工程力学试题及答案讲解

1、工程力学试题及答案 一、填空题 1. 物体的平衡是指物体相对于地面 或作 运动的状态 2. 平面汇交力系平衡的必要与充分条件是： 。该力系中各力构成的力多边形 3. 一物块重 600N，放在不光滑的平面上，摩擦系数f=0.3， 在左侧 有一推 力 150N，物块 有向右 滑动 的趋势 Fmax=, 所 以 此 物 块 处 于 静 止 状 态 ， 而 其 F= 。 4. 刚体在作平动过程中，其上各点的 相同，每一 瞬时，各点具有 的速度和加速度。 5. AB 杆质量为 m，长为 L，曲柄 O1A 、O2B 质量不计，且 O1A=O 2B=R ，O1O2=L，当 =60时， O1A 杆绕 O1轴转

2、 动，角速度为常量，则该瞬时 AB 杆应加的惯性力大 小为 ，方向为 6. 使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。工程上一 般把 作为塑性材料的极限应力；对于脆性材 料，则把 作为极限应力。 7. 面称为主平面。主平面上的正应力称为 。 8. 当圆 环匀 速转 动时 ，环 内的 动应 力只 与材料的 密度 和 有 关，而 与 无关。 二、单项选择题 (在每小题的四个备选答案中， 选出一个正确答案， 并将正确答案的序号填在 题干的括号内。每小题 3 分，共 18分) 1. 某简支梁 AB 受载荷如图所示，现分别用 关系为 ()。 A.R ARB C.RA=RB D.无法比较 2. 材料不同的

3、两物块 A 和 B 叠放在水平面上，已知物块 A 重 0.5kN，物块 B 重 0.2kN ，物块 A 、B 间的摩擦系数 f1=0.25 ，物块 B 与地面间的摩擦系数 f2=0.2，拉动 B 物块所需要的最 小力为 ( ) A. 0.14kN B. 0.265kN C. 0.213kN D. 0.237kN 3. 在无阻共振曲线中，当激振力频率等于系统的固有频率时，振幅B 趋近于 ()。 A. 零B. 静变形C.无穷大D.一个定值 4. 虎克定律应用的条件是 ()。 A. 只适用于塑性材料B. 只适用于轴向拉伸 C.应力不超过比例极限D. 应力不超过屈服极限 5. 梁的截面为 T 字型，

4、Z 轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有 ()。 A. 最大拉应力和最大压应力位于同一截面 C B. 最大拉应力位于截面 C，最大压应力位于截面 D C. 最大拉应力位于截面 D ，最大压应力位于截面 C D. 最大拉应力和最大压应力位于同一截面D 6. 圆轴扭转时，表面上任一点处于 （）应力状态。 A. 单向B. 二向C.三向D.零 三、简答题 （每小题 4分，共 16 分） 1. 平面图形在什么情况下作瞬时平动 ?瞬时平动的特征是什么 ? 2. 一质点在铅垂平面内作圆周运动， 当质点恰好转过一周时， 其重力的功为零， 对吗?为什么 ? 3. 何谓纯弯曲和平面弯曲 ? 4. 试述构件发生

5、疲劳破坏时的主要特点。 四、计算题 （共 50 分） 1. 三铰拱刚架如图所示，受 束反力。 （8 分 ） A 、 B 处的约 2. 杆 AB 的 A 端沿水平线以等速度 v 运动，运动时杆恒与一半圆周相切， 半圆周的半径为 R， 如图所示。如杆与水平线间夹角为，试以角表示杆的角速度。（8 分） 3. 重为 P的物块 A 沿光滑斜面下滑， 并通过一绕过光滑滑 轮的绳索带动重为 Q的物块 B 运动，如图所示。斜面与 水平夹角为， 滑轮和绳索质量不计， 且绳索不可伸长， 求物块 B 的加速度 a （10 分 ） 4. 如图所示为二杆桁架， 1 杆为钢杆， 许用应力 1=160MPa， 横截面面积

6、A 1=6cm 2；2 杆为木杆，其许用压应力 2=7MPa， 横截面面积 A2=100cm2。如果载荷 P=40kN ，试校核结构强度。 （8分） 5. 试作如图所示梁的剪力图和弯矩图。（8 分 ） （8 分） 5. 求图示应力状态的主应力和最大剪应力。 浙江省 2002年 1月高等教育自学考试 工程力学 （一 ）试题参考答案 课程代码： 02159 一、填空题 （每空 1分，共 16 分） 1. 保持静止 匀速直线 2. 该力系的合力为零自行封闭 3.180N 150N 4.轨迹形状相同 5. Fgh=mR2过质心 C 平行 O1A 指向向下 6. 屈服点 s抗拉和抗压强度 b 7. 剪应

7、力为零的面主应力 8. 转动线速度 v横截面面积 A 二、单项选择题 （每小题 3 分，共 18 分） 1. C 2.A 3.C 4.C 5.B 6.B 三、简答题 （每小题 4分，共 16 分） 1.某瞬时，若平面图形的转动角速度等于零（如有两点的速度 vA vB ，而该两点的连线 AB 不垂直于速度矢时 ）而该瞬时图形上的速度分布规律与刚体平动时速度分布规律 相同，称平面图形在该瞬时作瞬时平动。 瞬时平动的特征是： 平面图形在该瞬时的角速度为零； 平面图形在该瞬时的各点的速度相同； 平面图形在该瞬时的各点的加速度不相同。 2. 对的 因为重力的功等于质点的质量与其始末位置的高度差的乘积，

8、当高度差为零时， 重力 的功为零。 3. 梁的横截面上只有弯矩而无剪力时称纯弯曲；梁上的外力作用在梁的纵向对称平面内 时，梁的轴线将在平面内弯成一条曲线，这种弯曲称之平面弯曲。 (2)无明显塑性变形； (3)断面上明显分为光滑区和粗糙区。 四、计算题 (共 50 分) 1.解： AC 杆为二力杆受力图如 (a)所示。 再画整体受力图，如 (b)图所示。 m=0 RA AD=M M RA=RB= AD 50 = =17.7kN 42 2 方向如图所示。 2.解：选 A 点作为基点， 则C 点的速度有 v C v AvCA 由图中几何关系，可解得 vCA=v A sin =vsin 又 vCA =

9、AC VCAv sin2 = AC Rcos 3. 解：物块 A 、B 均作平动，设物块 B 移动 S 时的速度为 v ，系统的动能为 T2=TA+TB=1pv2 1 Qv2 2 g 2 g T1=0 系统外力作功之和 W 12=PS sin -QS 由动能定理，得 PQ2 v 2 PSsin QS 2g v2= 2(Psin Q)Sg v = P Q 4.解： 对上式两边求导，并注意 得 a= (Psin Q)g PQ 两杆均为二力杆，取结点 受力图如图所示。 y=0,N 1sin30-P=0 N 1=P/sin30 =80kN x=0,-N 1cos30+N 2=0 N2=N 1cos30

10、=69.3kN dv dt ds a, =v dt A 为研究对象， 1 杆： 3 N 1 80 10 1= 1 2 =133MPa 1 A 1 6 102 3 N 2 69.3 10 2 杆： 2=2 =6.93MPa bd,K adK bd B. ad bd,K adbd,K adK bd D. adK bd 三、计算题 (每小题 5分，共 40 分) 1. 图示三铰拱， G=2kN,l=1.15m,h=0.173m ，试求 A 、B 处的反力。 2. 两块钢板各厚 t 1=8mm,t 2=10mm,用 5个直径相同的铆钉搭接，受拉力 P=200kN 的作用，如 图所示。设铆钉的许用应力分

11、别为=140MPa ， bs=320MPa ，试求铆钉的直径 d。 3. 一正方形的混凝土短柱，受轴向压力P 的作用 ,如图示，柱高为 l ，截面边长为 a=400mm, 柱内埋有直径 d=30mm 的钢筋四根。已知柱受压后混凝土内的应力混=6MPa ，试求 P 值， 设钢筋与混凝土的弹性模量之比为E 钢E 混=15。 4. 图示桁架。 G1=G2=20kN,W 1=W 2=10kN,试求 A、B 的反力和杆、杆的内力。 5. 悬臂梁 AB 上作用集中力 P及集中力偶 Pa，试作梁的剪力图与弯矩图，并在图中注明各特 6. 圆截面简支梁中间 l 处，梁的下边缘，用标距 S=20mm 的应变仪测得

12、纵向伸长 S=0.01mm, 2 梁长 l =2m,梁截面直径 D=80mm, 弹性模量 E=2.0105MPa,试求均布荷载 q 的大小。 7. 梁 AB ， A 端为固定端， 点的支座反力 RB 。 B 端为动铰支座， AC 段作用均布荷载 q,已知抗弯刚度 EI ，求 B 8.已知平面应力状态中的 三强度理论的相当应力 x=50MPa ， y=30MPa ， xy=40MPa ，试求其单元体的主应力及第 r3。 浙江省 2002年 4月高等教育自学考试 工程力学 (二 )试题参考答案 课程代码： 02391 、填空题 (每空 1分，共 44 分) 1. 作用 反作用 2. 主矢 F=F=

13、10kN 主矩 m0(F)=5kN m 3. x 垂直 不相交 4. 常量 拉伸 压缩 80 5. mA=7024 1400 =401.4N mmB=150.5NmmC=250.86N m 6. xA=0Y A=0mA=Pa 图(c)为静定 7. 图 (a)为一次静不定图(b)为静定 8. 刚体变形体内效应 9. 主轴形心主轴 主轴 10. QC=PM C=2Pa 11. 以外部分 变量 中性轴 13. 互相垂直 均匀 互相平行 压、弯、扭变形 拉、弯、扭变形 14. 弯曲变形 15. 弹性 1 16.时间 时间 胡克 12. EIy =-RAx+12qx 2 yA=0 yB= ql 2c 、

14、单项选择题 （每小题 1 分，共 16 分） 1.A 2.B 3.D 4.D 5.B 6.B 7.B 8.C 9.B 10.B 11.B 12.B 13.B 14.D 15.D 16.A 三、计算题 （每小题 5分，共 40 分） 1.Y A =G/2=1kNY B=1kN xB=3.32kN xA=3.32kN 2.=P/5=40kN Pbs=P/5=40kN d 401034 =19.1mm 140 40103 bs= d 8 bs =320 d 15.63mm取 d=20mm 3.N1=15.1N 2=0.79P N2=P/19.1 P=1214.3kN 钢=90MPa 4.RBX =0RBy=35kN RA =25kN S1=-30kNS2=25.98kN 26kN 5. 6.=510-4 =E