桁架中，1 杆的内力为-。 在(a)中不为零，在(b)中为零； 在(a)中为零，在(b)中不为零； 在(a)(b)中均为零；在(a)(b)中均不为零；二、填空题（将简要答案填入划线内。 ）图示桁架。已知力 、 和长度 a。1P2则杆 1 内力 =-；F杆 2 内力 =-；杆 3 内力 =-；三、计算题（解题要求：明确研究对象画受力图，内力设为

8、拉力；列平衡方程求解）1、平面悬臂桁架所受的载荷如图所示。求杆 1，2 和 3 的内力。2、桁架受力如图所示，已知 ， 。试求桁架 4，5，7，10 各杆的内力。kN10Fk2032F113、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 。CDF（提示：先判断零杆，再用截面法计算）4、平面桁架的支座和载荷如图所示，求杆 1，2 和 3 的内力。 （提示：先截断 AD、3、2 杆，用截面法分析；再取 C 节点）12平面一般力系（4）班级 姓名 学号 （物系平衡解题步骤：每取一次研究对象要画受力图列平衡方程，联立求解）1、 构架由杆 A

9、B，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。 （提示：先取整体求 B 点受力；再取 DF 求 D 点竖直反力，最后取 AB 求其余力）2、如图所示两等长杆 AB 与 BC 在点 B 用铰链连接，又在杆的 D、 E 两点连一弹簧。弹簧的刚性系数为 k，当距离 AC 等于 时，弹簧内拉力为零。点 C 作用一水平力 F，设 AB=l，BD=b，杆重不计，求系统平衡时距离 AC 之值。a133、图示结构中，A 处为固定端约束，C 处为光滑接触，D 处为铰链连接。已知 ，N4021F， ， ， ，不计各构件

10、自重，求固定端 AmN0Mm40BAm30CE5处与铰链 D 处 的约束力。4、图示构架中，物体 P 重 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 处的约束力，以及杆 BC 的内力 FBC。 （提示：先取整体，再取 AB 研究）14平面特殊力系（1） 班级 姓名 学号 一、是非题（正确用，错误用，填入括号内）1 平面汇交力系的合力作用线通过汇交点。 （ ）2 合力一定比分力大。 （ ）二、选择题（将答案的序号填入划线内。 ） 1 、若力 F 在某轴上的投影绝对值等于该力的大小，则该力在另一任意共面轴上的投影 。 等于该力的大小；一定等于零；

11、一定不等于零；不一定等于零。2、 用解析法求解平面汇交力系的平衡问题时，所选的投影轴。 一定要相互垂直；不一定要相互垂直。三、填空题（将简要答案填入划线内。 ）1、 图示结构中支座 A 的约束力 -，并图示方向。AF2、 平面汇交力系平衡的必要和充分条件是 ，平衡的几何条件是 ，平衡的解析条件是 。四、计算题1、五个力作用于一点，如图所示。图中方格的边长为 10mm。求此力系的合力。（以下平衡问题解题步骤要求：确定研究对象画受力图；列平衡方程；解出结果，说明方向）2、电动机重 ，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N50P与水平梁的交角为

12、。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。3153、工件放在 V 形铁内，如图所示。若已知压板夹紧力 ，不计工件自重，求工件对 V 形铁的压力。N40F4、如图所示，两水池由闸门板分开，此板与水平面成 角，板长 2m，板的上部沿水平线 A-A 与池壁铰接。左池水面60与 A-A 线相齐，右池无水。水压力垂直于板，合力 作用于 C 点，大小为 16.97kN。如不计板重，求能拉开闸门板的RF最小铅直力 。F16平面特殊力系（2）班级 姓名 学号 一、是非题（正确用，错误用，填入括号内）1、在平面问题中，力偶对刚体的作用决定于力偶矩，力偶矩是代数量。 （ ）2、力偶与一个力

13、不等效，也不能与一个力平衡。 （ ）3、力偶对刚体的作用与其在作用面内的位置无关。 （ ）二、选择题（将答案的序号填入划线内。 ）1、在直角曲杆上作用一矩为 M 的力偶。则支座 A、B 的约束力满足条件 。 = NAFBNAFNFB2、若一平面平行力系中的力与 Y 轴不垂直，且满足 ，若此力系不平衡，0Y则力系简化为。一个力； 一个力偶三、计算题（解题步骤要求：取研究对象；画受力图；列平衡方程；求解。 ）1、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。2、四杆机构 OABO1 在图示位置平衡。已知： ， ，作用在 OA 上的力偶的矩m4

14、.0OA6.01B。各杆的自重不计。试求力偶矩 M2 的大小和杆 AB 所受的力。mN1M173、在图示结构中，构件自重不计。在构件 BC 上作用一矩为 M 的力偶，尺寸如图。求支座 A 的约束力。4、图示为曲柄连杆机构。主动力 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N40F使机构在图示位置平衡？18空间力系（1）班级 姓名 学号 一、是非题（正确用，错误用，填入括号内。 ）1、力对点之矩是定位矢量，力对轴之矩是代数量。 （ ）2、当力与轴共面时，力对该轴之矩等于零。 （ ）3、在空间问题中，力偶对刚体的作用完全由力偶矩矢决定。 （ ）二、选择题（将答案的序号填入划

15、线内。 ）1、沿正立方体的前侧面 AB 方向作用一力 F，则该力-。 对 x、 y、 z 轴之矩全等； 对 x、 y、 z 轴之矩全不等； 对 x、 y、轴之矩相等；对 y、 z 轴之矩相等。2、力 F 的作用线在 OABC 平面内，对各座标轴之矩为-。 0)(,)(0,)(zyXFMM )(,)(,)(zyXF 00F3、力对点之矩是-，力对轴之矩是-，空间力偶矩矢是- 。代数量 滑动矢量 定位矢量 自由矢量三、计算题1、 图示力 F=1000N，求对于 z 轴的力矩 Mz。192、水平圆盘的半径为 r，外缘 C 处作用力 。力 位于铅垂平面内，且与 C 处圆盘切线夹角为 ，其他尺寸如图F6

16、0所示。求力 对 x，y ，z 轴之矩。F2、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。3、图示三圆盘 A、B 和 C 的半径分别为 150mm、100mm 和 50mm。三轴 OA、OB 和 OC 在同一平面内， 为直AOB角。在三圆盘上分别作用力偶，各力偶的力作用在轮缘上，它们的大小分别等于 10N、20N 和 F。如图示系统是自由的，且不计自重，求能使系统平衡的力 F 的大小和角 。 （提示：将力偶表示为矢量形式）20空间力系（2）班级 姓名 学号 一、是非题（正确

17、用，错误用，填入括号内。 ）1、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。 （ ）2、空间力系满足条件： ，该力系简化的最后结果可能是力、0)(0,)(0, yXFMZY力偶或平衡。 （ ）二、填空题（将简要答案填入划线内。 ）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。2、力对点之矩和力对通过该点的轴之矩的关系为-。三、计算题1、起重机装

18、在三轮小车 ABC 上。已知起重机的尺寸为：AD=DB=1m，CD =1.5m，CM=1m，KL=4m 。机身连同平衡锤F 共重 P1=100kN，作用在 G 点，G 点在平面 LMNF 之内，到机身轴线 MN 的距离 GH=0.5m，如图所示，重物 P2=30kN,求当起重机的平面 LMN 平行于 AB 时车轮对轨道的压力。212、图示手摇钻由支点 B、钻头 A 和弯曲的手柄组成。当支点 B 处加压力 、 和 以及手柄上加力 后，即可带xFyzF动钻头绕轴 AB 转动而钻孔，已知 Fz=50N，F=150N。求：（1）钻头受到的阻力偶的力偶矩 M；（2）材料给钻头的反力 FAx、F Ay 和

19、 FAz；（3）压力 Fx 和 Fy。3、水平传动轴装有两个皮带轮 C 和 D，可绕 AB 轴转动，如图所示。皮带轮的半径各为 r1=200mm 和 r2=250mm，皮带轮与轴承间的距离为 a=b=500mm，两皮带轮间的距离为 c=1000mm。套在轮 C 上的皮带是水平的，其拉力为F1=2F2=5000N；套在轮 D 上的皮带与铅直线成角 ，其拉力为 。求在平衡情况下，拉力 F3 和 F4 的30432F值，并求由皮带拉力所引起的轴承约束力。22空间力系（3）班级 姓名 学号 1、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。（提示：用分割法和负面积法混合

20、使用）2、图示机床重 50kN，当水平放置时（ ） ，秤上读数为 15kN；当 时，秤上读数为 10kN。试确定机床020重心的位置。3、均质块尺寸如图所示，求其重心的位置。234、无重曲杆 ABCD 有两个直角，且平面 ABC 与平面 BCD 垂直。杆的 D 端为球铰支座，A 端为轴承约束，如图所示。在曲杆的 AB、BC 和 CD 上作用三个力偶，力偶所在平面分别垂直于 AB、BC 和 CD 三线段。已知力偶矩 M2 和 M3 ，求使曲杆处于平衡的力偶矩 M1 和 处的约束力。DA、5、图示六杆支撑一水平板，在板角处受铅直力 作用。设板和杆F自重不计，求各杆的内力。24摩 擦（1）班级 姓名

21、 学号 一、是非题（正确用，错误用，填入括号内。 ）1、物体平衡时，摩擦力的大小 F=fN。 （ ）2、只有在摩擦系数非常大时，才会发生摩擦自锁现象。 （ ）3、摩擦角的正切等于静滑动摩擦系数，它们都是表征材料表面性质的量。 （ ）4、物体处于临界平衡状态时，摩擦力的大小和方向均是确定的。 （ ）二、选择题（将答案的序号填入划线内。 ）1、已知 P=60kN，F =20kN，物体与地面间的静摩擦系数 f=0.5，动摩擦系数 f=0.4 则物体所受的摩擦力的大小为-。 25kN； 20kN ； 17.3kN ； 02、物块重 5kN，与水平面间的摩擦角 ，今用力 P 推动物块，P =5kN。则物

22、块将-35m-。不动；滑动；处于临界平衡状态；滑动与否不能确定。三、填空题（将简要答案填入划线内。1、物体重 P，与水平面之间的摩擦系数为 f。今欲使物体向右移动， （a） 、 （b）两种方法哪种省力？-。2、将重 P 的物块放在倾角为 的斜面上，接触面间的摩擦系数f，物块不致下滑的自锁条件是-。四、计算题（解题要求：取研究对象说明运动状态画受力图；列平衡方程和补充方程；求解）1、简易升降混凝土料斗装置如图所示，混凝土和料斗共重 25kN，料斗与滑道间的静、动滑动摩擦系数均为 0.3。 （1）若绳子拉力分别为 22kN 与 25kN 时，料斗处于静止状态，求料斗与滑道间的摩擦力；（2）求料斗匀

23、速上升和下降时绳子的拉力。252、如图所示，置于 V 型槽中的棒料上作用一力偶，力偶矩 时，刚好能转动mN15M此棒料。已知棒料重 ，直径 ，不计滚动摩阻。试求棒料与 V 形N40P2.0D槽间的静摩擦系数 fS。3、梯子 AB 靠在墙上，其重为 ，如图所示。梯长为 l，并与水平面交角 。已知接触面间的摩擦系N20P 60数均为 0.25。今有一重 650N 的人沿梯上爬，问人所能达到的最高点 C 到 A 点的距离 s 应为多少？ 4、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系数为 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 ， ，

24、求平衡时重物 A 的最大重量。m20R10r26摩 擦（2）班级 姓名 学号 一、选择题（将答案的序号填入划线内。 ）为轻便拉动重物 P，将其放在滚轮 O 上。考虑接触处 A、 B 的滚动摩擦，则两处摩阻力偶的转向是 -。 为顺时针转向 ， 为逆时针转向 ；AMBM 为 ， 为 ； B 、 均为 ； A 、 均为 。B二、填空题（将简要答案填入划线内。 ）1、重 Q、半径为 R 的圆轮，放在水平面上。轮与地面间的滑动摩擦系数为 f，滚阻系数为，圆轮在水平力 的作用下平衡。则滑动摩擦力 F 的大小为-；滚阻力偶的力偶p矩 M 的大小为-。2、图示系统中，P 1=200N, P2=100N, P3

25、=1000N, 接触处的摩擦系数均为 f=0.5，则 A、 B 间的摩擦力 FAB= 方向 , B 与墙间的摩擦力 F= 方向 。三、计算题1、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 ，轮与水平面间的滚阻系数为 。问使轮只滚不滑时，轮与水平面的摩擦系数 需满足什么条件？sf272、均质长板 AD 重 ，长为 4m，用一短板 BC 支撑，如图所示。若PAC=BC=AB=3m，BC 板的自重不计。求 A、B、C 处摩擦角各为多大才能使之保持平衡。3、均质箱体 A 的宽度 b=1m，高 h=2m，重 P=200kN，放在倾角 的斜面上。箱体与斜面之间的摩擦系数20。今在箱体的

26、 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2.0sf箱体处于平衡的重物 E 的重量。28点的运动学 班级 姓名 学号 一、是非题 （正确用，错误用，填入括号内。 ）1、运动学只研究物体运动的几何性质，而不涉及引起运动的物理原因。 （ ）2、在某瞬时，点的切向加速度和法向加速度都等于零，则该点一定作匀速直线运动。 （ ）3、已知点运动的轨迹，并且确定了原点，则用弧坐标 s（t）可以完全确定动点在轨迹上的位置。 （ ）二、选择题 （请将答案的序号填入划线内。 ）1、一点作曲线运动，开始时速度 ，某瞬时切向加速度 ,则 2s 末该点的速度m

27、v/102/4smat的大小为。 2 m/s ; 1 8 m/s ; 1 2 m/s ; 无法确定 。2、点作曲线运动，若其法向加速度越来越大，则该点的速度。 越来越大 ； 越来越小 ； 大小变化不能确定 。3、点 M 沿半径为 R 的圆周运动，其速度为= ， 是有量纲的常数。则点 M 的全加速度为。 ； ； ； ； 22)/(kt22)/(kt24)/(kRt224)/(kRt三、填空题 （请将简要答案填入划线内。 ）1、点沿半径为 R=4 m 的圆周运动，初瞬时速度 ，切向加速度 （为常量） 。则 时，该smv/02/smatst点速度的大小为，加速度的大小为。2、在图示曲柄滑块机构中，曲

28、柄 OC 绕 O 轴转动， 为常量） 。滑(t块 A、 B 可分别沿通过 O 点且相互垂直的两直槽滑动。若AC=CB=OC=L， MB=d，则 M 点沿 X 方向的速度的大小为，沿 X 方向的加速度的大小为。四、计算题291、图示曲线规尺，各杆长为 OA=AB=200mm，CD=DE=AC=AE=50mm 。如杆 OA 以等角速度 绕 Orad/s5轴转动，并且当运动开始时，杆 OA 水平向右。求尺上点 D 的运动方程和轨迹。2、图示摇杆滑道机构中的滑块 M 同时在固定的圆弧槽 BC 和摇杆 OA 的滑道中滑动。如弧 BC 的半径为 R，摇杆 OA 的轴 O 在弧 BC 的圆周上。摇杆绕 O

29、轴以等角速度 转动，当运动开始时，摇杆在水平位置。试分别用直角坐标法和自然法给出点 M 的运动方程，并求其速度和加速度。3、如图所示，动点 M 沿轨道 OABC 运动，OA 段为直线，AB 和 BC 段分别为四分之一圆弧。已知点 M 的运动方程为m250ts求 t=0,1,2s 时点 M 的加速度。30点的合成运动(1) 班级 姓名 学号 一、选择题（请将答案的序号填入划线内。 ）1、平行四边形机构，在图示瞬时，杆 以角速度 转动。滑块 M 相AO1对 AB 杆运动，若取 M 为动点， AB 为动坐标，则该瞬时动点的牵连速度与杆 AB 间的夹角为。 ； ； ； 。003045062、长 L 的

30、直杆 OA，以角速度 绕 O 轴转动，杆的 A 端铰接一个半径为 r 的圆盘，圆盘相对于直杆以角速度 绕 A 轴转动。今以圆盘边缘上的一点 M 为动点，rOA 为动坐标，当 AM 垂直 OA 时， M 点的牵连速度为。 ，方向沿 AM；ve ，方向垂直 AM，指向左下方；r ，方向沿 AM；)(reLv ，方向垂直 OM，指向左上方。2/1二、填空题（请将简要答案填入划线内。 ）直角曲杆 以匀角速度 绕 轴转动，在图示位置（ 垂直 ）时，摇杆 的角速度为ABO11O1AO2CO2。三、计算题（要求解题步骤：选择动点动系；分析三种运动；画速度矢量图；求解）1、在图（ ）和（ ）所示的两种机构中，已知ab， 。求图示位置时杆m20srad31