工程力学静力学与材料力学课后习题答案.doc
《工程力学静力学与材料力学课后习题答案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程力学静力学与材料力学课后习题答案.doc（78页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
B
A
O
W
（a）
B
A
O
W
F
（b）
O
W
（c）
A
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。
A
O
W
（d）
B
A
O
W
（e）
B
FB
FA
B
O
W
（a）
B
A
O
W
F
（b）
FA
FB
A
O
W
（c）
FA
FO
A
O
W
（d）
FB
FA
A
O
W
（e）
B
FB
FA
解：
1-2试画出以下各题中AB杆的受力图。
A
W
C
B
（c）
D
（a）
A
W
C
E
B
（b）
A
W
C
D
B
A
B
F
（d）
C
A
B
W
（e）
C
（a）
FD
FB
FE
D
A
W
C
E
B
（b）
A
W
C
D
B
FD
FB
FA
（c）
A
W
C
B
FB
FA
解：
A
B
W
（e）
C
FB
FA
A
B
F
（d）
C
FB
FA
1-3试画出以下各题中AB梁的受力图。
A
W
C
B
（a）
W
A
B
C
D
（c）
A
B
F
q
D
（b）
C
C
A
B
F
W
D
A’
D’
B’
（d）
A
B
F
q
（e）
A
W
C
B
（a）
FB
FA
A
B
F
q
D
（b）
FC
FD
W
A
B
C
（c）
FC
FB
解：
C
A
B
F
W
D
（d）
FB
FA
FD
A
B
F
q
（e）
FBx
FBy
FA
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。
A
B
F
（a）
D
C
W
A
F
（b）
D
B
（c）
F
A
B
D
D’
A
B
F
（d）
C
D
W
A
B
C
D
（e）
W
A
B
C
（f）
解：
A
B
F
（a）
D
C
W
FAx
FAy
FD
A
F
（b）C
B
FB
FA
（c）
F
A
B
D
FB
FD
A
B
F
（d）
C
FB
FC
W
A
B
C
D
（e）
FB
FA
W
B
（f）
FAB
FBC
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。
A
B
P
P
（b）
A
B
W
（a）
F
D
A
B
C
E
F
（d）
（c）
B
C
W1
W2
F
A
W
A
B
C
C’
D
O
G
（e）
FAT
解：
（a）
A
B
FBA
FBT
W
FAB
FA
（b）
FC
A
P
C
FB
B
P
C
F’C
FA
A
B
P
P
FB
FN
（c）
B
C
W1
W2
F
A
FCx
FCy
FAx
FAy
B
W1
F
A
FAx
FAy
FBx
FBy
B
C
W2
FCx
FCy
F’Bx
F’By
F
A
B
C
FC
FB
D
C
E
F
FE
F’C
FF
F
D
A
B
C
E
F
FE
FF
FB
（d）
B
C
D
G
FB
FC
（e）
W
A
B
C
C’
D
O
G
FOy
FOx
FC’
A
B
O
W
FB
FOy
FOx
2-2杆AC、BC在C处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F1和F2作用在销钉C上，F1=445N，F2=535N，不计杆重，试求两杆所受的力。
C c
A
B
F2
F1
4
3
30o
解：
（1）取节点C为研究对象，画受力图，注意AC、BC都为二力杆，
FAC
FBC
C c
F2
F1
x
y
（2）列平衡方程：
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。
D
A
a
2a
C
B
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：
F
FD
FA
D
A
C
B
F
FA
FD
（2）由力三角形得
2-4在简支梁AB的中点C作用一个倾斜45o的力F，力的大小等于20KN，如图所示。
若梁的自重不计，试求两支座的约束力。
A
B
45o
F
45o
C
解：
（1）研究AB，受力分析并画受力图：
A
B
45o
F
FB
FA
C
D
E
α
（2）画封闭的力三角形：
F
FB
FA
d
c
e
相似关系：
几何尺寸：
求出约束反力：
2-6如图所示结构由两弯杆ABC和DE构成。
构件重量不计，图中的长度单位为cm。
已知F=200N，试求支座A和E的约束力。
E
D
C
A
B
F
6
4
8
6
解：
（1）取DE为研究对象，DE为二力杆；FD=FE
E
D
FE
FD
（2）取ABC为研究对象，受力分析并画受力图；画封闭的力三角形：
F
FA
F’D
B
D
A
F
F’D
FA
3
4
3
2-7在四连杆机构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。
试求平衡时力F1和F2的大小之间的关系。
D
C
A
B
60o
30o
45o
90o
F1
F2
解：
（1）取铰链B为研究对象，AB、BC均为二力杆，画受力图和封闭力三角形；
B
F1
FBCBC
FAB
FBCBC
FAB
F1
45o
C
F2
FCB
FCD
F2
FCB
FCD
（2）取铰链C为研究对象，BC、CD均为二力杆，画受力图和封闭力三角形；
由前二式可得：
2-9三根不计重量的杆AB，AC，AD在A点用铰链连接，各杆与水平面的夹角分别为450，，450和600，如图所示。
试求在与OD平行的力F作用下，各杆所受的力。
已知F=0.6kN。
z
D
C
B
A
O
45o
45o
60o
y
x
F
FAD
FAC
FAB
解：
（1）取整体为研究对象，受力分析，AB、AB、AD均为二力杆，画受力图，得到一个空间汇交力系；
（2）列平衡方程：
解得：
AB、AC杆受拉，AD杆受压。
3-1已知梁AB上作用一力偶，力偶矩为M，梁长为l，梁重不计。
求在图a，b，c三种情况下，支座A和B的约束力
l/3
A
B
l
（b）
M
l/2
A
B
l
（a）
M
θ
l/2
A
B
l
（c）
M
解：
（a）受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶；
l/2
A
B
l
M
FA
FB
列平衡方程：
（b）受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶；
l/3
A
B
l
M
FA
FB
列平衡方程：
（c）受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶；
l/2
A
B
l
M
FB
FA
θ
列平衡方程：
3-2在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆AB上作用有主动力偶，其力偶矩为M，试求A和C点处的约束力。
C
A
B
a
3a
M2
a
a
解：
（1）取BC为研究对象，受力分析，BC为二力杆，画受力图；
B
FB
FC
C
（2）取AB为研究对象，受力分析，A、B的约束力组成一个力偶，画受力图；
A
B
F’B
FA
M2
3-3齿轮箱的两个轴上作用的力偶如题图所示，它们的力偶矩的大小分别为M1=500Nm，M2=125Nm。
求两螺栓处的铅垂约束力。
图中长度单位为cm。
M2
M1
A
B
50
FB
FA
解：
（1）取整体为研究对象，受力分析，A、B的约束力组成一个力偶，画受力图；
（2）列平衡方程：
3-5四连杆机构在图示位置平衡。
已知OA=60cm，BC=40cm，作用BC上的力偶的力偶矩大小为M2=1N.m，试求作用在OA上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力FAB所受的力。
各杆重量不计。
O
A
C
B
M2
M1
30o
解：
（1）研究BC杆，受力分析，画受力图：
C
B
M2
30o
FB
FC
列平衡方程：
（2）研究AB（二力杆），受力如图：
A
B
F’B
F’A
可知：
（3）研究OA杆，受力分析，画受力图：
O
A
M1
FA
FO
列平衡方程：
3-7O1和O2圆盘与水平轴AB固连，O1盘垂直z轴，O2盘垂直x轴，盘面上分别作用力偶（F1，F’1），（F2，F’2）如题图所示。
如两半径为r=20cm,F1=3N,F2=5N,AB=80cm,不计构件自重，试计算轴承A和B的约束力。
B
z
y
x
A
O
F1
F2
F’2
F’1
O1
O2
FBz
FAz
FAx
FBx
解：
（1）取整体为研究对象，受力分析，A、B处x方向和y方向的约束力分别组成力偶，画受力图。
（2）列平衡方程：
AB的约束力：
3-8在图示结构中，各构件的自重都不计，在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶，各尺寸如图。
求支座A的约束力。
A
M2
B
C
D
l
l
l
l
解：
（1）取BC为研究对象，受力分析，画受力图；
M2
B
C
F
升级会员 