06~07工程力学复习题

#2006〜2007第一学期《工程力学》复习思考题一、判断以下各题是非，正确的请在题后括号内打“o”错误者打“X”。（每题1分共15分）1．作用于刚体上的力可以认为是滑动矢量，而作用于物体上的力是定位矢量。（）2．刚体在三个力作用下处于平衡，这三个力则必汇交于一点。（）如图所示，AB杆自重不计，在5个已知力作用下处于平衡，则作用于B点的4个力的合力Fr必与作用于A端的力F5等值、反向、共线。（）图1-14．二力构件是指两端用铰链连接，并且只受两个力的构件。二力构件与其具体形状无关。（）5．如果物体在某个平衡力系作用下处于平衡，那么再加上一个平衡力系，该物体仍处于平衡状态。（）6.两物体光滑接触如图1-2所示。不计物体自重，P1与P2等值、反向、共线，则这两个物体处于平衡状态。（）图1-2TOC\o"1-5"\h\z7．两个力的合力一定大于其中任意一个分力。（）8．平面任意力系中，若其力多边形自行闭合，则力系平衡。（）9．一个任意力系简化所得的主矢就是该力系的合力。（）10．作用于一个刚体上大小相等、方向相同的两个力对这个刚体的作用是一样的。（）11．物体在两个等值、反向、共线力的作用下将处于平衡状态。（）12．如果两个力的大小相等，则它们在同一坐标轴上的投影也一定相等。（）13．如果一个力在某轴上的投影为零，则这个力一定为零。（）14．汇交于一点的三个力所构成的平衡力系，只要其中的两个力在同一直线上，则不共线的第三个力肯定为零。（）15．力偶对其作用面内任一点的力矩恒等于该力偶的力偶矩距，而与矩心位置无关。（）16．同一平面内任意一力与一个力偶都可以合成为一个力。（）17．若平面力系不平衡，则一定可以合成为一个力。（）图示A、B、C、D、E五点在同一刚体的一个平面上，作用在A、B、C、D四点上的力用矢量AB，BC，CD，DE表示，那么矢量AE为该力系的合力。（

图1-3图1-319．对于平面任意力系，一定存在某平面平行力系与之等效。（）20．对于任意的平面汇交力系，一定存在某平面平行力系与之等效。（）21．对于任意一平面力系，一定可以用两个平面汇交力系来与之等效。（）22•某平面力系由一平面平行力系与一汇交于A点的力系组成，若其中的平面平行力系简化成一个合力，且这个合力作用线不通过A点，则该力系的主矢可能为零。（）23．系统中两物体间相互作用，其作用力与反作用力等值、反向、共线，因此这两个物体所组成的系统在这一对力的作用下处于平衡。（）24．当研究的对象是物系时，我们把物系外的物体与物系间的作用力称为外力，将物系内部物体间的相互作用力称为内力。物系的内力呈等值、反向、共线的作用力与反作用力。作用力与反作用力对系统的作用效应相互抵消，因此，系统内力的合力为零。（）25．体内两点间的距离保持不变的物体称为刚体。（）图示结构由两根尺寸完全相同的杆组成，其中AB为铜质杆，BC为钢质杆，两杆在力Q的作用下产生的拉应力相等。（）图1-4图1-4TOC\o"1-5"\h\z若试件处于弹性变形阶段，则应力和应变成线性关系。（）压强是构件表面的正应力。（）杆件的基本变形只有拉（压）、剪、扭、弯四种，如果还有另一种变形，那必定是这四种变形的某种组合。（）杆件伸长后，横向会变细，这是因为杆内有横向应力存在。（）减速器中的轴有粗有细，若减速器输入功率一定，往往将高速轴做得粗一些，低速轴做得细些。（）在剪力Q=0处，梁的弯矩必然为最大。（）在梁的中间较处，弯矩图上必有M=0。（）两根梁的跨度、承受的载荷及支承条件均相同，若两根梁的材料和横截面面积不同，则两根梁的剪力图和弯矩图就不一定相同。（）“应力”和''压强”的量纲相同（均为MPa），所以两者的物理意义相同，仅仅是运用场合不同而已。压强一般作用于物体表面，而应力存在于受力物体内部的一点。（）

图示一悬臂梁，梁的右端作用一力F,受力前在梁上画一斜线AB,受力后产生拉伸变形而平行移至AB，则A'B‘〃AB。()JlEIapi•图1-537．低碳钢试件拉伸时，当其横截面上的应力达到材料的屈服极限后再增大拉伸力，则试件将不再产生弹性变形，而仅仅只发生塑性变形。()38．材料的许用应力取决于材料本身的性质，因此，由同一材料制成的不同构件，其许用应力是相同的。()TOC\o"1-5"\h\z39.设计静载荷下的低碳钢零件时，常取os作为强度极限。()40．石拱桥充分利用了石材抗压强度高的特点，因此，桥面上可以承受很重的载荷。()41．图示圆形截面和正方形截面拉杆的材料、横截面面积相同，但长度不同。当两杆受同样的载荷F拉伸时，其轴向应变相同，而沿ab方向的横向变形则不同。()图1-6图1-6将图(a)所示作用于梁A端的力偶Me用图(b)所示两个作用于梁中部的等值、反向之平行力F代替，且Fd=Me，经如此处理后，梁的变形效应是一样的。()图1-7图1-7将图(a)所示的作用于梁上的均布载荷q简化成图(b)所示的作用于梁中部的集中力F(F=qL)后，梁的变形效应是一样的。()图1-8图1-8TOC\o"1-5"\h\z拉伸试验时，当应力超过比例极限后将载荷卸除，则试件将会产生塑性变形。()构件所受的外力就是构件上所受的载荷。()二、填空题(每题1分共15分)图2-1所示直杆OA自重不计，当作用于直杆A端的力F与杆轴成0角时，该力对支座O之矩为。

图2-1图2-1图2-2所示直杆OA与水平成&角，其自重不计。当作用于直杆A端的力F与杆轴成0角时，该力对支座O之矩为。力是物体间的相互作用，这种作用将引起物体,称为力对物体作用的外效应；此外，这种作用还将引起物体，称为力对物体的内效应。作用于刚体上的力，均可平移到刚体相同内任意一点，但平移的结果除了一集中力外，同时还应附加一个。根据力的平移定理，作用于图2-3所示齿轮上的圆周力Ft对轴系的运动将产生两种作用：图2-3AB图2-4图2-3AB图2-4图2-4所示F1和F2两力分别作用于平面刚体ABC所处平面的A点和B点。在A、B、C三点中的点加一适当的力可以使系统平衡。如果一平面任意力系简化的最终结果为一合力，则说明原力系不是一个平衡力系，也不可能是个8•平面任意力系简化的最终结果若为一个力偶，则说明原力系为，它向任一点的简化结果都一样。有一不平衡的平面力系，已知该力系在x轴上的投影的代数和为零，且对平面内某一点之矩的代数和也为零。那么该力系的最终简化结果是。若某平面任意力系向其作用面内任一点简化其主矩恒等于零，则该力系最终的简化结果是。在图2-5所示刚体上的B点加上一个适当的，可以使刚体平衡。图2-5图2-6图2-5图2-6在图2-6所示刚体上的B点加上一个适当的可以使其处于平衡状态。对非自由体的运动所预加的限制条件称为；约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向；约束反力由引起，且随其改变而改变。已知合力Fr沿直线AB作用，其中一个分力的作用线与AB成30°角，若欲使另一个分力的值

最小，则此二分力之间的夹角应为。图2-7所示曲杆自重不计，其上作用一力偶矩为M的力偶时，支座B处的约束力为图2-7图2-7图2-8所示（a）、（b）两个小单元，虚线表示其受力后的变形情况。①单元体（a）的剪应变Y=，②单元体（b）的剪应变Y=CO.)图2-8图2-9CO.)图2-8图2-9现有三种材料的拉伸曲线如图2-9所示。若分别由此三种材料制成同一构件，其中：①强度最咼的是，②I刚度最大的是，③塑性最好的是通过低碳钢的拉伸破坏试验可测定强度指标和；塑性指标和口。弯矩图上的最大弯矩max可能出现在上，也可能出现在上。21•集中力偶M作用处，其作用面两侧的会产生突变，而则不变。22•平面刚架受力如图2-10所示（各指定截面无限靠近与其平行的轴线），其中：，轴力N]=，轴力N2=，轴力N，轴力N]=，轴力N2=，轴力N3=2截面上的剪力Q2=，弯矩M2=3截面上的剪力Q3=，弯矩M3=卅1ac卅1acJ<4a图2-10图2-1123.图2-11示外伸梁受均布载荷作用，欲使Ma=Mb=-Mc，则要求L/a的比值为欲使Me=0,则要求L/a的比值为。24•当简支梁只受集中力和集中力偶作用时，最大剪力必发生在。25．依据材料的破坏类型，材料力学提出了两类强度理论：一类以断裂破坏为标志，包括第一和第

强度理论；另一类以塑性屈服为标志，包括第三和第四强度理论；一般而言，对脆性材料宜采用第强度理论，对塑性材料宜采用强度理论。三、选择（每题2分共20分）1．AC．1．AC．如图3-1所示，刚体受三个力的作用情况a刚体不可能平衡情况a、b两种情况都无法平衡并且三力均不为零，则（情况b刚体不可能平衡D.情况a、b两种情况均有可能平衡）。F1图3-12.如图3-2F1图3-12.如图3-2所示，力沿其作用线由D点滑移到E点，则A、B、C三铰处的约束反力（）。3.图3-3所示梯子AB重P,搁置在光滑的水平地板与光滑的铅直墙上。梯子E点处站一重Q的人,梯子之D点用绳索OD系在墙角O点上。设P、Q、a、B、BE、AB尺寸均已知，C为AB之中点其坐标如图示。当需进行受力分析求A、B、D三处的约束力时，最好不要对（）点取矩。A•以未知力N、Nb作用线的交点H作为矩心列平衡方程；以坐标原点O为矩心列平衡方程；C•以力NA作用线与绳索拉力T作用线的交点G.图3-4所示四种结构均不计构件的自重，且忽略摩擦，若0=60°。当B处作用相同的作用力F时，铰链A处约束力相同的是（）。A.a和bB.aA.a和bB.a和cC.b和cD.c和d（C）图3-4如图3-5所示，已知某平面内任意力系对平面内三点：A（2,4），B（1,2），C（3，1）的主矩分别为MA，MB，MC。若MA=MB=0,而MC工0,转向为顺时针，则该力系简化的最终结果是（。过A、C连线的力；B.过A、B连线的力

C.过B、C连线的力;D.—个力偶矩为C.过B、C连线的力;D.—个力偶矩为Me的力偶。F1F2图3-5图3-66.平面任意力系向某点简化，其主矢为零，主矩不为零，下述说法中正确的是（）A.力系可以用一个力来平衡；B.力系可以用一个力偶平衡；7.图3-6所示圆盘处于平衡状态，下述说法中正确的是（）。A.力Fi与力F2等效；B・力Fi与力F2平衡；C.支座A处的反力与F「F2组成平衡力系。8•某平面任意力系向A点简化得一个力F'ra（F'ra主0）和一矩为MA（MA主0）的力偶，B为平面内另—点，其中（）是不可能的。A•向B点简化仅得一力偶；B.向B点简化仅得一力；C•向B点简化得FraFrb，MaMb；D•向B点简化得FraFrb,maJ。9.图3-7所示杆AB长2m，点C是其中点。如图所示分别受四种力系作用，其中图（）和图（）所示力系是等效的。2KN2KN\KNm4KNmF、Ca)】B4KNm2gN2KN2KN\KNm4KNmF、Ca)】B4KNm2gNA[b)c)2KNF、\2KN图3-7图3-710.A,B为某平面力系作用面内任意两点，该力系向A点简化的结果是F'ra和Ma，向B点简化的主矩为Mb，则下述结论中正确的是（）。当F'ra=0时，必有Ma=Mb；B.当F'ra=0时，可能有MaMb；当F'ra主0时，可能有Ma=Mb；D.当F'ra主0时，必有MaM印11•某刚体上作用一平面任意力系，此力系由分别汇交于A,B两点的两个汇交力系组成。若力系向A点简化仅得一个合力，下述说法中正确的是（）。A•汇交于B点的力的矢量和必为零；B.汇交于B点的力对A点的矩的代数和必定为零C.汇交于B点的力的矢量和不一定为零，汇交于B点的力对A点的矩的代数和也不一定为零。12.杆件受力如图3-8所示，若用Nmax和Nmin分别表示杆内的最大轴力和最小轴力，则（）是正确的。A.Nmax=50KN,NmA.Nmax=50KN,Nm.=-5KNinNmax=55KN，Nm.=-25KN.nNmax=55KN，Nm.n=-40KN.nNmax=20KN，Nm.n=-5KN.n另®7155:^占占KN2^附fkN图另®7155:^占占KN2^附fkN图3-8图3-913•杆件受力如图3-9所示，若AB、BC、CD三段的横截面面积分别为A,2A,3A。则下列结论中正确的是（）。A.各段横截面上的轴力、正应力都相等B.各段横截面上的轴力、正应力都不相等各段横截面上轴力相等，但正应力不等D.各段横截面上的轴力不相等，但正应力相等14•材料相同的两根杆受力如图3-10所示。若杆①的伸长为△L1,杆②的伸长为△L2，则下列结论中正确的是（A.氐L]=论中正确的是（A.氐L]=氐L?）。D.4L1=2.54L2B.卜L1=1.54L2C.4L1=24L2图3-10已知材料的比例极限Op=200MPa，弹性模量E=200GPa，屈服极限Os=235MPa,强度极限Ob=376MPa。则下列结论中正确的是（）.若安全系数n=2,则[O]=188MPa若£=1100X10-6，则O=Eg=1100X10-6X200X109=220X106Pa若安全系数n=1.1,则[O]=213.6MPa。.若£=600X10-6，则O=Eg=200X109X600X10-6=120X106Pa（图3-11所示圆轴由钢轴和铝套管牢固地结合在一起。扭转变形时，横截面上切应力分布如图（（图3-11（）不能成为工程中使用空心轴的理由。A.为传递较大的外力偶B.为减少轴所占据机器的空间C.为减少机器的重量直径为D的圆轴受纯扭转，轴内产生的最大剪应力为T1,单位扭转角为81。若轴的直径改为D/2后，轴内产生的最大剪应力为T2,单位扭转角为82应为（）。A.T2=16t1,02=801B.T2=16t1,02=1681）倍。C.T2=8T1，82=1681D.T2=8T1，82=881）倍。若将受纯扭转圆轴的横截面面积增加一倍，则轴内最大剪应力是原来的（

A.1/2B.1/4C.2^2D.迈/420.图3-12所示梁CB段的剪力、弯矩方程为Q(x)=-3m/(2a),M(x)=-3mx/(2a)+m,其相应适用区间分别为（）。A.(aWxW2a),(aVxV2a)A.(aWxW2a),(aVxV2a)C.(aWxV2a),(aVxW2a)(aVxV2a)(aVxV2a)(aWxW2a)，(aWxW2a)aa图3-12图aa图3-12图3-13图3-15A.M图对称，FQ图反对称C.M图3-15A.M图对称，FQ图反对称C.M图和FQ图均对称B.D.M图反对称，FQ图对称4图3-16图3-17如图3-13所示悬臂梁上作用集中力F和集中力偶M,若将M在梁上移动时（）A.对剪力图形状、大小均无影响B.对弯矩图形状无影响，只对其大小有影响对剪力图和弯矩图的形状及大小均有影响D.对剪力图和弯矩图的形状及大小均无影响）。如将图示的力F平移到梁AD的C截面上,则梁上的丨MImax与丨FQImax的变化结果为（A•前者不变，后者变B•两者均改变）。C.前者改变，后者不变D.两者都不改变r人1■-dJT8cSr77Z7rrnTn丨卫J_Q一If2「I图3-14图3-15所示平面刚架ABC,A端固定，在其平面内C点施加图示一集中力F，其m-m截面上的内力分量（）不为零。A.M、FQ、FNB.M、FNC.M、FQD.FN、FQ图3-16所示受力对称于中央截面的简支梁，则该梁的（）。25•若将图3-17（a）所示简支梁在总载荷大小不变的情况下，改为图（b）所示的承载方式，则梁内最大弯矩Mmax和最大剪力FQmax的变化情况是（）。A.Mmax减少，Fqmax不变B•二者都减小C.Mmax不变，Fqmax减少D•二者都不变26.图3-18所示双杠长为L,其外伸段的合理长度a=（）A.L/3B.L/4C.L/5D.L/6

图3-1827.图示3-19煤气罐内压为p时，其表面各点处于（）。图3-18A.单向应力状态B.二向应力状态C.三向应力状态D•各向等应力状态A.单向应力状态B.二向应力状态C．图3-19三向应力状态DA.单向应力状态B.二向应力状态C．图3-19三向应力状态D•各向等应力状态图3-20）。C.三向应力状态）。C.三向应力状态D•各向等应力状态B.第三、四强度理论主要用于脆性材料D.第四强度理论可用于塑性材料的任何应力状态29．圆轴受扭时，轴的表面各点处于（A.单向应力状态B.二向应力状态30．以下结论中（）是正确的。A.第一、二强度理论主要用于塑性材料C.第一强度理论主要用于单向应力状态四、问答（共25分）1.说明⑴F=F；（2）F=F；⑶力F1等效于F三个式子与文字的内涵与区别：（5分）121212．什么叫二力构件？分析二力构件是与二力构件的形状有关吗？图示哪些是二力构件？（5分）3．配以图示说明两力大小相等，两力矢相等，两力相等，这三种说法的区别。（5分）4．为什么力偶不能与一个力平衡？既然如此，那又如何解释图4-2所示转轮的平衡现象？（5分）5．刚体上A、B、C、D四点组成一平行四边形，如在其四个顶点作用有四个力，这四个力沿四个边恰好组成封闭的力多边形，如图4-5所示。问此刚体是否平衡？（3分）F图4-22图F图4-22图4-56.如图所示，力或力偶对点A的矩都相等，它们引起的支座的反力是否相等？（5分）(c)图4-6(c)图4-67.不计重量的直角三角板ABC用三个活动铰支座固定，其中B,C两处支座分别沿直角边设置,若系统受垂直于BC的力F作用，系统能否平衡？为什么？（5分）图4-7图4-78．试解释单缸柴油机曲轴端部装置一个大飞轮的道理。（3分）9．圆轴扭转之前在其表面画一小正方形如图所示,扭转后此正方形将如何变形?（5分）图4-8图4-810．在列梁的剪力、弯矩方程时,通常要分段,试问在哪些情况下要分段?（3分）11．试述最大弯矩的截面位置可能发生在梁的哪些位置?（3分）12．说明下列各种情况下,哪些是静载荷,哪些是动载荷?（3分）(c)（a）千斤顶顶重物时的压力;（b）起重机刚将重物由静止状态吊起时钢绳所受的拉力水库中水对坝的压力;（d）用脸盆盛自来水龙头渗漏的水滴,水对盆的压力。(c)13．试述内力与应力的区别和相互关系。（3分）14．试述压缩与挤压的区别。（3分）15．材料力学中所说的内力有哪些特征?（5分）强度准则OW[O]是设计零件首先必须满足的基本设计准则，O的计算因零件的工作状态caca

不同而不同，而[o]=Olim/s（Olim为极限应力，s为安全系数）。在静载荷状态下，若s已知，试问设计塑性材料零件时取什么作为极限应力O「？设计脆性材料零件时又取什么作为极限应力limolim？为什么？（5分）lim槽钢的一端固定，另一端自由，自由端受集中力P作用，梁的横截面和力P的作用线如图4-9所示，图中C为截面形心，试问这根梁将发生什么样的变形？（3分）工字钢的一端固定，另一端自由，自由端受集中力P作用，梁的横截面和力P的作用线如图4-10所示，图中C为截面形心，试问这根梁将发生什么样的变形？（3分）19.等边角钢的一端固定，另一端自由，自由端受集中力P作用，梁的横截面和力P的作用线如图19.等边角钢的一端固定，另一端自由，自由端受集中力P作用，梁的横截面和力P的作用线如图4-11所示，图中C为截面形心，试问这根梁将发生什么样的变形？图4-10图4-11五、分析计算题（25分）1.图5-1所示物体的受力图是否有错误？若有则请予改正。（3分）图5-2所示物体的受力图是否有错误？若有，2.5-1则请予改正。3分）B图5-23.图图5-2所示物体的受力图是否有错误？若有，2.5-1则请予改正。3分）B图5-23.图5-3所示物体的受力图是否有错误？若有，则请予改正。3分）图5-4图5-4图5-34.图示三铰拱桥由左、右两拱铰接而成。不计自重及摩擦，在拱AC上作用有载荷F,请用二力平衡和三力平衡原理分析左拱AC的受力，并绘出其受力图。（不允许用两个正交分力表示铰链处的受5•分析图（a）所示物系中图（b）和图（c）所指定物体的受力并画出受力图。未画重力的物体,其自重不计。（3分）(b)时，B角的取值可能如何？（5分）图5-6(b)时，B角的取值可能如何？（5分）图5-6图5-7oCO图5-56.匀质圆柱重Pl=400N,放在倾角为30°的光滑斜面上，并用一绕过定滑轮A的绳索与重P2=200N的重物B相连。定滑轮的位置可以调整，从而使3角可在30°〜90°范围内