理论力学练习册静力学讲解

1、南昌工程学院工程力学练习册（理论力学静力学部分）姓名：学号：年级、专业、班级：土木与建筑工程学院力学教研室第一章 静力学公理和物体的受力分析、是非题1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。（）2 在理论力学中只研究力的外效应。（）3 两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。（）4作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同， 大小相等，方向相反。（）5作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。（）6作用于刚体上的三个力，若其作用线共面且相交于一点，则刚体一定平衡。（ ）7平面汇交力系平衡时，力多边形各力应首尾相接，但在

2、作图时力的顺序可以不同。（）8约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。（）、选择题1 若作用在 A 点的两个大小不等的力 F 1 和 F 2，沿同一直线但方向相反。则其合力可以表示F 1 F 2 ；F 2 F 1 ；F 1 F 2 ；2作用在一个刚体上的两个力 F A、 F B，满足 F A= F B 的条件，则该二力可能是 作用力和反作用力或一对平衡的力； 一对平衡的力或一个力偶。 一对平衡的力或一个力和一个力偶； 作用力和反作用力或一个力偶。3三力平衡定理是 。 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点； 共面三力若平衡，必汇交于一点； 三力汇交于一点，则这三个力必互相平

3、衡。4已知 F 1 、 F 2 、 F 3、 F 4 为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如图所示为平行四边形，由此 力系可合成为一个力偶；力系可合成为一个力；力系简化为一个力和一个力偶；力系的合力为零，力系平衡。5在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有 二力平衡原理； 力的平行四边形法则； 加减平衡力系原理； 力的可传性原理； 作用与反作用定理。三、填空题1二力平衡和作用反作用定律中的两个力，都是等值、反向、共线的，所不同的是：2已知力 F 沿直线 AB 作用，其中一个分力的作用与 AB成 30角，若欲使另一个分力的大小在所有 分力中为最小，则此二分力间的夹角为 度。3作用在刚体上的

4、两个力等效的条件是4在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有 ，可以确定约束力方向的约束有 ， 方向不能确定的约束有 （各写出两种约束） 。5 图示系统在 A、B两处设置约束，并受力 F 作用而平衡。其中 A为固定铰支座，今欲使其约束力的 作用线在 AB成 =135角，则 B 处应设置何种约束 ，如 何设置？请举一种约束，并用图表示。四、作图题1、画出下列各图中 A、B 两处反力的方向（包括方位和指向）2、试画出下列各物体系统中每个物体、整体及销钉A的受力图。物体的重力除图上注明外，均略去不计，所有接触均假定为光滑。3、试分别画出下列各物体系统中每个物体以及整体的受力图。物体

5、的重力除图上注明外，均略去不计， 所有接触均假定为光滑。A 和杆 AB、 CD的受力图。物体的重力除图上注明外，均略去不计，所有4 、试分别画出图示构架中滑轮 接触均假定为光滑。第二章 平面汇交力系与平面力偶系、是非题一个力在任意轴上投影的大小一定小于或等于该力的模，而沿该轴的分力的大小则可能大于该力的模。) 力在两坐标轴上的投影和力沿该两坐标轴上的分力大小一定相等。 ( ) 作力多边形时，力系中分力的次序是任意的，顺序不同只改变多边形的形状，而不改变合力。 只要两个力大小相等、方向相反，该两力就组成一力偶。 力偶没有合力，它既不能用一力等效，也不能和一力平衡。 力偶没有合力，力偶在任一坐标轴

6、上的投影代数和一定等于零。 求图示 A、B 处的约束反力时，根据力偶的性质，可以将作用于矩 M 由 AC段移到 CB段上，不改变作用效果。 ( ) 8同一个平面内的两个力偶，只要它们的力偶矩相等，这两个力偶就一定等效。1234567( )( )ACB杆上的力偶()9某一平面汇交力系，如其力多边形不封闭，则该力系一定有合力，合力作用线与简化中心的位置无关。 10在平面问题中，力对点之矩是一个代数量；而在空间问题中，力对点之矩是一个矢量，但两者的绝对 值都是力的大小与力臂的乘积。 ( )选择题1已知 F1 、F2、F3、F4为作用于刚体的平面汇交力系，其力多边形如图所示，因而由此可知()。F 4

7、F1 F2 F3F1 F2 F3 F 4 力系平衡 力系不平衡不为零，且都在同一个平面内，能平衡的力系是(图(a)、图(b)、图 (c)图(a)。图 (b)图 (c)3图示三铰刚架受力 F 作用，则 A 支座反力的 大小为 ，B 支座反力的大小为 。 F/2 ； F/ 2 ； F； 2 F；2. 图示三个力系中，三个力的大小均相等，且都汇交一点。已知各力均7. 曲杆重不计，其上作用一力偶矩为M的力偶，则图（ a）中 B 点的反力比图（ b）中的反力8. 平面系统受力偶矩为 B支座反力的大小为 反力的大小为 4KN ； 5KN ；4图示结构受力 P 作用，杆重不计， 则 A 支座约束力的大小为

8、P/2 ； 3P/3 ； P ； 05. 汇 交 于 O 点 的 平 面 汇 交 力 系 ， 其 平 衡 方 程 式 可 表 示 为 二 力 矩 形 式 。 即mA（F i） 0, mB（F i） 0，但必须。 A 、B 两点中有一点与 O点重合； 点 O不在 A、B 两点的连线上； 点 O应在 A、B 两点的连线上； 不存在二力矩形式，X=0， Y=0 是唯一的。6. 图示两个作用在三角板上的平面汇交力系 （图（ a）汇交于三角形板 中心， 图（b）汇交于三角形板底边中点） 。如果各力大小均不等于零，则图（ a）所示力系，图（ b）所示力系 可能平衡； 一定不平衡； 一定平衡； 不能确定。

9、大； 小 ； 相同。M=10KN.m的力偶作用。 当力偶 M作用于 AC杆时，A 支座反力的大小为，；当力偶 M作用于 BC杆时， A 支座反力的大小为，B 支座三、填空题1. 平面汇交力系的合力等于力系中各分力的 。2. 力在坐标轴上的投影是 ，而沿坐标轴的分力是 ，故两者是不同的。3. 力矩与矩心 ，力偶矩与矩心 。4. 只有 ，才是力偶对刚体作用的唯一量度。5. 作用 于刚体 上的力 F，可以 平 移后 刚体上 另一点上 ，但 必须附 加一力 偶， 附加力偶的 矩等 于。6. 两直角刚杆 ABC、DEF在 F处铰接， 并支承如图。 若各杆重不计， 则 当垂直 BC边的力 P从 B点移动到

10、 C点的过程中， A处约束力的作用线 与 AB 方向的夹角从度变化到 度。7. 图示结构受矩为 M=10KN.m的力偶作用。若 a=1m，各杆自重不计。则固定铰支座D 的反力的大小为 ，方向 。m 的 力偶作8. 图示结构不计各杆重量，受力偶矩为 用 ， 则 E 支 座 反 力 的 大 小 为 ，方向在图中表示。四、计算题1图示平面力系，已知： F1=F2=F3=F4=F， M=Fa， a 为三角形边长， 若以 A 为简化中心，试求合成的最后结果，并在图中画出。2一绳索拨桩装置如图所示，绳索的一端固定于C点，绳 EB与绳 CA固结于 B 点，在 D点施力 FlkN 向下拉，此时 DB位于水平，

11、 BA位于铅垂，且0.1rad ，求 AB绳作用于木桩的拉力。3. 支架由杆 AB、AC构成， A、B、C三处都是光滑铰链。在 A 点作用有铅垂力 W。求图示情况下，杆 AB、AC 所受的力，并说明杆件受拉还是受压。杆的自重不计。4. 图示为四连杆机构 ABCD，在铰链 B 和 C上分别作用有力 F1和 F2，机构在图示位置处于平衡。求二力大 小 F1 和 F2 之间的关系。5. 四连杆机构 OABD在图示位置平衡。 已知：OA 0.4m，BD 0.6m，作用在 OA上的力偶的力偶矩 M 11Nm。 各杆的重量不计。试求力偶矩 M 2 的大小和杆 AB所受的力 FAB 。6. 在图示的结构中，

12、各构件的自重略去不计，在构件 求支座 A、C 的约束反力。AB 上作用一力偶矩为 M 的力偶，各尺寸如图所示。AD=DC=BE=EC=20c，m7. 构架受力如图， 各杆重不计， 销钉 E固结在 DH杆上，与 BC槽杆为光滑接触。 已知： M=200Nm。试求 A、B、C 处的约束反力。第三章 平面一般力系一、是非题1.作用在刚体上的一个力， 可以从原来的作用位置平行移动到该刚体内任意指定点， 但必须附加一个力偶， 附加力偶的矩等于原力对指定点的矩。 （ ） 2. 平面任意力系， 只要主矢 FR 0，最后必可简化为一合力。（ ）3. 若平面力系对一点的主矩 MO 0，则此力系不可能合成为一个合

13、力。（ ）4. 平面任意力系向任一点简化后，若主矢FR 0，而主矩 MO0，则原力系简化的结果为一个合力偶，合力偶矩等于主矩， 此时主矩与简化中心位置无关。 （ ）5. 平面任意力系向任一点简化后，若主矢FR 0，而主矩 MO0，则原力系简化的结果为一个合力，且合力等于主矢。 （ ）6 已知作用于刚体上所有的力在某一坐标轴上投影的代数和等于零，则这些力的合力为零， 刚体处于平衡。（ ）7. 在平面任意力系中， 若其力多边形自行闭合， 则力系平衡。（ ）8. 平面任意力系平衡的必要与充分条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩都等于零。 （ ）9. 当平面力系的主矢为零时，其主矩一定与简化中心的

14、位置无关。（ ）二、选择题1.在刚体同一平面内 A、B、C 三点上分别作用三个力 所示。则此力系属于（ ）。力系平衡力系可简化为一个合力力系可简化为一个合力偶 ）力系可简化为合力和合力偶矩2.刚体受力偶（ F， F）和在该力偶作用面内的力 P 作用而平衡，这是由于（P 与约束反力平衡P 与约束反力构成的力偶与力偶（ F，F）平衡P 与力偶（ F，F）平衡）。约束反力与力偶（ F， F）平衡4.已知力 F 的大小为 F =100N ，若将 F 沿图示 x、 y方向分解，则 x向分力的大小为N，y 向分力的大小为N。86.6；70.7；136.6；25.9； 96.6；5.已知杆AB 长 2m，C

15、 是其中点。分别受图示四个力系作用，则是等效力系。10 图（ a）所示的力系； 图（ c）所示的力系； 图（ b）所示的力系； 图（ d）所示的力系。6.某平面任意力系向 O 点简化， 得到如图所示的一个力 成结果为 。 作用在 O 点的一个合力； 合力偶； 作用在 O 点左边某点的一个合力； 作用在 O 点右边某点的一个合力。R 和一个力偶矩为 Mo 的力偶， 则该力系的最后合三、填空题1. 主矢与简化中心位置，而主矩与简化中心位置 。2. 在平面力系中，合力对任一点之矩，等于各分力对同一点之矩的代数和，即MO（FR）MO（F） ，称之为。3. 某平面力 系向 O 点简 化，得 图示主 矢

16、R =20KN ，主矩Mo=10KN.m 。图中长度单位为 m，则向点 A（3、 2）简化 得 ，向点 B（ -4，0）简化得（计算出大小，并在图中画出该量） 。4. 图示正方形 ABCD ，边长为 a（cm），在刚体 A 、 B、C 三点上分别作用了三个力： F 1、 F 2、 F 3，而 F1=F2=F3=F（N ）。则该力系简化的最后结果为并用图表示。5. 已知平面平行力系的五个力分别为F1=10（ N），F2=4（N ），F3=8（N），F4=8（N）， F5=10（N），则该力系简化 的最后结果 为。6. 已知平面汇交力系的汇交点为A ，且满足方程 mB =0（B 为力系平面内的另一

17、点） ，若此力系不平衡，则可简化为 。已知平面平行力系，诸力与 y 轴不垂直，且满足方程 Y=0 ，若此力系不平衡，则可简化11为四、计算题1. 如图所示刚架中，已知力 q 5kN/m， F 6 2 kN，M10kNm，不计刚架自重。求固定端 A处的支座反 力。2. 图示起重机，除平衡重 W 外的机身总重 W1 500kN，中心在两铁轨的对称平面内，最大起重量W2200kN。为保证起重机在空载和最大载荷时都不倾倒。求平衡重W 及其距离 x 。123. 结构如图， C 处为铰链，自重不计。已知： P=100KN ，q=20KN/m ，M=50KN m。试求 A、B 两支座的 反力。4.图示曲柄摇杆机构，在摇杆的B 端作用一水平阻力 R ，已知： OC=r， AB=L ，各部分自重及摩擦均忽略不计，欲使机构在图示位置（ 求支座 O、 A 的约束力。OC 水平）保持平衡，试求在曲柄OC 上所施加的力偶的力偶矩 M ，并135 * .砖夹的宽度为 250mm，曲杆 AGB与GCED在点 G铰接，砖的重量 W120N，提起砖的力 F作用在砖