2、刚体受三力作用而处于平衡状态,则此三力的作用线( D)。
A.必汇交于一点;B.必互相平行;C.必都为零;D.必位于同一平面内。
3、力偶对物体产生的运动效应为( C).
A.只能使物体转动;B.只能使物体移动;C.既能使物体转动,又能使物体移动;D.它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同。
4、关于平面力系的主矢和主矩,以下表述中正确的是(A)
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。
5、下列表述中正确的是(D)
A.任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式;B.任何平面力系只能列出三个平衡方程式;
C.在平面力系的平衡方程式的基本形式中,两个投影轴必须相互垂直;
D.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、下列表述中不正确的是(B)
A.力矩与力偶矩的量纲相同;B.力不能平衡力偶;C.一个力不能平衡一个力偶;
D.力偶对任一点之矩等于其力偶矩,力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零。
1-3分析计算
1、如图所示,三铰拱桥又左右两拱铰接而成,在BC作用一主动力。
忽略各拱的自重,分别画出拱AC、BC的受力图。
题1-3-1图
解:
(1)选AC拱为研究对象,画分离体,AC杆为二力杆。
受力如图
(2)选BC拱为研究对象,画出分析体,三力汇交原理。
2、支架如图所示,由杆AB与AC组成,A、B、C处均为铰链,在圆柱销A上悬挂重量为G的重物,试求杆AB与杆AC所受的力。
题1-3-2图
解:
(1)取圆柱销为研究对象,画受力图;
作用于圆柱销上有重力G,杆AB和AC的反力FAB和FAC;因杆AB和AC均为二力杆,指向暂假设如图示。
圆柱销受力如图所示,显然这是一个平面汇交的平衡力系。
(2)列平衡方程
3、图示为一夹紧机构,杆AB和BC的长度相等,各杆自重忽略不计,A、B、C处为铰链连接。
已知BD杆受压力F=3kN,h=200mm,l=1500mm。
求压块C加于工件的压力。
题1-3-3图
解:
(1)取DB杆为研究对象,画受力图;列平衡方程;
(2)取压块C杆为研究对象,画受力图;列平衡方程
4、图示悬臂梁AB作用有集度为q=4kN/m的均布载荷及集中载荷F=5kN。
已知α=25°,l=3m,求固定端A的约束反力。
题1-3-4图
解:
(1)取梁AB为研究对象,画受力图;
(2)列平衡方程
可得:
5、梯子AB靠在墙上,重200N,如图所示。
梯子长为l,并与水平面交角θ=60°。
已知接触面间的摩擦系数均为0.25。
今有一重650N的人沿梯子上爬,问人所能达到的最高点C到A点的距离s应为多少?
题1-3-5图
解当人沿梯子向上,达到最高点C时,梯子处于临界状态,梯子即将滑动,A点和B点同时达到最大静摩擦力,所以受力分析时以梯子AB为研究对象,加上A、B处的摩擦力,大小为Fmax,方向与A、B点运动趋势方向相反,再按平面任意力系的平衡方程求解。
(1)以梯子为研究对象画受力图,如图所示
(2)列平衡方程
∑Fx=0,FNB-FsA=0①
∑Fy=0,FNA+FsB-P-P1=0②
∑MA(F)=0,-FNBlsinθ-FsBlcosθ+P·(l/2)cosθ+P1scosθ=0③
其中:
FsA=fsFNA④
FsB=fsFNB⑤
把数据fs=0.25,P=200N,P1=650N代入,解得
s=0.456l
6、如图所示,支柱AB下端为球形铰链,BC、BD为两绳索,F=7.2kN。
不计支柱的自重,求柱及绳索受到的力。
题1-3-6图
解
(1)取B铰为研究对象,画出其受力图。
由图可知,立柱AB、绳索BC与BD对B铰的作用力及主动力F共同组成空间汇交力系而平衡。
(2)按图中的坐标系列平衡方程
,①
,②
,③
由图中给定的尺寸可知:
,
,
(3)求解未知量。
将上面各三角函数值代入平衡方程①、②、③并联立求解,得立柱AB、绳索BC与BD受力为:
,,