工程力学I、II
《工程力学I》教学大纲
总学时：48 理论课学时：48 实验课学时：0
一、课程的性质
工程力学是一门由基础理论课过渡到专业课的技术基础课。主要研究机械设备零件及结构构件的受力，以及杆件在载荷作用下的强度、刚度和稳定性的问题，为工程有关零构件设计提供必要的基础知识和计算方法。
二、课程的目的与教学基本要求
本课程是由理论力学的静力学部分和材料力学的基本部分所组成。通过静力学的学习，要求学生熟练掌握构件平衡时的受力分析和计算方法。通过材料力学的学习，要求学生熟练掌握杆件的四种基本变形和组合变形的内力、应力及变形的计算方法，从而解决杆件的强度、刚度的问题。本课程的前修课程为高等数学和物理学。
教学基本要求：
（1）熟练掌握物体平衡时的受力分析和计算方法。
（2）基本掌握将一般工程零部件或结构简化为力学简图的方法。
（3）牢固树立四种基本变形及组合变形的概念，熟练掌握直杆的受力分析。
（4）熟练掌握杆件在基本变形下的内力、应力、位移及应变的计算，并能应用强度、刚度条件进行计算。
（5）了解平面几何图形的性质，能计算简单图形的静矩、形心、惯性矩、圆截面的极惯性矩。能用平行移轴公式求简单组合截面的惯性矩。会应用型钢表。
（6）熟练掌握求解简单超静定问题的基本原理和方法，正确建立变形条件，掌握求解轴向拉压超静定、简单超静定梁问题。
（7）掌握常用金属材料的力学性质及测定方法。
（8）理解剪切的概念，能进行剪切和挤压的实用计算。
三、课程适用专业
高分子工程、材料化学工程、轻化工程、资源工程、糖工程、工业设计等专业。
四、课程的教学内容、要求与学时分配
第一部分静力学（共14学时）
1．静力学基础（6学时）
静力学的任务及研究对象。力及其性质。力矩。力偶及其性质。约束和约束力。研究对
象和受力图。
2．力系的简化（2学时）
力的平移定理。平面力系的简化。
3．力系的平衡（6学时）
平面力系的平衡方程。空间力系的平衡方程。物体系统的平衡问题。静定和超静定问题
的基本概念。
第二部分材料力学（34学时）
1．材料力学的基本概论（2学时）
材料力学的任务及研究对象；变形固体的概念及基本假设；内力与截面法。应力与应变的概念。
2. 杆件的内力与内力图（8学时）
轴向拉压杆的轴力及轴力图。
功率、转速与外力偶矩的关系。扭转杆的扭矩及扭矩图。
梁的计算简图。平面弯曲梁的剪力和弯矩。弯矩方程和剪力方程。剪力图和弯矩图。弯矩、剪力与分布荷载集度间的关系及其应用；简易法作梁的内力图。
3. 轴向拉压杆件的强度与变形计算（6学时）
轴向拉压杆横截面和斜截面上的应力。
轴向拉压杆的纵向变形和横向变形计算。拉(压)刚度。弹性模量和泊松比。胡克定律。
轴向拉压杆的强度条件和强度计算。安全系数与许用应力。
简单拉压超静定问题。
4. 材料在拉伸和压缩时的力学性能（2学时）
低碳钢的拉抻试验，应力——应变图及其特征点：比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限。冷作硬化。
塑性指标：延伸率与截面收缩率。材料的塑性和脆性的概念。
其他塑性材料在拉伸时的力学性质。名义屈服极限。
铸铁在拉伸时的力学性质。
低碳钢和铸铁在压缩时的力学性质。
5. 扭转杆件的强度与刚度计算（4学时）
圆轴扭转时剪应力的计算。切变模量。极惯性矩及扭转截面系数。
纯剪切。剪应力互等定理。剪切虎克定律。各向同性材料E、G、μ间的关系。
圆轴扭转时的变形计算。扭转刚度。
受扭圆轴的强度条件及刚度条件。
6. 平面图形的几何性质（2学时）
静矩、形心、惯性矩、极惯性矩、惯性积。简单组合图形惯性矩的计算。
惯性矩的平行移轴公式。
7. 平面弯曲杆件的应力与强度计算（4学时）
纯弯曲情况下的正应力公式推导。
横力弯曲时梁横截面上的正应力。弯曲截面系数。
矩形截面梁的切应力，圆形及工字形截面梁的最大切应力。
弯曲正应力强度条件。弯曲切应力强度条件。
梁的合理强度设计。
8. 平面弯曲杆件的变形与刚度计算（4学时）
挠度和转角。梁的挠曲线及其近似微分方程。
用积分法求梁的挠度和转角。确定积分常数的边界条件和连续性条件。
用叠加法求梁的挠度和转角。
梁的刚度条件与合理刚度设计。
用变形比较法解超静定梁。
9. 联接件的剪切与挤压的工程实用计算（2学时）
剪切与挤压的概念。剪切与挤压的工程实用计算。
五、教材和主要参考资料
1.何庭蕙，黄小清，陆丽芳.《工程力学》（第二版）.广州：华南理工大学出版社，
2010
2.单辉祖，谢传锋. 工程力学. 北京：高等教育出版社，2005
3.孙训方等. 材料力学（第4版）（I）. （普通高等教育＂十五＂国家级规划教材）.
北京：高等教育出版社，2002
4.单辉祖. 材料力学（第2版）（I）. （普通高等教育＂十五＂国家级规划教材）.
北京：高等教育出版社，2004
5.单辉祖. 材料力学（第2版）（II）. （普通高等教育＂十五＂国家级规划教材）.
北京：高等教育出版社，2004
6.苏翼林. 材料力学. 天津：天津大学出版社，2003
六、课程考核方式
闭卷笔试；全校统考。
《工程力学II》教学大纲
总学时：64 理论课学时：60 实验课学时：4
一、课程的性质
工程力学是一门由基础理论课过渡到专业课的技术基础课。主要研究机械设备零件及结构构件的受力，以及杆件在载荷作用下的强度、刚度和稳定性的问题，为工程有关零构件设计提供必要的基础知识和计算方法。
二、课程的目的与教学基本要求
本课程是由理论力学的静力学部分和材料力学的基本部分所组成。通过静力学的学习，要求学生熟练掌握构件平衡时的受力分析和计算方法。通过材料力学的学习，要求学生熟练掌握杆件的四种基本变形和组合变形的内力、应力及变形的计算方法，从而解决杆件的强度、刚度和压杆稳定的问题。本课程的前修课程为高等数学和物理学。
教学基本要求：
（1）熟练掌握物体平衡时的受力分析和计算方法。
（2）基本掌握将一般工程零部件或结构简化为力学简图的方法。
（3）牢固树立四种基本变形及组合变形的概念，熟练掌握直杆的受力分析。
（4）熟练掌握杆件在基本变形下的内力、应力、位移及应变的计算，并能应用强度、刚度条件进行计算。
（5）了解平面几何图形的性质，能计算简单图形的静矩、形心、惯性矩、惯性半径和圆截面的极惯性矩。能用平行移轴公式求简单组合截面的惯性矩。会应用型钢表。
（6）熟练掌握求解简单超静定问题的基本原理和方法，正确建立变形条件，掌握求解轴向拉压超静定、简单超静定梁问题。
（7）掌握应力状态和强度理论，并能进行组合变形下杆件的强度计算。
（8）掌握常用金属材料的力学性质及测定方法，对电测应力方法有初步认识。
（9）理解剪切的概念，能进行剪切和挤压的实用计算。
（10）理解压杆稳定的概念，掌握计算细长压杆临界力的欧拉公式。
三、课程适用专业
交通工程、交通运输工程、无机非金属材料科学与工程、给水排水工程等专业。
四、课程的教学内容、要求与学时分配
第一部分静力学（共16学时）
1．静力学基础（8学时）
静力学的任务及研究对象。力及其性质。力矩。力偶及其性质。约束和约束力。研究对
象和受力图。
2．力系的简化（2学时）
力的平移定理。平面力系的简化。
3．力系的平衡（6学时）
平面力系的平衡方程。空间力系的平衡方程。物体系统的平衡问题。静定和超静定问题
的基本概念。
第二部分材料力学（44学时）
1．材料力学的基本概论（2学时）
材料力学的任务及研究对象；变形固体的概念及基本假设；内力与截面法。应力与应变的概念。
2. 杆件的内力与内力图（8学时）
轴向拉压杆的轴力及轴力图。
功率、转速与外力偶矩的关系。扭转杆的扭矩及扭矩图。
梁的计算简图。平面弯曲梁的剪力和弯矩。弯矩方程和剪力方程。剪力图和弯矩图。弯矩、剪力与分布荷载集度间的关系及其应用；简易法作梁的内力图。
组合变形杆件的内力与内力图。
3. 轴向拉压杆件的强度与变形计算（6学时）
轴向拉压杆横截面和斜截面上的应力。
轴向拉压杆的纵向变形和横向变形计算。拉(压)刚度。弹性模量和泊松比。胡克定律。
轴向拉压杆的强度条件和强度计算。安全系数与许用应力。
简单拉压超静定问题。
4. 材料在拉伸和压缩时的力学性能（2学时）
低碳钢的拉抻试验，应力——应变图及其特征点：比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限。冷作硬化。
塑性指标：延伸率与截面收缩率。材料的塑性和脆性的概念。
其他塑性材料在拉伸时的力学性质。名义屈服极限。
铸铁在拉伸时的力学性质。
低碳钢和铸铁在压缩时的力学性质。
5. 扭转杆件的强度与刚度计算（4学时）
圆轴扭转时剪应力的计算。切变模量。极惯性矩及扭转截面系数。
纯剪切。剪应力互等定理。剪切虎克定律。各向同性材料E、G、μ间的关系。
圆轴扭转时的变形计算。扭转刚度。
受扭圆轴的强度条件及刚度条件。
6. 应力状态分析及强度理论（4学时）
应力状态的概念，主应力和主平面。
平面应力状态下应力分析的解析法和应力圆法。
三向应力状态下的最大切应力。
广义虎克定律。
强度理论的概念。四种常用的强度理论及其相应的强度条件。
7. 平面图形的几何性质（2学时）
静矩、形心、惯性矩、极惯性矩、惯性积、惯性半径。简单组合图形惯性矩的计算。
惯性矩的平行移轴公式。
8. 平面弯曲杆件的应力与强度计算（4学时）
纯弯曲情况下的正应力公式推导。
横力弯曲时梁横截面上的正应力。弯曲截面系数。
矩形截面梁的切应力，圆形及工字形截面梁的最大切应力。
弯曲正应力强度条件。弯曲切应力强度条件。
梁的合理强度设计。
9. 平面弯曲杆件的变形与刚度计算（4学时）
挠度和转角。梁的挠曲线及其近似微分方程。
用积分法求梁的挠度和转角。确定积分常数的边界条件和连续性条件。
用叠加法求梁的挠度和转角。
梁的刚度条件与合理刚度设计。
用变形比较法解超静定梁。
10. 组合变形杆件的强度计算（4学时）
拉伸（压缩）与弯曲组合时的强度计算。
偏心拉（压）的强度计算。
弯曲与扭转组合时的强度计算。
11. 联接件的剪切与挤压的工程实用计算（2学时）
剪切与挤压的概念。剪切与挤压的工程实用计算。
12. 压杆稳定（2学时）
计算细长压杆临界力的欧拉公式。杆端不同约束的影响，长度系数。
临界应力。压杆柔度。
五、教材和主要参考资料
1．何庭蕙，黄小清，陆丽芳.《工程力学》（第二版）.广州：华南理工大学出版社，2010
2．单辉祖，谢传锋. 工程力学. 北京：高等教育出版社，2005
3．孙训方等. 材料力学（第4版）（I）. （普通高等教育＂十五＂国家级规划教材）.
北京：高等教育出版社，2002
4．单辉祖. 材料力学（第2版）（I）. （普通高等教育＂十五＂国家级规划教材）.
北京：高等教育出版社，2004
5．单辉祖. 材料力学（第2版）（II）. （普通高等教育＂十五＂国家级规划教材）.
北京：高等教育出版社，2004
6．苏翼林. 材料力学. 天津：天津大学出版社，2003
六、课程考核方式
闭卷笔试；全校统考
附：实验课（分二次共4学时）
实验一：低碳钢和铸铁的拉伸、压缩实验。
实验二：纯弯曲梁正应力的电测法；低碳钢和铸铁的扭转实验。
工程力学(一)知识要点
《工程力学（一）》串讲讲义 （主讲：王建省工程力学教授，Copyright ? 2010-2012 Prof. Wang Jianxing） 课程介绍 一、课程的设置、性质及特点 《工程力学（一）》课程，是全国高等教育自学考试机械等专业必考的一门专业课，要求掌握各种基本概念、基本理论、基本方法，包括主要的各种公式。在考试中出现的考题不难，但基本概念涉及比较广泛，学员在学习的过程中要熟练掌握各章的基本概念、公式、例题。 本课程的性质及特点： 1．一门专业基础课，且部分专科、本科专业都共同学习本课程； 2．工程力学（一）课程依据《理论力学》、《材料力学》基本内容而编写，全面介绍静力学、运动学、动力学以及材料力学。按重要性以及出题分值分布，这几部分的重要性排序依次是：材料力学、静力学、运动学、动力学。 二、教材的选用 工程力学（一）课程所选用教材是全国高等教育自学考试指定教材（机械类专业），该书由蔡怀崇、张克猛主编，机械工业出版社出版（2008年版）。 三、章节体系 依据《理论力学》、《材料力学》基本体系进行，依次是 第1篇理论力学 第1章静力学的基本概念和公理受力图 第2章平面汇交力系 第3章力矩平面力偶系 第4章平面任意力系
第5章空间力系重心 第6章点的运动 第7章刚体基本运动 第8章质点动力学基础 第9章刚体动力学基础 第10章动能定理 第2篇材料力学 第11章材料力学的基本概念 第12章轴向拉伸与压缩 第13章剪切 第14章扭转 第15章弯曲内力 第16章弯曲应力 第17章弯曲变形 第18章组合变形 第19章压杆的稳定性 第20章动载荷 第21章交变应力 考情分析 一、历年真题的分布情况 《工程力学（一）》历年考题的分值分布情况如下：
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
工程力学试卷及答案
绝密★启用前 学院试卷纸 20 - 20 学年第 一 学期 课程 名称 工程力学 试卷 类别 A □ B ■ C □ 印 数 考试 班级 命题 教师 题 号 一 二 三 四 五 六 总成绩 核分人 得 分 阅卷教师 考试 方式 考试■ 考查□； 闭卷■ 开卷□ 一、单项选择题 （本大题共5 小题，每小题2分，共10分） 1、若作用在A 点的两个大小不等的力1F 和2F ，沿同一直线但方向相反。则其合力可以表示 【 C 】 A 、12F F -u u r u u r B 、21F F -u u r u u r C 、12F F +u u r u u r 2、空间力对点之矩是【 B 】 A 、代数量 B 、矢量 C 、标量 3、一重W 的物体置于倾角为α的斜面上，若摩擦因数为f ，且tg α 第7章 刚体的平面运动 习题 7-1 直杆AB 长为l ，两端分别沿着水平和铅直方向运动，已知点A 的速度A υ为常矢量，试求当 60=θ时，点B 的速度和杆AB 的角速度。 （a ） （b ） 解法一（如图a ） 1.运动分析：杆AB 作平面运动。 2.速度分析：A B A B v v v +=，作速度矢量合成图 I A A B υυυ360tan == A A BA υυυ260cos /== A BA l AB υυω2== 解法二（如图b ） 1.运动分析：杆AB 作平面运动。 2.速度分析：杆AB 的速度瞬心是点I 。 ωυ?=AP A A A l l υυω260cos == A A B l l BP υυωυ32 60sin =??=?= s rad /6=ω，试求图示位置时，滑块B 的速度以及连杆AB 的角速度。 解：1.运动分析：杆AB 均作一般平面运动，滑块作直线运动，杆OA 作定轴转动。 2.速度分析： 对杆AB ，s m OA A /12=?=ωυ A B A B v v v +=或AB B AB A v v ][][= 30cos B A υυ= s m B /38=υ s m A BA /3430tan =?=υυ s rad AB BA AB /2== υω 7-3 图示机构，滑块B 以s m /12的速度沿滑道斜向上运动，试求图示瞬时杆OA 与杆AB 的角速度。 解：AB 杆运动的瞬心为I 点。 AB B BP ωυ?= s r a d B AB /325.04 3 =?= υω s m AP AB A /2.7323.043=??=?=ωυ 4.0?=OA A ωυ s rad OA /184 .02 .7== ω 或利 s /m .B A 275 3 ==υυ 工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 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) (b) 工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 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) C 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) F AB F A C A A C ’C D D C’ B 2012/2013学年第1 学期考试试卷( A )卷 课程名称工程力学适用专业/年级本卷共 6 页，考试方式闭卷笔试考试时间 120 分钟 一、判断题（共10分，每题1分） 1.实际挤压应力在挤压面上是均匀分布的。( ) 2.纯弯曲梁的横截面上只有正应力。( ) 3. 横截面面积相等，实心轴的承载能力大于空心轴。 ( ) 4. 力偶在任意坐标轴上的投影恒等于零。 ( ) 5. 梁发生弯曲变形，挠度越大的截面，其转角也越大。 ( ) 6. 在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图均要跳跃。 ( ) 7. 当低碳钢试件的试验应力 p σσ<时，试件将产生局部颈缩。 ( ) 8. 圆轴扭转时其切应力的最大值仅可能出现在横截面的外边缘。 ( ) 9. 作用力与反作用力不是一对平衡力。 ( ) 10. 临界应力越小的受压杆，其稳定性越好。 ( ) 二、单项选择题（共20分，每题2分） 1. 下右图中杆AB 的变形类型是 。 A ．弯曲变形 B ．拉（压）弯组合变形 C ．弯扭组合变形 D ．拉（压）扭组合变形 2. 下图矩形截面梁受F 和Me 作用，Me =Fl 。则以下结论中错误的是 。 A ．0A σ= B ．0B σ= C ．0 D σ= D ．0 E σ= 3. 力偶对物体的运动效应为 。 A ．只能使物体平动 B ．只能使物体转动 A B F C ．既能使物体平动又能使物体转动 D ．它与力对物体的运动效应有时相同，有时不同 4. 关于低碳钢材料在拉伸试验过程中，所能承受的最大应力是 。 A ．比例极限p σ B ．屈服极限s σ C ．强度极限b σ D ．许用应力[σ] 5．在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高 能力。 A ．螺栓的抗拉伸 B ．螺栓的抗剪切 C ．螺栓的抗挤压 D ．平板的抗挤压 6. 若实心圆轴①和空心圆轴②的材料、横截面积、长度和所受扭矩均相同，则两轴的最大扭转角之间的关系为 。 A ．φ1<φ2 B ．φ1=φ2 C ．φ1>φ2 D ．无法比较 7. 低碳钢试件扭转破坏形式是 。 A ．沿横截面拉断 B ．沿横截面剪断 《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 （ A 卷） （本试卷共4 页） 2分，共12分） 1、强度计算问题有三种：强度校核， ，确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗 的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为 ，它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是： 。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同，则它们的内力 。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍，最大正应力是原来的 倍。 二、单项选择题（每小题5分，共15分） 、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T ，轴内最大剪应力多大？（ ） A. 16T/πd 3 B. 32T/πd 3 C. 8T/πd 3 D. 64T/πd 3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同，而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确？（ ） A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力（ ）。 A 、与弯矩成正比 B 、与极惯性矩成反比 C 、与扭矩成正比 D 、与轴力正比 三、判断题（每小题3分，共15分） 1、平面一般力系向一点简化，可得到主失和主矩。（ ） 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。（ ） 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。（ ） 4、杆件变形的基本形式是：轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲（ ） 学院、系 专业班级 学 号 姓名 ·········· ··· ·· · · · ··· · · · · ·· · ··密· ···· ·· ·· ·· · · · · · · · · ··· · · · ··· ···· 封 · ···· · · · ·······················线········5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。（ ） 四、计算题（本题满分20分） 矩形截面木梁如图所示，已知P=10kN ，a =1.2m ，木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横截面的高宽比为h/b =2，试：（1）画梁的弯矩图； (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题（本题满分20分） 传动轴AB 传递的功率为Nk=7.5kw, 轴的转速n=360r/min.轴的直径D=3cm,d=2cm. 试：(1)计算外力偶矩 及扭矩； (2)计算AC 段和BC 段轴横截面外边缘处剪应力； (3)求CB 段横截面内边缘处的剪应力。 得分 阅卷人 得分 阅卷 人 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 《工程力学A （Ⅱ）》试卷（答题时间100分钟） 班级 姓名 班级序号 一、单项选择题（共10道小题，每小题4分，共40分） 1．关于下列结论的正确性： ①同一截面上正应力 σ 与切应力 τ 必相互垂直。 ②同一截面上各点的正应力 σ 必定大小相等，方向相同。 ③同一截面上各点的切应力 τ 必相互平行。 现有四种答案： A ．1对； B ．1、2对； C ．1、3对； D ． 2、3对。 正确答案是： 。 2．铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论哪一个是正确的？ A ．切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o方向； B ．切应力造成，破坏断面在横截面； C ．正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o方向； D ．正应力造成，破坏断面在横截面。 正确答案是： 。 3．截面上内力的大小： A ．与截面的尺寸和形状有关； B ．与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关； C ．与截面的尺寸和形状无关； Ｄ．与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。 正确答案是： 。 4．一内外径之比为D d /=α的空心圆轴，当两端承受扭转力偶时，横截面上的最大切应力为τ，则内圆周处的切应力为 A ．τ B ．ατ Ｃ．τα)1(3- Ｄ．τα)1(4- 正确答案是： 。 9．图示矩形截面拉杆，中间开有深度为 2 h 的缺口，与不开口的拉杆相比，开口处最 A．2倍； B．4倍； C．8倍； D．16倍。 正确答案是：。 10.两根细长压杆的横截面面积相同，截面形状分别为圆形和正方形，则圆形截面压 试用叠加法求图示悬臂梁自由端截面B 的转角和挠度，梁弯曲刚度EI 为常量。 2F a a A B C Fa 四、计算题（本题满分10分） 已知材料的弹性模量 GPa E 200=，泊松比25.0=ν，单元体的应力情况如图所示，试求该点的三个主应力、最大切应力及沿最大主应力方向的主应变值。 MPa 江南大学现代远程教育 第二阶段测试卷 考试科目:《工程力学》材料力学第1至6章 （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．下列结论中哪些是正确的？答（ A ）。 （1） 构件的强度表示构件抵抗破坏的能力。 （2） 构件的刚度表示构件抵抗变形的能力。 （3） 构件的稳定性表示构件维持其原有平衡形式的能力。 （4） 构件的强度、刚度和稳定性愈高愈好。 A ．（1），（2），（3）。 B ．（4）。 C ．全对。 D ．全错。 2．等直杆的受力情况如图。设杆内最大轴力和最小轴力分别为N max 和N min ，则下列结论中（ B ）是正确的。 A ． kN N kN N 4055min max -==，； B ．kN N kN N 550min max -==，； C ．kN N kN N 2555min max -==，； D ．kN N kN N 2575min max -==，。 3．“齿形”榫连接件尺寸如图所示，两端受拉力F 作用。已知挤压许用应力为[bs σ]，则连接件的挤压强度条件为（ A ）。 A ． ][bs eb F σ≤； Ｂ． ][）(bs b e h F σ≤-； 题2图 题3图 Ｃ． ][2bs eb F σ≤； Ｄ． ][）(2bs b e h F σ≤-。 4．实心圆轴受扭转力偶作用，横截面上的扭矩为T ，下列四种应力沿横截面径向分布图中正确的是（ D ）。 A ．（a ） Ｂ．（b ） Ｃ．（c ） Ｄ．（d ） 5．梁发生平面弯曲时，其横截面绕（ B ）旋转。 A ．梁的轴线； B ．中性轴； Ｃ．截面对称轴； D ．截面形心。 二、 填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．构件受外力而发生变形，在外力解除后具有消除变形的这种性质称为 弹性 。 2．设构件材料的失效应力（破坏应力）为u σ，许用应力为[σ ]，安全系数用n 表示，则它 们三者间的关系是 3．抗拉压刚度为EA 的等截面直杆的受力情况如图所示，则 B 题3图 （b ） （a ） （c ） （d ） 题4图 《工程力学》试卷及答案 班级 姓名 得分 一、填空题 （每空1分，共22分） 1、力的三要素是力的 大小 、 方向 、 作用点 。用符号表示力的单位是 （N ）或（KN ）。 2、力偶的三要素是力偶矩的大小、 转向 和 作用面方位 。用符号表示力偶矩的单位为（N·m ）或（KN·m ）。 3、常见的约束类型有 柔性 约束、 光滑接触面 约束、 光滑铰链 约束和固定端约束。 4、作用于一个刚体上的二力，使刚体保持平衡状态的充要条件是两个力大小相等、 方向相反 、 作用线相同 。 5、平面汇交力系平衡的充要条件是该力系的合力等于___零______。 6、平面任意力系的平衡条件为 , 0=∑ix F 0=∑iy F 和___∑M 0（F ）=0。 7、当平面任意力系有合力时，合力对作用面内任意点的矩，等于力系中各力对同一点之矩的代数和。 8、空间力系根据力的作用线不同可分为空间汇交力系、空间平行力系和空间任意力系。 9、力在空间坐标轴上的投影有两种运算方法，即直接投影法和二次投影 法。 10、工程中二力杆需满足三个条件，即自重不计、两端均用铰链连接和不受其他力的作用。 二、判断题：（对的画“√”，错的画“×”） （每题2分，共20分） 1、力的可传性定理，只适用于刚体。（√ ） 2、两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向共线，作用在同一个物体上。（ × ） 3、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零 （ √ ） 4、力偶无合力，且力偶只能用力偶来等效。（ √ ） 5、共线力系是平面汇交力系的特殊情况，但汇交点不能确定。（ √ ） 6、二力杆的约束力不沿杆件两端铰链中心的连线，指向固定。（ × ） 7、平面汇交力系的合力一定等于各分力的矢量和。（ √ ） 8、力使物体运动状态发生变化的效应称力的外效应。（ √ ） 9、力的三要素中只要有一个要素不改变，力对物体的作用效应就不变。（ × ） 10、同一平面内作用线汇交于一点的三个力一定平衡。 （× ） 三、选择题（每题2分，共20分） % 1、平衡是指物体相对于地球保持 B 或作匀速直线运动状态。 A ．运动 B ．静止 C ．加速运动 2、力的平行四边形公理说明，共点二力的合力等于两个分力的 C 和。 A ．标量 B ．代数 C ．矢量 3、静力学研究对象主要是 C 。 A ．受力物体 B ．施力物体 C ．平衡物体 4、某刚体上在同一平面内作用了汇交于一点且互不平行的三个力，则刚体 C 状态。 A ．一定处于平衡 B ．一定不平衡 C ．不一定处于平衡 5、光滑面约束的约束反力总是沿接触面的 C 方向。 ( A ．任意 B ．铅重 C ．公法线 6、物体系受力图上一定不能画出 B 。 A ．系统外力 B ．系统内力 C ．主动力和被动力 7、在力投影中，若力平行于X 轴，则F x = A ；若力垂直于X 轴，则F x =0。 A ．±F B ．0 C ．不确定 8、用力拧紧螺母，其拧紧的程度不仅与力的大小有关，而且与螺母中心到力的作用线 C 有关。 A ．倾斜距离 B ．平行距离 C ．垂直距离 9、平面一般力系向已知中心点简化后得到 C 和一个力偶。 A ．一个力矩 B ．一力臂 C ．一个力 10、一力作平行移动后，新点的附加力偶矩一定 B 。 ) A ．存在且与平移距离无关 B ．存在且与平移距离有关 C ．不存在 三、简答题（每题5分，共15分） 1、1、试述主动力与约束反力的区别。 答：主动力：促使物体运动（或具有运动趋势）的力； 《工程力学》试卷及答案 班级 姓名 得分 一、填空题 （每空1分，共22分） 1、力的三要素是力的 大小 、 方向 、 作用点 。用符号表示力的单位是 （N ）或（KN ）。 2、力偶的三要素是力偶矩的大小、 转向 和 作用面方位 。用符号表示力偶矩的单位为（N·m）或（KN·m）。 3、常见的约束类型有 柔性 约束、 光滑接触面 约束、 光滑铰链 约束和固定端约束。 4、作用于一个刚体上的二力，使刚体保持平衡状态的充要条件是两个力大小相等、 方向相反 、 作用线相同 。 5、平面汇交力系平衡的充要条件是该力系的合力等于___零______。 6、平面任意力系的平衡条件为 , 0=∑ix F 0=∑iy F 和___∑M 0（F ）=0。 7、当平面任意力系有合力时，合力对作用面内任意点的矩，等于力系中各力对同一点之矩的代数和。 8、空间力系根据力的作用线不同可分为空间汇交力系、空间平行力系和空间任意力系。 9、力在空间坐标轴上的投影有两种运算方法，即直接投影法和二次投影 法。 10、工程中二力杆需满足三个条件，即自重不计、两端均用铰链连接和不受其他力的作用。 二、判断题：（对的画“√”，错的画“×”） （每题2分，共20分） 1、力的可传性定理，只适用于刚体。（√ ） 2、两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向共线，作用在同一个物体上。（ × ） 3、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零 （ √ ） 4、力偶无合力，且力偶只能用力偶来等效。（ √ ） 5、共线力系是平面汇交力系的特殊情况，但汇交点不能确定。（ √ ） 6、二力杆的约束力不沿杆件两端铰链中心的连线，指向固定。（ × ） 7、平面汇交力系的合力一定等于各分力的矢量和。（ √ ） 8、力使物体运动状态发生变化的效应称力的外效应。（ √ ） 9、力的三要素中只要有一个要素不改变，力对物体的作用效应就不变。（ × ） 10、同一平面内作用线汇交于一点的三个力一定平衡。 （× ） 三、选择题（每题2分，共20分） 1、平衡是指物体相对于地球保持 B 或作匀速直线运动状态。 A ．运动 B ．静止 C ．加速运动 2、力的平行四边形公理说明，共点二力的合力等于两个分力的 C 和。 A ．标量 B ．代数 C ．矢量 3、静力学研究对象主要是 C 。 A ．受力物体 B ．施力物体 C ．平衡物体 4、某刚体上在同一平面内作用了汇交于一点且互不平行的三个力，则刚体 C 状态。 A ．一定处于平衡 B ．一定不平衡 C ．不一定处于平衡 5、光滑面约束的约束反力总是沿接触面的 C 方向。 A ．任意 B ．铅重 C ．公法线 6、物体系受力图上一定不能画出 B 。 A ．系统外力 B ．系统内力 C ．主动力和被动力 7、在力投影中，若力平行于X 轴，则F x = A ；若力垂直于X 轴，则F x =0。 A ．±F B ．0 C ．不确定 8、用力拧紧螺母，其拧紧的程度不仅与力的大小有关，而且与螺母中心到力的作用线 C 有关。 A ．倾斜距离 B ．平行距离 C ．垂直距离 9、平面一般力系向已知中心点简化后得到 C 和一个力偶。 A ．一个力矩 B ．一力臂 C ．一个力 10、一力作平行移动后，新点的附加力偶矩一定 B 。 A ．存在且与平移距离无关 B ．存在且与平移距离有关 C ．不存在 工程力学第1阶段测试题! 江南大学现代远程教育 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） 1．2 1 F F 、两力对某一刚体作用效应相同的必要和充 分条件是（ B ）。 A ．2 1 F F 、两力大小相等； Ｂ．2 1 F F 、两力大小相等，方向相同，作用线在 同一条直线上； Ｃ．2 1 F F 、两力大小相等，方向相同，且必须作 用在同一点上； Ｄ．力矢F 1与力矢F 2相等。 2．图示三铰拱，结构左右对称，若将力偶M 移到BC 构件上， 铰链C 的约束反力与原作用位 题2图 置时的约束反力（C）。 A．大小相等，方向相同；Ｂ．大小不同，方向相同； Ｃ．大小相等，方向不同；Ｄ．大小不 同，方向不同。 3．题图中作用在同一平面上的四个力偶中（D）是等效的。 A．（a）和（b）；Ｂ．（b）和（c）； Ｃ．（c）和（d）； Ｄ．（a）和（b）和（d）； （a）（b）（c）（d） 题3图 4. 某刚体在五个空间力作用下处于平衡，若其 中四个力汇交于一点，则第五个力的作用线（A）。 A ．一定通过汇交点； Ｂ．不一定通过汇交点； Ｃ．一定不通过汇交点； Ｄ．无法判断。 5．力F 的作用线在OABC 平面内，如图所示。则 F 对ox 、oy 、oz 轴之矩为（ B ）。 A ．0)(,0)(, 0)(≠≠≠F m F m F m z y x ； B ．0)(,0)(, 0)(=≠≠F m F m F m z y x ； C ．0)(,0)(, 0)(≠≠=F m F m F m z y x ； D ．0 )(, 0)(, 0)(===F m F m F m z y x 。 二、 填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1． 平面一般力系平衡的平衡方程的三矩式0)(0)(0)(===∑∑∑F F F C B A m m m ，，的限制条件是 A 、B 、C 三点不共线 。 2． 力在互不垂直的两根轴上投影的大小与力沿这两根轴的分力的大小 不相等 。 3． 力偶 不可能 与一个力等效，也 不可能 被一个力平衡。 4． 平面汇交力系的合力，其作用线通过力系的汇交点，其大小和方向可用力多边形的 封闭边 表示。 5． 静滑动摩擦力的大小 O ≤ F ≤ O A B C y x z F β α 题5图 ．试题可采用粘贴方式，请用B5纸打印，粘贴时不要超过边框。 ．本科课程的试题一般不留答题空间，答案写在专用答题纸上，专科课程试题一般要留答题空间，答 答案 一、1～5 1～5 C C D C D 6~10 D C D D D 二、11 变形固体 12 A 、B 、C 三点不能共线 13 力偶矩 14 各向同性假设 15 弹性变形 三、16 ①明确研究对象；②约束反力与约束类型相对应；③注意作用与反作用关系； ④只画外力，不画内力；⑤不要多画也不要漏画任何一个力；同一约束反力，它的方向在受力图中必须一致。 17 ①连续性假设；②均匀性假设；③各向同性假设；④小变形假设。 18 ①某一截面的扭矩等于截面右侧（或左侧）所有外力偶矩的代数和； ②以右手拇指顺着截面外法线方向，与其他四指的转向相反的外力偶矩产生正值扭矩，反之产生负值扭矩；③代数和的正负，就是扭矩的正负； 19 ①合理选择材料；②改善支承情况；③选择合理的截面形状；④减少压杆的长度。 四、20 解：EA Pa EA Pa EA Pa BC AB 32222= += ?+?=? 21 解：以节点为研究对象 ?????=-?-?==?-?=∑∑0 30cos 45cos ,00 45sin 30sin ,02112P N N F N N F y x ο οο ο 解方程，得到 kN P N 9.37758.01==，kN P N 8.26536.02== a a MP MP d N A N 150][21415142.34 1109.37412 3 2=>=???=== σπσ 22 解：454410137.650142.3321 321mm d I P ?=??== π a P MP I d M 7.20310137.62510525 6 0max =???=? =τ 一、选择题(每题4分,共20分) ( )1、工程设计中工程力学主要包含以下内容: A分析作用在构件上的力,分清已知力与未知力。 B选择合适的研究对象,建立已知力与未知力的关系。 C应用平衡条件与平衡方程,确定全部未知力 D确定研究对象,取分离体 ( )2下列说法中不正确的就是: A力使物体绕矩心逆时针旋转为负 B平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数与 C力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡 D力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩,而与矩心无关 ( )3平面汇交力系向汇交点以外的一点简化,其结果可能就是: A一个力B一个力与一个力偶C一个合力偶D一个力矩 ( )4、杆件变形的基本形式: A拉伸与压缩 B 剪切 C 扭转D平面弯曲 ( )5、低碳钢材料由于冷作硬化,会使( )提高: A比例极限B塑性C强度极限D屈服极限 二.填空题(每空1、5分,共36分) 6、工程中遇得到的物体,大部分就是非自由体,那些限制或阻碍非自由体运动的物体称为________。 7、由链条、带、钢丝绳等构成的约束称为柔体约束,这种约束的特点:只能承受________不能承受________,约束力的方向沿________的方向。 8、力矩就是使物体产生________效应的度量,其单位_________,用符号________表示,力矩有正负之分,________旋转为正。 9 、平面一般力系的平衡方程的基本形式:________、________、________。 10、根据工程力学的要求,对变形固体作了三种假设,其内容就是:________________、________________、________________。 11、拉压杆的轴向拉伸与压缩变形,其轴力的正号规定就是:________________________。 12、塑性材料在拉伸试验的过程中,其σ—ε曲线可分为四个阶段,即:___________、___________、___________、___________。 13、构件在工作过程中要承受剪切的作用,其剪切强度条件___________、 14、扭转就是轴的主要变形形式,轴上的扭矩可以用截面法来求得,扭矩的符号规定为:______________________________________________________。 15.力学将两分为两大类:静定梁与超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为:___________、___________、__________三种常见形式。 三.判断题:(每题3分,共15分) 16、杆件两端受等值、反向、共线的一对外力作用,杆件一定发生地就是轴向拉(压)变形。( ) 17、标准试件扎起常温、静载作用下测定的性能指标,作为材料测定力学性能指标。( ) 18.当挤压面为圆柱形侧面时,挤压面的计算面积按该圆柱侧面的正投影面积算。( ) 第14章 轴向拉伸与压缩 习题答案 14-1 用截面法求图14-1（a ）（b ）（c ）所示各杆指定截面的内力。 （a ） （b ） （c ） 图14-1 解：（a ） 1. 用截面1-1将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑ 得 10N = 2. 用截面2-2将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，20N P -= 得 2N P = 3. 用截面3-3将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，30N P -= 得 3N P = （b ） 1. 用截面1-1将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，12202 N kN ? -= 得 12N k N = 2. 用截面2-2将杆截开，取左段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，220N kN -= 得 12N k N = （c ） 1. 用截面1-1将杆截开，取右段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，130N P P --+= 得 12N P =- 2. 用截面2-2将杆截开，取右段为研究对象，作受力图， 由平衡方程 0X =∑，20P N -= 得 2N P = 14-2 试计算图14-2（a ）所示钢水包吊杆的最大应力。已知钢水包及其所盛钢水共重90kN ，吊杆的尺寸如图（b ）所示。 （b ） （c ） 图14-2 解：吊杆的轴力90N kN =。吊杆的危险截面必在有圆孔之处，如图14-2（c ）所示，它们的截面积分别为 22321(656520) 2.92510A mm m -=-?=? 2322(104 606018)5.1610A m m m -=?-?=? 232 3[11860(6018)2]4.9210A m m m -=?-??=? 显然，最小截面积为321 2.92510A m -=?，最大应力产生在吊杆下端有钉空处 3 max 31190102215.382.92510P N MPa A A σ-?====? 14-3 一桅杆起重机如图14-3所示，起重杆AB 为一钢管，其外径20D mm =，内径18d mm =；钢绳CB 的横截面积为20.1cm 。已知起重重量200P N =，试计算起重杆和钢绳的应力。 第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。 解：如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。 解：如图 F B B (b) (c) C (d) D C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i) (j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解：如图 'F D 1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解： 1 o x F 2 o x F 2 o y F o y F F F ' 1.5 结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。 解： 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1＝2kN ，F 2=3kN ，F 3=lkN ， F 4=2.5kN ，方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 0001 423cos30 cos45cos60cos45 1.29Rx F X F F F F KN = =+--=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F 1＝1kN ，F 2=2kN ，F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解：2.2图示可简化为如右图所示 023cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 《工程力学》期末考试试卷附答案 一、填空题：（共5题，每题3分，共15分） 1、力偶对任意点之矩等于 ，力偶没有合力，力偶只能用 来平衡。力偶中的两个力在任一坐标轴上的投影的代数和等于 。 2、我们把构件抵抗破坏的能力称为 ；把构件抵抗变形的能力称为 。 3、已知一等直杆如下图所示，横截面面积为2 400mm A =，许用应力[]MPa 60=σ，此杆强度为 4、低碳钢的σ-ε曲线如图，则：材料的弹性模量E ＝ GPa ，材料的屈服点 σs ＝ Mpa ，材料的抗拉强度σb ＝ Mpa 5、右图中矩形对Z 轴的惯性矩Z I = 。 二、判断题（共10题，每题1分，共10分） 1、凡在两个力作用下的构件称为二力构件。 （ ） 2、力系的合力一定比各分力大。 （ ） 3、作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，则此力系必然平衡。（ ） 4、平行力系中心只与力系各力的大小和作用点有关，而与各力的方向无关。（ ） 5、平面力系如果平衡，该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零（ ） 6、平面任意力系向平面某点简化所得的主矢等于零就平衡。（ ） 7、平面一般力系的合力对作用面内任一点的矩，等于力系各力对同一点的矩的代数和（ ） 8、力偶对其作用面内任意点的力矩值恒等于此力偶的力偶矩，同时与力偶与矩心间的相对位置相关。 （ ） 9、只要接触面间有正压力存在，则必然会产生滑动摩擦力。（ ） 10、梁的弯曲变形与材料无关。 （ ） 三、选择题（共12题，每题5分，共60分） 1、若作用在A 点的两个大小不等的力1F 和2F ，沿同一直线但方向相反。则其合力可以表示为（ ）。 A 、12F F -； B 、21F F -； C 、12F F +。 2、杆OA 和物块M 的重力均为P ，杆与物块间有摩擦，物块与地面间光滑，当 水平力F 增大而物块仍然保持平衡时，则杆对物块M 的正压力（ ） A 、 由小变大 B 、 由大变小 C 、 不变 D 、无法确定 3、“二力平衡公理”和“力的可传性原理”只适用于（ ） A 、任何物体； B 、固体； C 、弹性体； D 、刚体。 4、下列说法正确的是（ ）. A 、在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。 5、力对轴的矩是（ ） A 、定位矢量 B 、滑动矢量 C 、自由矢量 D 、代数量 6、关于平面力系的主矢和主矩，以下表述中正确的是（ ）. A 、主矢的大小、方向与简化中心无关 B 、主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关 C 、当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化结果为一合力 D 、当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力 7、下述不同力系分别作用于刚体，彼此等效的是（ ）d 表示两力作用线间的距离）工程力学教程篇(第二版)习题第7章答案
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