工程力学（一）作业题及解析

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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φm=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.在

2、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___

3、___、______和______。二、计算题（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μs=0.2，动摩擦因数μ=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=10GPa。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？应注意些什么问题？答案：一、填空题（30分，共10题，每小题3分

5、）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（N·cm），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6.参考答案：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

6、：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。评分标准：受力图、列方程、求解各5分。3.参考答案：B[SEPARATOR]C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

7、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。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

8、束的图形皆