工程力学形成性考核册

工程力学形成性考核册一、课程概述工程力学是一门研究物体机械运动及材料力学性能的学科，它在工程领域有着广泛的应用。本课程旨在培养学生运用力学基本理论和方法解决工程实际问题的能力。

通过本课程的学习，学生应掌握静力学、材料力学的基本概念、基本原理和基本方法，能够对简单的工程结构进行受力分析、强度计算、刚度计算和稳定性计算等。

二、考核方式及要求本课程的考核方式包括形成性考核和终结性考核。形成性考核占总成绩的40%，终结性考核占总成绩的60%。

形成性考核主要包括平时作业、实验报告、课堂表现等。平时作业要求学生按时完成，书写规范，解答准确；实验报告要求学生认真记录实验数据，分析实验结果，撰写规范；课堂表现要求学生积极参与课堂讨论，认真听讲，遵守课堂纪律。

终结性考核采用闭卷考试的形式，考试时间为[X]分钟。考试内容涵盖静力学、材料力学的各个知识点，包括基本概念、基本原理、计算方法等。

三、各章节知识点及作业解答

静力学部分

第一章静力学公理和物体的受力分析1.知识点静力学公理：二力平衡公理、加减平衡力系公理、力的平行四边形法则、作用与反作用定律。约束和约束力：常见的约束类型，如柔索约束、光滑接触面约束、铰链约束等，以及它们的约束力特点。物体的受力分析：受力分析的步骤和方法，画出物体的受力图。2.作业解答题目：画出图示结构中AB杆的受力图。解答：首先明确AB杆受到的主动力，然后分析其受到的约束。AB杆在A端为铰链约束，有水平和垂直方向的约束力；在B端为柔索约束，受到沿绳索方向的拉力。受力图如下：

第二章平面汇交力系1.知识点平面汇交力系的合成方法：几何法和解析法。平面汇交力系的平衡条件：合力为零，即力系的各力在两个坐标轴上的投影的代数和分别为零。2.作业解答题目：已知平面汇交力系中各力的大小和方向，如图所示，试用解析法求该力系的合力。解答：首先建立直角坐标系，然后分别计算各力在x轴和y轴上的投影。根据平面汇交力系合成的解析法公式，计算合力在x轴和y轴上的投影，进而求出合力的大小和方向。

第三章力矩与平面力偶系1.知识点力矩的概念：力对一点的矩等于力的大小与力臂的乘积，力矩是矢量。合力矩定理：平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩等于力系中各力对同一点的矩的代数和。力偶和力偶矩：力偶是由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系，力偶矩是力偶对物体转动效应的度量。平面力偶系的合成与平衡条件：平面力偶系可合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和；平面力偶系平衡的充要条件是合力偶矩为零。2.作业解答题目：如图所示，已知力F=100N，试求力F对O点的力矩。解答：首先确定力臂，然后根据力矩的计算公式计算力F对O点的力矩。

材料力学部分

第四章轴向拉伸和压缩1.知识点轴向拉伸和压缩的概念：杆件受到沿轴线方向的拉力或压力作用。内力：轴力的计算方法，截面法。应力：正应力和切应力的计算公式，胡克定律。强度计算：许用应力的概念，强度条件的应用。2.作业解答题目：如图所示的等直杆，已知杆的横截面面积A=200mm²，材料的许用应力[σ]=160MPa，试求杆的许可载荷[F]。解答：首先用截面法计算轴力，然后根据正应力计算公式求出最大正应力，再根据强度条件计算许可载荷。

第五章剪切和挤压1.知识点剪切的概念：杆件受到一对相距很近、大小相等、方向相反且垂直于杆件轴线的外力作用。剪切力和剪切应力的计算：剪切力的计算方法，剪切应力的计算公式。挤压的概念：连接件与被连接件之间相互压紧的现象。挤压应力的计算：挤压应力的计算公式。剪切和挤压的强度计算：许用剪切应力和许用挤压应力的概念，强度条件的应用。2.作业解答题目：如图所示的螺栓连接件，已知螺栓的直径d=18mm，许用剪切应力[τ]=80MPa，许用挤压应力[σbs]=160MPa，试求该连接件的许可载荷[F]。解答：分别计算螺栓的剪切强度和挤压强度，根据强度条件确定许可载荷。

第六章扭转1.知识点扭转的概念：杆件受到垂直于轴线的力偶作用，使杆件的任意两横截面发生绕轴线的相对转动。扭矩：扭矩的计算方法，扭矩图的绘制。切应力：圆轴扭转时横截面上切应力的分布规律，切应力计算公式。强度计算：许用切应力的概念，强度条件的应用。刚度计算：扭转角的计算公式，刚度条件的应用。2.作业解答题目：如图所示的传动轴，转速n=300r/min，主动轮A输入功率PA=50kW，从动轮B、C、D输出功率分别为PB=10kW，PC=15kW，PD=25kW，试求：各轮的扭矩；画出扭矩图；若轴的材料为45钢，许用切应力[τ]=40MPa，试按强度条件确定轴的直径。解答：首先计算各轮的扭矩，然后绘制扭矩图。根据强度条件，由最大扭矩计算轴的直径。

第七章弯曲内力1.知识点平面弯曲的概念：梁的轴线在纵向对称平面内弯曲成一条平面曲线。剪力和弯矩：剪力和弯矩的计算方法，剪力方程和弯矩方程的建立，剪力图和弯矩图的绘制。2.作业解答题目：如图所示的简支梁，受均布载荷q和集中力F作用，试求：剪力方程和弯矩方程；画出剪力图和弯矩图。解答：根据梁的受力情况，用截面法分别计算不同截面处的剪力和弯矩，建立剪力方程和弯矩方程，然后绘制剪力图和弯矩图。

第八章弯曲应力1.知识点纯弯曲和横力弯曲：梁的弯曲形式。纯弯曲梁横截面上的正应力：正应力的分布规律和计算公式。横力弯曲梁横截面上的正应力和切应力：正应力的计算公式，切应力的分布规律和计算公式。梁的正应力强度计算和切应力强度计算：许用正应力和许用切应力的概念，强度条件的应用。2.作业解答题目：如图所示的矩形截面梁，已知梁的跨度l=4m，受均布载荷q=10kN/m作用，梁的截面尺寸b=120mm，h=180mm，试求梁的最大正应力和最大切应力。解答：首先计算梁的最大弯矩和最大剪力，然后根据正应力和切应力的计算公式分别计算最大正应力和最大切应力。

第九章梁的变形1.知识点梁的变形基本概念：挠度和转角。梁的变形计算方法：积分法和叠加法。梁的刚度计算：刚度条件的应用。2.作业解答题目：如图所示的简支梁，受集中力F作用，已知梁的跨度l=3m，F=20kN，梁的抗弯刚度EI=5×10³kN·m²，试求梁跨中截面的挠度和转角。解答：用积分法或叠加法计算梁跨中截面的挠度和转角。

四、实验报告示例

拉伸试验1.实验目的测定低碳钢和铸铁的拉伸力学性能，绘制拉伸图，测定材料的强度指标和塑性指标。2.实验设备及试件万能材料试验机、游标卡尺、低碳钢和铸铁拉伸试件。3.实验步骤测量试件的尺寸。将试件安装在万能材料试验机上。缓慢加载，记录载荷和伸长量。直至试件拉断，记录最大载荷。4.实验数据记录与处理记录试件的原始尺寸、最大载荷等数据。计算低碳钢和铸铁的强度指标和塑性指标。5.实验结果分析分析低碳钢和铸铁拉伸过程中的力学性能差异，讨论强度指标和塑性指标的意义。

五、课堂表现总结在课堂学习过程中，大部分同学表现积极，能够认真听讲，积极参与课堂讨论。对于一些较难的知识点，同学们也能主动提问，与老师和同学进行交流。

部分同学在课堂上能够迅速掌握新知识，并能灵活运用到作业和练习中。然而，仍有少数同学存在注意力不集中的情况，需要进一步提高学习的主动性和积极性。

希望同学们在今后的课堂学习中，继续保持良好的学习态度，积极参与课堂互动，不断提高自己的学习效果。

六、总结通过本次工程力学形成性考核册的学习和作业解答，同学们对工程力学的基本概念、基本原理和基本方法有了更深入的理解和掌握。在完成作业和实验报告的过程中，同学们锻炼了自