工程力学试题与答案汇总

工程力学试题及答案
一、填空题
1.物体的平衡是指物体相对于地面或作_______ 运动的状态
2.平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：该力系中各力构成的力多边形
3.—物块重600N，放在不光滑的平面上，摩擦系数
f=0.3，在左侧有一推力150N，物块有向右滑动的趋势
F max= __________ 所以此物块处于静止状态，而其
F= _________
4.刚体在作平动过程中，其上各点的___________ 相同，每一
瞬时，各点具有_________ 的速度和加速度。

5.AB杆质量为m，长为L，曲柄O i A、O2B质量不计，且
O i A=O 2B=R, O i O2=L,当沪60。

时，O i A杆绕O i轴转动，角速度
3为常量，则该瞬时AB杆应加的惯性力大
小为___________,方向为___________
6.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。

工程上
一般把_________为塑性材料的极限应力；对于脆性材
料，则把_______为极限应力。

7._______ 称为主平面。

主平面上的正应力称为 _________________ 。

8.当圆环匀速转动时，环内的动应力只与材料的密度p和____________ 关，而与_____________
无关。

二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填
在题干的括号内。

每小题3分，共i8分）
A .最大拉应力和最大压应力位于同一截面
C
PQ
1•某简支梁AB 受载荷如图所示
关系为（
）。

A.R A <R B
B.R A >R B
C. R A =R B
D. 无法比较
2.材料不同的两物块 A 和B 叠放在水平面上，已知物块A 重0.5kN ,物块B 重0.2kN ,物块
A. 0.14kN
B. 0.265kN
C. 0.213kN
D. 0.237kN
4.
虎克定律应用的条件是（ ）。

5.
梁的截面为T 字型，Z 轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示,则有（
）。

,现分别用R A 、R B 表示支座A 、B 处的约束反力，贝U 它们的
A 、
B 间的摩擦系数 小力为（
）
f i =0.25 物块B 与地面间的摩擦系数 f 2=0.2 ,拉动B 物块所需要的最
P
7777777777777777777
3.在无阻共振曲线中 ,当激振力频率等于系统的固有频率时 ,振幅B 趋近于（
）。

A.零
B.静变形
C.无穷大
D.一个定值
A. 只适用于塑性材料 B 只适用于轴向拉伸 C.应力不超过比例极限
D. 应力不超过屈服极限
B.最大拉应力位于截面C,最大压应力位于截面 D
C.最大拉应力位于截面D,最大压应力位于截面 C
D.最大拉应力和最大压应力位于同一截面 D
6.圆轴扭转时，表面上任一点处于（）应力状态。

A.单向
B.二向
C.三向
D.零
三、简答题（每小题4分，共16分）
1.平面图形在什么情况下作瞬时平动？瞬时平动的特征是什么？
2.一质点在铅垂平面内作圆周运动，当质点恰好转过一周时，其重力的功为零，对吗？为什
么？
3.何谓纯弯曲和平面弯曲？
4.试述构件发生疲劳破坏时的主要特点。

四、计算题（共50分）
,受一力偶作用，其矩M=50kN m ,不计自重，试求A、B处的约束
1.三铰拱刚架如图所示
反力。

（8分）
2.杆AB的A端沿水平线以等速度v运动，运动时杆恒与一半圆周相切，半圆周的半径为R,
如图所示。

如杆与水平线间夹角为试以角9表示杆的角速度。

（8分）
3.重为P的物块A沿光滑斜面下滑，并通过一绕过光滑滑
轮的绳索带动重为Q的物块B运动，如图所示。

斜面与
水平夹角为a,滑轮和绳索质量不计，且绳索不可伸
长，求物块B的加速度a （10分）
4.如图所示为二杆桁架，1杆为钢杆，许用应力［刃i=160MPa ,横
截面面积A i =6cm 2; 2杆为木杆，其许用压应力［刃2=7MPa ,横截
面面积A2=100cm 2。

如果载荷
P=40kN ,试校核结构强度。

（8分）
5.试作如图所示梁的剪力图和弯矩图。

（8分）
5.求图示应力状态的主应力和最大剪应力。

（8分）
浙江省2002年1月高等教育自学考试
工程力学（一）试题参考答案
课程代码：02159 、填空题（每空1分，共16分）
1.保持静止匀速直线
2.该力系的合力为零自行封闭
3.180N 150N
4.轨迹形状相同
5.F gh=mR 32过质心C平行0识指向向下
6.屈服点cs 抗拉和抗压强度crb
7.剪应力为零的面主应力
8.转动线速度v 横截面面积A
、单项选择题（每小题3分，共18分）
1. C
2.A
3.C
4.C
5.B
6.B
三、简答题(每小题4分，共16分)
1•某瞬时，若平面图形的转动角速度等于零(如有两点的速度V A V B，而该两点的连线
AB不垂直于速度矢时)而该瞬时图形上的速度分布规律与刚体平动时速度分布规律
相同，称平面图形在该瞬时作瞬时平动。

瞬时平动的特征是：
平面图形在该瞬时的角速度为零；
平面图形在该瞬时的各点的速度相同；
平面图形在该瞬时的各点的加速度不相同。

2•对的
因为重力的功等于质点的质量与其始末位置的高度差的乘积，当高度差为零时，重力的功为零。

3•梁的横截面上只有弯矩而无剪力时称纯弯曲；梁上的外力作用在梁的纵向对称平面内时，梁的轴线将在平面内弯成一条曲线,这种弯曲称之平面弯曲
4.(1)工作应力水平较低；
(2)无明显塑性变形；
(3)断面上明显分为光滑区和粗糙区四、计算题(共50
分)
1•解：AC杆为二力杆受力图如⑻所示。

再画整体受力图，如(b)图所示。

p
3m=0
R A AD=M
-R A=R B =
AD
受力图如图所示。

2y=0,N 1sin30 °-P=0
2•解: 3•解: 4•解: =—50
=17.7kN
4丄
2
方向如图所示。

选A 点作为基点，
则C 点的速度有
V C V A V CA
由图中几何关系，可解得
V CA =V A sin 又 V CA =AC
V
CA
- ------
B=vsin 0
CO
.2
v sin
R cos
物块A 、B 均作平动 T 2=T A +T B = IP V 2
2g T i =0
系统外力作功之和
3W i2=PS sin a -QS
由动能定理，得
J^2
PSsin 2g
V
2= 2( P sin Q)Sg
V =—
P Q
,设物块 B 移动S 时的速度为v ,系统的动能为
QS
对上式两边求导，并注意
dv dt
ds a, =v dt
两杆均为二力杆，取结点A 为研究对象，
•••N i =P/sin30 °80kN 2<=0,-N i cos30 °N 2=0 •••N 2=N I cos30 °69.3kN
3
1 杆：灯二去 80 10
=133MPa<
[C i
2
A i 6 10
3
2 杆：b 2=—
2 69.
3 10
2
=6.93MPa<
2
A 2 100 10
两杆均满足强度。

5. R A =2qa,R B =qa
6. 解：求主应力
max min
=26 MPa
96
•(r =26MPa, 02=0, o3=-96MPa,
1
3
T max = ----- =66MPa
2
70 0 丄，70 0、2
± / 2)
502
x y
2
y )2
工程力学复习资料
一、单项选择题（每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目
要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1•三个刚片用三个铰两两相联，所得的体系（）
A.—定为几何不变体系
B. —定为几何瞬变体系
C. 一定为几何常变体系
D. 不能确定
2•图示体系是（ ）
布荷载，其合理拱轴的形状为（ ）
A. 全跨圆弧
B. 全跨抛物线
C. AC 段为园弧，CB 段为直线
D.AC 段为抛物线，CB 段为直线
1 Pa
C. —
4 EA A. 无多余联系的几何不变体系
B. 有多余联系的几何不变体系
C. 瞬变体系
D. 常变体系
3.图示三铰拱，已知三个铰的位置，左半跨受均
4.图示结构A 端作用力偶m ，则B 端转角
A . ml 6EI C.曇
EI
5.图示桁架C 点水平位移的值为（
）
Pa
EA
B . 1 Pa
2 EA
6.图示刚架的超静定次数为
I
.
A.1
B.2
C.3
D.4
7.图示超静定则架，用力法计算时，
不能选为基本体系的是图（
）
8.下列弯矩图中正确的是图（
E1
_ 一T-rrTTI 召
几
嚣丄山亠亠^FT
I.
9.图示结构
中
学习参考
A.
矩分配系数等于（ ）
10.图示结构截面K 剪力影响线是图（
）
二、填空题（每小题2分，共16分）
11. 在具有一个自由度的体系上加上一个二元
体
所得新体系的自由度为 ______ a is
a
（二杆结点）时，
12.位移互等定理的表达式是________
13.图示对称结构，截面K弯矩的绝对值为___________
14.图示结构，作用荷载P，不计轴向变形时，
支座A的反力矩M A等于__________
15.已知图示连续梁（a）的弯矩图（b），贝U
A端剪力等于__________ k N
16.用力矩分配法计算图示连续梁时，算至放松
结点C分配传递后，当前结点
衡力矩（约束力矩）等于________ kN.m
0.4290.5710.57]0.429
0L5O-100
10000
* B型出+■--S7.1 f 0
分耙系數
園端奪矩
（tN * m）
放松结血匸
聽18復
B的结点不平
17.力P在梁ABC上移动过程中，截面K中产生的变矩（绝对值）的最大值为____________ k Nm
18. ______________________________________________________________________ 图中给出了截面K弯矩M K影响线的形状，该影响线在截面K下面的纵标等于____________________
三、计算题（19〜22小题，每小题7分，23〜25小题，每小题12分，共64分）
19.计算图示桁架指定杆件1、2、3的内力。

学习参考
题20團
20.计算图示刚架A、C两截面的相对转角AC。

21.计算图示结构，并绘弯矩图，各杆EI=
题21图
22.用力矩分配法计算图示结构，并绘弯矩图。

EI=常数
23.计算图示结构，绘弯矩图、剪力图、轴力图。

题訂图
24.用力法计算图示刚架，并绘弯矩图。

（El=常数）
25.用位移法计算图示结构，并绘弯矩图。

全国2002年4月高等教育自学考试
结构力学（一）试题参考答案
课程代码：02393
一、 单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
I. D 2.D 3.B 4.A 5.A 6.
B
7.B
8.B
9.D 10.C
二、 填空题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）
II. 1 12. 3ij = S ij 或 §12= §21
13. Pa/2 14. 0 15. 13.62
16. 21.4
1 ,
17. 20 18. - l
3
三、 计算题（本大题共7小题，19〜22小题，每小题7分，23〜25小题，每小题12分，共
64分） 19.
N 1=20kN,
N 2=-10kN , 2=30 . 2 kN
21 . r 11Z 1+R 1p =0
rn =8i R ip
=-p l
（2）作虚拟状态绘M 图
20.(1)绘 Mp 图 ⑶计算
AC
分配系数固奉弯
矩
结点不平為办矩
分配与传递杆甥
弯柜
M图
23.
Z i= Pl
8
M= M j Z1 Mp
M图
24. ii X i 12X 2 ip 0
21X1 22 X 2 2p 0
4 l3l3ql4ql4X ql
ii 22 , ii 2i 5 ip , xp X i X2
3 El El 6EI 6EI i4
(1)基本未知量
(2)力法典型方程
M i,M2,M p 图
⑶ii, i2 ,22
ip ,2p
(4) X i, X2 值
(5) M 图
⑵建立方程r ii Z i+R ip=O
(3)计算系数与自由项
工程力学复习资料
一、填空题(每空1分，共44分)
1. 在分析两个或多个构件之间互相作用时 ，要注意 _______ 力与 ________ 力的关系。

2. 作用于平面内 A 点的力F=10kN ，如图示，向距A 点为100cm 的O 点平移后，得到主矢
量的大小为 _______ 和主矩大小为 _________
3. _________________________ 设有一个力 F ,当力F 与 轴 但 时有力F 在X 轴上的投影
F x =0 ,力F
对x 轴之矩m x (F)丸。

4. 由平面假设所得到的轴向变形时 ，截面上的计算公式 沪N/A 中的晟_____________ 这个公式不
仅适用于 ______ 形，而且也适用于 __________ 形。

5. 已知主动轮A 输入功率为80马力，从动轮B 和C 输出功率为30马力和50马力，传动轴
的转速n=1400 转/分，那么，各轮上的外力偶矩的大小分别为
m A = _____ ,m B = _______
m C = ____ 。

6. 图示结构中固定端 A 的反力为 ________ _______ _ _______ 。

「11=—
18i T 2
R I p
(4)解方
程：
R
ip
x i =-
「ii
Pl 2 18i
4 pa
7.图示各结构是静定还是静不定 _________ ，及其静不定次数。

图
(a)是 ___________________________________ (b)是________ (c)是
8•力的可传原理只适用于 _______ 体,而不适用于 __________ 体,因此不适用于研究力对物体的 ______ 效应。

9•若截面对于y轴和z轴的惯性积l yz=O,则此对轴称为 _____________ 轴，若此对轴又通过形心则称此对轴为 ______ 轴。

对称图形中含有对称轴的一对坐标轴必为___________ 轴。

10.图示是梁的左段，A点力2P为反力，B点作用力P, C点作用力偶Pa,此时截面C的剪
11.矩形截面弯曲剪应力公式为
*
「Z：，其中S z是所求剪应力的点，画平行于中性轴的横
线 _______ 面面积对中性轴的面积矩，因此S*z是____________ 量，截面上的最大剪应力发生在 _______
12.用积分法求图示梁的变形时，以A为原点写出AB梁的微分方程 ______________ 及边界条件
P
—_ —_注：B点为弹簧支撑，已知弹簧的位移x=-,p为作用在弹簧上的力，C为弹簧的刚性系数。

力Q C= _______ 弯矩M C=_______ 。

13.单元体是由三对 ________ 面组成，由于单元体极其微小，可以认为它的每个面上的应力
15.压杆稳定的欧拉公式适用于 ________ 范围内，用柔度X 来表示则入》 _
16. ____________________________ 动荷载、动应力是指荷载随 ___________________ 不断地
分布的 ，而且在
的面上。

14.图示折杆ABCD ， BC 段为变形，CD 段为
在自由端A 作用水平力
变化,或构件在荷载作用下随___________ 不断运
动。

但只要应力不超过材料的比例极限，________ 律仍适用于动应力、动应变的计算二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括
号内。

每小题1分，共16分)
1•图示中四个力F i、F2、F3、F4对B点之矩是( )
A.m B（F I）=O
B.m B（F2）=F2l
C.m B（F3）=F 3lcos45
D.m B（R）=F 4l
2.图示中力多边形自行封闭的是
A.图(a)
B.图(b)
C.图(c)
D.图(d)
3.物体在一个力系作用下，此时只能( )不会改变原力系对物体的外效应
<c?
A. 加上由二个力组成的力系 C.加上或去掉由二个力组成的力系 4.图示ABC 杆，固定端A 的反力是（ A. X A =P, Y A =0
B. Y A =P ， m A =Pa
C. X A =P, Y A =0
D. X A =P, Y A =0,m A =Pa
5.构件在外力作用下平衡时，可以利用（ ）
A.
平衡条件求出所有未知力 B.平衡条件求出某些未知力
C.力系的简化求未知力
D.力系的合成或分解求未知力
m A =20kN m,m B =5kN m,m c =10kN m,mD=5kN m,那么 四个轮子布 局中最合理 的是
( ) A. 图(a) B. 图(b)
B.去掉由二个力组成的力系 D.加上或去掉另一平衡力系
6.图示传动轴中各轮的外力偶矩分别为
C.图(c)
D.图(d)
7•关于轴力（）
A.是杆件轴线上的荷载C.与杆件的截面面积有关
B.是杆件截面上的内力
8.由AB和CD两杆组成，现有低碳
（）A.AB杆为铸铁，CD杆为铸铁
B.AB杆为铸铁，CD杆为低碳钢
C.AB杆为低碳钢，CD杆为铸铁
D.AB杆为低碳钢，CD杆为低碳钢
12.图示悬臂梁，其梁截面转角关系为( A. 0A = 0B =0
10.弯曲梁，当某截面的剪力 Q=0时，( )
A. 此截面上弯矩有突变
B. 此截面上弯矩有极值
C. 此截面上弯矩一定为该梁的最大值
D. 此截面上的弯矩一定为零
11.为了合理的利用钢材，在梁的弯曲问题中，在同样面积情况下，以下四种截面形状钢
梁，使用哪种较为合理(
A. (a)
B. (b)
C. (c)
D. (d)
9.图示截面，在圆截面中挖去一正方形，
n D 4
a 4
32 12 n D 4
a 4
64
12 n D 4
a 4 32
6 n D 4
2a 4 16
12
性矩|Z =(
A. B C. D.
其惯
B.仏=0 ,九=B max
C从A到B各截面的转角均相等
f B
D. 0A= 0B=—
l
13.图示应力圆，其主应力及用第三强度理论求得相当应力r3（
），题中应力单位均为MPa。

A. 6=70, 02=70, 03=0, 0T3=35
—.01=0, 6=0, O3=-70, 63=70
C.01=0, 6=0, 03 =-70, 63=-70
E.01 =-70, O2=-70, o=0, 03=70
14.竖立的折杆ABC, C端固定，A端作用一垂直于AB的水平力P=500N , BC杆为空心圆
杆，外径D=80mm ,内径d=70mm ,用第四强度理论计算相当应力（0-4为（）
A.64MPa
B.25.45MPa
C.101.8MPa
D.50.9Mpa
15.压杆稳定的欧拉公式适用的范围，以下四种情况哪种是错误的（）
A.细长杆
B.入入
C.弹性范围内
D.屈服极限范围内
16.（a）,（b）二根简支梁，E、I、W均同，同样的重物Q从h高度自由落下冲击梁，两根梁的动应力cd与动荷系数K d的比较应为（
A.oad > obd,K ad>K bd
d < Obd,K ad<K bd
C.c ad> Obd ,K ad <K bd
D.oad < obd ,K ad >K bd
三、计算题（每小题5分，共40分）
1.图示三铰拱,G=2kN,l=1.15m,h=0.173m ,试求A、B处的反力。

)
2.两块钢板各厚t i=8mm,t 2=10mm,用5个直径相同的铆钉搭接，受拉力P=200kN的作用，如图所
示。

设铆钉的许用应力分别为〔T=140MPa ,〔e s〕=320MPa ,试求铆钉的直径d。

3. 一正方形的混凝土短柱，受轴向压力P的作用，如图
示，柱高为I,截面边长为a=400mm,柱内埋有直径d=30mm
的钢筋四根。

已知柱受压后混凝土内的应
. 学习参考.
力0混=6MPa ,试求P值，设钢筋与混凝土的弹性模量之比为E钢E混=15 。

4.图示桁架。

G i=G2=20kN,W i=W2=10kN,试求A、B的反力和杆①、杆②的内力。

5.悬臂梁AB上作用集中力P及集中力偶Pa,试作梁的剪力图与弯矩图，并在图中注明各特
7
征点值。

1
A 1C
A』 a *
■=—»
6.圆截面简支梁中间扌处，梁的下边缘，用标距S=20mm 的应变仪测得纵向伸长△
S=0.01mm,梁长I =2m,梁截面直径D=80mm,弹性模量E=2.0 x i05MPa,试求均布荷载q的
大小。

7.梁AB, A端为固定端，B端为动铰支座，AC段作用均布荷载q,已知抗弯刚度EI,求B点
的支座反力R B。

8.已知平面应力状态中的o x=50MPa ,c y=30MPa , T xy=40MPa ,试求其单元体的主应力及
第三强度理论的相当应力皿。

浙江省2002年4月高等教育自学考试
工程力学（二）试题参考答案
课程代码：02391
一、填空题（每空1分，共44分）
1.作用反作用
2.主矢F'=F=10kN 主矩m°（F）=5kN m
3.
垂直不相交x
4. 常量 拉伸 压缩
80
5. m A =7024 X ---- =401.4N m
m B =150.5N m m c =250.86N m
1400 6. X A =0 Y A =0 m A =Pa
、单项选择题(每小题1分，共16分) 1.A 2.B 3.D
4.D
5.B
6.B
7.B
8.C
9.B 1O.B 11.B 12.B 13.B
14.D 15.D 16.A
三、计算题(每小题5分，共40分)
7. 图(a)为一次静不定 图(b)为静定 8. 刚体 变形体 内效应 9. 主轴 形心主轴 主轴
1O
. .Q C =P M C =2Pa
11
. .以外部分 变量 中性轴 12
. .Ely "=-R A X+12qx yA=O y B = 13.
.互相垂直 均匀 互相平行 弯、扭变形 14. .弯曲变形 压、 15
. .弹性
16.时间 时间 胡克 图(c)为静定
弯、 扭变形 Y B =1kN
P bs =P/5=4OkN 拉ql _
3 八]40X 103 X
4 “ d > . --------- =19.1mm
Y n^ 140
d >15.63mm
取 d=20mm 3. N i =15.1 N 2=0.79P
N 2=P/19.1
P=1214.3kN
o 钢=90MPa
4. R BX =0
R By =35kN R A =25kN
5. S 1=-30kN
S 2=25.98kN ~26kN ▽
3 _ 40 X 10 Obs=—
f B q+f B R B =0
7 R B = 64 qa max 8123 8. b min = 1.23 MPa CH =81.23MPa, 02=0, o3=-1.23MPa o r3=82.46MPa 100 X 106 1 2 q X 2 8 1 3 _9 nX 803 X 109 32
q= 100X 106 XnX 803 x 10_9
16 =10.05KN/m
4 4 7f = qa qa 7.T Bq
= 8EI 6EI 7qa 4
24EI T B R B = 8R c a 3 3EI。