工程力学练习题.doc

1、工程力学练习题第一部分 判断题（错误的改正）1刚体是指在力的作用下不变形的物体。 ( )2只受两个力作用而平衡的构件称为二力杆，其约束反力的作用线一定在这两个力作用点的连线上。 ( )3平衡指物体相对于惯性参考系静止或做匀速直线运动的状态。 ( )4作用与反作用力也可构成一个二力平衡力系，因为它们满足二力平衡的条件。 ( )5约束是对物体某方向位移取限制作用的周围物体，约束对被约束物体的作用力称为约束反力。 ( )6作用于刚体上的三个力，若其作用线共面且相交于一点，则刚体一定平衡。( )7力在两同向平行轴上投影一定相等，两平行相等的力在同一轴上的投影一定相等。( )8用 解 析 法 求 平 面

2、 汇 交 力 系 的 合 力 时 ， 若 选 取 不 同 的 直 角 坐 标 轴 ， 其 所 得 的 合 力 一 定 相 同 。( )9.在平面汇交力系的平衡方程中，两个投影轴一定要互相垂直。 ()10.某平面力系向两 A、B 点简化，主矩都为零，则此力系一定平衡。 ( )12.力沿其作用线移动不改变力对点之矩的效果。 ( )13力系简化的最后结果为一力偶时，主矩与简化中心无关。 ( )14平面任意力系向任一点简化后，若主矢 =0，而主矩 ，则原力系简化的结果RF0OM为一个合力偶，合力偶矩等于主矩，此时主矩与简化中心位置无关。 ( )15平面任意力系向任一点简化后，若主矢 0，而主矩 =0，

3、则原力系简化的结果R为一个合力，且合力通过简化中心。 ( )16在一般情况下，平面任意力系向作用面内任一点简化，得到一个合力和一个合力偶。()17已知作用于刚体上所有力在某一坐标轴上投影的代数和等于零，则这些力的合力为零，刚体处于平衡。( )18 平 面 任 意 力 系 平 衡 的 必 要 与 充 分 条 件 是 ： 力 系 的 主 矢 和 力 系 对 任 何 一 点 的 主 矩 都 等 于 零( )19 力 对 轴 之 矩 是 力 使 刚 体 绕 轴 转 动 效 应 的 度 量 ， 它 等 于 力 在 垂 直 于 该 轴 的 平 面 上 的 分 力 对 轴 与 平 面 的 交 点 之 矩 。

4、 ( )20合力对任一轴之矩，等于各分力对同一轴之矩的代数和。 ( )21物体重力的合力所通过的点称为重心，物体几何形状的中心称为形心，重心与形心一定重合。 ( )22计算一物体的重心，选择不同的坐标系，计算结果不同，因而说明物体的重心位置是变化的。 ( )23.静滑动摩擦力与最大静滑动摩擦力是相等的。 ( )24.最大静摩擦力的方向总是与相对滑动趋势的方向相反。 ( )25当物体静止在支撑面上时，支撑面全约束反力与法线间的偏角不小于摩擦角。 ( )26.斜面自锁的条件是：斜面的倾角小于斜面间的摩擦角。 ( )27梁的最大转角必发生在弯矩最大的截面处。 （ ） 28轴向拉压杆任意斜截面上只有均

5、匀分布的正应力，而无剪应力。 （ ）29. 二力构件是指只受两个力作用的构件。 ( ) 30 力偶的合力为 0。( ) 31.在弯曲中采用型钢可以节省材料，在拉伸和压缩中也可以采用型钢来节省材料。( ) 32. 一圆轴用碳钢制作，校核其扭转角时，发现单位长度扭转角超过了许用值。为保证此轴的扭转刚度，采用的最有效措施为改用合金钢材料。 ( )33.一般在减速箱中，高速轴的直径较小，而低速轴的直径较大。( )第二部分 填空题1力是物体间相互的机械作用，这种作用对物体的效应包括运动效应和变形效应。2作用在物体上的一群力称为力系，对同一物体的作用效应相同的两个力系称为等效力系。3静力学公理包括力的平行

6、四边形法则、二力平衡公理、加减平衡力系公理、作用与反作用公理和刚化公理。4力的可传性适用条件是力作用在同一个刚体上。5把研究对象从与其相联系的周围的物体中分离出来，单独画出它的简图，这个步骤称为取隔离体。6平面汇交力系中作力多边形的矢量规则为：各分力的矢量沿着环绕力多边形边界的某一方向首尾相接，而合力矢量沿力多边形封闭边的方向，由第一个分力的起点指向最后一个分力的终点。7.平面一般力系最多可以列 个平衡方程，可以求解 个未知数。平面平行力系最多可以列 个平衡方程，可以求解 个未知数。平面汇交力系最多可以列 个平衡方程，可以求解 个未知数。8、常见的约束可归纳为如下四种基本类型：1 、_2 、光

7、滑接触面约束；3 、_4 、_。光滑面约束的约束反力的方向为过接触点处的_，指向物体的_。9、平面一般力系向平面内一点简化为一个力 R和一个力偶 M。,这个力称原力系的_，这个力偶称为原力系对简化中点 O 的_。平面一般力系平衡的充要条件为_。10弹性变形体的基本假设是指 1_假设 2均匀性假设 3_假设11.分析杆件内力的基本方法是_。分三个步骤：1 、_2 、_3_。12.杆件变形的基本形式有四种：轴向拉伸与压缩、_、_和_。13.工程上把弯曲变形的构件称为梁，按支承形式可简化为 1_梁，2_梁，3_梁。14.直径为 d 的圆形截面的惯性矩 IZ =_，极惯性矩 IP=_。抗弯截面系数 W

8、Z与搞扭截面系数 WP的关系是_。15.受力构件的最大应力称为 ，最大应力所在的截面称为 ，危险截面上应力最大的点称为 。16.为了保证受力构件具有足够的强度，构件的工作应力必须 许用应力。选择答案：（a）大于；（b）等于；（c）小于；（d）有时大于，有时小于。17.在构件开槽、切口、钻孔等截面发生变化的局部区域，应力显著增大的现象称为 。18.在静载荷的作用下，应力集中对塑性材料和脆性材料构件强度的影响程度不同，对塑性材料构件强度的影响 ，对一般脆性材料构件强度的影响 ，对铸铁构件强度的影响 。填“敏感与不敏感”19.梁弯曲时，纵截面上纵向线条既不伸长也不缩短的一层称为 。横截面和中性层的交

9、线称为 。20.梁 弯 曲 时 ， 横 截 面 上 任 一 点 的 正 应 力 的 计 算 公 式 。 式 中 是 , 称 为 zIMyzI,y 是 至 的 距 离 。 该 公 式 说 明 ， 梁 的 横 截 面 上 处 的 正 应 力 为 零 , 处 的 正 应 力 最 大 。21.正应力的方向是 ；切应力的方向是 。轴向拉伸或压缩杆件横截面上有 应力；剪切的构件剪切面上有 应力；扭转圆轴的横截面上有 应力；平面弯曲构件的横截面上有 应力。22.圆轴扭转时，横截面上任一点的切应力的计算公式是 ,式中 是 ,pI称为 , 是 至 的距离。该公式说明，圆轴的横截面上 处的切应力为PI零, 处的切

10、应力最大。23.在简化一已知平面任意力系时，选取不同的简化中心，主矢相同主矩不相同。24.在平面任意力系中，合力对任一点之矩，等于各分力对同一点之矩的代数和，即，称之为合力矩定理。R()()OOMF25.若物体系中所有未知量数目不超过独立方程个数，则所有未知量可由平衡方程解出，这类问题称为静定问题；反之则为静不定问题。26空间汇交力系共有三个独立的平衡方程，它们分别表示为 、 和 。空间0xF0y0zF力偶系共有三个独立的平衡方程，它们分别表示为 、 和 。而空间任xMyzM意力系共有六个独立的平衡方程，一般 可 表 示 为 、 、 、 、 000z0)(x和 。0)(FyM0)(Fz27由

11、n 个力组成的空间平衡力系，如果其中的(n-1) 个力相交于 A 点，那么另一个力也必定通过点 A。28当空间力与轴 时，力对该轴的矩等于零。29通 常 情 况 下 物 体 的 重 心 与 形 心 是 不 相 同 的 ， 只 有 对 均质来说，重心才与形心重合。30当物体处于平衡时，静滑动摩擦力增大是有一定限度的，它只能在 0 Fs Fsmax 范围内变化，而动摩擦力应该是不改变的。31静滑动摩擦力等于最大静滑动摩擦力时物体的平衡状态，称为临界平衡状态。32对于作用于物体上的主动力，若其合力的作用线在摩擦角以内，则不论这个力有多大，物体一定保持平衡，这种现象称为自锁现象。33当摩擦力达到最大值

12、时，支撑面全约束反力与法线间的夹角为摩擦角。34如题 11 图示正方形薄板 OABC 在板平面内受力和力偶作用，已知：P150N，P 240N，M50N m，该平面力系向 O 点简化所得的主矩是_。35当一物体沿另一物体接触面有相对滑动或有相对滑动趋势时，支承面对物体全反力与支承面法线间的夹角 称为m_。36题 14 图示斜五面体 OABCDE 沿坐标轴正向三个棱边的长度OA4，OC3，OE3（单位 m） ，斜平面 ABDE 沿对角线 EB 间作用一力P10kN，则该力在 x 轴上的投影 Px=_kN。37材料力学的任务就是在满足_的前提下，经济、合理、安全的设计构件。38梁弯曲后，其截面形心

13、在垂直方向的位移称为_。39 在 推 导 梁 平 面 弯 曲 的 正 应 力 公 式 时 ， 是 从 几 何 方 面 、_方 面 和 _方 面 综 合 考 虑 的 。40低碳钢在屈服阶段呈现应力_ 而应变 _；冷作硬化将使材料的比例极限_而塑性性能_。41根据杆件的_不同，其变形也不同。其中基本变形为_ 、_、 _。42等截面梁用积分法计算其挠度和转角时，积分常数根据_条件和_条件决定。43.力偶对任意点之矩等于 ，力偶只能与 平衡。44.从拉压性能方面来说，低碳钢耐 铸铁耐 。45.分析杆件内力的基本方法是_。分三个步骤：1 、_2 、_3_。46图示为三种不同材料的 - 曲线，则材料的强度

14、最高的是 ，刚度（在弹性阶段）最大的是 ，塑性最好的是 。47.铸铁作拉伸实验时，由于 作用，试件沿 截面断裂；低碳钢屈服时，在 45方向上出现滑移线，这是由 引起的。48. GIp 称为 ，反映了圆轴抵抗扭转变形的能力49.某材料的 - 曲线如图，则材料的屈服极限 s=_Mpa，强度极限b=_Mpa，弹性模量 E =_Gpa，强度计算时，若取安全系数为 2，那么材料的许用应力=_Mpa50.材料的塑性指标有 和 。51如图所示，已知作用在长方体顶点的力 F 的大小和角度，则力 F 在轴 z 和 y 上的投影分别为 Fz= ，F y= ，对 x 和 y 轴的矩分别为 和 。第三部分 选择题1图

15、为均质圆盘用细绳悬挂，并靠在光滑斜面上。在(a)、(b)、(c)、(d )所示的四种状态中，只有( c )图可以保持平衡。 P(a) P (b) P (c) P (d) 3物块 A、B 自重不计，并与光滑的平面 mm 和 nn 相接触，如图所示。若其上分别作用有大小相等、方向相反且作用线相同的力 和力 ，试问两刚体是否平衡。( A )1P2 1Pm n B A (A) A、 B 都不平衡 (B) A、 B 都平衡 (C) A 平衡， B 不平衡 (D) A 不平衡， B 平衡4如图所示的各图为平面汇交力系所作的力多边形，下面说法正确的是( C )。(A) 图(a)和图(b)是平衡力系 (B)

16、图(b) 和图(c)是平衡力系(C) 图(a)和图(c)是平衡力系 (D) 图(c) 和图(d) 是平衡力系 2F1 3 (a) 2F 1 3 (b) 1F 2 3 4 (c) 1F 2 3 4 (d) 7. 关于某一个力、分力与投影下面说法正确的是( B )。(A) 力在某坐标轴上的投影与力在该轴上的分力都是矢量，且大小相等，方向一致(B) 力在某坐标轴上的投影为代数量，而力在该轴上的分力是矢量，两者完全不同(C) 力在某坐标轴上的投影为矢量，而力在该轴上的分力是代数量，两者完全不同(D) 对一般坐标系，力在某坐标轴上投影的量值与力在该轴上的分力大小相等8力偶对物体的作用效应，取决于( D

17、)。(A)力偶矩的大小 (B) 力偶的转向(C) 力偶的作用平面 (D) 力偶矩的大小，力偶的转向和力偶的作用平面9一个不平衡的平面汇交力系，若满足 的条件，则其合力的方位应是( A )。0xF(A) 与 x 轴垂直 (B) 与 x 轴平行(C) 与 y 轴正向的夹角为锐角 (D) 与 y 轴正向的夹角为钝角10.空心圆轴扭转时，横截面上的扭矩 的方向如图所示，其切应力分布的正确示图为 图。11图中力 在平面 OABC 内，该力对 x、y 、z 轴的矩是( C )。F(A) ， ，0)(xM0)(Fy0)(zM(B) ， ， (C) ， ，xyz(D) ， ，)()()(12常用的应力单位是兆

18、帕（MPa） ，1Mpa（ ）A10 3Nm 2 B10 6 Nm 2C10 9 Nm 2 D10 12 Nm 213题 7 图示螺钉在拉力 P 作用下，挤压面积 Ajy=（ ）A B2d4dh4C DD )d(42 y O x z F A B 14长度为 l 的简支梁上作用了均布载荷 q，根据剪力、弯矩和分布载荷间的微分关系，可以确定（ ）A剪力图为水平直线，弯矩图是抛物线 B剪力图是抛物线，弯矩图是水平直线C剪力图是斜直线，弯矩图是抛物线 D剪力图是抛物线，弯矩图是斜直线15.一直径为 d 的实心圆轴，按强度条件计算其受扭转时的容许转力矩为 T，当此轴的横截面面积增加一倍时，其容许扭转力矩

19、将为（ ） 。A. 2T; B 2 T; C 4T.16作为塑性材料的极限应力是（ ）A. 比例极限 B. 弹性极限 C 屈服极限 D 强度极限17.轴向拉压杆件危险截面是（ ）的横截面。（1）轴力最大 （2）正应力最大 （3）面积最小 （4）位移最大18.题 3 图所示斜面倾角为 30，一重为 P 的物块放在斜面上，物块与斜面间静滑动摩擦系数 f=0.6，下述判断正确的是（ ）A不管 P 有多重，物块在斜面上总能保持平衡BP 有一极值，重量超过该极值物体下滑，否则处于平衡C不管 P 有多轻，物块总要下滑 D物块虽不下滑，但它处于临界平衡状态19.现有铸铁和低碳钢两种材料，则图中杆 1 和杆

20、2 应选用（ ） 。A. 杆 1 选用低碳钢，杆 2 选用铸铁B. 杆 1 选用铸铁，杆 2 选用C. 杆 1 和杆 2 都选用铸铁D. 杆 1 和杆 2 都选用低碳钢20. 力偶对物体产生的运动效应为( ).A. 只能使物体转动 B. 只能使物体移动 C. 既能使物体转动 ,又能使物体移动 D. 它与力对物体产生的运动效应有时相同 ,有时不同21. 如图所示，平面上 A、B 、C 三点分别受到力 P 作用， ABC 为等边三角形，则此力系（ ） 。A.平衡 B.不平衡 C 合力矩为 0 D.合力为 0PPPABC22. 设轴向拉伸杆横截面上的正应力为 ，则 450 斜截面上的正应力和剪应力(

21、 )。A.分别为 /2 和 B.均为 C.分别为 和 /2 D.均为 /2m4m2A BkNq/5kNM.4 密封线 P20qCC23.梁的挠曲线微分方程，dy/dx=m(x)/EI z 在（ ）条件下成立A、梁的就形属小变形 B、材料服从虚克定律C、挠曲线在面内 D、同时满足 A、B 、C24按力的平移定理，图中机构（ ）是等效的。A. 与 B. 与 C. 与 D. 与25.图示物块重 5KN，与地面的摩擦角为 350，今欲用力 F 推动物块， ,则物块将（ ） 。KNF5第四部分 简答及计算题1. 画出如图梁的剪力图和弯矩图。2.图示支架。杆为直径 d=16mm 的圆截面钢杆，许用应力 =

22、140 Mpa。杆为边长 a=100mm 的正方形截面木杆，12a 2a 2a 2aA. 不动 B. 滑动C. 处于临界平衡状态 D. 滑动与否不能确定12kN q=6kN/mA CB2m 4m许用应力 =4.5Mpa, 已知结点 B 处挂一重物 G=36KN，试校核两杆件的强度。23 在图示简易吊车中， 为钢杆， 为木杆。木杆 的横截面面积 ，BCAAB21cm0A许用应力 ；钢杆 的横截面面积 ，许用应力 。MPa7122cm6MPa62试求许可吊重 。F4, 使用直径 的铆钉铆接两块厚度 6 mm 的钢板，铆钉的许用切应力m12d,许用挤压应力 。试确定满足铆钉剪切强度和挤压强MPa40

23、= MPa240=jys度的许可拉力 。5、轴的直径 d=80mm，键的尺寸 b=20mm，h=12mm，l=120mm, 如下图所示键的许用切应力=40Mpa，许用挤压应力 jy=90Mpa。若由轴通过键所传递的转矩为 M=2kNm。试校核键的强度。 （15 分）6,重物悬挂如图所示，已知 G=1.8kN，其他重量不计。求铰链 A 的约束反力和F03CAB杆 BC 所受的力。7. AB、AC、DE 三杆用铰链连接如图所示，DE 杆的 E 端作用一力 F，其大小为 2 kN；又 AD = BD = 1m，H 为 DE 的中点，若不计杆重，求铰链 D、H 的约束力。8. 如图 3.33(a)、(

24、b)所示承重架，不计各杆与滑轮的重量。A、B、C、D 处均为铰接。已知AB=BC=AD=250mm，滑轮半径 R=100mm，重物重 W=1000N。求铰链 A、 D 处的约束反力。 WA B D E C (b) A B W C 45 D (a) 9 如图 3.34 所示结构中， ， ， ，求平衡时支座 A、B 的约束反10kNP21k2Nmq/力。B10cm 30cm20cm45CGA D图 3.34601P2PAD2m2m2m2mBC4mq10.使用直径 的铆钉铆接两块厚度 6 mm 的钢板，铆钉的许用切应m12d力 ,许用挤压应力 。试确定满足铆钉剪切强度和挤压MPa40= MPa240

25、=jys强度的许可拉力 。11.用积分法求简支梁在图示载荷作用下跨度中点的挠度,这里梁的抗弯刚度 为常数。EI12.用积分法求梁的转角方程和挠曲线方程，并求最大转角和最大挠度。已知抗弯刚度 EIz为常数。q F=qaA BCa a13.已知 F1=10kN； F2=20kN； F3=35kN； F4=25kN;试画出图示杆件的轴力图14.如图所示，略去杆及轮重。重为 P 的物件，由绳绕过半径为 a 的滑轮，固定在杆 ACDlq 密封线 lP32lF1 F3F2 F4A B C的 D 点，在 D 点作用一水平力 P。求 A，B 处支座反力。得分 评卷人15.在图示应力状态中，试用解析法和图解法求

26、出指定截面上的应力及其主应力并画主单元体（应力单位为 ） 。MPa16.从低碳钢零件中某点取出一单元体，其应力状态如图所示，试用解释法及图解法求主应力及主平面。图中应力单位是 。MPa(1)、 , ,400960(2)、 , ,6841. 画出图中每个标注字母的物体及整体的受力图。设各接触面均为光滑，未画出重力的物体的重量均不计。FOCBADOCABAEDEC2a 2aPA3aBDECaP0325009C A 2P 1 B (a) A 1P B D xFy C 2P EF D E A1PB D xFyC 2EE(b)C2P1BA 1PANFN2B 2PN3F24C2P1BA N5FEDCDIA BI KKEIA BDC