静力学练习题-黄慧春

1、静力学公理和物体的受力分析（2）班级 姓名 学号、基本要求1、掌握静力学公理及其静力学基本概念2、各种常见约束的约束力3、物体受力图的画法4、二力杆的判断二、物体受力分析（要求解除约束、取分离体，画上所有作用力一一主动力和约束力）静力学公理和物体的受力分析（4）班级 姓名学号物体受力分析（要求解除约束、取分离体，画上所有作用力一一主动力和约束力）1,画出下列每个标注字符的物体的受力图，各题的整体受力图。未画重力的物体的重量均不计一、物体受力分析受力图（要求取分离体，画上所有的主动力和约束反力） 画出下列每个标注字符的物体的受力图，各题的整体受力图。未画重力的物体的重量均不计,平面力系（1） 班

2、级 姓名 学号一、基本要求1 .力投影的计算；2 .平面汇交力系合力的求法；3 .平面汇交力系的平衡条件和平衡方程；4 .解题步骤和要求二、计算题1、五个力作用于一点，如图所示。图中方格的边长为10mm。求此力系的合力43t)N1。（以下平衡问题解题步骤要求：确定研究对象画受力图；列平衡方程；解出结果，说明方向）2、物体重P=20 （kN）,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。A、B、C三处均为较链连接，当物体处于平衡状态时，试求杆 AB和CB所受的力。滑轮B的大小略去不计。答：fab 54.64（kN）（拉）Fcb 74.64（kN）（压）3、工件放在V形铁内，如

3、图所示。若已知压板夹紧力F = 400 N,不计工件自重，求工件对 V形铁的压力平面力系(2)班级 姓名 学号一、基本要求1、力矩的定义及其计算方法2、合力矩定理的应用3、力偶的定义及其性质4、平面力偶系平衡的平衡条件二、试分别计算下列各图中力F对点。的矩2、图示叠轮，已知大圆半径为R,小圆半径为r,在小轮圆周作用有一切向力F,其作用线与水平线夹角为叠轮与水平面切点 A之矢I Ma (F)。答：MA (F) =F (r-Rcos )三、计算题 （解题步骤要求：取研究对象；画受力图；列平衡方程；求解。）1、已知梁AB上作用一力偶，力偶矩为M,梁长为1,求在图（a） , （ b）两种情况下，支座

4、A、B的约束反2、在图示结构中，各构件的自重不计。在构件AB上作用一矩为 M的力偶，求支座 A和C的约束力3、图中杆AB上有一导槽，套在杆CD的销子E上，在杆 AB与CD上各有一力偶作用。已知 mi=1 （kNm）,不计杆重和摩擦。（1）求平衡时之m2。（2）若导槽在杆CD上，销子E在/f AB上，则结果如何?答：(1) m2=1 (kNm),(2) m2=2 (kNm)4、图示为曲柄连杆机构。主动力 F 400N作用在活塞上。不计构件自重，试问在曲柄上应加多大的力偶矩M方能使机构在图示位置平衡?EC5S平面力系（3）班级 姓名 学号一、基本要求1、掌握力的平移定理。2、掌握力系简化的方法、主

5、矢及主矩的计算和平面力系的平衡条件和平衡方程。二、计算题1 .图示平面任意力系中 Fi 40J2n, F280N , F340N , F4110N, M 2000N mm。各力作用位置如图所示，图中尺寸的单位为mm。求：（1）力系向。点简化的结果；（2）力系的合力并在图中标出作用位置。（平衡问题求解步骤：取研究对象画受力图；列平衡方程；解方程得力的大小，说明力的方向）2 .已知梁受载荷图所示，试求支座的约束力。答：Fnb_23Fa M 0.5qa2a_2_2.5qa Fa M2a3 .如图所示，发动机的凸轮转动时，推动杠杆AOB来控制阀门C的启闭，设压下阀门需要对它作用400 (N)的力，=3

6、0,求凸轮又t滚子 A的压力P。图中尺寸单位为(mm)。答：P=277 (N)cr4 .在图示刚架中，已知 qm = 3kN/m , F6*2 kN, M = 10 kNm ,不计刚架自重。求固定端 A处的约束力平面一般力系（4）班级 姓名 学号一、基本要求1、各种平面力系的平衡方程和可以求解的未知数个数。2,物体系统的概念，静定、静不定问题的判断。3、求解物体系统平衡问题的方法。二、计算题（物系平衡解题步骤：每取一次研究对象要画受力图列平衡方程，联立求解）1、由AC和CD构成的组合梁通过较链 C连接。支承和受力如图所示。已知均布载荷强度q 10kN/m ,力偶矩M 40kN m,不计梁重。求

7、支座 a、b、d的约束力和较链C处所受的力。2、图示一滑道连杆机构，在滑道连杆上作用水平力F。已知OA r,滑道倾角为B ,机构重量和各处摩擦均不计。试求当机构平衡时，作用在曲柄 OA上的力偶的矩m与角 之间的关系。3、 求图示双跨静定梁支座A、B的反力，设q=10 (kN/m) , P=20 (kN)。答：Fax16(kN)( ),FAy 63(kN)(),MA 172(kNm) Fnb 9(kN)()4、 三角形平板的 A点为钱链支座，销子 C固结在铅垂杆 DE上，并与滑槽光滑接触，各构件重量不计。已知：F=100 (N) , M=20 (Nm)。试求：支座 A、D的约束反力。答：Fax

8、52( N)( ), FAy 64(N)(), Fdx 19.2(N)( ), Fp64(N)()5、 已知图示结构的受力P=500 (N) , q=100 (N/m),各杆自重不计，求：支座 A的反力及撑杆 BD所受的力。答：Fax 487.5(N)( ), Fa, 518.5(N)( ) , Fbd1380(N)(压)平面一般力系（5）班级 姓名 学号一、基本要求1、了解桁架的基本特点2、掌握计算桁架受力的方法及应用。二、计算题（解题要求：明确研究对象画受力图，内力设为拉力；列平衡方程求解）1、平面悬臂桁架所受的载荷如图所示。求杆1, 2和3的内力。2、桁架受力如图所示，已知Fl10kN

9、,F2F320kN o试求桁架4,5,7,10各杆的内力3、平面桁架的支座和载荷如图所示。ABC为等边三角形，E, F为两腰中点，又 AD=DB。求杆CD的内力Fcd（提示：先判断零杆，再用截面法计算）4、平面桁架的支座和载荷如图所示，求杆 1, 2和3的内力。（提示：先截断AD、3、2杆，用截面法分析；再取 C节点）平面一般力系（6）班级 姓名 学号（物系平衡解题步骤：每取一次研究对象要画受力图列平衡方程，联立求解）1、构架由杆AB, AC和DF较接而成，如图所示。在 DEF杆上作用一矩为 M的力偶。不计各杆的重量，求 AB杆上较 链A, D和B所受的力。（提示：先取整体求 B点受力；再取D

10、F求D点竖直反力，最后取 AB求其余力）2、如图所示两等长杆 AB与BC在点B用钱链连接，又在杆的 D、E两点连一弹簧。弹簧的刚性系数为k,当距离AC等于a时，弹簧内拉力为零。点 C作用一水平力F,设AB=l , BD=b ,杆重不计，求系统平衡时距离 AC之值。3、图示结构中，A处为固定端约束，C处为光滑接触，d处为较链连接。已知 F1 F2 400N , M 300N m,AB BC 400mm, CD CE 300mm,45 ,不计各构件自重，求固定端 a处与较链d处的约束4、图示构架中，物体 P重1200N,由细绳跨过滑轮 E而水平系于墙上，尺寸如图。不计杆和滑轮的重量，求支承 A和B

11、 处的约束力，以及杆 BC的内力Fbc。(提示：先取整体，再取 AB研究)5、 托架由AB、CH BD、EF四根直杆较接而成，不计各杆自重，当F=1000 ( N)时，求杆CD所受到的力。尺寸如图所示。答：Fcx 2250(N)( ), Fey 3000(N)( ), Fef6000(N)( ) , Fdb 3750(N)( )/6、 三杆组成的构架尺寸如图所示。A、C、D处均为较链连接，并在B端悬挂重物P=5 (kN)。试求杆AE在A、D、E处所受的力。各杆自重不计。答：Fax 4.33(kN)( ) , FAy 2.5(kN)(), Fd 8.66(kN)(),/Fex0,FEy 5(kN

12、)( )，Me 7.5(kN m) ( J)空间力系(1)班级 姓名 学号一、基本要求1、空间力投影以及对轴之矩的计算。2、空间力系的简化。二、计算题1、图示力F=1000N,求对于z轴的力矩 Mz。2、已知力系中，Fi=100 (N) , F2=300 (N) , F3=200 (N),求力系在各坐标轴上投影的代数和，并求力系对各坐标轴的矩的代数和。(哈工大3-6)答：Frx=-345.3 (N) , FRy=249.6 (N) , Frz=10.56 (N)Mx (F) =-51.79 (Nm) , My(F) =-36.64 (Nm) , Mz(F) =103.59 (N m)SOU3、

13、计算图示手柄上的力F 对 x, y, z 轴之矩，已知 F=100 (N) , AB=20 (cm) , BC=40 (cm) , CD=15 (cm),A, B, C, D处于同一水平面内，=60。答：Mx (F) =30.31 (N m) , My (F) =34.6 (N m) , Mz (F) =-1.25 (N m)。4、水平圆盘的半径为r,外缘C处作用力F。力F位于铅垂平面内，且与 C处 圆盘切线夹角为60 ，其他尺寸如图所示。求力 F对x, y, z轴之矩。空间力系（3）班级 姓名 学号一、基本要求1、 物体在空间力系作用下的平衡条件和平衡方程。2、能将空间力系的平衡问题转化为平

14、面平衡问题来求解。二、计算题1、挂物架如图所示，三杆的重量不计，用球较链连接于O点，平面BOC为水平面，且 OB=OC ,角度如图。若在 O点挂一重物G,重为1000N,求三杆所受的力。2、图示三圆盘 A、B和C的半径分别为150mm、100mm和50mm。三轴OA、OB和OC在同一平面内， AOB为直角 在三圆盘上分别作用力偶，各力偶的力作用在轮缘上，它们的大小分别等于10N、20N和F。如图示系统是自由的，且不计自重，求能使系统平衡的力 F的大小和角 。（提示：将力偶表示为矢量形式）3、图示手摇钻由支点 B、钻头A和弯曲的手柄组成。当支点 B处加压力Fx、Fy和Fz以及手柄上加力F后，即可

15、带动钻头绕轴AB转动而钻孔，已知Fz=50N, F=150N。求：(1)钻头受到的阻力偶的力偶矩 M ; ( 2)材料给钻头的反力 Fax、FAy和 FAz； (3)压力 Fx和 Fy。4、图示为一起重装置，ri=2 2 已知P=10 ( kN),轮轴重G=2 (kN) ,h=2a, Fi=2F2。求皮带的张力及 A、B轴承的反力答：Fi=10 (kN) ,F2=5(kN) ,Fax=-9 (kN),FAy =-2 (kN),FAz =2 (kN),Fbx = -6 (kN) , FBy =-8 (kN)5、卷扬机的滚筒如图示，传动皮带与水平成30o夹角，皮带张力 Fi=2F2,钢丝绳的水平拉

16、力F=10 (kN),皮带轮半径R=25 (cm),滚筒半径r 10(cm),滚筒自重不计，求轴承A、B的反力及皮带的拉力。答：Fi=8 (kN) , F2=4 (kN) , Fax= -2.4 (kN) , Faz = -0.5 (kN),Fbx = -18 (kN) , Fbz =2.5 (kN)6、水平传动轴装有两个皮带轮 C和D,可绕AB轴转动，如图所示。皮带轮的半径各为 门=200mm和r2=250mm ,皮带轮 与轴承间的距离为 a=b= 500mm,两皮带轮间的距离为 c=1000mm。套在轮C上的皮带是水平的，其拉力为Fi= 2F2=5000N;套在轮D上的皮带与铅直线成角30

17、 ,其拉力为F3 2F4o求在平衡情况下，拉力 F3和F4的值，并求由皮带拉力所引起的轴承约束力。空间力系（3）班级 姓名 学号一、基本要求1 .重心的概念。2 .确定物体重心的计算方法（积分法、查表、组合法、负面积法、分割法） 。二、计算题1、图示平面图形中每一方格的边长为20mm,求挖去一圆后剩余部分面积重心的位置（提示：用分割法和负面积法混合使用）POmtrij2、均质块尺寸如图所示，求其重心的位置。岂3、已知正方形ABCD的边长为a,试在其中求出一点 E,使此正方形在被截去等腰三角形AEB后，E点即为剩余面积的重心。答：xE a,yE 0.634a 24、平面桁架由七根直杆构成，尺寸如

18、图所示。如各杆单位长度的重量均相等，求该桁架的重心坐标。答：xc=i.47 (cm) , yc=0.938 (cm)摩擦（1）班级 姓名 学号一、基本要求1、摩擦力的概念2、各类摩擦力的求法3、摩擦角的概念、自锁现象、物体自锁的条件。4,在有摩擦力时，物体的平衡问题的求解。二、计算题（解题要求：取研究对象说明运动状态画受力图；列平衡方程和补充方程；求解 ）1、已知P=60kN, F=20kN,物体与地面间的静摩擦系数 f=0.5 ,动摩擦系数f=0.4 ,求物体所受的摩擦力的大小。（17.3kN）F |PI . .2、物块重5kN,与水平面间的摩擦角 m 35 ,今用力P推动物块，P=5kNo

19、试判断物体处于何种状态。（不动）3、一物块受重力P=1000 （N）,置于水平面上，接触面间的摩擦系数f=0.2,今在物体上作用一个力 F=250 （N）,试指 .一 .3出图小三种情况下，物体处于静止还是发生滑动。图中arcsin- o5(b)4、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、动滑动摩擦系数均为0.3。（1）若绳子拉力分别为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。5、如图所示，置于V型槽中的棒料上作用一力偶，力偶矩M 15N m时，刚好能转动此棒料。已知棒料重P 400N, 直彳至D 0.25m ,不计滚动摩阻。试求棒料与V形槽间的静摩擦系数fs。6、梯子AB靠在墙上，其重为P=200N,如图所示。梯长为1,并与水平面交角=60。已知接触面间的摩擦系数均为0.25。今有一重650N的人沿梯上爬，问人所能达到的最高点C到A点的距离s应为多少？7、鼓轮B重500N,放在墙角里，如图所示。已知鼓轮与水平地板间的摩擦系数为0.25,而铅直墙壁则假定是绝对光滑的。鼓轮上的绳索下端挂着重物。设半径R 200mm, r 100mm,求平衡时重物a的最大重量。摩擦(2)班级 姓名 学号(解题要求：取研究对象说明运动