1、2013年 4月份考试工程力学（一）第三次作业 一、填空题（本大题共 30 分，共 10 小题，每小题 3 分） 1. 对于矩形截面梁，出现最大剪应力的点处，其正应力力 _ 。 2. 所谓平衡，就是指物体在力的作用下相对于惯性参考系保持 _ 。 3. 已知平面平行力系的五个力分别为 F1=10（ N）， F2=4（ N）， F3=8（ N），F4=8（ N）， F5=10（ N），则该力系简化的最后结果为 _ 。 4. 物块重 W=50N，与接触面间的摩擦角 m=30 ，受水平力作用，当 Q=50N时物块 处于 _ （只要回答处于静止或滑动）状态。当 Q= _ N 时，物块处于临界状态。 5.
2、 在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有 _ ，可以确定约束力方向的约束有 _ ，方向不能确定的约束有 _ （各写出两种约束）。 6. 合力对某轴之矩等于力系中各力对该轴之矩的 _ 。 7. 二力平衡和作用反作用定律中的两个力，都是等值、反向、共线的，所不同的是 _ 。 8. 梁发生剪切弯曲时，其横截面上的内力有两个，即 _ 和 _ 。 9. 圆轴扭转时，横截面上各点的应力与半径是 _ （ “ 平行 ” 或 “ 垂直 ” ）的。且应力是 _ （ “ 均匀 ” 或 “ 非均匀 ” ）分布的。 10. 力对物体的作用效应取决于力的三要素，即力的 _ 、 _ 和 _ 。 二、计算
3、题（本大题共 60 分，共 6 小题，每小题 10 分） 1. 分别计算图示 的 F1 、 F2 对 O 点的力矩。 2. 物块重 W=1500N ，放于倾角为 30 的斜面上，它与斜面间的静摩擦因数为 s=0.2 ，动摩擦因 数 =0.18 。物块受水平力 F1=400N 作用，如图所示。问物块是否静止，并求此时摩擦力的大小与方向。 3. 角钢截面的尺寸如图所示。试求其形心的位置。 4. 图示的悬臂梁 AB，长为 l，受均布载荷 q的作用，求梁各横截面上的内力。 5. 木桩柱受力如图所示。柱的横截面为边长 200mm的正方形，材料可认为符合胡克定律，其弹性模量 E=10 GPa。如不计柱的自
4、重，试求： （ 1）作轴力图； （ 2）各段柱横截面上的应力； （ 3）各段柱的纵向线应变； （ 4）柱的总变形。 6. 塔式起 重机如图所示。机架重 W1=700kN ，作用线通过塔架的中心。最大起重量 W2=200kN ，最大悬臂长为 12m ，轨道 AB 的间距为 4m 。平衡重 W3 到机身中心线距离为 6m 。试问： (1) 保证起重机在满载和空载时都不致翻到，平衡重 W3 应为多少？ (2) 当平衡重 W3=180kN 时，求满载时轨道 A 、 B 的约束反力。 三、问答题（本大题共 10 分，共 2 小题，每小题 5 分） 1. 什么是光滑铰链约束？ 2. 如何准确地理解力的概念
5、？应注意些什么问题？ 答案： 一、填空题（ 30 分，共 10 题，每小题 3 分） 1. 参考答案： 0 解题方案： 矩形截面梁的剪应力 评分标准： 回答完整正确得 3分 2. 参考答案： 静止或作匀速直线运动 解题方案： 平衡 评分标准： 回答完整正确得 3分 3. 参考答案： 力偶，力偶矩 m= 40（ Ncm ），顺时针方向 解题方案： 力系简化 评分标准： 回答完整正确得 6分 4. 参考答案： 滑动 50 解题方案： 临界状态 评分标准： 5. 参考答案： 活动铰支座，二力杆件 光滑面接触，柔索 固定铰支座，固定端约束 解题方案： 平面约束 评分标准： 每空回答正确得 2分 6.
6、参考答案： 代数和 解题方案： 合力 评分标准： 7. 参考答案： 前者作用在同一刚体上；后者分别作用在两个物体上 解题方案： 二力平衡和作用反作用定律 评分标准： 回答完整正确得 3分 8. 参考答案： 剪力 弯矩 解题方案： 梁发生剪切弯曲 评分标准： 9. 参考答案： 垂直 非均匀 解题方案： 圆轴扭转 评分标准： 10. 参考答案： 大小 方向 作用点 解题方案： 力的三要素 评分标准： 每空回答正确得 2分 二、计算题（ 60 分，共 6 题，每小题 10 分） 1. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 解题方案： 取物块为研究对象， 列方程 、求解。再由 计算可得
7、。 评分标准： 受力图、列方程、求解各 5 分。 3. 参考答案： BSEPARATORC 解题方案： 求解各图形的面积及形心坐标，再组合。 评分标准： C1 、 C2 、形心坐标各 5 分。 4. 参考答案： 解题方案： 截面法求解受力图、计算 评分标准： 受力图 10 分，计算 5 分。 5. 参考答 案： 解题方案： 作轴力图、各段柱横截面上的应力、各段柱的纵向线应变、柱的总变形计算 评分标准： 作轴力图、各段柱横截面上的应力、各段柱的纵向线应变、柱的总变形各 5分。 6. 参考答案： 解题方案： 满载、空载、平衡方程，根据力矩平衡方程求解。 评分标准： 满载、空载、平衡方程各 5 分。
8、 三、问答题（ 10 分，共 2 题，每小题 5 分） 1. 参考答案： 解： 凡由销钉和销钉孔连接起来而构成的约束，统称为铰链约束。其中 “ 光滑 ” 二字是指不计销钉和销钉孔之间的摩擦而言的。光滑铰链约束又可分为圆柱铰链约束、固定铰链支座约束、可动铰支座约束以及向心轴承等几种，上述各种铰链约束的图形皆可在理论力学的教科书中找到。 解题方案： 光滑铰链约束 评分标准： 光滑铰链约束 5分 2. 参考答案： 解：力的概念是力学中最基本的概念之一。力是物体之间相互的机械作用，其作用效果是使物体的运动状态发生变化，或者使物体发生变形。 理解力的概念应注意下述几点。 由于力是物体之间相互的机械作用，因此可知： 力不能脱离物体而单独存在； 既有力存在，就必定有施力物体和受力物体； 力是成对出现的，既有作用力就必有其反作用力存在。 力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形，如锤头可以把烧红的铁打扁等。力的前一种效果称为力的外效应；后一种效果称为力的内效应。这两种效应通常是同时发生的，只是有的明显有的不明显罢了。在理论力学中，我们只研究力的外效应。 解题方案： 力的概念 评分标准： 力的概念 5分；注意问题 5分
