工程力学A
第1次作业
三、主观题(共8道小题)
15.画出下列指定物体的受力图。
答：
16.简易起重机用钢丝绳吊起重量G=2kN的重物，不计杆件自重、磨擦及滑轮大小，A、B、C三处简化为铰链连接；求杆AB和AC所受的力。
答：
17.求图示平面力系的合成结果，长度单位为m。
答：
18.静定多跨梁的荷载及尺寸如图所示，长度单位为m；求支座反力和中间铰处压力。
答：
19.图示为埋入土中深度为1的一根等截面桩，在顶部承受载荷F。选荷载完全由沿着桩周摩擦力f s所平衡，f s按线性分布，如图所示。试确定桩的总压缩量，以F，L，E，A表示。
答：
所以桩的总压缩量为：
讨论应用胡克定律求轴向拉压杆件的变形时，在L长度内的轴力FN和截面积A都应为常数，如其不然，则应先求出微段内的变形，然后在全杆长度积分。在解本题中，就应用了这种方法。另外，由于杆上的分布力是按线性规律变化，它们的合力也要用积分法求出。
20.一为实心、一为空心的两根圆轴，材料、长度和所受外力偶均一样，实心直径d1 ，空心轴外径D2、内径d2，内外径之比α=d2/D2=0.8。若两轴重量一样，试求两轴最大相对扭转角之比。
可见，空心轴的扭转角远小于实心轴的。因此，采用空心圆轴不仅强度高，而且刚度也远优于实心圆轴。
21.欲用钢索起吊一根自重为q（均布全梁）长度为l的等截面梁，如图1所示，吊点位置x应是多少才最合理？。
设钢索系在距端点x处，受力如图2。钢索的张力的垂直分量N由平衡方程得
作弯矩图如图3。
AB段：距A点为y的截面上的弯矩有均布载荷q产生的弯矩，和集中力N产生的弯矩
从弯矩图可知，当钢索系某处，使A点的弯矩与E点的弯矩大小相等，方向相反时才是
22.一矩形珙面的简支木梁，梁上作用有均布荷载，已知：l=4m，b=140mm，h=210mm，q=2kN/m，弯曲时木材的话用正应力[σ]=10MPa,试求梁能承受的最大荷载（即求q max）。
上面是根据强度条件求最大荷载有一般方法。对此例来说，在例7-2中，已求得在q=2kN/m时的最大正应力σmax=3.88MPa，根据应力与荷载成正比（在弹性范围内），
《工程力学》复习资料 1．画出（各部分）的受力图 （1）（2） （3） 2．力F作用在边长为L正立方体的对角线上。设Oxy平面与立方体的底面ABCD 相平行，两者之间的距离为h，试求力F对O点的矩的矢量表达式。
解：依题意可得： cos cos F F x sin cos F F y sin F F z 其中3 3sin 3 6cos 45 点坐标为： h l l ,,则 3 ) ()(33 33 33 3j i h l F k F j F i F F M 3．如图所示力系由 F 1，F 2，F 3，F 4和F 5组成，其作 用线分别沿六面体棱边。已知：的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ，OA=OC/2=1.2m 。试求力 系的简化结果。 解：各力向O 点简化 0.0.0 .523143C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55 kN F F Ry 102kN F F F F RZ 54 3 1 即主矢量为: k j i 5105合力的作用线方程 Z y X 24．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m 。试求A 、B 、D 处的约束力。
取CD 段0 ci M 0 212 ql l F D 解得 kN F D 5取整体来研究，0iy F 0 2D B Ay F l q F F 0ix F 0 Ax F 0 iA M 0 32l F l ql l F D B 联合以上各式，解得 kN F F Ay A 10kN F B 255．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m ，ψ=30°。试求A 、C 处的约束力。（5+5=10分） 取BC 段0iy F 0 cos 2C B F l q F 0ix F 0 sin C Bx F F 0 ic M 0 22l l q l F By
工程力学大作业1(答案)
大作业（一） 一、填空题 1、杆件变形的基本形式有（轴向拉伸和压缩）、（剪切）、（扭转）和（弯曲） 2、材料力学所研究的问题是构件的（强度）、（刚度）和（稳定性）。 3、脆性材料的抗压能力远比抗拉能力（强）。 4、同一种材料，在弹性变形范围内，横向应变ε/和纵向应变ε之间有如下关系：（ε/= -με） 5、（弹性模量E ）是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。 6、（屈服点σs ）和（抗拉强度σb ）是反映材料强度的两个指标 7、(伸长率δ)和(断面收缩率ψ)是反映材料塑性的指标，一般把（δ>5%）的材料称为塑性材料，把（δ<5%）的材料称为脆性材料。 8、应力集中的程度可以用（应力集中因数K ）来衡量 9、（脆性材料）对应力集中十分敏感，设计时必须考虑应力集中的影响 10、挤压面是外力的作用面，与外力（垂直），挤压面为半圆弧面时，可将构件的直径截面视为（挤压面） 11、如图所示，铆接头的连接板厚度t=d ，则铆钉剪应力τ= （ 22d P πτ= ） ，挤压应力σbs =（ td P bs 2=σ ）。 P/2t t t d P P/2 二、选择题 1、构成构件的材料是可变形固体，材料力学中对可变形固体的基本假设不包括（C ） A 、均匀连续性 B 、各向同性假设 C 、平面假设 D 、小变形假设 2、下列力学性能指标中，（B ）是强度指标 A 、弹性模量E B 、屈服强度s σ C 、伸长率δ D 、许用应力σ 3、下列力学性能指标中，（C ）是反映塑性的指标 A 、比例极限p σ B 、抗拉强度b σ C 、断面收缩率ψ D 、安全系数n 4、下列构件中，（ C ）不属于轴向拉伸或轴向压缩 A 、 B 、 C 、 D 、
大作业（一） 一、填空题 1、杆件变形的基本形式有（轴向拉伸和压缩）、（剪切）、（扭转）和（弯曲） 2、材料力学所研究的问题是构件的（强度）、（刚度）和（稳定性）。 3、脆性材料的抗压能力远比抗拉能力（强）。 4、同一种材料，在弹性变形范围内，横向应变ε/和纵向应变ε之间有如下关系：（ε/= -με） 5、（弹性模量E ）是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。 6、（屈服点σs ）和（抗拉强度σb ）是反映材料强度的两个指标 7、(伸长率δ)和(断面收缩率ψ)是反映材料塑性的指标，一般把（δ>5%）的材料称为塑性材料，把（δ<5%）的材料称为脆性材料。 8、应力集中的程度可以用（应力集中因数K ）来衡量 9、（脆性材料）对应力集中十分敏感，设计时必须考虑应力集中的影响 10、挤压面是外力的作用面，与外力（垂直），挤压面为半圆弧面时，可将构件的直径截面视为（挤压面） 11、如图所示，铆接头的连接板厚度t=d ，则铆钉剪应力τ= （ 2 2d P πτ= ） ，挤压应力σbs =（ td P bs 2=σ ）。 P/2 P/2 二、选择题 1、构成构件的材料是可变形固体，材料力学中对可变形固体的基本假设不包括（C ） A 、均匀连续性 B 、各向同性假设 C 、平面假设 D 、小变形假设 2、下列力学性能指标中，（B ）是强度指标 A 、弹性模量E B 、屈服强度s σ C 、伸长率δ D 、许用应力σ 3、下列力学性能指标中，（C ）是反映塑性的指标 A 、比例极限p σ B 、抗拉强度b σ C 、断面收缩率ψ D 、安全系数n 4、下列构件中，（ C ）不属于轴向拉伸或轴向压缩 A 、 B 、 C 、 D 、
《工程力学》作业1参考答案 说明：本次作业对应于文字教材第0—3章，应按相应教学进度完成。 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。 选、错选或多选者，该题无分。 1. 三刚片组成几何不变体系的规则是（B ） A三链杆相连，不平行也不相交于一点 B三铰两两相连，三铰不在一直线上 C三铰三链杆相连，杆不通过铰 D 一铰一链杆相连，杆不通过铰 2. 在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（ C ） A可变体系 B瞬变体系 C无多余约束的几何不变体系 D有多余约束的几何不变体系 3. 图示体系为（D ）。 A瞬变体系 B常变体系 C有多余约束的几何不变体系 D无多余约束的几何不变体系 4. 下图所示平面杆件体系是何种杆件体系（ A常变 B瞬变 C不变且无多余联系 D不变且有一个多余联系
5?图示桁架有几根零杆（ D ） A 0 B 2
6?图1所示结构的弯矩图形状应为（ A ） 7 A |C B 1 |F P A a __ a I a 予 r* ---------------- C F p a （下拉）； D F p a （下拉） 4 2 &图示刚架杆端弯矩 M BA 等于（A ） A 5kN 20kN ? m 5kN 2m A Fpa （上拉）； 4 B 旦a （上拉） 2 （左侧受拉） （右侧受拉） （左侧受 30kN - m 30kN - m 10kN - m 10kN - m
9?下图所示伸出梁弯矩图的正确形状为（ C ) CL A|B1 * C' 一/ C1 4 1D 1 .1—9右 A m （上侧受拉） B m （下侧受拉） C m（下侧受拉） D 0 2 m h|A J C 才 」 l l a A AB部分 B BC部分 C CD部分 D DE部分 1A B C D E ■■■ t=0 ― 1 e is 13.对图（a）所示结构，按虚拟力状态图（b）将求出（D ） A截面B的转角 B截面D的转角 C BD两点间的相对移动 D BD两截面间的相对转动 12?悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示，图乘结果是（ abl 4EI abl abl 12EI C ) abl 12EI I i I i} 「1 l—— 4EI
第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。 解：如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。 解：如图 F B B (b)
(c) C (d) C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i)
(j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解：如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解： 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。
解： 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1＝2kN ，F 2=3kN ，F 3=lkN ， F 4=2.5kN ，方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F 1＝1kN ，F 2=2kN ，F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解：2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知：F 1＝100N ，F 2=50N ，F 3=50N ，求力系的合力。 解：2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W ＝100N ，悬挂于绳上，并与光滑墙相接触，如题2.4 图所示。已知30α=，
《土木工程力学（本）》作业1参考答案 说明：本次作业对应于平面体系的几何组成分析和静定结构的受力分析，应按相应教学进度完成。 一、选择题（每小题2分，共20分） 1．三刚片组成几何不变体系的规则是（B） A 三链杆相联，不平行也不相交于一点 B 三铰两两相联，三铰不在一直线上 C 三铰三链杆相联，杆不通过铰 D 一铰一链杆相联，杆不过铰 2．在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（C ） A 可变体系 B 瞬变体系 C 无多余约束的几何不变体系 D 有多余约束的几何不变体系 3．瞬变体系在一般荷载作用下，（ D ） A产生很小的内力B不产生内力 C产生很大的内力D不存在静力解答 4．已知某体系的计算自由度W=-3，则体系的（B ） A自由度为3 B自由度等于0 C 多余约束数等于3 D 多余约束数大于等于3 5．不能作为建筑结构使用的是（D ） A无多余约束的几何不变体系B有多余约束的几何不变体系 C 几何不变体系D几何可变体系 6．图示桁架有几根零杆（D ）
9 A 折线 B 圆弧 C 双曲线 D 抛物线 二、判断题（每小题2分，共20分） 1．多余约束是体系中不需要的约束。（x） 2．如果体系的计算自由度大于零，那么体系一定是几何可变体系。（x ） 3．两根链杆的约束作用相当于一个单铰。（o） 4．一个体系是有n个自由度的几何可变体系，那么加入n个约束后就成为无多余约束的几何不变体系。（x ） 题2-7图
题2-10图 A =20 KN B -4×10×2-20×3=0 V B =46.67KN A -4×10×1+20×3=0 V A =-6.67KN ΣY=46.67-6.67-10×4=0 ２． 5kN D
工程力学（二）习题及参考答案1 单项选择题 1.静定结构产生内力的原因有： A、荷载作用 B、支座位移 C、温度变化 D、制造误差 答案：A 2.机动法作静定梁影响线应用的原理为： A、变形体虚功原理 B、互等定理 C、刚体虚功原理 D、叠加原理 答案：C 3.影响线的横坐标是： A、固定荷载的位置 B、移动荷载的位置 C、截面的位置 D、单位移动荷载的位置 答案：D 4.确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、4 D、5 答案：C
A、2 B、3 C、4 D、5 答案：B 6.确定下面图式结构的超静定次数： A、20 B、21 C、22 D、23 答案：B 7.确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、6 D、5 答案：C
A、2 B、3 C、4 D、5 答案：B 9.确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、4 D、5 答案：C 10.确定下面图式结构的超静定次数： A、2
B、3 C、4 D、5 答案：C 11.如图所示结构，取一半结构进行计算时取： 答案：D 12.如图示a，b的两个钢架有如下关系： A、内力相同，变形相同 B、内力相同，变形不同 C、内力不同，变形相同 D、内力不同，变形不同 答案：B 13.有关力法求解超静定结构的问题，下列说法正确的是： A、力法基本体系可以是瞬变体系 B、静定结构可以用力法进行求解 C、超静定结构可以作为力法的基本体系 D、结构的超静定结构次数不一定等于多余联系个数
答案：C 14.超静定结构在载荷作用下的内力和位移计算中，各杆的刚度应为： A、均用相对值 B、均必须用绝对值 C、内力计算用绝对值，内力计算用绝对值，位移计算用相对值 D、内力计算可用相对值，位移计算须用绝对值 答案：D 15.考虑阻尼比不考虑阻尼时结构的自振频率： A、大 B、小 C、相同 D、不一定，取决于阻尼性质 答案：B 16.单自由度体系自由振动的振幅取决于： A、初位移 B、初速度 C、初位移，初速度与质量 D、初位移，初速度与结构自振频率 答案：D 17.图示体系的自振频率为ω＝√3EI／（ml＾3），其稳态最大动力弯矩幅值为： A、3pl B、4.5pl C、8.54pl
工程力学-课后习题答案
4-1 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)。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0 00.7 2 ( A B C 1 2 q ( M= 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 2 0.8 M = q =(
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: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平 面任意力系)； A B C 1 2 q M= 30o F F A F A y x d 2?x A B C D 0.8 0.8 0.4 00 0.7 2 F F A F A y
(2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 0()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin 300 2.12 kN o x Ax B Ax F F 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: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.8 20.8 M = q =F F A F A y x 20 x d
4-1 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: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x
0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (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: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F 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: 0x Ax F F ==∑ 0.80 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 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 A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D M q
工程力学（二）作业1 单项选择题 第1题 确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、4 D、5 答案：C 第2题 确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、4 D、5 答案：B 第3题 确定下面图式结构的超静定次数：
A、3 B、4 C、5 D、6 答案：D 第4题 确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、4 D、5 答案：D 第5题 确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、4 D、5 答案：A 第6题 确定下面图示结构的超静定次数：
A、2 B、3 C、4 D、6 答案：D 第7题 如图所示结构，取一半结构进行计算时取： 答案：D 第8题 如图示a，b的两个钢架有如下关系：
A、内力相同，变形相同 B、内力相同，变形不同 C、内力不同，变形相同 D、内力不同，变形不同 答案：B 第9题有关力法求解超静定结构的问题，下列说法正确的是： A、力法基本体系可以是瞬变体系 B、静定结构可以用力法进行求解 C、超静定结构可以作为力法的基本体系 D、结构的超静定结构次数不一定等于多余联系个数 答案：C 第10题超静定结构在载荷作用下的内力和位移计算中，各杆的刚度应为： A、均用相对值 B、均必须用绝对值 C、内力计算用绝对值，内力计算用绝对值，位移计算用相对值 D、内力计算可用相对值，位移计算须用绝对值 答案：D 第11题力法方程中的自由项代表基本体系在荷载作用下产生的： A、Xi B、Xj
C、Xi方向的位移 D、Xj方向的位移 答案：C 第12题 图a结构，取图b为力法基本结构，EI为常数，δ11为： A、2l／3EI B、l／2EI C、l／EI D、4l／3EI 答案：C 第13题 图a结构，取图b为力法基本结构，⊿1c为： A、a－b
《工程力学》作业２参考答案 说明：本次作业对应于文字教材第4章,应按相应教学进度完成。 一、单项选择题(每小题2分,共３0分） 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者,该题无分。 1.力法计算的基本未知量为（Ｄ） A杆端弯矩 B结点角位移 Ｃ结点线位移 D多余未知力 2．超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（Ｂ) A无关 B相对值有关 C绝对值有关 3 移 5．在力法方程的系数和自由项中( B )
B相对值有关 Ｃ绝对值有关 D相对值绝对值都有关 ８.力法典型方程中的自由项 iP ?是基本体系在荷载作用下产生的( C ) C结点数D杆件数 １1.力法的基本体系是（ D ) Ａ一组单跨度超静定梁B瞬变体系 C可变体系D几何不变体系 12.撤去一单铰相当于去掉了多少个约束( C ） A1个B３个C2个D４个 ４次 ) j X方向的位移1.超静定次数一般不等于多余约束的个数。(╳）
） ） ╳ ) ） ） 8．对称结构在对称荷载作用下内力中 弯矩、轴力是对称的， 剪力是反对称的 。 9.力法的基本体系是无多余约束的几何不变体系 。 10.力法的基本方程使用的是 位移协调条件;该方法只适用于解 超静定 结构。 四、计算题 (共40分） 1.对下面图ａ所示的超静定结构,选图ｂ所示的力法基本体系，要求 (1）列出力法典型方程； （２）画1M ，2M ，P M 图; （3）求出各系数及自由项。（１0分）
2 （3）求出各系数及自由项。(１０分） EI l 3211=δ EI l 322=δ EI l 62112-==δδ EI ql F 2431-=? Ｆ 02=?F 2．用力法计算图示刚架（求出系数及自由项列出方程即可)(10分)
《工程力学》作业2参考答案 说明：本次作业对应于文字教材第4章，应按相应教学进度完成。 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者，该题无分。 1．力法计算的基本未知量为（ D ） A杆端弯矩 B结点角位移 C结点线位移 D多余未知力 2．超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（ B ） A无关 B相对值有关 C绝对值有关 3 4 5．在力法方程的系数和自由项中（ B ）
D相对值绝对值都有关 8．力法典型方程中的自由项 iP ?是基本体系在荷载作用下产生的（ C ） C结点数D杆件数 11．力法的基本体系是（ D ） A一组单跨度超静定梁B瞬变体系 C可变体系D几何不变体系 12．撤去一单铰相当于去掉了多少个约束（ C ） A 1个 B 3个 C 2个 D 4个 ） 1．超静定次数一般不等于多余约束的个数。（╳） 2．力法计算的基本体系不能是可变体系。（√） 3．同一结构选不同的力法基本体系，所得到的力法方程代表的位移条件相同。（╳）
）╳） ）） 8．对称结构在对称荷载作用下内力中 弯矩、轴力是对称的，剪力是反对称的。 9．力法的基本体系是无多余约束的几何不变体系。 10．力法的基本方程使用的是位移协调条件；该方法只适用于解超静定结构。 四、计算题（共40分） 1．对下面图a所示的超静定结构，选图b所示的力法基本体系，要求 （1）列出力法典型方程； M M M
解：（1）列出力法典型方程： 22221211212111=?++=?++P P x x x x δδδδ （2）1M ，2M ，P M 图如下； （3）求出各系数及自由项。（10分） EI l 3211=δ EI l 322=δ EI l 62112-==δδ EI ql F 243 1-=? 02=?F 2．用力法计算图示刚架（求出系数及自由项列出方程即可）（10分） 1 1 x 2 基本体系 1M 图 x 2=1 2M 图 1 解：（1）图示刚架为两次超静定结构，选力法基本体系如图，
工程力学习题答案 第一章静力学基础知识 思考题：1. X ；2. V ;3. V ;4. V ;5. K 6. K 7. V ;8. V 习题一 1?根据三力汇交定理，画出下面各图中 A 点的约束反力方向。 解：（a ）杆AB 在 A B 、C 三处受力作用。 u 由于力p 和 uu v R B 的作用线交于点Q 如图（a ）所示，根据三力平衡汇交定理, 可以判断支座A 点的约束反力必沿 通过A 0两点的连线。 u P 3 uv B 处受绳索作用的拉力 uu v R B （b ）同上。由于力 交于0点，根据三力平衡汇交定理 , 可判断A 点的约束反力方向如 下图（b ）所示。 的作用线 2.不计杆重，画出下列各图中 AB 杆的受力图。 u P 解：（a ）取杆AB 和E 两处还受光滑接触面约束。约束力 UJV N E uuv uu N A 和 N E ，在A 的方向分别沿其接触表面的公法线， 外，在 并指向杆。其中力 uuv N A 与杆垂直, 通过半圆槽的圆心 Q 力 AB 杆受力图见下图（a ）。 和C 对它作用的约束力 N B o ------- r -------- — y — uu v N C 铰销 此两力的作用线必须通过 （b ）由于不计杆重，曲杆 BC 只在两端受 故曲杆BC 是二力构件或二力体， 和 B 、C 两点的连线，且
B O两点的连线。见图（d）.
第二章力系的简化与平衡 思考题：1. V;2. ＞；3. X；4. K5. V;6. $7. ＞；8. x；9. V. 1.平面力系由三个力和两个力偶组成，它们的大小和作用位置如图示，长度单位 为cm求此力系向O点简化的结果，并确定其合力位置。 uv R R 解：设该力系主矢为R，其在两坐标轴上的投影分别为Rx、y。由合力投影定理有: 。 4.梁AB的支承和荷载如图, 小为多少？ 解：梁受力如图所示： 2. 位置: d M o /R 2500 0.232 火箭沿与水平面成 F, 100 0.6 100 80 2000 0.5 580 m 23.2cm,位于O点的右侧。 25° 角的方向作匀速直线运动，如图所示。火箭的推力 kN与运动方向成 行方向的交角 解：火箭在空中飞行时，若只研究它的运行轨道问题，可将火箭作为质点处理。这时画出其受力和坐标轴 5角。如火箭重P 20°kN,求空气动力F2 和它与飞 x、y如下图所示，可列出平衡方程。 CB AB，梁的自重不计。则其支座B的反力R B 与飞行方向的交角为 由图示关系可得空气动力 90°95°
2015春工程力学9130第二次作业 一、是非题 1、静力学公理中，作用与反作用定律和力的平行四边形法则适用于任何物体； 二力平衡公理和加减平衡力系原理适用于刚体。（正确） 2、力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发 生变形。（正确） 3、力偶的大小和转向与矩心的位置有关，同一力偶对不同矩心的力偶矩不同。 （错误） 4、已知作用在质点上的力，求质点的运动是质点动力学第一类基本问题。 （正确） 5、杆件的变形是指杆件在外力作用下形状和尺寸的改变。（正确） 二、填充题 1、变形固体的基本假设是：连续性假设、均匀性假设、各向同性、小变形假设。 2、某一点各个不同方位的截面上的应力及其相互关系，称为一点的应力状态。 3、质点动能定理的微分形式是指质点动能的增量等于作用在质点上力的元功。 4、质点系质量与质心加速度乘积等于质点系外力矢量和，该规律称为质心运动定理。 5、某一点各个不同方位的截面上的应力及其相互关系，称为一点的应力状态。 三、简答题 1、什么是平面图形内任一点的速度求解的基点法？ 答：平面图形内任一点的速度，等于基点的速度与该点绕基点相对转动速度 矢量和。这种通过基点来求解的方法，称为基点法或合成法
2、什么是滚动摩擦？ 答：一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫“滚动摩擦”。 3、什么是平面弯曲？ 答：平面弯曲：作用在杆件上的所有外力都作用在纵向对称面内，梁的轴线在变形后是一条位于纵向对称面内的一条平面曲线。 4、材料的力学研究的杆件变形的基本形式包括哪些？ 答：1.拉伸和压缩 2.剪切3.扭转4.弯曲 四、分析计算题 1、试作图示梁的剪力图与弯矩图。 2、图示矩形截面悬臂梁，材料的许用正应力MPa 180。试指出梁内危险截面及危险点的位置，并作梁的弯曲正应力强度校核。
桂林航天工业学院作业纸 《工程力学》作业（第2章平面问题的受力分析） 班级学号 ___________ 姓名 _______________ 成绩___________ 习题2-1物体重 P=20 kN ，用绳子挂在支架的滑轮B上，绳子的另一端接在绞车D上, ■ 取支架、滑轮及垂物为研究对象，坐标及受力如图43b所示°宙平衡理论得 =0, —F腼一cos30^-打sin30°= 0 工耳=0, ~F CB片（?加30?-尸=0 将F T=/^20kN代入上述方程，得 嘔=54+6kN ｛拉人F LB=^74+6 kN （IE） 束力F A和F D。 解研究对象：刚架.由三力半衡汇交定理.支座丿的约束力码蠱通过点（7?方向如 2-5b所示.収坐标系Cxy.由平衡理论得 工巧7IF 七"⑴式⑴“（2）联立,解得 如图所示。转动绞车，物体便能升起。设滑轮的大小、AB与CB杆自重及摩擦略去不计, 习题2-3在图示刚架的点B作用一水平力F，刚架重量略去不计。求支座A，D的约 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和支杆CB所受的力。 C
桂林航天工业学院作业纸 习题2-5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DE，将它的另一端固定在点 E。然后在绳的点D用力向下拉，并使绳的BD段水平，AB段铅直，DE段 与水平线、CB段与铅直线间成等角v - O.l rad （弧度）（当日很小时，tan日肚0）o如向下的拉力F=800 N，求绳 AB作用于桩上的拉力。 ?（I）节点e 坐标及囁力如图2-帕.Eli平刖理论卸 =0, F饪cos S = 0 =0, F M sin^-/7= n 鮮得 F Iia= 讨论：也可以向軽直FF廊方向投电.直接得 F M （2）节点虽坐标厘豎力fclllTl 2-K E所示*由节曲理论咼 ZF,=0T=0 近巴=0, =0 F tk =F fW i：ut^ = FL：ot2= SOkN 理閃0-0.]1 解（1｝研究对毀夙、爱力釦图所示T为掏成约束力囲 育 %=耳 ⑵研究刈象：迓力如禺対6c所示 = 0T- F；半F」eos45Q= 0 F A=41F C-（方向如图） 习题2-6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的约束力。 的约束 力。 A (b) 何 习题2-7在图示机构中, 曲柄OA上作用一力偶, 其矩为M ;另在滑块D上作用水平力F°机构尺寸如图所示，各杆重量不计。求当机构平衡时，力 Hr! ￡ ： F与力偶矩M 的关系。 (b ) ㈡ / + A/ = o (b) ?
1、二力平衡的条件是什么？ 2、杆件受力变形的四种基本形式有哪些？ 3、悬臂式吊车结构中AB为吊车大梁，BC为钢索，A、处为固定铰链支座，B处为铰链约束。已知起重电动电动机E与重物的总重力为F P(因为两滑轮之间的距离很小，F P可视为集中力作用在大梁上)，梁的重力为F Q。已知角度θ=30o。 求：1. 电动机处于任意位置时，钢索BC所受的力和支座A处的约束力 2. 分析电动机处于什么位置时，钢索受力的最大，并确定其数值。
1．试回答平面力系平衡的充要条件并写出平面力系的平衡方程。 2.强度设计准则是什么？ 2．已知：P＝7.5kW, n=100r/min,最大剪应力不得超过40MPa,空心圆轴的内外直径之比 = 0.5。二轴长度相同。求: 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2；确定二轴的重量之比。
作业一答案要求作业不能复印、打印答案，否则0分 1、二力平衡的条件是什么？ 答： 作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。 2、杆件受力变形的四种基本形式有哪些？ 答 1．轴向拉伸和压缩2．剪切3．扭转4．弯曲 3、悬臂式吊车结构中AB为吊车大梁，BC为钢索，A、处为固定铰链支座，B处为铰链约束。已知起重电动电动机E与重物的总重力为F P(因为两滑轮之间的距离很小，F P可视为集中力作用在大梁上)，梁的重力为F Q。已知角度θ=30o。 求：1. 电动机处于任意位置时，钢索BC所受的力和支座A处的约束力 2. 分析电动机处于什么位置时，钢索受力的最大，并确定其数值。
作业二答案 1．试回答平面力系平衡的充要条件并写出平面力系的平衡方程。 答 平面力系平衡的充要条件是：力系中各力在两个任选的坐标轴上的投影的代数和分别等于零，以及各力对于任一点之矩的代数和也等于零。 平面汇交力系平衡式：∑Fx =0 ∑Fy =0 平面平行力系平衡式：∑M O(F)=0 ∑F =0 平面力偶系的平衡式：∑M O(F)=0 2.强度设计准则是什么？ 答 在材料中取一个正六面单元体，在这个单元体上两个相互垂直的平面上，剪应力必然成对存在，且数值相等，其方向共同指向或共同背离这两个平面的交线（棱线）。 3．已知：P＝7.5kW, n=100r/min,最大剪应力不得超过40MPa,空心圆轴的内外直径之比 = 0.5。二轴长度相同。求: 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2；确定二轴的重量之比。
《土木工程力学（本）》作业2参考答案 说明：本次作业对应于静定结构的位移计算和力法，应按相应教学进度完成。 一、选择题（每小题2分，共10分） 1．用力法计算超静定结构时，其基本未知量为（D ） A 杆端弯矩 B 结点角位移 C 结点线位移 D 多余未知力 2．力法方程中的系数ij δ代表基本体系在1=j X 作用下产生的（C ） A i X B j X C i X 方向的位移 D j X 方向的位移 3．在力法方程的系数和自由项中（ B ） A ij δ恒大于零 B ii δ恒大于零 C ji δ恒大于零 D iP ?恒大于零 4．下列哪一条不是图乘法求位移的适用条件？（ D ） A 直杆 B EI 为常数 C P M 、M 至少有一个为直线形 D P M 、M 都必须是直线形 5．下图所示同一结构在两种不同荷载作用下，它们之间的关系是（A ） A A 点的水平位移相同 B C 点的水平位移相同 C C 点的水平位移相同 D BC 杆变形相同 二．判断题（每小题2分，共10分） 1．静定结构由于支座移动引起的位移与刚度无关。（× ） 2．反力互等定理仅对超静定结构才有使用价值。（× ） 3．用力法求解超静定刚架在荷载和支座移动作用下的内力，只需知道各杆刚度的相对值。 （0 ） 4．同一结构的力法基本体系不是唯一的。（ 0 ） 5．用力法计算超静定结构，选取的基本结构不同，则典型方程中的系数和自由项数值也不
同。（0 ） 三、求图示简支粱C 点的竖向位移，EI =常数。（9分） 解： 1）绘M P 图、M 1图 2）把M P 图分为三段，面积为ω1、ω2、 ω3 求出相应折点的弯矩值 3）按图乘公式求出c 点的竖向位移 四、 计算图示刚架结点C 的水平位移和转角，EI =常数。（9分） 五、试求图所示刚架点D 的竖向位移。EI 为常数。（9分） q q 8 9 M P 图 6 9 M 1图 l/2
工程力学试题作业及答案
《工程力学》第3次作业解答（空间力系） 2008－2009学年第2学期 一、填空题 1．求力在空间直角坐标轴上投影的两种常用方法是直接投影法和二次投影法。 2．已知力F 的大小及F 与空间直角坐标系三轴x、y、z的夹角α、β、γ，求投影x F、y F、 F的方 z 法称为直接投影法。 3．将空间一力先在某平面上分解成互相垂直二力，然后将其中之一再分解成另一平面上的互垂二力而求得该力互垂三投影的方法称为二次投影法。 4．若一个不为零的力F 在x、y轴上的投影x F、 F分别等于零，则此力的大小等于 y 该力在z轴上投影的绝对值，其方向一定与x、y轴组成的坐标平面相垂直。 5．参照平面力系分类定义，可将各力作用线汇交于一点的空间力系称为空间汇交力系；将各力作用线相互平行的空间力系称为空间平行力系；将作用线在空间任意分布的一群力称为空间任意力系。 6．重心是物体重力的作用点点，它与物体的大小、形状和质量分布有关；形心是由物体的形状和大小所确定的几何中心，它与物体的质量分布无关；质心是质点系的质量中心；对于均质物体，重心与形心重合，在重力场中，任何物体的
重心与质心重合。 二、问答题 1．什么是物体的重心？什么是物体的形心？重心与形心有什么区别？ 解答： 物体的重心是指物体重力的作用点，即物体的大小、形状和物体构成一旦确定，则无论物体在空间的位置、摆放方位如何，物体的重力作用线始终通过一个确定不变的点，这个点就是物体的重心，显然重心除与物体的大小、形状有关，还与物体的物体分布情况有关，同样大小、形状的两个物体，如果一个是质量均匀分布的，一个质量是不均匀分布的，则这两个物体的重心位置可能会不同。 形心是由物体的大小和形状所确定的几何中心，它只与物体的大小和几何形状有关，与物体的质量分布无关。 重心只有在重力场中有意义，而形心在重力场和失重状态下都有意义。在重力场中，质量均匀的物体，重心与形心重合；质量不均匀的物体，重心与形心不一定重合。 2．将物体沿着过重心的平面切开，两边是否等重？ 解答：将物体沿着过重心的平面切开，两边不一定等重。 以质量均匀的正圆锥形物体为例(图a)： （1）如果将圆锥体沿对称面切开（图b），则两部分的体积相等，因此两部分重量相等；
《工程力学》复习资料 1.画出(各部分)得受力图 (1) (2) (3) 2.力F作用在边长为L 正立方体得对角线上。设Oxy 平面与立方体得底面ABCD相平行,两者之间得距离为h,试求力F对O点得矩得矢量表达式。 解:依题意可得: 其中点坐标为: 则 3.如图所示力系由F1,F2,F3,F4与F5组成,其作用线分 别沿六面体棱边。已知:得F1=F3=F4=F5=5kN,F2=10 kN,OA=OC/2=1、2m。试求力系得简化结果。 解:各力向O点简化 即主矩得三个分量 : 合力得作用线方程 4.多跨梁如图所示。已
知:q=5kN,L=2m。试求A、B、D处得约束力。 取CD段 解得 取整体来研究, 联合以上各式,解得 5.多跨梁如图所示。已知:q=5kN,L=2m,ψ=30°。试求A、C处得约束力。(5+5=10分) 取BC段 联合以上各式,解得 取整体研究 联合以上各式,解得 6.如图无底得圆柱形容器空筒放在光滑得固定地面上,内放两个重球。设每个球重
为G,半径为r,圆筒得半径为R,若不计各接触面得摩擦,试求圆筒不致翻倒得最小重量Ｑmin(R＜2r＜2R)。 解:圆桶将向右边翻倒,在临界状 态下,其受力图如右图示。 由小球得对称性 以球为研究对象,其受力图如右图示。 7.在图示结构中,假设AC梁就是刚杆,杆1、2、3得横截面积相等,材料相同。试求三杆得轴力。 解法一: (1)以刚杆AC为研究对象, 其受力与变形情况如图所示 (2)由平衡方程 : (3)由变形协调条件: (4)由物理关系 : 5)联立求解得: 解法二: 因为所以 又因为所以 又因为 所以 联立上式得:
大工18《工程力学（二）》在线作业2 一、单选题 1: 单位荷载法是由（ A ）推导出来的。 A: 虚力原理 B: 虚位移原理 C: 叠加原理 D: 互等定理 2: 梁在集中力作用的截面处，其内力图（ D ）。 A: 剪力图有突变，弯矩图光滑连续 B: 剪力图有转折，弯矩图有突变 C: 剪力图光滑连续，弯矩图有突变 D: 剪力图有突变，弯矩图有转折 3: 在任一线性变形体系中，由荷载1引起的与荷载2相应的位移影响系数δ21等于由荷载2引起的与荷载1相应的位移影响系数δ12，这称为（B ）。 A: 功的互等定理 B: 位移互等定理 C: 反力互等定理 D: 以上都不对 4: 对称结构在对称荷载的作用下（ B ）是反对称的。 A: 弯矩图B: 剪力图 C: 轴力图D: 位移
5: 下面选项中，属于超静定结构特性的是（ B ）。 A: 结构是无多余约束的几何不变体系 B: 结构是有多余约束的几何不变体系 C: 支座位移不会使结构产生内力 D: 温度改变不会使结构产生内力 二、多选题 1: 结构力学中，计算结构位移的目的在于（ABC ）。A: 验算结构的刚度 B: 为超静定结构的弹性分析打下基础 C: 便于作出一定的施工措施 D: 验算结构的强度 2: 关于力法和位移法，下列说法中正确的是（ABD ）。A: 位移法可求解静定结构和超静定结构 B: 力法只可求解超静定结构 C: 力法可求解超静定结构和静定结构 D: 力法中同一结构可选取不同的结构体系 3: 应力状态包括（ABC ）。 A: 单向应力状态 B: 平面应力状态 C: 空间应力状态 D: 复杂应力状态 4: 关于位移法的基本假设，下列正确的是（ABC ）。