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2013力学竞赛静力学练习题

2013力学竞赛静力学练习题
2013力学竞赛静力学练习题

1、力系简化习题

2、已知P 及长方体的边长a 、b 、c ,则力P 对AB 轴(AB 轴与长方体顶面的夹角为φ,且由A 指向B )的力矩为 。(sin Pa φ) `

第3题图

A

B

'

y

A

第2题图

3、如图所示正方体边长为a ,其上作用两个力1F ,2F 大小均为F ,则该力系的主矢量在OB '方向的投影为 ,力系对CA '轴之矩为 ,力系的最简形式为力螺旋,其中的力偶矩大小为 。

(答案:(1

)(0.8165)3F F =;(2)0;(3)1

2

Fa )

4、如图所示,边长为a ,b ,c 的长方体,顶点A 和C 处分别作用有大小均为P 的力1F 和2F ,(1) 力2F 对AD 1轴的力矩大小为

,(2) 力1F 和2F 所构成的力螺

旋中的力偶矩矢大小为,

5、 桁架如图所示,已知力P 及尺寸a,求支座

A、B 、C 、D 处的约束反力

a a a

z

6、简单桁架ADKG 和BEKH 以铰K 和杆CD ,CE 相连构成组合桁架如图示。则此桁架支座A 处的约束反力为 (5分), B 处的约束反力为 (5分)。 (111 , 222Ax Bx By F F F F F F ===-;-)

7、 均质杆AD 重量为G ,长为4m ,用一根短杆支撑,

且处于平衡状态,如图所示。若AC =BC =AB =3,

且A 、B 、C 三处的摩擦角均为0

30,不计BC 杆的自重。 则AD 杆A 处的受力为 (3分), AD 杆C 处的受力为 (3分)。

(2

, , 3

C Ax Ay F F F G =

==)

8、在水平的桌子上放一个直径为a ,重为P 的内部绝对 光滑的均质圆筒,筒内放一根长2l ,重Q 的均质细杆。

则杆在筒内平衡时的值为:

足以倾覆圆筒的最小棒重为:min

Q

=

9、动臂D 上装有挡板B 与斜面垂直,当动臂沿斜面 平移时将推动重量为W 的均质圆柱体A 。设所有接触 面的静摩擦系数为f ,并忽略不计滚阻力偶。 (1)当30o

θ=,100N ,0.1W f ==时,动臂要 推动圆柱体A ,在平行于斜面最少要加 力。 (2)为了保证圆柱A 沿斜面滚而不滑,则角θ的 取值范围是 。

1min 1(1) sin 55.6 ; (2) 3166.81W

N N P N N f

θ

===-

A '

10、相同材料壁厚相同但外径分别为R 和r

边长为2R 、重量为W 、下端开口的箱子内,如题1大圆筒的重量为αW G 1=。设所有接触均为光滑。 (1)求使该系统始终处于稳定状态的α值。(5分)

(2)为了不使箱子翻倒,当2.

7=α时, 求小圆筒外径r 的取值范围。(5分)

解:1、取大小圆筒为研究对象,

Rr 2r)(R r)(R

h 22=--+= 0m

M

=∑, 0r)(R G h F 22=--

2、取箱子为研究对象,

0m

A

=∑,0h F WR 2=-

r)αW(R R

r

r)(R G R r r)(R G h F WR 122-=-=

-=> 0αR Rr r 22

>+-, 0)4

1

α1(R )2R (r 22>-+-

40<<α

3、由0α

R Rr r 2

2

>+- 得:R 65)α14121R(

r =-+>,R 6

1)α14121R(r =--<

A

11、摩擦问题

12:重为W 、长为L 的均质杆A 端放在摩擦角为 300

的粗燥的水平面上,杆与水平面成600

角, B 端受一与杆轴线成β角度力F 作用。则 AB 杆平衡时β角为 , F 取得最小值 为 。

πβ<≤14

21

arcsin

w F 4

1=

13、图示平面连杆机构,A 、B 、C 、D 、…,为铰链,不计OA,OB,AD,BC,…,等杆的重量,这些杆件组成n个菱形(图中画出3个)。OK为弹簧称,机构的下端挂一重为Q的物体,则弹簧称的读数为

(答案:nQ)。

14、如图所示,平面绗架ABCD ,在节点D 处承受铅垂 载荷P 。已知:AB BC AC a ===

,AD DC ==。 用虚位移原理求杆件BD 的内力时,去掉BD 杆, 则B 、D 两点的虚位移的比值δ:δ=B D r r , BD 杆的内力为 。()

(

3 ;

P )

理论力学训练题集(终)

第一章 静力学公理和物体的受力分析 一、选择题 1、三力平衡定理是﹍﹍﹍﹍。 ①共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点; ②共面三力若平衡,必汇交于一点; ③三力汇交于一点,则这三个力必互相平衡。 2、三力平衡汇交定理所给的条件是﹍﹍﹍﹍。 ①汇交力系平衡的充要条件; ②平面汇交力系平衡的充要条件; ③不平行的三个力平衡的必要条件; ④不平行的三个力平衡的充分条件; 3、图示系统只受F 作用而平衡。欲使A支座约束力的作用线 与AB成30°角,则斜面的倾角应为﹍﹍﹍﹍。 ①0° ②30° ③45° ④60° 4、作用在一个刚体上的两个力A F 、B F ,满足A F =-B F 的 条件,则该二力可能是﹍﹍﹍﹍。 ①作用力和反作用或是一对平衡的力; ②一对平衡的力或一个力偶; ③一对平衡的力或一个力和一个力偶; ④作用力和反作用力或一个力偶。 二、填空题 1、已知力F 沿直线AB作用,其中一个分力的作用线与A

B成30°角,若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小,则此二分力间的夹角为﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍度。 2、作用在刚体上的两个力等效的条件是﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。 3、将力F 沿X、Y方向分解,已知F=100N,F 在X轴 上的投影为86.6N,而沿X方向的分力的大小为115.47N,则F 的Y的方向分量与X轴的夹角 为﹍﹍﹍﹍,F 在Y轴上的投影 为﹍﹍﹍﹍。 4、若不计各物体重量,试分别画出各构杆和结构整体的受力图。

B A C D E F

第二章 平面汇交力系和平面力偶系 一、选择题 1、已知1F 、2F 、3F 、4F 为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢关系如图所示为平行四边形,由此可知﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。 (1)力系可合成为一个力偶; (2)力系可合成为一个力; (3)力系简化为一个力和一个力偶; (4)力系的合力为零,力系平衡。 2、汇交于O点的平面汇交力系,其平衡方程式可表示为二力 矩形式。即 A m (1F )=0, B m (1F )=0,但必须﹍﹍ ﹍﹍﹍﹍﹍。 ①A、B两点中有一点与O点重合; ②点O不在A、B两点的连线上; ③点O应在A、B两点的连线上; 3、由n 个力组成的空间平衡力系,若其中(n -1)个力相交于A点,则另一个力﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍。 ①也一定通过A点; ②不一定通过A点; ③一定不通过A点。 4、图示三铰刚架受力F 作用,则A支座反力的大小为﹍﹍

工程力学(静力学与材料力学)课后习题答案(单辉祖)

. .. . .. 1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。 解: 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 (a) B (b) (c) (d) A (e) A (a) (b) A (c) A (d) A (e) (c) (a) (b)

解: 1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。 (d) (e) B B (a) B (b) (c) F B (a) (c) F (b) (d) (e)

解: 1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 拱ABCD ;(b) 半拱AB 部分;(c) 踏板AB ;(d) 杠杆AB ;(e) 方板ABCD ;(f) 节点B 。 解: (a) F (b) W (c) (d) D (e) F Bx (a) (b) (c) (d) D (e) W (f) (a) D (b) B (c) B F D

1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 结点A ,结点B ;(b) 圆柱A 和B 及整体;(c) 半拱AB ,半拱BC 及整体;(d) 杠杆AB ,切刀CEF 及整体;(e) 秤杆AB ,秤盘架BCD 及整体。 解:(a) (d) F C (e) W B (f) F F BC (c) (d) AT F BA F (b) (e)

(b) (c) (d) (e) C A A C ’C D D B

2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接,另一端均与墙面铰接,如图所示,F 1和F 2作用在销钉C 上, F 1=445 N ,F 2=535 N ,不计杆重,试求两杆所受的力。 解:(1) 取节点C 为研究对象,画受力图,注意AC 、BC 都为二力杆, (2) 列平衡方程: 1 214 0 sin 60053 0 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N =?+-==?--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。 2-3 水平力F 作用在刚架的B 点,如图所示。如不计刚架重量,试求支座A 和D 处的约束 力。 解:(1) 取整体ABCD 为研究对象,受力分析如图,画封闭的力三角形: (2) F 1 F F D F F A F D

静力学基础 习题及答案

静力学基础 一、判断题 1.外力偶作用的刚结点处,各杆端弯矩的代数和为零。(× ) 2.刚体是指在外力的作用下大小和形状不变的物体。(√ ) 3.在刚体上加上(或减)一个任意力,对刚体的作用效应不会改变。(× ) 4.一对等值、反向,作用线平行且不共线的力组成的力称为力偶。(√ ) 5.固定端约束的反力为一个力和一个力偶。(× ) 6.力的可传性原理和加减平衡力系公理只适用于刚体。(√ ) 7.在同一平面内作用线汇交于一点的三个力构成的力系必定平衡。(× ) 8.力偶只能使刚体转动,而不能使刚体移动。(√ ) 9.表示物体受力情况全貌的简图叫受力图。(√ ) 10.图1中F对 O点之矩为m0 (F) = FL 。(× ) 图 1 二、选择题 1. 下列说法正确的是( C ) A、工程力学中我们把所有的物体都抽象化为变形体。 B、在工程力学中我们把所有的物体都抽象化为刚体。 C、稳定性是指结构或构件保持原有平衡状态。 D、工程力学是在塑性范围内,大变形情况下研究其承截能力。 2.下列说法不正确的是( A ) A、力偶在任何坐标轴上的投形恒为零。 B、力可以平移到刚体内的任意一点。 C、力使物体绕某一点转动的效应取决于力的大小和力作用线到该点的垂直距离。 D、力系的合力在某一轴上的投形等于各分力在同一轴上投形的代数和。 3.依据力的可传性原理,下列说法正确的是( D ) A、力可以沿作用线移动到物体内的任意一点。 B、力可以沿作用线移动到任何一点。 C、力不可以沿作用线移动。 D、力可以沿作用线移动到刚体内的任意一点。 4.两直角刚杆AC、CB支承如图,在铰C处受力F作用,则A、B两处约束力与x轴正向所成的夹角α、β分别为:

理论力学练习册(静力学)

工程学院 工程力学练习册(理论力学静力学部分) : 学号: 年级、专业、班级: 土木与建筑工程学院力学教研室

第一章静力学公理和物体的受力分析 一、是非题 1.力有两种作用效果,即力可以使物体的运动状态发生变化,也可以使物体发生变形。() 2.在理论力学中只研究力的外效应。() 3.两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。()4.作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是:两个力的作用线相同,大小相等,方向相反。()5.作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。()6.作用于刚体上的三个力,若其作用线共面且相交于一点,则刚体一定平衡。 ( ) 7.平面汇交力系平衡时,力多边形各力应首尾相接,但在作图时力的顺序可以不同。()8.约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。()二、选择题 1.若作用在A点的两个大小不等的力F1和F2,沿同一直线但方向相反。则其合力可以表示为。 ①F1-F2; ②F2-F1; ③F1+F2; 2.作用在一个刚体上的两个力F A、F B,满足F A=-F B的条件,则该二力可能是。 ①作用力和反作用力或一对平衡的力;②一对平衡的力或一个力偶。 ③一对平衡的力或一个力和一个力偶;④作用力和反作用力或一个力偶。 3.三力平衡定理是。 ①共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点; ②共面三力若平衡,必汇交于一点; ③三力汇交于一点,则这三个力必互相平衡。 4.已知F1、F2、F3、F4为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢关系如图所示为平行四边形,由此。 ①力系可合成为一个力偶; ②力系可合成为一个力; ③力系简化为一个力和一个力偶; ④力系的合力为零,力系平衡。 5.在下述原理、法则、定理中,只适用于刚体的有。

工程力学_静力学与材料力学课后习题答案

1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。 解: 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 (a) B (b) (c) (d) A (e) A (a) (b) A (c) A (d) A (e) (c) (a)

解: 1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。 解: (e) B B (a) B (b) (c) F B (a) (c) F (b) (d) (e) F

1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 拱ABCD ;(b) 半拱AB 部分;(c) 踏板AB ;(d) 杠杆AB ;(e) 方板ABCD ;(f) 节点B 。 解: (d) D (e) F Bx (a) (b) (c) (d) D (e) W (f) (a) D (b) B (c) B F D F

1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 结点A,结点B;(b) 圆柱A和B及整体;(c) 半拱AB,半拱BC及整体;(d) 杠杆AB,切刀CEF及整体;(e) 秤杆AB,秤盘架BCD及整体。 解:(a) (b) (c) (d) AT F BA F (b) (e)

(c) (d) (e) C A A C ’C D D B

2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接,另一端均与墙面铰接,如图所示,F 1和F 2作用在销钉C 上, F 1=445 N ,F 2=535 N ,不计杆重,试求两杆所受的力。 解:(1) 取节点C 为研究对象,画受力图,注意AC 、BC 都为二力杆, (2) 列平衡方程: 1 214 0 sin 60053 0 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N =?+-==?--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。 2-3 水平力F 作用在刚架的B 点,如图所示。如不计刚架重量,试求支座A 和D 处的约束 力。 解:(1) 取整体ABCD 为研究对象,受力分析如图,画封闭的力三角形: (2) F 1 F F D F F A F D

物理竞赛第一轮复习 静力学测验

2013届物理竞赛第一轮复习 静力学测验(2011.10.16) 姓名 满分160分 得分 1.(本题6分)如图所示,物体 A 靠在光滑竖直的墙面,用带铰链的棒支住它,物体重为G ,棒重G ‘ ,棒和竖直方向的夹角为 ,则以下说法正确的是:( ) A 物体A 对棒端的弹力、磨擦力的合力的方向必沿棒的方向; B 增加物重G ,物体对棒的弹力将减小; C 移动铰链的位置,使 角增大,但仍支住物体A ,则物体对棒 的弹力将增大; D 增大棒重G ‘ ,物体A 对棒的磨擦力将增大; 2.在水平桌面M 上放置一块正方形薄板abcd , 在木板的正中央放置一个质量为m 的木板, 如图所示,先以木板的ad 边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板 a d 的ab 边与桌面的夹角为θ;在接着以木板的ab 边为轴,将木板向 上缓慢转动,使木板的ad 边与桌面的夹角也为θ(ab 边与桌面的 b c 夹角θ不变),在转动过程中木板在薄木板上没有滑动,则转动以 后木板受到的摩擦力的大小为( ) A 2√2mgSin θ BmgSin2θ C √2mgSin θ D mgSin √2θ 3.(本题6分)如图所示,一个直角斜槽(两槽面间夹角为90°,两槽面跟竖直面的 夹角均为45°),对水平面的倾角为θ,一个横截面积为正方形的物 块恰能沿此斜槽匀速下滑,假定两槽面的材料和槽面的情况相同, 则物块和槽面之间的动摩擦因数μ为( ) A √2 tan θ B √2/ 2 cot θ C √2/ 2 tan θ D √2 cot θ 4. (本题6分)如图所示上细下粗的容器中盛有一定质量的水,若将它倒置,则水对容器底面的压力和压强变化的情况是( ) A 、压力减小,压强增大 B 、压力增大,压强减小 C 、压力和压强都增大 D 、压力和压强都减小 5.(本题6分)如图所示是单臂斜拉桥的示意图,均匀桥板ao 重为G ,三根平行钢索与桥面成30°,间距ab =bc =cd =do ,若每根钢索受力相同,左侧桥墩对桥板无作用力,则每根钢索的拉力大小 是

重修班静力学复习题答案

重修班静力学复习题 一、 是非判断题(10分) 1.若两个力的力矢量相等,12F F =r r ,则两个力等效。(×) (若两个力偶的力偶矩矢相等,12M M =r r ,则两个力偶等效)(√) 2.根据力的可传性原理,可以将构架ABC 上的作用在AB 杆的力F 移至AC 杆图示位置。 2. 图中圆盘处于平衡状态,说明力偶M 与力F 等效。(×) 3. 空间中三个力构成一平衡力系,此三力必共面。(√) 4. 空间任意力系向某一点O 简化,主矢为零,则主矩与简化中心无关。(√) 5. 空间任意力系总可以用二个力来平衡。(√) 6. 力与轴共面则力对轴的矩为零。(√) 7. 空间平行力系不可能简化为力螺旋。(√) 二 选择题(15分) 1不经计算,可直接判断出图示桁架结构的零杆数目为 C 个。 A 2; B 3;C 4;D 5 期未试题A :(6分)图示简支桁架,已知力P 、Q ,长度a ,刚杆1,2,3的内力分别为=1T ( 0 ),=2T ( -P ),=3T ( 0 )。 期未试题B (6分) 图示悬臂桁架受到大小均为F 的三个力作用,则杆1内力大小为( 0 ),杆2内力大小为( -F ),杆3内力大小为( 0 )。 2 物块重力大小为5kN G =,与水平面间的摩擦角为020f ?=,今用与铅垂线成025角的力F 推动物块,若5kN F G ==,则物块 A 。 A 保持静止; B 处于临界状态; C 向右加速滑动; D 向右匀速滑动 第二、1题图 第二、1题图

期未试题:2 物块重力大小为5kN G =,与水平面间的摩擦角为030f ?=,今用与铅垂线成050角的力F 推动物块,若5kN F G ==,则物块( A )。 补考试题:物块重力大小为5kN G =,与水平面间的摩擦角为030f ?=,今用与铅垂线成065角的力F 推动物块,若5kN F G ==,则物块( C )。 3在正方体的一个侧面,沿AB 方向作用一集中力F , 则该力对坐标轴的力矩大小为 D 。 A 对x,y,z 轴之矩全相等; B 对x,y,z 轴之矩全不等; C 只是对x,y 轴之矩相等; D 只是对x,z 轴之矩相等; 期未试卷(6分)在正方体的一个侧面,沿AB 方向作用一集中力F ,则该力对x,y,z 三轴的矩分别为Mx=( 2Fa - );My=( 2 Fa - ); Mz=( 2Fa )。 4 空间任意力系向某一定点O 简化,若主矢0≠'R ,主矩00≠M ,则此力系简化的最后结果 C 。 A 可能是一个力偶,也可能是一个力; B 一定是一个力; C 可能是一个力,也可能是力螺旋; D 一定是力螺旋。 5. 一空间平行力系,各力均平行于y 轴,则此力系的独立平衡方程组为 B 。 A 0x F =∑,()0y M F =∑r ,()0z M F =∑r B 0y F =∑,()0x M F =∑r ,()0z M F =∑r C 0z F =∑,()0x M F =∑r ,()0y M F =∑r D 0x F =∑,()0y M F =∑r ,()0z M F =∑r 4已知正方体各边长a ,沿对角线BH 作用一力F ,则该力在x 轴上的投影为 。 A 0; B /2F -; C /6F -; D /3F - (a 、2a 、3a )

理论力学静力学复习考试题答案

重修班静力学复习题 一、是非判断题(10分) 1.若两个力的力矢量相等,12F F =r r ,则两个力等效。(×) (若两个力偶的力偶矩矢相等,12M M =r r ,则两个力偶等效)(√) 2.根据力的可传性原理,可以将构架ABC 上的作用在AB 杆的力F 移至AC 杆图示位置。 2. 图中圆盘处于平衡状态,说明力偶M 与力F 等效。(×) 3. 空间中三个力构成一平衡力系,此三力必共面。(√) 4. 空间任意力系向某一点O 简化,主矢为零,则主矩与简化中心无关。(√) 5. 空间任意力系总可以用二个力来平衡。(√) 6. 力与轴共面则力对轴的矩为零。(√) 7. 空间平行力系不可能简化为力螺旋。(√) 二 选择题(15分) 1 不经计算,可直接判断出图示桁架结构的零杆数目为 C 个。 A 2; B 3;C 4;D 5 P A B C D E F G F F

期未试题A :(6分)图示简支桁架,已知力P 、Q ,长度a ,刚杆1,2,3的内力分别为=1T ( 0 ),=2T ( -P ),=3T ( 0 )。 期未试题B (6分) 图示悬臂桁架受到大小均为F 的三个力作用,则杆1内力大小为( 0 ), 杆2内力大小为( -F ),杆3内力大小为( 0 )。 2 物块重力大小为5kN G =,与水平面间的摩擦角为020f ?=,今用与铅垂线成 025角的力F 推动物块,若5kN F G ==,则物块 A 。 A 保持静止; B 处于临界状态; C 向右加速滑动; D 向右匀速滑动 期未试题:2 物块重力大小为5kN G =,与水平面间的摩擦角为030f ?=,今用与铅垂线成050角的力F 推动物块,若5kN F G ==,则物块( A )。 补考试题:物块重力大小为5kN G =,与水平面间的摩擦角为0 30f ?=,今用与铅垂线成 065角的力F 推动物块,若5kN F G ==,则物块( C )。 第二、1题图 第二、1题图 G F 0 65G F 025G F 050

物理竞赛2静力学

第二部分:静力学 一、复习基础知识点 一、 考点内容 1.力是物体间的相互作用,是物体发生形变和物体运动状态变化的原因。 2.重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力,重心。 3.形变与弹力,胡克定律。 4.静摩擦,最大静摩擦力。 5.滑动摩擦,滑动摩擦定律。 6.力是矢量,力的合成与分解。 7.平衡,共点力作用下物体的平衡。 二、 知识结构 ???????????????????????????????? ? ?? ??????? ? ? ? ???? ????? ?? ? ????? ? ? ? ??????????? ?????? ????????????-???→→→????? ? ?? ????????? ??--→???? ??→→?? ? ??? ????? ??→???? ??-→的灵活使用方法:整体法和隔离法产生条件、摩擦力、弹力、重力顺序原则受力分析实效原则图解法(几何法)力的分解式法图解法(几何法)、公力的合成力的等效性使物体产生形变物体产生加速度)改变物体运动状态(使力的效果效果各异作用力与反作用力效果相同平衡力支持力等回复力、浮力、压力、动力、阻力:向心力、 效果子力、电场力、磁场力不接触的力:重力、分产生条件、大小、方向力接触的力:弹力、摩擦性质力的种类物体受力物体同时定是施力物体施力物体同时定是受力相互性受力物体施力物体物体间作用物质性力的属性—物体间的相互作用—力的定义力.......321 三、 复习思路 在复习力的概念时,同学们应注重回顾学过的各种具体的力,包括电磁学中的各种力,也可以联系牛顿第三定律展开研究力的相互性。对于重力,在复习时可以联系万有引力定律,分清为什么“重力是由于地球的吸引而产生的力”。且通过分析物体随地球自转需向心力, 最终认识重力与万有引力之间的差异很小,一般可认为2地R GMm mg =。摩擦力是本单元的 重点,也是难点,要结合具体的例子,对摩擦力的大小和方向,摩擦力的有无的讨论以及物体在水平面、斜面上、竖直墙上等的滑动摩擦力与弹力的关系等,要分门别类地进行讨论、研究。

工程力学复习题(静力学部分)

工程力学复习题(静力学部 分) -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-

工程力学作业(静力学)

静力学公理和物体的受力分析 一、是非题 1、在理论力学中只研究力的外效应。() 2、在平面任意力系中,若其力多边形自行闭合,则力系平衡。 () 3、约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。() 4、共面三力若平衡,则该三力必汇交于一点。() 5、当刚体受三个不平行的力作用时,只要这三个力的作用线汇交于同一点,则该刚 体一定处于平衡状态。() 二、选择题 1、在下述原理,法则、定理中,只适用于刚体的有_______________。 ①二力平衡原理;②力的平行四边形法则; ③加减平衡力系原理;④力的可传性原理; ⑤作用与反作用定理。 2、三力平衡汇交定理所给的条件是_______________。 ①汇交力系平衡的充要条件; ②平面汇交力系平衡的充要条件;

③不平行的三个力平衡的必要条件。 3、人拉车前进时,人拉车的力_______车拉人的力。 ①大于;②等于;③远大于。 三、填空题 1、作用在刚体上的两个力等效的条件是: ___________________________。 2、二力平衡和作用反作用定律中的两个力,都是等值、反向、共线的,所不同的是: ____________________________________________ ______。 3、书P24,1-8题 4、画出下列各图中A、B (包括方位和指向)。

5、在平面约束中,由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有____________________________________ ____,方向不能确定的约束有 ______________________________________ ___ (各写出两种约束)。 平面汇交力系与平面力偶系 一、是非题 1、只要两个力大小相等、方向相反,该两力就组成一力偶。 () 2、用解析法求平面汇交力系的合力时,若选用不同的直角坐标系,则所求得的合力 不同。 ( ) 3、力偶只能使刚体转动,而不能使刚体移动。() 4、两个力的合力的大小一定大于它的任意一个分力的大小。 () 二、选择题 1、将大小为100N的力F沿着x、y方向分解,若F在x轴上的投影为,而沿x方向的分力的大小,则F在y轴上的投影为。 ① 0;② 50 N; ③ N;④ N; ⑤ 10 N。 2、杆AF、BF、CD、EF相互铰接、并支承如图所示。今在AF杆上作用一力偶 F O x y

高中物理竞赛辅导讲义 静力学

高中物理竞赛辅导讲义 第1篇 静力学 【知识梳理】 一、力和力矩 1.力与力系 (1)力:物体间的的相互作用 (2)力系:作用在物体上的一群力 ①共点力系 ②平行力系 ③力偶 2.重力和重心 (1)重力:地球对物体的引力(物体各部分所受引力的合力) (2)重心:重力的等效作用点(在地面附近重心与质心重合) 3.力矩 (1)力的作用线:力的方向所在的直线 (2)力臂:转动轴到力的作用线的距离 (3)力矩 ①大小:力矩=力×力臂,M =FL ②方向:右手螺旋法则确定。 右手握住转动轴,四指指向转动方向,母指指向就是力矩的方向。 ③矢量表达形式:M r F =? (矢量的叉乘),||||||sin M r F θ=? 。 4.力偶矩 (1)力偶:一对大小相等、方向相反但不共线的力。 (2)力偶臂:两力作用线间的距离。 (3)力偶矩:力和力偶臂的乘积。 二、物体平衡条件 1.共点力系作用下物体平衡条件: 合外力为零。 (1)直角坐标下的分量表示 ΣF ix = 0,ΣF iy = 0,ΣF iz = 0 (2)矢量表示 各个力矢量首尾相接必形成封闭折线。 (3)三力平衡特性 ①三力必共面、共点;②三个力矢量构成封闭三角形。 2.有固定转动轴物体的平衡条件:

3.一般物体的平衡条件: (1)合外力为零。 (2)合力矩为零。 4.摩擦角及其应用 (1)摩擦力 ①滑动摩擦力:f k = μk N(μk-动摩擦因数) ②静摩擦力:f s ≤μs N(μs-静摩擦因数) ③滑动摩擦力方向:与相对运动方向相反 (2)摩擦角:正压力与正压力和摩擦力的合力之间夹角。 ①滑动摩擦角:tanθk=μ ②最大静摩擦角:tanθsm=μ ③静摩擦角:θs≤θsm (3)自锁现象 三、平衡的种类 1.稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使之回到平衡位置,这样的平衡叫稳定平衡。2.不稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使它的偏离继续增大,这样的平衡叫不稳定平衡。 3.随遇平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,它所受的力或力矩不发生变化,它能在新的位置上再次平衡,这样的平衡叫随遇平衡。 【例题选讲】 1.如图所示,两相同的光滑球分别用等长绳子悬于同一点,此两球同时又支撑着一个等重、等大的光滑球而处于平衡状态,求图中α(悬线与竖直线的夹角)与β(球心连线与竖直线的夹角)的关系。 面圆柱体不致分开,则圆弧曲面的半径R最大是多少?(所有摩擦均不计) R

工程力学--静力学第4版第五章习题答案.docx

第五章习题 5-1 重为W=100N,与水平面间的摩擦因数f=0.3 ,(a)问当水平力P=10N时,物体受多大的摩擦力,( b)当 P=30N时,物体受多大的摩擦力?( c)当 P=50N时,物体受多大的摩擦力? 5-2 判断下列图中两物体能否平衡?并问这两个物体所受的摩擦力的大小和方向。已知: (a)物体重W =1000N,拉力 P=200N,f=0.3 ; (b)物体重W =200N,拉力 P=500N,f=0.3 。 5-3 重为W的物体放在倾角为α的斜面上,物体与斜面间的摩擦角为ρ,且α>ρ。 如在物体上作用一力Q,此力与斜面平行。试求能使物体保持平衡的力Qde 最大值和最小值。 5-4 在轴上作用一力偶,其力偶矩为 m=-1000N.m,有一半径为 r=25cm 的制动轮装在轴上,制动轮与制动块间的摩擦因数f=0.25 。试问制动时,制动块对制动轮的压力N至少应为多大?

5-5 两物块A和B重叠放在粗糙的水平面上,在上面的物块A的顶上作用一斜向的力P。已知:A重 1000N,B 重 2000N,A 与 B 之间的摩擦因数 f1=0.5 ,B 与地面之间的摩擦因数 f2=0.2 。问当 P=600N时,是物块 A 相对物块 B 运动呢?还是A、B物块一起相对地面C运动? 5-6 一夹板锤重 500N,靠两滚轮与锤杆间的摩擦力提起。已知摩擦因数f=0.4 ,试问当锤匀速上升时,每边应加正应力(或法向反力)为若干?

精品文档5-7 尖劈顶重装置如图所示,重块与尖劈间的摩擦因数f(其他有滚珠处表示光滑)。求: (1)顶住重物所需Q之值(P、α已知); (2)使重物不向上滑动所需Q。 注:在地质上按板块理论,太平洋板块向亚洲大陆斜插下去,在计算太平洋板块所需 的力时,可取图示模型。解:取整体∑ F y =0 F NA-P=0 ∴F NA=P 当 F< Q1时锲块 A 向右运动,图( b)力三角形如图( d) 当 F> Q2时锲块 A 向左运动,图( c)力三角形如图( e) 5-8 图示为轧机的两个压辊,其直径均为d=50cm,两棍间的间隙 a=0.5cm,两轧辊转 动方向相反,如图上箭头所示。已知烧红的钢板与轧辊之间的摩擦因数为f=0.1 ,轧制时靠摩擦力将钢板带入轧辊。试问能轧制钢板的最大厚度 b 是多少 ?

《理论力学》静力学典型习题答案

1-3 试画出图示各结构中构件AB的受力图 1-4 试画出两结构中构件ABCD的受力图

1-5 试画出图a和b所示刚体系整体各个构件的受力图 1-5a 1-5b

1-8在四连杆机构的ABCD的铰链B和C上分别 作用有力F1和F2,机构在图示位置平衡。试求 二力F1和F2之间的关系。 解:杆AB,BC,CD为二力杆,受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。 解法1(解析法) 假设各杆受压,分别选取销钉B和C为研究对象,受力如图所示:

由共点力系平衡方程,对B 点有: ∑=0x F 045cos 0 2=-BC F F 对C 点有: ∑=0x F 030cos 0 1=-F F BC 解以上二个方程可得:2 2163.13 62F F F == 解法2(几何法) 分别选取销钉B 和C 为研究对象,根据汇交力系平衡条件,作用在B 和 C 对B 点由几何关系可知:0245cos BC F F = 对C 点由几何关系可知: 0130cos F F BC = 解以上两式可得:2163.1F F = 2-3 在图示结构中,二曲杆重不计,曲杆AB 上作用有主动力偶M 。试求A 和C 点处的约束力。 F F

解:BC为二力杆(受力如图所示),故曲杆AB在B点处受到约束力的方向沿BC 两点连线的方向。曲杆AB受到主动力偶M的作用,A点和B点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲杆AB保持平衡。AB受力如图所示,由力偶系作用下刚体的平衡方程有(设力偶逆时针为正): = ∑M0 ) 45 sin( 100= - + ? ?M a F A θ a M F A 354 .0 = 其中: 3 1 tan= θ。对BC杆有: a M F F F A B C 354 .0 = = = A,C两点约束力的方向如图所示。 2-4 解:机构中AB杆为二力杆,点A,B出的约束力方向即可确定。由力偶系作用下刚体的平衡条件,点O,C处的约束力方向也可确定,各杆的受力如图所示。对BC杆有:0 = ∑M0 30 sin 2 0= - ? ?M C B F B 对AB杆有: A B F F=

工程力学测试题

第一阶段测试卷 考试科目:《工程力学》静力学 (总分100分)时间:90分钟 __________学习中心(教学点) 批次: 层次: 专业: 学号: 身份证号: 姓名: 得分: 一、单项选择题:(本大题共5小题,每小题2分,共10分) 1.物块重G ,在水平推力P 作用下平衡。接触面间的静滑动摩擦因素数为 s f 。,则物块与铅垂面间的摩擦力为( )。 A .P f F s =; B.G F =; C.G f F s =; D.P F =。 2.一等边三角形薄板置于水平光滑面上,开始处于静止状态。当沿其三边AB 、BC 、CA 分别作用力F 1、F 2、F 3后,若该三力相等,方向如图,则( )。 A .板仍然保持平衡; B.板既发生移动,又会发生转动; C.板只会产生移动; D.板只会产生转动。 3. 二力平衡公理适用的范围是( )。 A .刚体; B.刚体系统; C.变形体; D.任何物体或物体系统。 4.图示结构中,如果将作用在AC 上的力偶移动到BC 上(图中虚线所示),则( )。 A . 支座A 的反力不会发生变化; B . 支座B 的反力不会发生变化; C . A 、B 支座的反力都会有变化; 题4图 G P 题1图 题 2

D . 铰链C 所受的力不会有变化。 5.力F 作用于长方体BCDH 侧平面内,如图所示。该力在ox 、oy 、oz 轴上的投影为( )。 A .;0,0,0≠≠≠z y x F F F B .;0,0,0≠=≠z y x F F F C .;0,0,0≠==z y x F F F D .0, 0,0==≠z y x F F F 。 二、 填空题(本大题共5小题,每小题2分,共10分) 1. 平面汇交力系,有 个独立的平衡方程,空间一般力系有 个独立的平衡方程 2. 平面一般力系平衡的必要与充分条件是: 。 3. 力在正交坐标轴上投影的大小与力沿这两根轴的分力的大小 。 4. 同平面内的两个力偶,只要 相同,对刚体作用的效应就相同。 5. 图示AB 杆自重不计,在五个已知力作用下处于平衡。则作 用于B 点的四个力的合力R 的方向沿 。 三、 作图题(每小题 10 分,共 20分)图中所有接触都为光滑的,物体重量不计。 1.画出物体系统中构件ACB 及整个物体系统的受力图。 y z C B F o H x D 题5图 B A F F 4 F 3 题5图

重点高中物理竞赛(静力学)

重点高中物理竞赛(静力学)

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3 力、物体的平衡 补充:杠杆平衡(即力矩平衡),对任意转动点都平衡。 一、力学中常见的三种力 1.重力、重心 ①重心的定义:Λ ΛΛ Λ++++= g m g m gx m gx m x 212211,当坐标原点移到重心上,则两边的重力矩平衡。 ②重心与质心不一定重合。如很长的、竖直放置的杆,重心和质心不重合。 如将质量均匀的细杆AC (AB =BC =1m )的BC 部分对折,求重心。 以重心为转轴,两边的重力力矩平衡(不是重力相等): (0.5-x ) 2G =(x +0.25)2 G ,得x =0.125m (离B 点). 或以A 点为转轴:0.5?2G +(1+0.5)2 G =Gx ', 得x '=0.875m ,离B 点x =1-x '=0.125m. 2.巴普斯定理: ①质量分布均匀的平面薄板:垂直平面运动扫过的体积等于面积剩平面薄板重心通过和路程。 如质量分布均匀的半圆盘的质心离圆心的距离为x , 绕直径旋转一周,2321234R x R πππ?=,得π 34R x = ②质量分布均匀的、在同一平面内的曲线:垂直曲线所在平面运动扫过的面积等于曲线长度剩曲线的重心通过路程。 如质量分布均匀的半圆形金属丝的质心离圆心的距离为x , 绕直径旋转一周,R x R πππ?=242,得πR x 2= 1. (1)半径R =30cm 的均匀圆板上挖出一个半径r =15cm 的内切圆板,如图a 所示,求剩下部分的重心。 (2)如图b 所示是一个均匀三角形割去一个小三角形 AB 'C ',而B 'C '//BC ,且?AB 'C '的面积为原三角形面积的 4 1 ,已知BC 边中线长度为L ,求剩下部分BCC 'B '的重心。 [答案:(1) 离圆心的距离6 R ;(2)离底边中点的距离92L ] 解(1)分割法:在留下部分的右边对称处再挖去同样的一个圆,则它关于圆心对称,它的重心在圆心上,要求的重心就是这两块板的合重心,设板的面密度为η,重心离圆心的距离为x . 有力矩平衡: ),2()2(])2(2[222x R R x R R -=-ηπηπ得6 R x ==5cm.

工程力学静力学复习题

工程力学静力学部分复习题 一、是非题(正确用√,错误用×,填入括号内。) 1、二力构件的约束反力,其作用线是沿二受力点连线,方向相反, 指向可任意假设。( √) 2、一平面力系的主矢不为零,则此力系分别向A、B两点简化, 主矩相同。(×) 3、、一平面力系的主矢为零,则此力系分别向A、B两点简化, 结果一定相同。(√) 4、由于零力杆不承受力,所以是无用杆,它的存在与否对桁架结 构没有影响。(×) 5、力偶各力在其作用平面内的任意轴上投影的代数和都始终等于 零。( √) 6、作用在同一平面内的四个力,它们首尾相连构成一封闭的四边 形,则此力系一定是平衡力系。(×) 7.全反力与接触面公法线之间的夹角称作摩擦角。(×) 8、在保持力偶矩不变的前提下,力偶可在同一平面内,或相互平 行的平面内任意移动,不改变力偶对刚体的作用效果。(√) 9、光滑铰链类约束反力,可以用任意两个相互垂直的分力表示。 (√) 二、选择题(请将正确答案的序号填入括号内。) 1、图示两个平面汇交力系,力系中每个力都不等于 零,其中(1)图中与共线,则(1)图( C ),(2)图( B )

A )平衡; B )不一定平衡; C )不平衡 2.以下所给四组平衡方程中,哪一组不是平面力系的平衡方程?( C ) A ) ∑Fx =0 ∑F y=0 ∑M 0(F )=0 B ) ∑Fx =0 ∑M A(F )=0 (A 、B 两点连线与x 轴不垂直) ∑M B(F )=0 C) ∑F x=0 ∑F y=0 ∑F z=0 D) ∑M A(F )=0 ∑M B(F )=0(A 、B 、C 三点不共线)∑M C(F )=0 3、空间力偶矩是(D )。 A )代数量; B )滑动矢量; C )定位矢量; D )自由矢量。 4、一重W 的物体置于倾角为的斜面上,若摩擦因数为f ,且tan α

高中物理竞赛(静力学) (1)

第一讲:力、物体的平衡 补充:杠杆平衡(即力矩平衡),对任意转动点都平衡。 一、力学中常见的三种力 1.重力、重心 重心的定义:Λ ΛΛΛ++++=g m g m gx m gx m x 212211,当坐标原点移到重心上,则两边的重力矩平衡。 问题:半径R =30cm 的均匀圆板上挖出一个半径r =15cm 的内切圆板,如图a 所示,求剩下部分的重心。 2.弹力、弹簧的弹力(F =kx ,或F =-kx ) (1)两弹簧串联总伸长x ,F =? 由x 1+x 2=x ,k 1x 1=k 2x 2,得2 112k k x k x +=,所以kx k k x k k x k F =+===212122. (2)并联时F =(k 1+k 2)x . (3)把劲度系数为k 的弹簧均分为10段,每段劲度系数k '=?(10k ) 1. 一个重为G 的小环,套在竖直放置的半径为R 的光滑大圆上。一个劲度系数为k ,自然长度为L (L <2R )的轻质弹簧,其上端固定在 大圆环最高点,下端与小环相接,不考虑一切摩擦,小环静止时弹簧与竖直方向的夹角为: . (答案:G kR kL 22cos 1--) 3.摩擦力 (1)摩擦力的方向: ①静摩擦力的方向:跟运动状态与外力有关。 ②滑动摩擦力的方向:跟相对运动方向相反。 2. 如图所示,在倾角θ=300的粗糙斜面上放一物体,物体的重力为G ,现用与斜面底边平行的水平作用力F (F =G /2)推物体,物体恰好在 斜面上作匀速直线运动,则物体与斜面的动摩擦因数为 . (答案: 3 6) (2)摩擦角:f 和N 的合力叫全反力,全反力的方向跟弹力的方向的最大夹角(f 达到最大)叫摩擦角,摩擦角?=tan -1f /N =tan -1μ。摩 擦角与摩擦力无关,对一定的接触面,?是一定的。 水平地面上有一质量为m 的物体,受斜向上的拉力F 作用而匀速移动,物体与地面间的动摩擦因数为μ,则为使拉力F 最小,F 与水平地面间的夹角多大?F 的最小值为多少? 二、物体的平衡 1.三力平衡特点 (1)任意两个的合力与第三个力是一对平衡力 (2)三力汇交原理:互不平行的三个力处于平衡,这三个力的作用线必交于一点。 ①确定墙壁或天花板对杆的弹力方向? ②若墙壁与杆间动摩擦因数为μ,物体只能挂在什么范围? 3. 如图所示,质量为M 的杆AB 静止在光滑的半球形容器中,设杆与水平方向的夹角为α.则容器面对杆A 点的作用力F 为多大? 2.力矩和力矩平衡:M =FL

理论力学静力学复习题答案

理论力学静力学复习题答案 重修班静力学复习题 一、是非判断题 rr1.若两个力的力矢量相等,F1?F2,则两个力等效。rr 2.根据力的可传性原理,可以将构架ABC上的作用在AB 杆的力F移至AC杆图示位置。 2. 图中圆盘处于平衡状态,说明力偶M与力F等效。 FF 3. 空间中三个力构成一平衡力系,此三力必共面。 4. 空间任意力系向某一点O简化,主矢为零,则主矩与简化中心无关。 5. 空间任意力系总可以用二个力来平衡。 6. 力与轴共面则力对轴的矩为零。 7. 空间平行力系不可能简化为力螺旋。 二选择题 1不经计算,可直接判断出图示桁架结构的零杆数目为 C 个。 A 2; B 3;C 4; D 5 ADCB G P F E

期未试题A:图示简支桁架,已知力P、Q,长度a,刚杆1,2,3的内力分别为T1?,T2?,T3?。 第二、1题图 期未试题B 图示悬臂桁架受到大小均为F的三个力作用,则杆1内力大小为, 杆2内力大小为,杆3内力大小为。 第二、1题图 2 物块重力大小为G?5kN,与水平面间的摩擦角为?f?200,今用与铅垂线成 250角的力F推动物块,若F?G?5kN,则物块 A 。 A 保持静止; B 处于临界状态; C 向右加速滑动; D 向右匀速滑动 250FF 500650F GG G 期未试题:2 物块重力大小为G?5kN,与水平面间的摩擦角为?f?300,今用与铅垂线成500角的力F推动物块,若F?G?5kN,则物块。 0补考试题:物块重力大小为G?5kN,与水平面间的摩擦角为?f?30,今用与铅垂线0成65角的力F推动物块,若

F?G?5kN,则物块。 ???f 2 za3在正方体的一个侧面,沿AB方向作用一集中力F,则该力对坐标轴的力矩大小为 D 。 A 对x,y,z轴之矩全相等; B对x,y,z轴之矩全不等; C 只是对x,y轴之矩相等;D只是对x,z轴之矩相等; ayFO xA 期未试卷在正方体的一个侧面,沿AB方向作用一集中 力F,则该力对x,y,z三轴的矩分别为Mx=Fa ); Mz= 222 4 空间任意力系向某一定点O简化,若主矢R??0,主矩 M0?0,则此力系简化的最后结果 C 。 A 可能是一个力偶,也可能是一个力; B 一定是一个力; C 可能是一个力,也可能是力螺旋; D 一定是力螺旋。 5. 一空间平行力系,各力均平行于y轴,则此力系的 独立平衡方程组为 B 。 rA ?Fx?0,?My(F)?0,?Mz(F)?0 B ?Fy?0,?Mx(F)?0,?Mz(F)?0 C D

2013力学竞赛静力学练习题

1、力系简化习题 2、已知P 及长方体的边长a 、b 、c ,则力P 对AB 轴(AB 轴与长方体顶面的夹角为φ,且由A 指向B )的力矩为 。(sin Pa φ) ` 第3题图 A B ' y A 第2题图

3、如图所示正方体边长为a ,其上作用两个力1F ,2F 大小均为F ,则该力系的主矢量在OB '方向的投影为 ,力系对CA '轴之矩为 ,力系的最简形式为力螺旋,其中的力偶矩大小为 。 (答案:(1 )(0.8165)3F F =;(2)0;(3)1 2 Fa ) 4、如图所示,边长为a ,b ,c 的长方体,顶点A 和C 处分别作用有大小均为P 的力1F 和2F ,(1) 力2F 对AD 1轴的力矩大小为 ,(2) 力1F 和2F 所构成的力螺 旋中的力偶矩矢大小为, 5、 桁架如图所示,已知力P 及尺寸a,求支座 A、B 、C 、D 处的约束反力 a a a z

6、简单桁架ADKG 和BEKH 以铰K 和杆CD ,CE 相连构成组合桁架如图示。则此桁架支座A 处的约束反力为 (5分), B 处的约束反力为 (5分)。 (111 , 222Ax Bx By F F F F F F ===-;-) 7、 均质杆AD 重量为G ,长为4m ,用一根短杆支撑, 且处于平衡状态,如图所示。若AC =BC =AB =3, 且A 、B 、C 三处的摩擦角均为0 30,不计BC 杆的自重。 则AD 杆A 处的受力为 (3分), AD 杆C 处的受力为 (3分)。 (2 , , 3 C Ax Ay F F F G = ==) 8、在水平的桌子上放一个直径为a ,重为P 的内部绝对 光滑的均质圆筒,筒内放一根长2l ,重Q 的均质细杆。 则杆在筒内平衡时的值为: 。 足以倾覆圆筒的最小棒重为:min Q = 。 9、动臂D 上装有挡板B 与斜面垂直,当动臂沿斜面 平移时将推动重量为W 的均质圆柱体A 。设所有接触 面的静摩擦系数为f ,并忽略不计滚阻力偶。 (1)当30o θ=,100N ,0.1W f ==时,动臂要 推动圆柱体A ,在平行于斜面最少要加 力。 (2)为了保证圆柱A 沿斜面滚而不滑,则角θ的 取值范围是 。 1min 1(1) sin 55.6 ; (2) 3166.81W N N P N N f θ ≥ ===- A '

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