工程力学复习题1及答案
更新时间:2023-12-23 07:48:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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大作业(一)
一、填空题
1、仅受(两个)力作用且处于(平衡)状态的构件称为二力构件。 2、力对物体有两种效应:(外效应)和(内效应)
3、柔索的约束反力沿(柔索本身)且(背向)被约束物体。 4、光滑接触面的约束反力通过接触点沿(接触面的公法线),(指向)被约束物体。
5、平面汇交力系具有(2 )个独立平衡方程。 6、度量力对物体的转动效应的物理量是(力矩) 7、力偶在任意坐标轴上的投影的代数和恒等于(零)。力偶对任一点之矩为(常量)
8、在保持(力偶矩)不变的条件下,可任意改变力和力偶臂,并可在作用面内任意转移。
二、选择题
1、在下图的4种情况中,力F的外效应与相同的是(A)
A、B、C、D、
2、力F1和力F2的合力为FR,FR=F1+F2,它们之间的大小关系,可能属于下列(B)情况?
A、必有FR=F1+F2 B、必有FR>F1且FR>F2 C、可能有FR 5、F1、F1、F3及F4是作用在刚体上的平面汇交力系,其力矢之间有如图所示的关系,合力为FR。以下情况中( B)是正确的? A、FR=F4 B、FR=2F4 C、FR=-F4 D、FR=-2F4 6、三铰刚架ABC如图所示,不计自重,仅受力F作用,铰链A反力FA的方位必满足( C )? A、通过B点 B、通过D点 C、通过E点 D、通过C点 7、在图中,如果两力偶均作用在杆AC上,铰链A或B的反力方位( C )? A、垂直于AC B、垂直于BC C、垂直于AB D、不确定 三、画受力图 1、重为P的均质圆轮在边缘A点用绳AB系住,绳AB通过轮心C,圆轮边缘D点靠在光滑的固定曲面上,试画圆轮的受力图 解: (1)选圆轮为研究对象,画出其分离体图 (2)在分离体圆轮上画出作用其上的主动力P (3)在分离体的每处约束,画出其约束力。 圆轮在A点有绳索约束,其约束力为作用于A点并沿绳索AB方向背离圆轮的拉力FA;在D点具有光滑支承面约束,其约束力为沿该点公法线方向并指 向圆轮的约束力FD。 2、矩形物块由两根自重不计的刚杆AA‘和BB’以及绳EE‘维持在如图位置,已知物块重为W,载荷FQ作用在D点。试画出物块的受力图 解:研究对象为矩形物块。物块上作用有两个主动力W和FQ,三个约束力F、FA、FB,AA`和BB`是二力杆,所以FA和FB作用线分别通过A,A`和B和B`。 3、重为W的均质圆柱夹在重为Q的光滑均质板AB与光滑的铅垂墙之间,均质板在A端用固定铰链支座固定在铅垂墙上,在B端以水平绳索BC系在墙上。试画出圆柱O与板AB组成的刚体系整体受力图及圆柱O与板AB的受力图 解:(1)画圆柱O和板AB刚体系整体的受力图 以圆柱O和板AB刚体系为研究对象画出其分离体图,再画出其全部外力,包括作用其上的外主动力Q、W及A、C、E三处的约束力。D处的约束力属于内力,不必画出 (2)画出圆柱O和板AB的受力图。 分别取圆柱O和板AB为研究对象,画出其分离体,然后再分别画出作用其上的主动力和约束力,可得圆柱O和板AB的受力图。 4、杆AC和杆BC在C点用光滑铰链连接,DE间系绳索,A处为固定铰链支座,B端搁在光滑水平面上,在杆AC的中点作用有集中力FH。如不计杆重,试分别画出AC和BC整体、杆AC以及杆BC的受力图 解:(1)先画整体受力图 整体是由杆AC,BC和绳DE组成,取整体为研究对象,作用于整体上的外力有主动力FH,固定铰支座A处的约束力FAx和FAy,光滑接触面B处的约束力FB (2)再画杆AC的受力图 取AC为研究对象,作用在AC上的主动力有FH,约束力有:固定铰支座A的FAx和FAy,铰链C处的FCx和FCy;D处绳的拉力FD (3)最后画杆BC的受力图 取BC为研究对象,作用在BC上的力有:光滑支承面B处的约束力FB;E处绳的拉力FE,它与FD大小相等,方向相反;C处的约束力F`Cx和F`Cy它们分别与FCx和FCy大小相等,方向相反 四、计算题 1、固定在墙上的螺钉上作用有三个力,如图所示,试求这三个力的合力 解:1、几何法 2、解析法 选定坐标Oxy,各力在轴上的投影分别为: F1x?0,F1y??3KN F2x?4KN,F2y?0 F3x?F3cos30??4.33KN,F3y?F3sin30??2.5KN FRx??Fx?0?4?4.33?8.33KN,FRy??Fy??3?0?2.5??0.5KN FR??Fx??Fy22 ?8.332?(?0.5)2?8.345KN8.33?0.998,??3.6? 8.3452、圆柱O重G=500N,搁在如图位置,若接触面是光滑的,试分别求出圆柱给墙面和夹板的压力 cos?? 解: 1)取圆柱为研究对象,画出受力图。 2)圆柱受三个力平衡,这三个力组成平面汇交力系,应用汇交力系平衡几何条件,画封闭多边形 3)由封闭三角形几何关系知 FA?Gtan30??288.7N FB?G/cos30??577.4N FA、FB是作用在圆柱上的约束力,而圆柱给墙面和夹板的压力是FA和FB的反力 3、简易压榨机如图所示,各构件重量忽略不计,已知AB=BC,杆的倾角为α,求水平压榨力F1 解: (1)取销钉B为研究对象,画受力图选定坐标系Bxy,建立相应平衡方程 ?F?Fxy?0,FABcos??FBCcos??0?0,FABsin??FBCsin??F?0 F 2sin?(2)再选D为研究对象,画受力图,选定Dxy为坐标系,建平衡方程,得到F1 解得FAB?FBC??FF1?x?0,FBCcos??F1?0 FFcos??cot? 2sin?24、三铰拱的AC部分上作用有力偶,其力偶矩为M,已知两个半拱的直角边成正比,即a:b=c:a,略去三铰拱自身的重量,求A,B两点的约束反力。 解: (1)半拱BC为二力构件,选AC为研究对象,画出分离图 (2)画出半拱AC的受力图 因为a:b=c:a,所以AC垂直于BC (3)列平衡方程(这是平面力偶系平衡) ?M?0FA?M2?M?FA?a2?b2?0 a?b2 ?FA?FC?FC?FB 方向如图所示 5、如图所示机构,套筒A穿过摆杆O1B,用销子连接在曲柄OA上,已知OA长为a,其上作用有力偶,其力偶矩为M1,如在图示位置β=30°,机构能维持平衡,试求在摆杆O1B上所加的力偶矩M2。各构件自身重量略去不计 解: (1)取OA(包括套筒),O1B为研究对象,画出(2)画受力图 (2)列OA和OB的平衡方程 曲柄OA:M1?FA?OAsin??0 ?OA?0 摆杆O1B:?M2?FA?sin?解得:M2?4M1 转向如图所示
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