自考（网络教育）工程力学（一）考试试卷及解析

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1、工程力学（一）一、填空题（本大题共10分，共5小题，每小题2分）1.剪切变形时，横截面上的应力为______（“剪应力”或“正应力”）。2.对于矩形截面梁，出现最大剪应力的点处，其正应力力______。3.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______。4.二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______。5.______是指与力偶系等效的一个力偶。二、计算题（本大题共60分，共6小题，每小题10分）1.在边长为a的正六面体的对角线上作用一力F，如图所示。试求该力分别在x、y、z轴上的投影。2.分别计算图示的F1、F2对O点的力矩。3

2、.图示的简支梁AB，在C点处受到集中力偶作用，尺寸a、b和l均为已知，试作出梁的弯矩图。4.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。5.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。6.试校核如图所示带式输送机传动系统中从动齿轮与轴的平键联接的强度。由已知轴头的直径d＝48mm，A型平键的尺寸为b＝14mm，h＝9mm，L＝45mm，传递的转矩MT＝l81481N·mm，键的许用切应力[τ]＝60MPa，许用挤

3、压应力[σjy]＝130MPa。三、问答题（本大题共30分，共3小题，每小题10分）1.力与力偶有什么异同？2.什么是光滑铰链约束？3.力的平移定理的含义是什么？答案：一、填空题（10分，共5题，每小题2分）1.参考答案：剪应力解题方案：剪切变形评分标准：回答完整正确得3分2.参考答案：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3.参考答案：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4.参考答案：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5.参考答案：合力偶解题方案：力偶评分标准：二、

4、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： 评分标准： 3.参考答案：解题方案：先求A、B处的约束反力、分段建立弯矩方程、分段绘制弯矩图。评分标准：约束反力、弯矩方程、弯矩图各5分。4.参考答案：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。5.参考答案：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。6.参考答案：解（1）以键和轴为研究对象，求键所受的力ΣMo(F)＝0，F×d/2-T=0，F=2T/d=2×/48=7561.7N键联接的破坏可能是键沿m-m截面

5、被切断及键与键槽工作面间的挤压破坏。则用截面法可求得切力和挤压力为FQ＝Fjy＝F＝7561.7N（2）校核键的强度键的剪切面积A＝bl=b（L－b），挤压面积为Ajy＝hl/2=h（L－b）／2F=tQ/A=7561.7/[14×(45-14)]MPa=14.7MPa<[τ]σjy=Fjy/Ajy=7561.7/7561.7/[4.5×(45-14)]MPa=54.2MPa<[σjy]键的剪切和挤压强度均满足要求。(由于键的两个圆头与轮毂上的键槽并不接触，所以A键的有效工作长度为l=L－b)解题方案：键和轴为研究对象，求键所受的力用剪切、挤压强度公式键的强度。评分标准：键所受力7分，

6、键的强度8分三、问答题（30分，共3题，每小题10分）1.参考答案：解：如前所述，力是物体之间相互的机械作用，其作用效果可使物体的运动状态发生变化或者使物体发生变形。而力偶是由两个大小相等、方向相反、作用线平行但不重合的力所组成的力系。但力偶也是物体之间相互的机械作用，其作用效果也是使物体的运动状态发生变化（外效应）或者使物体发生变形（内效应）。力可以使物体平动，也可以使物体转动；但是力偶只能使物体转动，而不能使物体平动。即力与力偶的内效应与外效应并不等同。力偶没有合力，因此它不能用一个力来代替，也不能用一个力与其平衡。力偶只能用力偶来代替，也只能与力偶成平衡。力与力偶是物体之间相互作

7、用的两种最简单的、最基本的形式。换句话说，不管两个物体之间的相互作用多么复杂，归根到底不外乎是一个力，或者是一个力偶，或者是力与力偶的组合。解题方案：力可以使物体平动，也可以使物体转动；但是力偶只能使物体转动，而不能使物体平动。评分标准：相同点5分，不同点5分2.参考答案：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