工程力学试题及答案

工程力学试题及答案

一、填空题(每空1分，共16分)

1.物体的平衡是指物体相对于地面__________或作________运动的状态。

2.平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：_____。该力系中各力构成的力多边形____。

3.一物块重600N，放在不光滑的平面上，摩擦系数f=0.3，

在左侧有一推力150N，物块有向右滑动的趋势。

Fmax=__________,所以此物块处于静止状态，而其

F=__________。

4.刚体在作平动过程中，其上各点的__________相同，每一

瞬时，各点具有__________的速度和加速度。

5.AB杆质量为m，长为L，曲柄O1A、O2B质量不计，且

O1A=O2B=R，O1O2=L，当θ=60°时，O1A杆绕O1轴转

动，角速度ω为常量，则该瞬时AB杆应加的惯性力大

小为__________，方向为__________ 。

6.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。工程上一

般把__________作为塑性材料的极限应力；对于脆性材

料，则把________作为极限应力。

7.__________面称为主平面。主平面上的正应力称为______________。

8.当圆环匀速转动时，环内的动应力只与材料的密度ρ和_____________有关，而与__________无关。

二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在

题干的括号内。每小题3分，共18分)

1.某简支梁AB受载荷如图所示，现分别用RA、RB表示支座A、B处的约束反力，则它们的关系为( )。

A.RA<RB

B.RA>RB

C.RA=RB

D.无法比较

2.材料不同的两物块A和B叠放在水平面上，已知物块A重0.5kN，物块B重0.2kN，物块

A、B间的摩擦系数f1=0.25，物块B与地面间的摩擦系数f2=0.2，拉动B物块所需要的最小力为( )。

A.0.14kN

B.0.265kN

C.0.213kN

D.0.237kN

3.在无阻共振曲线中，当激振力频率等于系统的固有频率时，振幅B趋近于( )。

A.零 B.静变形 C.无穷大 D.一个定值

4.虎克定律应用的条件是( )。

A.只适用于塑性材料 B.只适用于轴向拉伸

C.应力不超过比例极限 D.应力不超过屈服极限

5.梁的截面为T字型，Z轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有( )。

A.最大拉应力和最大压应力位于同一截面

C

B.最大拉应力位于截面C，最大压应力位于截面D

C.最大拉应力位于截面D，最大压应力位于截面C

D.最大拉应力和最大压应力位于同一截面D

6.圆轴扭转时，表面上任一点处于( )应力状态。

A.单向 B.二向 C.三向 D.零

三、简答题(每小题4分，共16分)

1.平面图形在什么情况下作瞬时平动?瞬时平动的特征是什么?

2.一质点在铅垂平面内作圆周运动，当质点恰好转过一周时，其重力的功为零，对吗?为什么?

3.何谓纯弯曲和平面弯曲?

4.试述构件发生疲劳破坏时的主要特点。

四、计算题(共50分)

1. 三铰拱刚架如图所示，受一力偶作用，其矩M=50kN²m，不计自重，试求A、B处的约束反力。(8分)

2. 杆AB的A端沿水平线以等速度v运动，运动时杆恒与一半圆周相切，半圆周的半径为R，如图所示。如杆与水平线间夹角为θ，试以角θ表示杆的角速度。 (8分)

3. 重为P的物块A沿光滑斜面下滑，并通过一绕过光滑滑

轮的绳索带动重为Q的物块B运动，如图所示。斜面与

水平夹角为α，滑轮和绳索质量不计，且绳索不可伸长，

求物块B的加速度a (10分)

4. 如图所示为二杆桁架，1杆为钢杆，许用应力［ζ］1=160MPa，

横截面面积A1=6cm2；2杆为木杆，其许用压应力［ζ］2=7MPa，

横截面面积A2=100cm2。如果载荷P=40kN，试校核结构强度。

(8分)

5.试作如图所示梁的剪力图和弯矩图。(8分

)

5. 求图示应力状态的主应力和最大剪应力。(8分)

浙江省2002年1月高等教育自学考试

工程力学(一)试题参考答案

课程代码：02159

一、填空题(每空1分，共16分)

1.保持静止 匀速直线

2.该力系的合力为零 自行封闭

3.180N 150N

4.轨迹形状 相同

5.Fgh=mRω2 过质心C平行O1A指向向下

6.屈服点ζs 抗拉和抗压强度ζb

7.剪应力为零的面 主应力

8.转动线速度v 横截面面积A

二、单项选择题(每小题3分，共18分)

1.C 2.A 3.C 4.C 5.B 6.B

三、简答题(每小题4分，共16分)

1.某瞬时，若平面图形的转动角速度等于零(如有两点的速度vA vB，而该两点的连线

AB不垂直于速度矢时)而该瞬时图形上的速度分布规律与刚体平动时速度分布规律相同，称平面图形在该瞬时作瞬时平动。

瞬时平动的特征是：

平面图形在该瞬时的角速度为零；

平面图形在该瞬时的各点的速度相同；

平面图形在该瞬时的各点的加速度不相同。

2.对的

因为重力的功等于质点的质量与其始末位置的高度差的乘积，当高度差为零时，重力的功为零。

3.梁的横截面上只有弯矩而无剪力时称纯弯曲；梁上的外力作用在梁的纵向对称平面内

时，梁的轴线将在平面内弯成一条曲线，这种弯曲称之平面弯曲。

4.(1)工作应力水平较低；

(2)无明显塑性变形；

(3)断面上明显分为光滑区和粗糙区。

四、计算题(共50分)

1.解：AC杆为二力杆受力图如(a)所示。

再画整体受力图，如(b)图所示。

Σm=0

RA²AD=M

∴RA=RB=

=50

4 2

2M AD=17.7kN

方向如图所示。

2.解：选A点作为基点，

则C点的速度有

vC vA vCA

由图中几何关系，可解得

vCA=vA²sinθ=vsinθ

又vCA=AC²ω

VCAv sin2 ∴ω= ACRcos

3.解：物块A、B均作平动，设物块B移动S时的速度为v，系统的动能为

T2=TA+TB=1p21Q2v v 2g2g

T1=0

系统外力作功之和

ΣW12=PS²sinα-QS

由动能定理，得

P Q2 v PSsin QS 2g

v2=2(Psin Q)Sg P Q

dvds a,=v dtdt 对上式两边求导，并注意

得a=(Psin Q)g P Q

4.解：两杆均为二力杆，取结点A为研究对象，

受力图如图所示。

Σy=0,N1sin30°-P=0

∴N1=P/sin30°=80kN

Σx=0,-N1cos30°+N2=0

∴N2=N1cos30°=69.3kN

1杆：ζ1=N180 103 =133MPa<［ζ］1

2A16 10

N269.3 103

2杆：ζ2= =6.93MPa<［ζ］2 A2100 102

两杆均满足强度。

5.RA=2qa,RB=qa

6.解：求主应力

max =

min x y2±( x y

2)2 2x

= 70 02 70 0) 502 ±(22 96 =26MPa

∴ζ1=26MPa,ζ2=0,ζ3=-96MPa,

η

max= 1 3 =66MPa 2

工程力学复习资料

一、单项选择题(每小题2分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目

要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1.三个刚片用三个铰两两相联，所得的体系( )

A.一定为几何不变体系

B.一定为几何瞬变体系

C.一定为几何常变体系

D.不能确定

2.图示体系是( )

A.无多余联系的几何不变体系

B.有多余联系的几何不变体系

C.瞬变体系

D.常变体系

3.图示三铰拱，已知三个铰的位置，左半跨受均

布荷载，其合理拱轴的形状为( )

A.全跨圆弧

B.全跨抛物线

C.AC段为园弧，CB段为直线

D.AC段为抛物线，CB段为直线

4.图示结构A端作用力偶m，则B端转角 B的值为( )

A．mlmlmlml B. C. D. 6EI3EI2EIEI

Pa EA

1Pa 2EA

1Pa 4EA5.图示桁架C点水平位移的值为( ) A． B． C．

D．0

6.图示刚架的超静定次数为

A.1

B.2

C.3

D.4

7.图示超静定则架，用力法计算时，

不能选为基本体系的是图( )

8.下列弯矩图中正确的是图(

)

9.图示结构中，BA杆B端的力

矩分配系数等于( )

10.图示结构截面K剪力影响线是图( )

二、填空题(每小题2分，共16分)

11.在具有一个自由度的体系上加上一个二元体(二杆结点)时，

所得新体系的自由度为_____。

12.位移互等定理的表达式是________。

13.图示对称结构，截面K弯矩的绝对值为________。

14.图示结构，作用荷载P，不计轴向变形时，

支座A的反力矩MA等于________。

15.已知图示连续梁(a)的弯矩图(b)，则

A端剪力等于________kN。

16.用力矩分配法计算图示连续梁时，算至放松结点C分配传递后，当前结点B的结点不平

衡力矩(约束力矩)等于________kN.m

17.力P在梁ABC上移动过程中，截面K中产生的变矩(绝对值)的最大值为________kN²m

18.图中给出了截面K弯矩MK影响线的形状，该影响线在截面K下面的纵标等于________。

三、计算题(19～22小题，每小题7分，23～25小题，每小题12分，共64分)

19.计算图示桁架指定杆件1、2、3的内力。

20.计算图示刚架A、C两截面的相对转角 AC。

21.计算图示结构，并绘弯矩图，各杆EI=常数。

22.用力矩分配法计算图示结构，并绘弯矩图。EI=常数

23.计算图示结构，绘弯矩图、剪力图、轴力图。

24.用力法计算图示刚架，并绘弯矩图。(EI=常数

)

25.用位移法计算图示结构，并绘弯矩图。

全国2002年4月高等教育自学考试

结构力学(一)试题参考答案

课程代码：02393

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)

1.D 2.D 3.B 4.A 5.A

6.B 7.B 8.B 9.D 10.C

二、填空题(本大题共8小题，每小题2分，共16分)

11. 1 12. δij=δij或δ12=δ21

13. Pa/2 14. 0

15. 13.62 16. 21.4

17. 20 18. 1l 3

三、计算题(本大题共7小题，19～22小题，每小题7分，23～25小题，每小题12分，共

64分)

19.N1=20kN, N2=-10kN， N3=30kN

20.(1)绘Mp图 (2)作虚拟状态绘M图 (3)计算 AC

21．r11Z1+R1p

=0

r11=8i Rip=-pl

Z1=Pl 8i

M=MiZ1 Mp

24. 11X1 12X2

1p 0

21X1 22X2 2p 0

ql4ql4ql4l3l3

11 22, 11 21 , 1p , xp ,X1 X2 3EIEI6EI6EI14

(1)基本未知量

(2)力法典型方程 M1,M2,Mp图

(3) 11, 12, 22

1p, 2p

（4）X1，X2值

（5）M图

(2)建立方程r11Z1+R1p=0

(3)计算系数与自由项

EI令i l

r11=18i

l2,R1p P

R1p

r11Pl2 18i(4)解方程：x1=

(5)绘M图.

工程力学复习资料

一、填空题(每空1分，共44分)

1.在分析两个或多个构件之间互相作用时，要注意________力与________力的关系。

2.作用于平面内A点的力F=10kN，如图示，向距A点为100cm的O点平移后，得到主矢量的大小为________和主矩大小为________。

3.设有一个力F，当力F与________轴________但________时有力F在X轴上的投影FX=0，力F对x轴之矩mx(F)≠0。

4.由平面假设所得到的轴向变形时，截面上的计算公式ζ=N/A中的ζ是________，这个公式不仅适用于________变形，而且也适用于________变形。

5.已知主动轮A输入功率为80马力，从动轮B和C输出功率为30马力和50马力，传动轴的转速n=1400转/分，那么，各轮上的外力偶矩的大小分别为mA=____ ,mB=______, mC=______。

6.图示结构中固定端A的反力为________、________、________。

7.图示各结构是静定还是静不定，及其静不定次数。图(a)是________，(b)是________，(c)是________。

8.力的可传原理只适用于________体，而不适用于________体，因此不适用于研究力对物体的________效应。

9.若截面对于y轴和z轴的惯性积Iyz=0，则此对轴称为________轴，若此对轴又通过形心，则称此对轴为________轴。对称图形中含有对称轴的一对坐标轴必为________轴。

10.图示是梁的左段，A点力2P为反力，B点作用力P，C点作用力偶Pa，此时截面C的剪力QC=________,弯矩MC=________。

S*

11.矩形截面弯曲剪应力公式为η=Z，其中S*z是所求剪应力的点，画平行于中性轴的横IZb

线________截面面积对中性轴的面积矩，因此S*z是________量，截面上的最大剪应力发生在________。

12.用积分法求图示梁的变形时，以A为原点写出AB梁的微分方程________及边界条件________、________。注：B点为弹簧支撑，已知弹簧的位移λ=

力，C为弹簧的刚性系数。

13.单元体是由三对________的面组成，由于单元体极其微小，可以认为它的每个面上的应力是________分布的，而且在________的面上。

14.图示折杆ABCD，在自由端A作用水平力P1及铅垂力P2，请分别写出各段的变形，AB段为________变形，BC段为变形，CD段为________变形。

15.压杆稳定的欧拉公式适用于________范围内，用柔度λ来表示则λ≥________。

16.动荷载、动应力是指荷载随________不断地变化，或构件在荷载作用下随________不断运动。但只要应力不超过材料的比例极限，________定律仍适用于动应力、动应变的计算。

二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题1分，共16分)

1.图示中四个力F1、F2、F3、F4对B点之矩是( )

A.mB(F1)=0

B.mB(F2)=F2l P,P为作用在弹簧上的C

C.mB(F3)=F3lcos45°

D.mB(F4)=F4l

2.图示中力多边形自行封闭的是( )

A.图(a)

B.图(b)

C.图(c)

D.图(d)

3.物体在一个力系作用下，此时只能( )不会改变原力系对物体的外效应。

A.加上由二个力组成的力系 B.去掉由二个力组成的力系

C.加上或去掉由二个力组成的力系 D.加上或去掉另一平衡力系

4.图示ABC杆，固定端A的反力是( )

A.XA=P, YA=0

B.YA=P， mA=Pa

C.XA=P, YA=0

D.XA=P, YA=0,mA=Pa

5.构件在外力作用下平衡时，可以利用( )

A.平衡条件求出所有未知力 B.平衡条件求出某些未知力

C.力系的简化求未知力 D.力系的合成或分解求未知力

6.图示传动轴中各轮的外力偶矩分别为mA=20kN²m,mB=5kN²m,mC=10kN²m,mD=5kN²m,那么四个轮子布局中最合理的是

( )

A.图(a)

B.图(b)

C.图(c)

D.图(d)

7.关于轴力( )

A.是杆件轴线上的荷载 B.是杆件截面上的内力

C.与杆件的截面面积有关 D.与杆件的材料有关

8.由AB和CD两杆组成，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，正确的选择是( )

A.AB杆为铸铁，CD杆为铸铁

B.AB杆为铸铁，CD杆为低碳钢

C.AB杆为低碳钢，CD杆为铸铁

D.AB杆为低碳钢，CD杆为低碳钢

9.图示截面，在圆截面中挖去一正方形，已知圆截面的直径为D，正方形的边长为a，其惯性矩IZ=( ) πD4a4

A. 3212

πD4a4

B. 6412

πD4a4

C. 326

πD42a4

D. 1612

10.弯曲梁，当某截面的剪力Q=0时，( )

A. 此截面上弯矩有突变

B. 此截面上弯矩有极值

C. 此截面上弯矩一定为该梁的最大值

D. 此截面上的弯矩一定为零

11.为了合理的利用钢材，在梁的弯曲问题中，在同样面积情况下，以下四种截面形状钢 梁，使用哪种较为合理( )

A.(a)

B.(b)

C.(c)

D.(d)

12.图示悬臂梁，其梁截面转角关系为( )

A.θA=θB=0

B.θA=0，θB=θmax

C.从A到B各截面的转角均相等

D.θA=θB=fB l

13.图示应力圆，其主应力及用第三强度理论求得相当应力ζr3( )，题中应力单位均为MPa。

A.ζ1=70,ζ2=70,ζ3=0,ζr3=35

B.ζ1=0,ζ2=0,ζ3=-70,ζr3=70

C.ζ1=0,ζ2=0,ζ3=-70,ζr3=-70

E. ζ1=-70,ζ2=-70,ζ3=0,ζr3=70

14.竖立的折杆ABC，C端固定，A端作用一垂直于AB的水平力P=500N，BC杆为空心圆杆，外径D=80mm，内径d=70mm，用第四强度理论计算相当应力ζr4为( )

A.64MPa

B.25.45MPa

C.101.8MPa

D.50.9Mpa

15.压杆稳定的欧拉公式适用的范围，以下四种情况哪种是错误的( )

A.细长杆 B.λ≥λ1

C.弹性范围内 D.屈服极限范围内

16.(a),(b)二根简支梁，E、I、W均同，同样的重物Q从h高度自由落下冲击梁，两根梁 的动应力ζd与动荷系数Kd的比较应为( )

A.ζad>ζbd,Kad>Kbd

B.ζad<ζbd,Kad<Kbd

C.ζad>ζbd,Kad<Kbd

D.ζad<ζbd,Kad>Kbd

三、计算题(每小题5分，共40分)

1. 图示三铰拱，G=2kN,l=1.15m,h=0.173m，试求A、B处的反力。

2. 两块钢板各厚t1=8mm,t2=10mm,用5个直径相同的铆钉搭接，受拉力P=200kN的作用，如图所示。设铆钉的许用应力分别为〔η〕=140MPa，〔ζbs〕=320MPa，试求铆钉的直径d。

3. 一正方形的混凝土短柱，受轴向压力P的作用,如图示，柱高为l，截面边长为a=400mm,柱内埋有直径d=30mm的钢筋四根。已知柱受压后混凝土内的应力ζ混=6MPa，试求P值，设钢筋与混凝土的弹性模量之比为E钢∶E混=15。

4. 图示桁架。G1=G2=20kN,W1=W2=10kN,试求A、B的反力和杆①、杆②的内力。

5. 悬臂梁AB上作用集中力P及集中力偶Pa，试作梁的剪力图与弯矩图，并在图中注明各特征点值。

6. 圆截面简支梁中间l处，梁的下边缘，用标距S=20mm的应变仪测得纵向伸长△S=0.01mm,2

梁长l =2m,梁截面直径D=80mm,弹性模量E=2.0³105MPa,试求均布荷载q的大小。

7. 梁AB，A端为固定端，B端为动铰支座，AC段作用均布荷载q,已知抗弯刚度EI，求B点的支座反力RB。

8.已知平面应力状态中的ζx=50MPa，ζy=30MPa，ηxy=40MPa，试求其单元体的主应力及第三强度理论的相当应力ζr3。

浙江省2002年4月高等教育自学考试

工程力学(二)试题参考答案

课程代码：02391

一、填空题(每空1分，共44分)

1. 作用 反作用

2. 主矢 F′=F=10kN 主矩m0(F)=5kN²m

3. x 垂直 不相交

4. 常量 拉伸 压缩

5. mA=7024³80=401.4N²m mB=150.5N²m mC=250.86N²m 1400

6. xA=0 YA=0 mA=Pa

7. 图(a)为一次静不定 图(b)为静定 图(c)为静定

8. 刚体 变形体 内效应

9. 主轴 形心主轴 主轴

10. QC=P MC=2Pa

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