《理论力学》课后习题解答(赫桐生_高教版)

第一章习题11画出下列指定物体的受力图。解习题12画出下列各物系中指定物体的受力图。解习题13画出下列各物系中指定物体的受力图。解第二章习题21铆接薄钢板在孔心A、B和C处受三力作用如图，已知P1100N沿铅垂方向，P250N沿AB方向，P350N沿水平方向；求该力系的合成结果。解属平面汇交力系；合力大小和方向习题22图示简支梁受集中荷载P20KN，求图示两种情况下支座A、B的约束反力。解1研究AB，受力分析画力三角形相似关系几何关系约束反力2研究AB，受力分析画力三角形相似关系几何关系约束反力习题23电机重P5KN放在水平梁AB的中央，梁的A端以铰链固定，B端以撑杆BC支持。求撑杆BC所受的力。解1研究整体，受力分析2画力三角形3求BC受力习题24简易起重机用钢丝绳吊起重量G2KN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。解1研究铰A，受力分析（AC、AB是二力杆，不计滑轮大小）建立直角坐标AXY，列平衡方程解平衡方程AB杆受拉，BC杆受压。2研究铰A，受力分析（AC、AB是二力杆，不计滑轮大小）建立直角坐标AXY，列平衡方程解平衡方程AB杆实际受力方向与假设相反，为受压；BC杆受压。习题25三铰门式刚架受集中荷载P作用，不计架重；求图示两种情况下支座A、B的约束反力。解1研究整体，受力分析（AC是二力杆）；画力三角形求约束反力2研究整体，受力分析（BC是二力杆）；画力三角形几何关系求约束反力习题26四根绳索AC、CB、CE、ED连接如图，其中B、D两端固定在支架上，A端系在重物上，人在E点向下施力P，若P400N，4O，求所能吊起的重量G。解1研究铰E，受力分析，画力三角形由图知2研究铰C，受力分析，画力三角形由图知习题27夹具中所用的两种连杆增力机构如图所示，书籍推力P作用于A点，夹紧平衡时杆AB与水平线的夹角为；求对于工件的夹紧力Q和当10O时的增力倍数Q/P。解1研究滑块A，受力分析，画力三角形由图知研究AB杆（二力杆）和滑块B，受力分析，画力三角形由图知2研究铰A，受力分析，画力三角形由图知研究AB杆（二力杆）和滑块B，受力分析，画力三角形由图知习题28图示F1F1150N，F2F2200N，F3F3250N。求合力偶。解1求各个力偶的力偶矩2求合力偶矩合力偶转向是逆时针。习题29构件的支承及荷载情况如图，求支座A、B的约束反力。解1研究AB，受力分析，画受力图列平衡方程解方程2研究AB，受力分析，画受力图列平衡方程解方程习题210锻锤工作时，若锻件给它的反作用力有偏心，就会使锤头发生偏斜，在导轨上产生很大的压力，从而加速导轨的磨损，影响锻件的精度。已知打击力P1000KN，偏心矩E20MM，锤头高度H200MM；求锤头给两侧导轨的压力。解1研究锤头，受力分析，画受力图2列平衡方程解方程习题211图示轧钢机工作机构，机架和轧辊共重G650KN，为了轧制钢板，在轧辊上各作用一力偶，力偶矩大小为M1M2828KN，机架的支点距离L1380MM；当发生事故时，M10，M21656KNM；求在正常工作与发生事故两种情形下支点A、B的反力。解1正常工作时，M1和M2的合力偶为零。整体受力分析由对称性可知2非正常工作时，分别讨论M2和G作用的情况G单独作用时，情况同1M2单独作用时，列平衡方程共同作用情况时NA的实际方向向下，NB的实际方向向上。习题212四连杆机构OABO1在图示位置平衡，已知OA40CM，O1B60CM，作用在曲柄OA上的力偶矩大小为M11NM，不计杆重；求力偶矩M2的大小及连杆AB所受的力。解1研究OA杆，受力分析，画受力图列平衡方程2研究AB（二力杆），受力如图可知3研究O1B杆，受力分析，画受力图列平衡方程第四章习题41求图示平面力系的合成结果，长度单位为M。解1取O点为简化中心，求平面力系的主矢求平面力系对O点的主矩2合成结果平面力系的主矢为零，主矩不为零，力系的合成结果是一个合力偶，大小是260NM，转向是逆时针。习题43求下列各图中平行分布力的合力和对于A点之矩。解A平行力系对A点的矩是取B点为简化中心，平行力系的主矢是平行力系对B点的主矩是向B点简化的结果是一个力RB和一个力偶MB，且如图所示；将RB向下平移一段距离D，使满足最后简化为一个力R，大小等于RB。其几何意义是R的大小等于载荷分布的矩形面积，作用点通过矩形的形心。B取A点为简化中心，平行力系的主矢是平行力系对A点的主矩是向A点简化的结果是一个力RA和一个力偶MA，且如图所示；将RA向右平移一段距离D，使满足最后简化为一个力R，大小等于RA。其几何意义是R的大小等于载荷分布的三角形面积，作用点通过三角形的形心。习题44求下列各梁和刚架的支座反力，长度单位为M。解1研究AB杆，受力分析，画受力图列平衡方程解方程组反力的实际方向如图示。校核结果正确。2研究AB杆，受力分析，将线性分布的载荷简化成一个集中力，画受力图列平衡方程解方程组反力的实际方向如图示。校核结果正确。3研究ABC，受力分析，将均布的载荷简化成一个集中力，画受力图列平衡方程解方程组反力的实际方向如图示。校核结果正确。习题45重物悬挂如图，已知G18KN，其他重量不计；求铰链A的约束反力和杆BC所受的力。解1研究整体，受力分析（BC是二力杆），画受力图列平衡方程解方程组反力的实际方向如图示。习题46习题47习题48图示钻井架，G177KN，铅垂荷载P1350KN，风荷载Q15KN/M，水平力F50KN；求支座A的约束反力和撑杆CD所受的力。解1研究整体，受力分析（CD是二力杆），画受力图列平衡方程解方程组反力的实际方向如图示。习题410习题36圆柱O重G1000N放在斜面上用撑架支承如图；不计架重，求铰链A、B、C处反力。解1研究圆柱，受力分析，画受力图由力三角形得2研究AB杆，受力分析（注意BC为二力杆），画受力图图中的几何关系是3列平衡方程4解方程组反力实际方向如图示；5研究BC杆，是二力杆，画受力图由图知习题37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。解1研究BC杆，受力分析，画受力图列平衡方程解方程组研究BC杆，受力分析，画受力图列平衡方程解方程组2研究CD杆，受力分析，画受力图列平衡方程解方程组研究AC杆，受力分析，画受力图列平衡方程解方程组3研究BC杆，受力分析，画受力图列平衡方程解方程组研究铰B，受力分析，画受力图列平衡方程解方程研究AB杆，受力分析，画受力图列平衡方程解方程组习题38组合结构的荷载及尺寸如图所示，长度单位为M；求支座反力和各链杆的内力。解1研究整体，受力分析（注意1杆是二力杆），画受力图列平衡方程解方程组2研究1杆（二力杆），受力分析，画受力图由图得3研究铰C，受力分析，画受力图由力三角形得杆1和杆3受压，杆2受拉。习题39图示破碎机传动机构，活动颚板AB60CM，设破碎时对颚板作用力垂直于AB方向的分力P1KN，AH40CM，BCCD60CM，OE10CM；求图示位置时电机对杆OE作用的转矩M。解1研究AB杆，受力分析（注意BC是二力杆），画受力图列平衡方程2研究铰C，受力分析（注意BC、CD、CE均是二力杆），画受力图由力三角形其中3研究OE，受力分析，画受力图列平衡方程习题310图示液压升降装置，由平台和两个联动机构所组成，联动机构上的液压缸承受相等的力（图中只画了一副联动机构和一个液压缸）。连杆EDB和CG长均为2A，杆端装有滚轮B和C，杆AD铰结于EDB的中点。举起重量W的一半由图示机构承受。设W9800N，A07M，L32M，求当60O时保持平衡所需的液压缸的推力，并说明所得的结果与距离D无关。解1研究ABC部分，受力分析（注意AC是二力杆），画受力图列平衡方程解方程组2研究滚轮C，受力分析（注意BC、CG是二力杆），画受力图由力三角形得3研究平台和联动机构，受力分析（注意CG、DH为二力杆），画受力图列平衡方程解方程得可见结果与D无关；由几何关系知第四章习题41用图示三脚架ABCD和绞车E从矿井中吊起重30KN的30的重物，ABC为等边三角形，三脚架的三只脚及绳索DE均与水平面成60O角，不记架重；求当重物被匀速吊起时各叫所受的力。解铰链D为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间汇交力系，O为D在水平面上的投影。平衡方程为习题42重物M放在光滑的斜面上，用沿斜面的绳AM与BM拉住。已知物重W1000N，斜面的倾角60O，绳与铅垂面的夹角分别为30O和60O。如物体尺寸忽略不记，求重物对于斜面的压力和两绳的拉力。解重物M为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间汇交力系，平衡方程为习题43起重机装在三轮小车ABC上，机身重G100KN，重力作用线在平面LMNF之内，至机身轴线MN的距离为05M；已知ADDB1M，CD15M，CM1M；求当载重P30KN，起重机的平面LMN平行于AB时，车轮对轨迹的压力。解起重机为研究对象，坐标系如图示，受力为一空间平行力系，平衡方程为习题44水平轴上装有两个凸轮，凸轮上分别作用已知P力800N和未知力F；如轴平衡，求力F和轴承反力。解取凸轮与轴为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间任意力系，平衡方程为习题45水平轴上装有两个带轮C和D，轮的半径R120CM，R225CM，轮C的胶带是水平的，共拉力T12T15000N，轮D的胶带与铅垂线成角30O，其拉力T22T2；不计轮、轴的重量，求在平衡情况下拉力T2和T2的大小及轴承反力。解取带轮与轴为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间任意力系，平衡方程为习题46手摇钻由支点B、钻头A和一个弯曲手柄组成，当在B处施力P并在手柄上加力F后，即可带动钻头绕轴转动而切削（支点B不动）。已知力P的垂直分量PN50N,F150N，求材料对钻头的阻抗作用力及力P在轴X和Y方向的分量PX、PY之值。解取手摇钻为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间任意力系，平衡方程为习题47匀质长方形板ABCD重G200N，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反力。解取ABCD为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间任意力系，平衡方程为第五章习题51重为G的物体放在倾角为的斜面上，摩擦系数为F；问要拉动物体所需拉力T的最小值是多少，这时的角多大解1研究重物，受力分析（支承面约束用全反力R表示），画受力图2由力三角形得3当T与R垂直时，T取得最小值，此时有习题52欲转动一放在V形槽中的钢棒料，需作用一矩M15NM的力偶，已知棒料重400N，直径为25CM；求棒料与槽间的摩擦系数F。解1研究钢棒料，受力分析（支承面约束用全反力R表示），画受力图2由力三角形得3列平衡方程由2、3得4求摩擦系数习题53尖劈顶重装置如图所示，尖劈A的顶角为，在B块上受重物Q的作用，A、B块间的摩擦系数为F（其他有滚珠处表示光滑）；求（1）顶起重物所需力P之值；（2）取支力P后能保证自锁的顶角之值。解1研究整体，受力分析，画受力图列平衡方程2研究尖劈A，受力分析，画受力图由力三角形得3撤去P力后要保持自锁，则全反力与NA成一对平衡力由图知习题54图示为轧机的两个轧辊，其直径为D500MM，辊面间开度为A5MM，两轧辊的转向相反，已知烧红的钢板与轧辊间的摩擦系数为F01；试问能轧制的钢板厚度B是多少解1研究钢块，处于临界平衡时，画受力图2由图示几何关系习题55攀登电线杆用的脚套钩如图所示，设电线杆的直径D30CM，A、B间的垂直距离B10CM，若套钩与电线杆间的摩擦系数F05；试问踏脚处至电线杆间的距离L为多少才能保证安全操作解1研究脚套钩，受力分析（A、B处用全反力表示），画受力图2由图示几何关系习题56梯子重G、长为L，上端靠在光滑的墙上，底端与水平面间的摩擦系数为F；求（1）已知梯子倾