工程力学练习册答案(部分)

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杆的受力图第一章静力学基础3（a）（b）（c）（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。4第一章静力学基础（a）（b）第一章静力学基础5（c）（d）6第一章静力学基础（e）（f）第一章静力学基础7（g）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300。如忽略撑杆与梁的重量，求绞支座A、B处的约束反力。8第一章静力学基础题2-1图PFFFFFFBAyABx30sin30sin,0030cos30cos,0解得:NPFFBA5000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和支杆BC所受的力。第四章材料力学基本概念9题2-2图030cos30sin,0030sin30cos,0PPFFPFFFBCyBCABx解得:PFPFBCAB732.2732.3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10第一章静力学基础以AC段电线为研究对象，三力汇交NFNFFFFFFFCAGAyCAx200020110/1tansin,0,cos,0解得：2-4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ACyBDCxEyBDExFFFFFFBFFFFFFDcos,0,sin,0sin,0,cos,0节点：节点：第四章材料力学基本概念11联合解得：kNFFFA80100tan22-5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030cos,0045cos,02211BCxBCxFFFCFFFB节点：节点：解得：4621FF2-6匀质杆重W=100N，两端分别放在与水平面成300和600倾角的光滑斜面上，求平衡时这两斜面对杆的约束反力以及杆与水平面间的夹角。12第一章静力学基础题2-6图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）lMFFBA(．注意，这里，．．．．．．A．与．B．处约束力为负，表示实际方向与假定方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．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．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．)．第四章材料力学基本概念13(b)coslMFFBA2-8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。题2-8图作两曲杆的受力图，BC是二力杆，AB只受力偶作用，因此A、B构成一对力偶。即'BAFFaMFFFaMFMaFaFMCBABBBA4242'3'22'22,02-9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。14第一章静力学基础题2-9图1作受力图2、BC只受力偶作用，力偶只能与力偶平衡lMFFCB3、构件ADC三力汇交lMFFFFACAX20'22,02-10四连杆机构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。第四章材料力学基本概念15题2-10图kNmMMlFMCDMlFMABCDBABB7.175sin,030sin,0221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，m1=0.4kN.m,求另一力偶矩m2。及O、O1处的约束反力。16第一章静力学基础题2-11图kNFFFkNmMkNFMFMCDMFMOBAOOAAA15.18.0,15.14.03,060sin4.0',01221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。第四章材料力学基本概念17（a）（b）题2-12图受力分析如图：kNFkNFFFFFMBABAYBA21,15208.020,04.2206.184.08.020,0解得：受力分析如图：kNFkNFkNFFFFFFFFMBAyAxBAxxBAyYBA95.31,33.12,98.1521,022023,032322203,0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。18第一章静力学基础（a）（b）题2-13图1作受力图，BC杆受力偶作用cosaMFFCB2.对AB杆列平衡方程MaFMFMaMFFFaMFFFBAABAyYBAxXcos',0)(cos',0tansin',0所以：MMaMFaMFAAyAxtan第四章材料力学基本概念191.以BC为研究对象，列平衡方程221cos,0)(0cos,0sin,0qaaFFMFqaFFFFFCBCByYCBxXcos22tan2qaFqaFqaFCByBx1.以AB为研究对象，列平衡方程221,0)(2,02tan,0qaaFMFMqaFFFqaFFFByABByAyYBxAxX20第一章静力学基础cos22122tan2qaFqaMqaFFqaFFCAByAyBxAx2-14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，045，且不计梁、杆、滑轮和绳的重量。求铰链A和杆BC对梁的约束反力。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：第四章材料力学基本概念210)2.0(6.022,0)(022,0022,0rPFrPFMPFFFFPFFBABAyYBAxX解得：NFNFNFBAyAx5.848120024002-15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：kNPFFFFByAyBxAx30022第一章静力学基础以BC半拱为研究对象kNFFlFhFlPMAxBxByBxC120283,0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A，D和B所受的力题2-16图解：1.以整体为研究对象第四章材料力学基本概念23FFFFFFMFFFFCyByCyBCyByY,0,0)(0,02.以DG杆为研究对象，列平衡方程02,00,00,0aFaFMFFFFFFFFAxDxBAyDyByYAxDxBxX解得：FFFFFFAyBxAx3.以AB杆为研究对象，列平衡方程0222,0)(022',0022',0aFaFFMFFFFFFFEDEDyYEDxX2-17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和B处的约束反力以及杆BC的内力FBC。24第一章静力学基础题2-17图以整体为研究对象0)5.1()2(4,0)(0,0,0rPrPFFMPFFFPFFBABAyYAxX解得：NFNFNFBAyAx10501501200以CDE杆和滑轮为研究对象第四章材料力学基本概念2505.125.15.12,0)(22PFFMBD解得：NFB15002-18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。题2-18图2-19两根相同的均质杆AB和BC，在端点B用光滑铰链连接，A，C端放在不光滑的水平面上，如图所示。当ABC成等边三角形时，系统在铅直面内处于平衡状态。求杆端与水平面间的摩擦因数。题2-19图26第一章静力学基础2-20简易升降混凝土料斗装置如图所示，混凝土和料斗共重25kN，料斗与滑道间的静摩擦和动摩擦因数均为0.3。（1）如绳子的拉力分别为22kN与25kN时，料斗处于静止状态，求料斗与滑道间的摩擦力；（2）求料斗匀速上升和下降时绳子的拉力。题2-20图2-21图示两无重杆在B处用套筒式无重滑块连接，在AD杆上作用一力偶，其力偶矩MA=40N.m，滑块和AD间的摩擦因数fs=0.3。求保持系统平衡时力偶矩MC的范围。第四章材料力学基本概念27题2-21图2-22均质箱体A的宽度b=1m，高h=2m，重P=200kN，放在倾角030的斜面上。箱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2-23尖劈顶重装置如图所示。在B块上受力P的作用。A与B块间的摩擦因数为fs（其他有滚珠处表示光滑）。如不计A和B块的重量，求使系统保持平衡的力F的值。题2-23图28第一章静力学基础以整体为研究对象，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(tan)tan()tan(minmaxPFPfPFPFs为摩擦角，其中2-24砖夹的宽度为25cm，曲杆AGB与GCED在G点铰接。砖的重量为W，提砖的合力F作用在砖夹的对称中心线上，尺寸如图所示。如砖夹与砖之间的摩擦因数fs=0.5，试问b应为多大才能把砖夹起（b是G点到砖块上所受正压力作用线的垂直距离）题2-24图第四章材料力学基本概念292-25均质长板AD重P，长为4m，用一短板BC支撑，如图所示。若AC=BC=AB=3m，BC板的自重不计。求A、B、C处的摩擦角各为多大才能使之保持平衡。题2-25图第三章空间力系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