工程力学试卷2及答案

1、试卷2答案及评分标准一、选择题（每小题3分，共15分）1、如图所示为一三角形分布载荷，其合力和作用线位置分别是 B（a=3m）。A、40KN，距离 A 端 2mB、30KN，距离 A 端 4mC、30KN，距离 A 端 2mp=4m时点的速度v，点的切向加速2、已知点的孤坐标运动方程s = 2 + 4t2，当t = 1s，度at，及法向加速度an分别是A 一A、8 m/s，8m/s2，16m/s2 B、6 m/s，8m/s2，16m/s2C、8 m/s，6m/s2，16m/s23、已知力矢F = 3i + 4j + 2k (N)，其r = 2i + j + k (m)，其对y轴之矩为 CA、-

2、 2NmB、1Nm C、- 1Nm4、如图均质平板，此截面重心 A 。（尺寸如图，单位mm）A、2 R12 - 3kB、C、=ycR12 - 3k5、如图所示桁架结构，有A根零杆。 TOC o 1-5 h z A、1B、2C、3二、填空题（每小题分，共15分）1、 通常将力矩的_大小，_方向，矩心 称为力矩的三要素。2、力对物体产生两种效应，即引起物体机械运动状态的变化或使物体产生变形，前者称为力的运动效应或外效应，后者称为一变形效应或_内效应。3、 平面汇交力系的平衡方程为EF.=0，EFy=0。4、 计算桁架内力的方法有两种：一节点法 和_截面法。5、刚体的平面运动的研究，可简化成对一个_

3、平面图形在其自身平面内运动 的 研究。 TOC o 1-5 h z 6、物体相对于动系的运动称为 相对运动。7、 只计质量，而忽略体积的物体称为质点。8、 当两物体接触表面之间已产生相对滑动时摩擦称为_动滑动摩擦，简称动 摩擦 ；相应的摩擦力称为动摩擦力。9、 杆件的基本变形有轴向拉伸与压缩，剪切，扭转和弯曲。10、 构件承受外力抵抗变形的能力称为刚度。三、判断题（每小题分，共15分）1、力偶的作用效应取决于力偶矩的大小，转向。（X ）2、在已知力系作用的刚体，加上或减去任何一个平衡力系不改变原力作用效应（）3、 全约束力与接触处公法线的夹角f称为摩擦角。（）4、克服最大滚动摩阻力偶远比克服最

4、大静摩擦力容易，因此在工程运输工具常采用轮子结构。（）5、 无论在任何情况下，物体的重心都是与质心重合的。（X ）6、 曲线某点的曲率半径是曲率的倒数，其值越大，曲线越弯曲。（X ）7、 点的法向加速度沿轨迹的主法线方向，它反映速度方向的变化率。（V ）8、 物体相对于定系的运动称为牵连运动。（X ）9、 平面图形上速度为零的点称为平面图形的瞬时速度中心，简称速度瞬心。（V ）10、 构件保持原有的平衡的能力称为强度。（X ）四、画受力图（第1题5分，第2题10分，共15分）（不计摩擦）1、试画出杆AB的受力图。（杆自重不计）2、试画出杆AB和BC的受力图。（杆自重不计）或三力平衡五、图示半径

5、为a=2m的四分之一圆弧杆AB与直角弯杆BCD铰接，杆BCD作用一力偶F =-2t2KN （3 分）BFd = 10KN （3 分）对杆AB，七仙=Vb 仙（1分）矩M大小为20KN m,若不计两杆的自重和各接触处摩擦，试求A, D两处的约束力。（15 分）解：1.图中AB为二力杆，受力分析。（2分）取曲杆为研究对象，受力如图（2分）Q = q x CB = 8KN （2 分）或演）=0-M - FB x AD x cos45 + Q x 1 = 0EFx=0 FD - Q + FB cos 45 = 0EFy=0 Fd + F xsin45。= 0Fd = 2KN （3 分）六、曲柄OA作定

6、轴转动，通过连杆AB带动滑块B沿直线运动。已知OA=2m， = 6rad / s， 试求图示位置时，（1）滑块B的速度；连杆AB的角速度。（15分）解：1.运动分析：杆AB均作一般平面运动。滑块作直线运动。杆OA作定轴转动。（2分）2.速度分析：刀u =u cos30 ua = w x OA = 12m/s （1 分）u = 8t3m/s （3分）方向如图对杆 AB，v = v + v （ 1 分）作速度矢量图（2分），几何求解。u = tan30 xu = 4j3m/s （2 分）七、半圆凸轮，半径R=6m，若已知凸轮的 =AbBa = 2rad /s （3分）转向如图移动速度U =3m /

7、 s , a = 10m / s 2, 试求该瞬时顶杆AB的速度和加速度。（10分）解：1.运动分析：动点为杆AB上的点A,动系与凸轮固连。绝对运动是垂直方向的直线运动，相对运动是沿凸轮的外缘的圆周曲线。牵连运动为凸轮的的直线运动。（2分）2.速度分析：v = v + v作速度矢量图。（2分）u =u x tan 30 u = -3- u = f3m / s（2 分）u = u x= 2 气/3m / s（2 分）加速度分析a - a + at + an向&轴投影求解。a cos 30 = a cos 60 一 ananru n=r = 2m / s 2（1 分）a = 2x3m / s 2

8、（ 1 分） a表示扭转变形程度的量（B ）。A.是扭转角w，不是单位长度扭转角0是单位长度扭转角0,不是扭转角w是扭转角w和单位长度扭转角0不是扭转角w和单位长度扭转角0满分：5 分平面汇交力系平衡的充分且必要的几何条件是（A）。A.力多边形自行封闭所有力共线所有力相交满分：5 分梁的挠度是（B ）。A.横截面上任意一点沿梁轴线垂直方向的线位移横截面形心沿梁轴垂直方向的线位移横截面形心沿梁轴方向的线位移横截面形心的位移满分：5 分理想均匀直杆与轴向压力P=Pcr时处于直线平衡状态。当其受到一微小横向干扰力后 发生微小弯曲变形，若此时解除干扰力，则压杆（。）。A.弯曲变形消失，恢复直线形状弯曲

9、变形减小，不能恢复直线形状微弯变形状态不变弯曲变形继续增大满分：5 分一圆轴用碳钢制作，校核其扭转角时，发现单位长度扭转角超过了许用值。为保证此轴 的扭转刚度，采用哪种措施最有效（C ）。A.改用合金钢材料增加表面光洁度增加轴的直径满分：5 分当平面力系的主矢不等于零，主矩等于零时，此力系合成为（A）。A.合力合力偶力螺旋满分：5 分一拉伸钢杆，弹性模量E=200GPa，比例极限为200MPa，今测得其轴向应变=0.0015, 则横截面上的正应力（C ）。A. G=Es=300MPao300MPa200MPao300MPao200MPa满分：5 分作用在刚体上的三个力使刚体处于平衡状态，则这三

10、个力必然（C）。A.相交共线共面满分：5 分在下列有关压杆临界应力g的结论中，（A）是正确的。A.细长杆的g值与杆的材料 无关中长杆的ocr值与杆的柔度无关中长杆的ocr值与杆的材料无关粗短杆的ocr值与杆的柔度无关满分：5 分关于平面力系的主矢和主矩，以下表述中正确的是A）。A.主矢的大小、方向与简化 中心无关主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化结果为一合力当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力满分：5 分二、多选题（共5道试题，共25分。）V 1.细长杆承受轴向压力P的作用，其临界压力 与（ABC ）有

11、关。A.杆的材质杆的长度杆承受压力的大小杆的横截面形状和尺寸满分：5 分下列表述中正确的是（ACD）。A.力矩与力偶矩的量纲相同力不能平衡力偶一个力不能平衡一个力偶力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零满分：5 分关于平面力系的主矢和主矩，以下表述中错误的是（BCD）。A.主矢的大小、方向与简 化中心无关主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化结果为一合力当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力满分：5 分关于平面力系与其平衡方程式，下列的表述中不正确的是：（ABC）A.任何平面力系

12、都 具有三个独立的平衡方程式任何平面力系只能列出三个平衡方程式在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须垂直平面力系如果平衡，则该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零满分：5 分通过低碳钢拉伸破坏试验可测定指标（CD）。A.比例极限弹性极限屈服极限强度极限满分：5 分三、判断题（共5道试题，共25分。）V 1,空间任意力系总可以用两个力来平衡。B.正 确力对于一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。B.正确压杆的长度缩短一倍，它的临界载荷就提高至四倍。A.错误在有摩擦的情况下，全约束力与法向约束力之间的夹角称为摩擦角。A.错误对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑形材料，工程上规定00.

13、2作为名义屈服极限，此 时相对应的应变量为=0.2%o A,错误一、单选题（共10道试题，共50分。）V 1,在下列有关压杆临界应力ocr的结论中，（A ）是正确的。A.细长杆的ocr值与杆的材料无关中长杆的ocr值与杆的柔度无关中长杆的ocr值与杆的材料无关粗短杆的ocr值与杆的柔度无关满分：5 分力偶对物体产生的运动效应为(C )。A.只能使物体转动只能使物体移动既能使物体转动，又能使物体移动它与力对物体产生的运动效应有时相同，有时不同满分：5 分设轴向拉伸杆横截面上的正应力为o,则450斜截面上的正应力和剪应力(D )。A.分别 为o/2和o均为o分别为o和o/2均为o/2满分：5 分下

14、列表述中不正确的是(B)。A.力矩与力偶矩的量纲相同力不能平衡力偶一个力不能平衡一个力偶力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零满分：5 分只适用于刚体的公理是(A)。A.二力平衡公理力的平行四边形公理作用与反作用公理满分：5 分在连接件上，剪切面和挤压面分别(B)于外力方向。A.垂直、平行平行、垂直平行垂直满分：5 分表示扭平面汇交平面汇交平面汇交转变形程度的量(人)。A,是扭转角皿不是单位长度 扭转角0是单位长度扭转角0,不是扭转角v是扭转角v和单位长度扭转角0满分：5 分压杆的柔度集中地反映了压杆的(A)对临界应力的影响。A.长度、约束条件、截面形状 和尺寸材

15、料、长度和约束条件材料、约束条件、截面形状和尺寸材料、长度、截面尺寸和形状满分：5 分将构件的许用挤压应力和许用压应力的大小进行对比，可知0 )，因为挤压变形发生在 局部范围，而压缩变形发生在整个构件上。A.前者要小些前者要大些二者大小相等二者可大可小满分：5 分作用在刚体上的三个力使刚体处于平衡状态，则这三个力必然（C）。A.相交共线共面满分：5 分二、多选题（共5道试题，共25分。）V 1.力的三要素包括（ABC）。A.力的大小力的方向力的作用点受力体满分：5 分关于平面力系的主矢与主矩，下列的表述中不正确的是：（BCD）A.主矢的大小和方向 与简化中心的选择无关主矩的大小和转向一定与简化

16、中心的选择有关当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化的结果为一合力当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力满分：5 分下列表述中正确的是（ACD）。A.力矩与力偶矩的量纲相同力不能平衡力偶一个力不能平衡一个力偶力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零满分：5 分空间任意力系向两个不同的点简化，试问下述情况中可能的有：（AB）A.主矢和主矩均 相等主矢相等，主矩不相等主矩相等，主矢不相等主矢和主矩均不相等满分：5 分下列表述中错误的是（ABC）。A.任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式任何平面力系只能列出三个平衡方程式在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须相互垂直平面力