理论力学和材料力学部分.docx

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理论力学和材料力学部分

第一章理论力学基础

同步训练

一、填空题

１、理论力学是研究物体______一般规律的科学，包括静力学、_____和_____。

静力学主要研究物体______和物体在外力作用下的_________。

２、平衡是指物体相对地球处于______或作______运运。

３、力是物体间的相互______，这种作用使物体的_____和____发生变化。

４、力是矢量，具有_____和______。

矢量的长度（按一定比例）表示力的_____，箭头的指向表示力的______，线段的起点或终点表示力的_____。

通过作用点，沿着力的方向引出的直线称为力的____。

５、只受两个力作用并处于_______的物体称______，当构件呈杆状时则称_______。

６、限制物体自由运动的_______称为约束。

为方便起见，构成约束的_______也常称为约束。

７、物体所受的力分为主动力、____两类。

重力属_____，约束反力属________。

８、光滑面约束不能限制物体沿约束表面______的位移，只能阻碍物体沿接触面并向约束_______的位移。

９、确定约束反力的原则：

（1）约束反力的作用点就是约束与被约束物体的_______或______；

（2）约束反力的方向与该约束阻碍的运动趋势方向______；（3）约束反力的大小可采用______来计算确定。

10、作用在物体上的_____称力系。

如果力系中的____都在___内，且______，则称平面汇交力系。

人们常用几何法、_____研究平面汇交力系的合成和平衡问题。

11、任意改变力和作图次序，可得到______的力多边形，但合力的______仍不变，应注意在联接力多边形的封闭边时，应从第一个力的_______指向最后一个力的______。

12、共线力系的力多边形都在____上。

取某一指向力为正，___指向力为负，则合力的____等于各力代数和的______，代数和的___表示合力的_______。

13、平面汇交力系平衡的必要与充分几何条件是：

该力系的___是________的。

14、平面汇交力系平衡的解析条件：

力系中各力在两直角坐标上_______分别等于______。

其表达式为_______和________。

15、合力投影定理是指合力在任一坐标轴上的投影等于_____在同一轴上投影的________。

16、为求解平面汇交力系平衡问题，一般可按下面解题步骤：

（1）选择______;

（2）进行_____分析;（3）选取合适的______计算各力的投影；（4）列____，解出未知量。

若求出某未知力值为负，则表明该力的_____与受力图中画出的指向______，并须在____中说明。

17、力F使刚体绕某点O的转动效应，不仅与F的____成正比，而且与O至力作用线的____成正比。

为此，力学上用乘积F·d加上适当的_____，称为_____，简称力矩。

O点称为_____，简称矩心。

矩心O到F作用线的_____称为力臂。

18、力矩的平衡条件：

各力对转动中心O点的____的_____等于零。

即_____等于零。

用公式表示Σmo（F）＝________。

19、力偶对物体不能产生移动效应，即力偶_____；力偶不能与力_____，也不能用一力来_____，力偶只能用_____来平衡。

力偶和力是静力学中的两个基本______。

20、力偶矩的大小等于_______与_______的乘积。

正负号表示力偶的______，并规定逆时针转向______，顺时针转向为_______。

21、平面力偶的合成结果是________，平面力偶系平衡条件是___________________。

22、作用于物体的各力，其作用线分布在______内，即_____又_______的力系称平面任意力系。

23、平面任意力系的平衡条件为：

力系中所有各力在两个相互垂直的坐标轴上________，力系中所有各力对力系所在平面内_____的__________。

其平衡方程独立的数目有____个。

24、在平面力系中各力的作用线______，这种力系称平面平行力系。

平面平行力系是_____力系的特殊情况，它的平衡方程由_____导出。

平面平行力系独立的平衡方程数目有_____个。

25、按照接触面之间的运动情况，摩擦可分为______和_____。

26、当两物体接触面处有_____或_____时，在接触处的____内将受到一定的阻力阻碍其滑动，这种现象称为______。

27、由于摩擦力阻碍物体_____，所以摩擦力的方向与滑动或滑动趋势方向________。

28、实验证明，最大静摩擦力的____与物体间的____成正比，即Fmax=fN，式中比例常数f称为______，是_____的正数。

29、摩擦角是____与法线间夹角的____。

摩擦角的正切等于____

30、斜面自锁条件为：

斜面_____小于或等于摩擦角，_____的合力作用线在_________之内。

二、判断题

（）１、静力学主要研究物体受力情况和物体在力作用下的平衡规律。

（）２、凡是处于平衡状态的物体，都是相对于地球静止的。

（）３、力使物体运动状态发生变化的效应称为力的内效应。

（）４、当某一物体受到力的作用时，一定有另一物体对它施加这种作用。

（）５、作用于刚体上的力可移至刚体的任一点，而不改变此力对刚体的效应。

（）６、力的平行四边形法则与力的三角形法则的原理相同。

（）７、约束反力的方向与该约束所阻碍的物体的运动方向相反。

（）８、约束反力属被动力，重力、推力属主动力。

（）９、若作用在物体上的力系都相交于一点，则该力系为平面汇交力系。

（）10、合力一定大于分力。

（）11、共线力系合力的大小等于各力代数和的绝对值。

（）12、力偶既能对物体产生移动效应，又能对物体产生转动效应。

（）13、对平面力偶，力偶对物体的转动效应完全取决于力偶矩的大小和力偶的转向，而与矩心位置无关。

（）14、作用刚体上的力，可平行移动至刚体上任意一处，且其作用效果不变。

（）15、对于ΣFy=0，ΣmA（F）=0，ΣmB（F）=0，应满足A、B两点连线不能与x轴垂直。

（）16、平面平行力系平衡方程ΣmA（F）=0，ΣmB（F）=0的使用条件是A、B两点连线不能与力系中的各力平行。

（）17、平面力系在平面内任意一坐标轴上投影的代数和为零，则该力系平衡。

（）18、静摩擦力的大小与两物体之间的正压力成正比。

（）19、物体放在不光滑的斜面上，一定会受到摩擦力的作用。

（）20、胶带正常传动时，带与带轮之间是静摩擦。

（）21、若主动力的合力作用线在摩擦角之外，则斜面上的物体不能自锁。

（）22、骑自行车时，自行车轮胎气足，轮直径大，路面硬，骑车省力。

（）23、事实上，并不存在完全光滑的表面。

三、选择题

１、对刚体的正确理解是（）

Ａ、刚体就是非常坚硬的物体，如金刚石等。

Ｂ、刚体是理想化的力学模型，实际刚体中是不存在的。

Ｃ、刚体是指变形极小的物体，在自然界中非常稀少。

２、力和物体的正确关系是（）

Ａ、力与物体能独立存在Ｂ、力不能脱离物体独立存在。

Ｃ、有极少量的力可以脱离物体独立存在

３、题图1-1所示，属二力杆的是（）

Ａ、AB杆Ｂ、CD杆Ｃ、CD杆

４、题图1-2所示物体的受力分析中，属平衡力的是（），属作用力与反作用力的是（）

Ａ、T'A与TAＢ、TA与GＤ、T'A与G

５、题图1-3所示，BC为绳索，AB杆自重不计，角α在30°～40°变化，当角α增大时，BC所受的拉力（），AB杆所受的压力（）

Ａ、增大Ｂ、减小Ｃ、无法确定。

６、题图1-4所示,绳索BAC吊起一重物,当α角逐渐增大时（α角在30°～60°范围内变化），则绳子（）

Ａ、受力逐渐增大Ｂ、受力逐渐减小Ｃ、受力没有变化

７、力F在坐标的第三象限，方向如题图1-5所示，则F的投影Fx、Fy为（）

Ａ、Fx=Fcosα，Fy=FsinαＢ、Fx=－Fcosα，Fy=－FsinαＣ、Fx=－Fcosα，Fy=Fsinα

８、以同样绳索吊起一重物，按题图1-6所示A、B、C不同捆法，（）图的捆法绳子最容易断。

９、要使力矩不为零，只须满足（）

Ａ、作用力不为零即可Ｂ、力臂不为零即可

Ｃ、作用力和力臂均不为零

10、如题图1-7所示，某刚体受两力偶（F1，F'2）和（F2，F'2）作用，力多边形恰好闭合，即（）

Ａ、力系合力为零，刚体处于平衡状态

Ｂ、受两力偶作用，有转动（或转动趋势）

Ｃ、刚体即有移动，又有转动

11、指出下列动作中各属于（）

Ａ、力的作用；Ｂ、力矩的作用；Ｃ、力偶作用

a.用两手指旋转水龙头（）

b.用扳手拧紧螺母（）c.用手拔钉子（）

d.用羊角锤拔钉子（）e.用手扔物体（）

f.用手推门，使门转动（）g.脚蹬自行车，使车前进（）

h.汽车司机双手握方向盘驾驶汽车（）

12、如题图1-8所示，对固定端A的约束可用（）代替。

Ａ、约束反力RA和约束反力偶mA

Ｂ、约束反力RA和力矩mO（F）

Ｃ、约束反力RA

13、平面任意力系平衡条件，ΣFy=0，ΣmA（F）=0，ΣmB（F）=0，应满足A、B两点连线不能与（）垂直。

Ａ、x轴Ｂ、y轴Ｃ、x轴及y轴

14、在机械工程中，要求自锁的机构为（）

Ａ、摇臂钻床的摇臂升降机构Ｂ、凸轮机构的从动件

Ｃ、螺旋千斤顶

15、如题图1-9所示，物体A重1000N，物体B重1500N，A与B的摩擦系数f1＝0.4，B与地面的摩擦系数f2＝0.12，若P=600N，则A和B的运动情况是（）

Ａ、A和B一起滑动Ｂ、A滑动而B却不动Ｃ、无法确定

16、如题图1-10所示，物体重G=800N，放置水平地面上，接触面间的摩擦系数为f=0.2，现在物体上加一力P=200N，sinα＝3/5，在图（）情况下，物体处于静止。

17、如题图1-11所示，一长方体重为G，受到水平力P作用，物体与地面摩擦系数为f，当逐渐加大力P时，要使物体先滑动，应满足

（）条件。

Ａ、2Ph>Gb,PfG

Ｃ、2Ph

18、如题图1-12所示，A、B间的最大静摩擦力为F1，B与地面间最大静摩擦力为F2，在A物体上加一水平力P，要使A、B一起滑动，则应满足（）

Ａ、P

四、作图题

１、画出题图1-13所示各球的受力图，球自重为G，各接触面光滑。

２、如题图1-14所示，画出各系统中各杆的受力图，杆自重不计，各接触面光滑。

３、画出题图1-15所示杆AB的受力图，杆自重不计，各接触面光滑。

五、计算题

１、题图1-16所示，F1=10N，F2=12N，F3=6N，F4=15N，用几何法求力系的合力。

２、起吊重物如图1-17所示，并处于平衡状态，已知重物G=100KN，试求钢绳AB、BC的拉力。

３、题图1-18所示三角架ABC的销B上挂一重G＝100kN的物体，已知AC=BC=2m,AB=1m，杆重不计，求AB、BC杆所受的力。

４、重为50N的球，放在与水平成30°的光滑斜面上，并用与斜面平行的绳拉住，如题图1-19所示，分别用几何法、解析法求斜面所受的压力及绳所受的拉力。

５、如题图1-20所示，杆AB、BC自重不计，α＝30°，G=100kN，AB的长度为1m，求在图a、图b情况下，AB、BC杆所受的力。

D为AB杆的中点。

６、如题图1-21所示，矩形件ABCD，AB=200mm，BC=120mm，力F=50N，α＝45°，试分别计算力F对A、B、C、D各点的力矩。

７、如题图1-22所示，水平梁AB为1m，自重不计，D为AB中点，α＝30°。

A端用铰链固定，B端用绳索系于墙上，梁中吊起一重D为500N的物体，试分别用平面汇交力系平衡的解析法及力矩平衡条件来求解BC、AB的受力。

８、外伸梁AB受力情况和尺寸如题图1-23所示，梁自重不计，Q=A'=1.5KN,M=6N·m，a=100mm，求支座A、B的反力。

９、如题图1-24所示，水平梁AB长为1m，其中作用一力偶矩m为8N·m的力偶，梁自重不计，求A、B处的反力。

10、如题图1-25所示，已知F1=20N，F2=50N，m0=20N·m，a=100mm，求下列各梁的支座反力。

11、题图1-26的所示悬臂梁中，已知F1=200N，F2=300N，m=100N·m，梁自重不计，求固定端支座B的约束反力。

12、箕斗重G=40KN，沿与水平成30°的光滑轨道等速上升，重心在C点，如题图1-27所示，求钢绳的牵引力及A、B轮对轨道的压力。

13、一起重机如题图1-28所示。

自重G＝500KN，最大起重W=200KN，臂长L=16m,轨距a=4m，平衡块G到机身中心线距离6m。

试求：

（1）保证起重机在满载和空载时都不致翻倒，平衡块重G的大小；

（2）当G=240KN而起重机满载时，轮A、B对轨道的压力的大小。

14、如题图1-29所示，杆AB长8m，A端为铰链联接，中部通过绳子挂在滑轮E上，杆上挂两重物G1=100N，G2=80N，杆重不计，求绳子拉力和铰链A的约束反力。

15、如题图1-30所示，重量G=10N的圆球放在墙与杆AB之间，杆的A端用铰链联于墙上，B端用水平绳BC拉住，AB=100cm,AD=20cm，杆与绳的自重不计，各接触面都是光滑的，求A的约束反力及绳BC的拉力。

16、物重G=200N，置于水平面上，接触面间的摩擦系数为0.3，问水平力各为20N、60N、100N时，物体各受多大的摩擦力？

17、物体重G=100N，力F为50N，α＝30°，接触面间的摩擦系数f=0.45，在题图1-31所示的三种情况下，物体分别处于何种状态。

18、物体重为P，放在倾角为α的斜面上，它与斜面间的摩擦系数为f，并且倾角α大于斜面摩擦角。

若在物体上作用于与斜面平行的力F，试求能使物体保持平衡时力F的最大值和最小值。

19、题图1-32所示吊运混凝土的简易起重装置，已知浆和桶共重50kN，吊桶与滑轨面之间的摩擦系数f＝0.3，滑轨与水平面的夹角为60°，试求吊桶匀速下降时缆绳的拉力。

测试题（Ａ）

一、填空题

１、理论力学是研究物体______一般规律的科学。

静力学主要研究物体_____和物体在外力作用下的________。

２、物体所受的力可分为______、被动力两类，推力属____力，拉力属_______力。

３、任意改变力的作用次序，可得到____的力多边形，但合力的_____仍不变。

应注意在联接力多边形的封闭边时，应从第一个力的_____指向最后一个力的_______。

４、对于平面力偶，力偶对物体的转动效应完全取决于力偶矩的______和力偶矩的_____，而与_______无关。

５、平面力偶的合成结果是____，平面力偶系平衡条件是_____。

６、平面任意力系的平衡条件为:

力系中所有各力在坐标系上______，力系中所有各力对力系所在平面的_____的_____。

其平衡方程独立的数目有______个。

７、按照接触面之间的运动情况，摩擦可分为_____和_____。

８、斜面自锁条件为：

斜面_____小于或等于摩擦角。

______的合力作用线在__________之内。

二、判断题

（）１、重力、压力属主动力。

（）２、合力可能大于分力，也可能小于分力。

（）３、力的平行四边形法则与力的三角形法则的原理是不同的。

（）４、力的投影是代数量，分力是矢量。

（）５、力偶能对物体产生转动效应，不能对物体产生移动效应。

（）６、作用于刚体上的力，可平行移动到刚体上任意一点，且其作用效果不变。

（）７、各力作用线相互平行，且作用在同一平面内的力系，属平面平行力系。

（）８、平面平行力系在平面内任意一坐标轴上投影的代数和为零，则该力系为平衡力系。

（）９、最大静摩擦力的大小与两物体间的正压力成正比。

（）10、事实上，完全光滑的表面有时是存在的。

三、选择题

１、对刚体定义的正确理解是（）

Ａ、刚体就是如金刚石一样非常坚硬的物体

Ｂ、刚体是指在外力作用下变形极小的物体

Ｃ、刚体是理想化的力学模型

２、如题图1A-1所示，属二力杆的是（）

Ａ、AB杆Ｂ、DC杆Ｃ、AB、DC杆

３、力F在坐标系的第四象限，如题图1A-2所示，则Fx、Fy的投影为（）

Ａ、Fx=Fcosα，Fy=FsinαＢ、Fx=－Fcosα，Fy=－Fsinα

Ｃ、Fx=Fcosα，Fy=－Fsinα

４、用同质量、粗细的绳索吊起重物，如题图1A-3所示的三种捆法，（）图的捆法绳子最不容易断。

５、如题图1A-4所示，球重为G,放在与水平成30°和45°的两个光滑斜面上，分别接触于A点和B点，则A点的约束反力值为（）

Ａ、0.5GＢ、0.518GＣ、0.866GＤ、0.732G

６、下列动作中，哪种动作属力偶作用（）

Ａ、用手提重物Ｂ、用羊角锤拔钉子

Ｃ、汽车司机双手握方向盘驾驶汽车

７、在机械工程中，应避免自锁现象发生的机构是（）

Ａ、在工作台上滑动的磨床导轨Ｂ、螺旋千斤顶

Ｃ、螺母和螺栓联接

８、如题图1A-5所示，物体重G=100N，f=0.2，要使物体不下滑，在图A、图B、图C三种情况下，作用于物体上的力F最小的是（）

四、计算题

１、画出题图1A-6a杆AB，图b中球Ｏ的受力图，各接触表面为光滑面，杆AB自重不计，球自重为G。

２、如题图1A-7所示，重为100KN的管子，搁置在倾斜平板AB上。

AB板与铅垂线成30°角，管子和板相切于板的中点D，各接触处均光滑，试求绳BC的拉力T和铰链A处的约束反力N，平板AB自重不计。

３、题图1A-8所示，气门机构，凸轮转动时，推动摇臂AOB来控制气门的开闭，凸轮对滚子A的压力P=400N力时，滚子B有多大的力压气门。

（α＝60°）

４、如题图1A-9所示，已知梁AB和BC在B点铰接，A为固定端，m=10KN·m，P=15KN，试求A、B、C三点的约束反力。

５、如题图1A-10所示，将重G=100N的物体放在斜面上，斜面倾角α＝45°，静摩擦系数f=0.2，求能使物体静止于斜面上的水平推力P的最大值和最小值。

测试题（Ｂ）

一、填空题

１、力是物体间的相互______，这种作用使物体的____和____发生变化。

２、只受两个力作用处于_____的物体称_____，当构件呈杆状时，则称_______。

３、共线力系的力多边形都在____上。

取某一指向力为正，___指向力为负，则合力的____等于各力代数和的____，代数和的____表示合力的______。

４、力偶矩的大小等于______与______的乘积。

正负号表法力偶的_____，并规定逆时针转向____，顺时针转向为______。

５、作用于物体的各力，其作用线分布在_____内，即_____，又_____的力称平面任意力系。

６、由于摩擦力阻碍物体____，所以摩擦力的方向与滑动或滑动趋势方向_______。

７、摩擦角是____与法线间夹角的___。

摩擦角的正切等于____

二、判断题

（）１、二力等值、反向、共线是刚体平衡的充分必要条件。

（）２、二力平衡公理、加减平衡力系公理、力的可传递性原理只适用于刚体。

（）３、光滑面约束、柔体约束同样能随压力。

（）４、分力和力的投影都是代数量。

（）５、用解析法求平面汇交力系的合力时，若取不同的直角坐标系，所求得的合力是相同的。

（）６、平面汇交力系的平衡方程可求解平面汇交力系中任意两个未知量。

（）７、力矩和力偶的单位是一样的。

均为N·m。

（）８、合力偶矩等于各力偶矩的矢量和。

（）９、各力作用线相互平行的力系，都属平面平行力系。

（）10、在列平面平行力系的平衡方程中，取两个力矩式或三个力矩式的效果一样。

（）11、全反力与法线间的夹角称为摩擦角。

（）12、一般情况下f'

三、选择题

１、对作用力与反作用力的正确理解是（）

Ａ、作用力与反作用力作用在同一物体上

Ｂ、作用力与反作用力同时存在

Ｃ、作用力与反作用力是一对平衡力

２、力和物体转动关系的正确说法是（）

Ａ、力可能使物体转动（或转动趋势）发生变化

Ｂ、力一定能使物体转动（或转动趋势）发生变化

Ｃ、力只能使物体发生移动而不能使物体发生转动（或转动趋势）

３、汽车向后倒车，地面对汽车轮子的摩擦力是（）

Ａ、向前Ｂ、向后Ｃ、视情况而定

４、如题图1B-1所示,作用于刚体A点的三力F1、F2、F3,并且F1≤F2，F1与F2作用在同一直线上，则该刚体处于（）

Ａ、平衡状态Ｂ、不平衡状态Ｃ、无法确定

５、如题图1B-2所示，物体G=40N,f=0.2，若使重物不下滑，则作用于物体上的水平力P最小为（）

Ａ、40NＢ、100NＣ、200N

６、小车受力分析如题图1B-3所示，已知F1=30N,F2=50N,α＝30°，则合力的大小为（）

Ａ、13.3NＢ、20NＣ、77.4NＤ、80N

三、作图及计算题

１、画出题图1B-4所示各系统中各杆的受力图，杆自重不计，各接触面光滑。

２、简易起重机如题图1B-5所示，C处装有滑轮（杆重、轮重不计），G=50KN的载荷由跨过滑轮的绳子用铰车A吊起，B、C、D都是铰链，试求载荷匀速上升时杆BC、CD所受的力。

３、题图1B-6所示减速箱，在外伸的两轴上分别作用着力偶矩m1=300N·m,m2=1000N·m。

减速用两个相距500mm的螺钉A和B固定在地面上，试求螺钉A、B的约束反力。

４、题图1B-7所示，由AB、CD和AE三杆组成的构架，杆重不计，在A、C、D三处用铰链联接。

B端悬挂重物G=10KN，试求A、C、D三处铰链所受的力及固定端E的约束反力。

５、长4m的梯子斜靠在光滑的墙面上,其重G1=25KN,如题图1B-8所示。

梯子与地面成60°角，梯子与地面的静摩擦系数f=0.38，有一重G2为63KN的人沿梯上爬，问他能达到的最高点C到B点的距离应为多少？

第二章材料力学基础

同步训练

一、填空题

１、材料力学主要研究构件的_____与作用在构件上的_____之间的关系。

２、构件在外力作用下抵抗____的能力称为强度；构件在外力作用下抵抗___的能力称为刚度；构件在外力作用下保持____的能力称为