《理论力学》第四版(赫桐生版)

第一章练习题1-1 .描述如下指定物体的尝试。 解：练习题1-2解：练习题1-3 .描述以下各物系指定物体的尝试。解：第二章练习问题2-1 .铆接薄钢板如对孔心a、b、c作用三力的图所示，已知P1=100N为铅直方向，P2=50N为AB方向，P3=50N为水平方向.解：属于平面交叉力系合力的大小和方向：练习题2-2 .图示的简单支撑梁受到集中载荷P=20kN，求出图示的两种情况下的支撑台a、b的约束反作用力。解： (1)研究PS、受力分析绘画能力三角形：相似关系：几何关系：约束反作用力：(2)研究ab、受力分析绘画能力三角形：相似关系：几何关系：约束反作用力：练习题2-3 .马达的重量P=5kN放在水平梁AB的中央，梁的a端用铰链固定，b端由支撑BC支撑。 求出支柱BC所受到的力。解： (1)研究整体、受力分析：(2)画力三角形：(3)求BC受力练习问题2-4 .简易起重机用绳索吊着重量G=2kN的重物，无视部件的自重、摩擦及带轮的大小，简化a、b、c三处铰链连接，求出杆AB和AC所承受的力。解： (1)研究铰链a，受力分析(AC、AB为双力棒，不论滑轮的大小)。建立直角坐标Axy、列平衡方程式平衡方程式：AB杆被拉伸，BC杆被压迫。(2)研究铰链a，受力进行分析(AC、AB是双力棒，不论滑轮的大小)。建立直角坐标Axy、列平衡方程式平衡方程式：AB杆实际受到力的方向与假设相反，受压的BC杆受到压力。练习题2-5 .三铰链式门架受到集中负荷p的作用，求出门架没有重量的图示的两种情况下的支撑台a、b的约束反作用力。解： (1)研究整体，受力分析(AC是双力棒)。绘画能力三角形：求约束反作用力：(2)研究整体，受力分析(BC是双力棒)绘画能力三角形：几何关系：求约束反作用力：练习题2-6.4根绳索AC、CB、CE、ED如图所示连接，其中b、d的两端固定在托架上，a的端部成为重物，人在e点降低p，如果P=400N、=4o，则求出能够悬挂的重量g。解： (1)研究铰链、受力分析、绘画能力三角形：根据图(2)研究铰链c，受力分析，画出力的三角形根据图练习问题2-7 .夹具使用的2种连杆增力机构如图所示，书籍推力p作用于a点，夹紧平衡时的杆AB和水平线的角度求出相对于工件的夹紧力q和=10o时的增力倍率Q/P。解： (1)研究滑块a、受力分析、绘画能力三角形：根据图研究AB杆(双力杆)和滑块b，受力分析，画出力的三角形根据图(2)研究铰链a，受力分析，画出力的三角形根据图研究AB杆(双力杆)和滑块b，受力分析，画出力的三角形根据图练习题2-8 .图示F1=F1=150N、F2=F2=200N、F3=F3=250N。 求合力。解： (1)求各偶力的偶力矩：(2)求出合力矩：合成偶数匝是逆时针方向。练习问题2-9 .部件的支承和负荷状况如图所示，求出支承台a、b的约束反作用力。解： (1)研究PS、受力分析、画画的尝试；列平衡方程式：解方程式(2)研究PS、受力分析、画画的尝试；列平衡方程式：解方程式练习题2-10 .锻锤工作时，如果来自锻件的反作用力有偏心，则锤子会振动，轨道产生大的压力，轨道的磨损会加速，影响锻件的精度。 求出冲击力P=1000kN、偏心力矩e=20mm、锤钻头高度h=200mm已知的锤对两侧导轨施加的压力。解： (1)研究锤子、受力分析、画画的尝试；(2)列平衡方程式：解方程式：练习问题2-11 .图示轧制机的动作机构为，支架和辊的共重量G=650kN，为了轧制钢板，对辊分别作用偶力，力矩的大小为m1=m2=828kN，支架的支点距离l=1380mm解： (1)正常工作时，m1和m2的合力偶然为零。 整体受力分析：从对称性可以看出(2)不正常的情况下，分别研究m2和g的作用g单独作用时，与(1)相同当m2单独作用时，列平衡方程如下对于共同工作：NA的实际方向朝下，NB的实际方向朝上。练习问题2-12 .四连杆机构OABO1在图示的位置保持平衡，OA=40cm、O1B=60cm，作用于曲柄OA的力矩的大小为m1=1N.m，已知没有杆的重量的力矩m2的大小和连杆AB解： (1)研究PS杆，受力分析，画画的尝试；列平衡方程式：(2)研究ab (双力棒)，受力的有：我知道：(3)研究o1b杆，受力分析，画画的尝试；列平衡方程式：第三章练习题3-1 .求出图表平面系统的合成结果，将长度单位设为m。解： (1)以o点为简化中心，求出平面系统的主矢量求出平面力系相对于o点的主力矩：(2)合成结果：平面系的主矢量为零，主力矩不为零，力系的合成结果为合力偶数，大小为260Nm，反转为逆时针方向。练习题3-2 .求出以下各图中的平行分布力的合力和相对于a点的力矩。解： (1)平行力系相对于a点的力矩是以b点为简化中心，平行系的主要箭头如下平行力系相对于b点的主力矩如下所示向b点的简化结果是力RB和偶力MB如图所示将RB向下移动距离d，以满足以下条件：最后简化为力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，作用点通过矩形的中心。(2)以a点为简化中心，平行系的主要箭头如下平行力系相对于a点的主力矩如下所示向a点简化的结果是力RA和偶力MA如图所示将RA向右移动距离d，以满足以下条件：最后简化为力r，大小等于RA。 其几何意义是r的大小等于载荷分布三角形的面积，作用点通过三角形的心形。练习题3-3 .求出以下各梁和刚架的座反作用力，长度的单位为m。解： (1)研究ab杆，受力分析，画画的尝试；列平衡方程式：解方程式：图示反作用力的实际方向。验证：结果是正确的。(2)研究ab杆，受力分析，将线性分布的负荷简化为集中力，尝试画画；列平衡方程式：解方程式：图示反作用力的实际方向。验证：结果是正确的。(3)研究ABC，受力分析，将均匀的负荷简化为集中力，尝试画画；列平衡方程式：解方程式：图示反作用力的实际方向。验证：结果是正确的。练习题3-4 .重物的悬挂图是G=1.8kN，其他的重量是已知的铰链a的约束反作用力和杆BC所受到的力。解： (1)研究整体、受力分析(BC为双力棒)、画画的尝试；列平衡方程式：解方程式：图示反作用力的实际方向。练习问题3-5 .图示挖掘机，G=177kN、垂直载荷P=1350kN、风载荷q=1.5kN/m、水平力F=50kN； 求出支架a的约束反作用力和支撑CD受到的力。解： (1)研究整体，受力分析(CD为双力棒)，画画的尝试：列平衡方程式：解方程式：图示反作用力的实际方向。练习问题3-6 .将圆柱o的重量G=1000N放在斜面上，不介意用支架支撑的架子的重量，求出铰链a、b、c处的反作用力。解： (1)研究圆柱、受力分析、画画的尝试；由力三角形是(2)研究ab杆，受力分析(注意BC是双力杆)，试着画画：图的几何关系如下(3)列平衡方程式(4)解方程式：反作用力的实际方向如图所示(5)研究BC杆是双力杆，正在尝试着画画根据图练习题3-7 .静定多跨梁的载荷和尺寸如图所示，求出长度单位为m的支架反作用力和中间铰链部的压力。解： (1)研究BC杆，受力分析，画画的尝试；列平衡方程式：解方程式：研究BC杠杆，受力分析，画画的尝试：列平衡方程式：解方程式：(2)研究CD棒，受力分析，画画的尝试；列平衡方程式：解方程式：研究交流杆，受力分析，画画的尝试：列平衡方程式：解方程式：(3)研究BC杆，受力分析，绘画的尝试；列平衡方程式：解方程式：研究铰链b，受力分析，画画的尝试：列平衡方程式：解方程式：研究PS杆，尝试受力分析，画画列平衡方程式：解方程式：练习题3-8 .组合结构的载荷和尺寸如图所示，求出长度单位为m的支撑台的反作用力和各连杆的内力。解： (1)研究整体，受力分析(注意一根棒是两根棒)，画画要努力列平衡方程式：解方程式：(2)研究一根棒(两根棒)，受力分析，画画的尝试；根据图(3)研究铰链c，受力分析，画画的尝试；由力三角形是杆1和杆3被推，杆2被拉伸。练习问题3-9 .图示破碎机传动机构为，可动颚板AB=60cm，破碎时作用于颚板，与AB方向垂直的分力P=1kN，AH=40cm，BC=CD=60cm，OE=10cm。解： (1)研究ab杆，受力分析(注意BC是双力杆)，画画要努力：列平衡方程式：(2)研究铰链c，受力分析(BC、CD、CE都要注意双力棒)，画画都很精心由力三角形：其中：(3)研究PS、受力分析、画画的尝试；列平衡方程式：练习问题3-10 .图示的液压升降装置由平台和两个连动机构构成，连动机构上的液压缸受到同等的力(在图中，仅图示了一个连动机构和液压缸)。 链路EDB和CG的长度均为2a，在杆前端安装有辊b和c，杆AD铰链连接在EDB的中点上。 抬起重量w的一半由图示的机构承受。 设W=9800N、a=0.7m、l=3.2m，求出在=60o时保持平衡所需的液压缸的推力，并说明得到的结果与距离d无关。解： (1)研究ABC的部分，受力分析(注意AC是双力棒)，画画很努力列平衡方程式：解方程式：(2)研究辊子c，受力分析(注意BC、CG是双力棒)，尝试画画：由力三角形是(3)研究平台和联动机构，受力分析(注意CG、DH为双力棒)，尝试画画；列平衡方程式：要解方程式结果与d无关根据几何关系第四章练习问题4-1 .用图示三脚架ABCD和绞车e吊起距坑道30kN的重物，ABC是等边三角形，三脚架的三根脚和绳索DE都是水平面和60o角，架子的重量是求出没有记录的重物等速吊起时各喊叫声所受到的力。解：铰链d是研究对象，坐标系如图所示，受力解析是空间交叉系统，o是d在水平面上的投影。平衡方程式如下所示练习题4-2 .重物m放置在光滑的斜面上，用沿斜面的绳AM和BM拉。 已知重量W=1000N、斜面的倾斜角=60o、绳索与垂直面所成的角度分别为=30o、=60o . 如果无视物体的尺寸不记得的话，求出重物对斜面的压力和两根绳子的张力。解：重物m为研究对象，坐标系如图所示，受力分析为空间交力系，平衡方程式如下练习问题4-3 .起重机搭载在三轮车ABC上，机体的重量G=100kN，重力作用线在平面LMNF内，距机体的轴线MN的距离为0.5m的AD=DB=1m，CD=1.5m，CM=1m为已知的载荷P=30kN，起重机的平面LMN与AB平行解：起重机是研究对象，坐标系如图所示，受力的是空间平行系统，平衡方程式如下练习题4-4 .水平轴有两个凸轮，凸轮分别像已知的p力=800N和未知的力f作用的轴平衡那样，求出力f和轴承反作用力。解：以凸轮和轴为研究对象，坐标系如图，受力分析是空间的任意系，平衡方程式如下练习题4-5 .在水平轴上安装有两个带轮c和d，带轮的半径r1=20cm、r2=25cm，带轮c的胶带是水平的，共张力T1=2t1=5000N，带轮d的胶带与垂直线成角=30o，其张力T2=2t2； 无视车轮、轴的重量，在平衡下求出张力T2和T2的大小和轴承反作用力。解：以皮带轮和轴为研究对象，坐标系如图所示，受力分析为空间的任意系统，平衡方程式如下练习题4-6 .钻头由支点b、钻头a和弯曲手柄构成，b加上p，手柄上加上f，就能使钻头绕轴旋转切削(支点b不动)。 已知力p的垂直成分Pn=50N，F=150N，求出材料对钻头的阻力和力p的轴x和y方向的成分Px、Py的值。解：以摇手钻为研究对象，坐标系如图，受力分析为空间的任意系，平衡方程式如下练习题4-7 .均质长方形板ABCD的重量G=200N，用球铰链a和蝶型铰链b固定在墙上，用绳索EC求出维持在水平位置的绳索的张力和支撑台的