工程力学工程静力学与学习材料力学第二版本包括答案doc.docx
《工程力学工程静力学与学习材料力学第二版本包括答案doc.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程力学工程静力学与学习材料力学第二版本包括答案doc.docx（94页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
工程力学工程静力学与学习材料力学第二版本包括答案doc
1－1图a、b所示，
11与
2
2分别为正交与斜交坐标系。
试将同一方
F
分别对两坐标系进行分解
Oxy
Oxy
和投影，并比较分力与力的投影。
（a）
（b）
习题1-1图
y
y2
Fy1
F
Fy2
F
Fy1
Fy2
Fx1
x
Fx2
x2
Fx1
Fx2
（c）
（d）
解：
（a），图（c）：
F
Fsoc
i1
Fnis
j1
分力：
F
x1
Fcos
i
1
，
F
y1
Fsin
j
1
投影：
Fx1
Fcos
，
Fy1
Fsin
讨论：
=90°时，投影与分力的模相等；分力是矢量，投影是代数量。
（b），图（d）：
分力：
Fx2
（Fcos
Fsin
tan
）i2
Fsin
j2
，Fy2
sin
投影：
F
Fcos
，
Fy2Fcos（
）
x2
讨论：
≠90°时，投影与分量的模不等。
1－2
试画出图a、b两情形下各物体的受力图，并进行比较。
FAy
FAx
A
C
D
FRD
F
B
（a）（b）（a-1）
习题1－2图
FAy
F
C
FC
FAy
F
FAx
FAx
A
C
B
A
C
B
D
'
FC
FRD
FRD
D
（a-2）
（a-3）
（b-1）
比较：
图（a-1）与图（b-1）不同，因两者之FRD值大小也不同。
1－3试画出图示各物体的受力图。
..
习题1－3图
FDCFDCCBF
FB
A
FAxA
B
FAx
B
A
FA
FB
FAy
FB
FAy
（a-1）
或（a-2）
（b-1）
C
BF
B
D
FD
C
FB
FB
A
B
W
FAx
C
A
FA
FA
FAy
D
或（b-2）
（c-1）
（d-1）
FC
DF
F
C
C
FAx
A
B
C
Fc
A
FAy
D
FA
B
FA
FD
（e-1）
FB
或（d-2）FD
（e-2）
D
F
FO1
'
C
FA
FO1
A
FOx
A
FOxO
O
O1
FOy
FOy
AB
FA
FA
A
..
W
FB
W
（f-2）
（e-3）
（f-1）
（f-3）
FA
FA
FB
1－4图a所示为三角架结构。
力F1作用在B铰上。
杆AB不计自重，杆BD杆自重为W。
试画出图b、c、d所示的隔离体的受力图，并加以讨论。
习题1－4图
FA
A
B
FB1FA
A
F'B2x
B
（b-1）
B
F'B
F'B2x
C
F'B2y
FB2x
B
1
B
FDx
D
F'B2x
C
F1
FDy
W
FB2y
F'B2y
F'B2y
FDy
FDx
D
W
F1
（c-1）
（c-2）
F'B2
（b-2）
B
（b-3）
F1
FDxD
FA
FB1
W
A
B
FDy
（d-1）
（d-2）
1－5试画出图示结构中各杆的受力图。
习题1－5图
F
T
FE
FC
E
B
FB
E
C
FCx
C
C
..
FC'
FE'
FCy
（a-2）
FEW
B
FD'
E
（b-1）
FB
（b-2）
FB'
FAx
A
CFCx'
B
FCy'
FAy
（b-3）
'
FC'
FC
FB
CC
D
FD'
FD
FE
FE'
E
E
FAx
A
D
B
FAy
FB
习题1－6图
（c）
1
－6
图示刚性构件
ABC由销钉A和拉杆GH支撑，在构件的点
C作用有一水平力
F。
试问如果将力F
沿其作用线移至点
D
或点
（如图示），是否会改变销钉
A
的受力状况。
E
解：
由受力图1－6a，1－6b
和1－6c分析可知，F从C移至E，A端受力不变，这是因为力
F在自身
刚体
上滑移；而
F
从
C
移至
，则
A
端受力改变，因为
与
为不同的刚体。
ABC
D
HG
ABC
FA
FA
FA
FG
G
A
G
A
D
D
F
A
F
E
D
C
C
FH
H
C
FH
F
FH
H
H
H
FH
（b）
（a）
（c）
1
－7
试画出图示连续梁中的
AC和CD梁的受力图。
FCx'
F1
F2
FAxA
C
B
FCx
C
D
FDx
FAy
FB
'
FCy
FDy
FCy
习题1－7图
（a）
（b）
1－8图示压路碾子可以在推力或拉力作用下滚过100mm高的台阶。
假定力F都是沿着连杆AB的方向，与水平面成30°的夹角，碾子重为250N。
试比较这两种情形下所需力F的大小。
解：
图（a）：
niscra
4
5
Fx
0
Fsin（60）Wsin0
F
1672N
图（b）：
53.13
Fx
0
习题1－8图
..
Fcos（30）Wsin
0
F217N
F
y
y
x
x
B
F
30
30
W
W
FN
FN
（a）
（b）
1－9两种正方形结构所受力
F均已知。
试分别求其中杆
1、2、3所受的力。
解：
图（a）：
2F3cos45F
0
F3
2F（拉）
=
2
1
3（拉）
F
F
F2
2F3cos45
0
2
=
（受压）
F
F
图（b）：
F3
F3
0
F1
=0
∴
2
=
（受拉）
F
F
习题1－9
图
F
F3
F
D
F3
D
3
F3
F
3
A
45
A
1
F2
F2
F1
F3
F1
F3
（a-1）
（a-2）
（b-1）
（b-2）
1－10图示为一绳索拔桩装置。
绳索的E、C两点拴在架子上，点B与拴在桩A上的绳索AB连接，在
点D加一铅垂向下的力F，AB可视为铅垂，DB可视为水平。
已知
=0.1rad，力F=800N。
试求绳AB中
产生的拔桩力（当
很小时，tan≈
）。
解：
Fy
0，FEDsin
F
F
FED
sin
Fx
0，FEDcos
FDB
FDB
F
10F
tan
由图（a）计算结果。
可推出图（b）中AB=10
DB=100
F
=80kN
。
F
F
FED
FCB
习题1－10
图
D
FDB
FDB
B
FFAB
（a）（b）
..
2-3
图ab
图c
A:
FA=FB=M/2
2－3b
FA=FB=M/l
2-3C
FA=FBD=M/l
2-5
W=2kN，T=W
ΣFx=0，FA=FB
ΣMi=0，W×300
-FA×800=0，
F
A
=3/8W=0.75kN
，F=0.75kN.
B
2-6
..
F3?
d-M=0,
F3=M/d,F=F3（压）
ΣFx=0，F2=0,
ΣFy=0，
F=F1=M/d（拉）
2-7
解：
W/2=4.6kN
F=6.4-4.6=1.8kN
ΣMi
=0，-
M
+?
=0
Fl
=
?
=1.8×2.5=4.5
M
Fl
kN·m
2-8
..
解：
对于图（a）中的结构，CD为二力杆，ADB受力如图所示，根据力偶系平衡的要求，由
M
2M
FRAFRC
d
2d
2
对于图（b）中的结构，AB为二力杆，CD受力如习题3－6b解1图所示，根据力偶系平衡的要求，由
FRCFDM/d
FRAFD'M/d
2-9
解：
BC为二力构件，其受力图如图所示。
考虑AB平衡，A、B二处的形成力偶与外加力偶
平衡。
M
800
FAFB
269.4N
BD1.2
21.8/2
..
2-10
FDFAM1
d
M2
FDFC
FDFD
d
M2＝M1
2-11
FBy=FAy=0
FBX=M/d
FRB=M/d（←）
由对称性知
FRA=M/d（→）
3-1
..
A:
ΣFx=0，FAx=0
ΣMA=0，-M-FP×4+FRB×3.5=0,-60-20×4+FRB×3.5=0,FRB=40kN（↑）ΣFy=0，FAy+FRB-FP=0,FAy=-20kN（↓）对于图b中的梁，
MFpdM0
qd.dFpdFBR.2dFp1.3d0
2
1qdFp2FBR3Fp10
2
FBR21
Fy0,FRA15KN
3-2
解
ΣFx=0，FAx=0
ΣFy=0，FAy=0（↑）
ΣMA=0，MA+M-Fd=0,MA=Fd-M
3-3
..
解：
Σ
M
（）=0
-
W
×1.4-
F
×1+
F
×2.8=0
F
A
S
NB
FNB=13.6
kN
ΣF=0
，
F
=6.4
kN
y
NA
3-4
ΣFy=0，
FBy=W+W1=13.5
kN
kN
M
=0
F=6.7
ΣB=0，5FA-1W-3W1
A
（←）
ΣF=0
，
F=6.7
kN（→）
x
Bx
3-7
解：
以重物为平衡对象：
图（a），ΣFy=0，TC=W/cosα
（1）
以整体为平衡对象：
图（b），ΣFx=0，FBx=TC’sinα=Wtanα
ΣMB=0，-FRA?
4h+TC′cosα?
2h+TC′sinα?
4h=0，
FRA=（1/2+tanα）W（↑）
ΣFy=0，
..
FBy=（1/2-tanα）W（↑）
3-9
解：
以整体为平衡对象，有
ΣMA=0
FRB×2×2.4cos75°-600×1.8cos75°-W（1.2+3.6）cos75°=0，
FRB=375N
ΣFy=0，FRA=525N
以BC为平衡对象，有
-TEF×1.8sin75°-150×1.2cos75°+FRB×2.4cos75°=0
TEF=107N
3-11
：
以托架CFB为平衡对象，有
ΣFy=0，FBy=FW2
（1）
以杠杆AOB为平衡对象，有
ΣMO=0，FW?
l-FBy?
a=0
Fw1/Fw2=a/l
4－2图示直杆ACB在两端A、B处固定。
关于其两端的约束力有四种答案。
试分析哪一种答案最合理。
..
正确答案是D。
习题4-2图
5-1
图a
图b
图c
..
图d
5-2
1b
5-3
5-4
..
解:
（a）
A截面:
FQ=b/（a+b）FP,M=0
C截面:
FQ=b/（a+b）FP,M=ab/（a+b）FP
D截面:
FQ=-a/（a+b）FP,M=ab/（a+b）FP
B截面:
FQ=-a/（a+b）FP,M=0
（b）
A截面:
FQ=M0/（a+b）,M=0
C截面:
FQ=M0/（a+b）,M=a/（a+b）M0
D截面:
FQ=-M0/（a+b）,M=b/（a+b）M0
B截面:
FQ=-M0/（a+b）,M=0
（c）
A截面:
FQ=5/3qa,M=0
C截面:
FQ=5/3qa,M=7/6qa2
B截面:
FQ=-1/3qa,M=0
（d）
A截面:
FQ=1/2ql,M=-3/8qa2
C截面:
FQ=1/2ql,M=-1/8qa2
D截面:
FQ=1/2ql,M=-1/8qa2
B截面:
FQ=0,M=0
（e）
A截面:
FQ=-2FP,M=FPl
C截面:
FQ=-2FP,M=0
B截面:
FQ=FP,M=0
（f）
A截面:
FQ=0,M=FPl/2
C截面:
FQ=0,M=FPl/2
D截面:
FQ=-FP,M=FPl/2
B截面:
FQ=-FP,M=0
5-5
（a）
..
F（x）=-M/2
l,M（x）=-M/2lx
（0≤x≤l）
Q
FQ（
x）=-M/2
l，M（
x）=-Mx/2l
+M
（l
≤x≤2
l）
FQ（
x）=-M/2
l,
M（
x）=-Mx/2
l
+3M
（2
l
≤x≤3
l）
FQ（
x）=-M2l,
M（
x）=-Mx/2
l
+2
M
（3
l
≤x≤4
l）
（b）
FQ（
x）=-（1/4）
ql-qx
M（x）=ql2-（1/4）
qlx–（1/2）qx2
（0
≤
x≤l）
FQ（x）=-（1/4）ql,M（x）=（1/4）ql（2l-x）（l≤x
≤2l）
（c）
FQ（x）=ql-qx,M（x）=qlx+ql2-（1/2）qx2（0≤x≤2
l）
FQ（x）=0,M（x）=ql2（2l≤x≤3l）
（d）
FQ（
x）=
升级会员 