静力学部分例题
2 流体静力学
思考题及答案一、选择 ............................................................1 二、例题 .............................................................6 三、问答 .. (25)一、选择问题1：比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f 水和f 水银的大小？ A. f 水<f 水银； C. f 水>f 水银；B. f 水=f 水银； D 、不一定。
问题2：试问自由落体和加速度a 向x 方向运动状态下的液体所受的单位质量力大小（f X . f Y . f Z ）分别为多少？自由落体：X ＝Y=0,Z=0。
加速运动：X=-a,Y=0,Z=-g 。
算一算：1.如图所示的密闭容器中，液面压强p 0＝9.8kPa ，A 点压强为49kPa ，则B 点压强为39.2kPa ,在液面下的深度为3m 。
问题：露天水池水深5m处的相对压强为：A. 5kPa；B. 49kPa；C. 147kPa；D. 205kPa。
问题1：仅在重力作用下,静止液体中任意一点对同一基准面的单位势能为_______？A.随深度增加而增加； C.随深度增加而减少；B.常数； D.不确定。
问题2：试问图示中A、B、C、D点的测压管高度？测压管水头？（D点闸门关闭，以D点所在的水平面为基准面）A:0m，6mB:2m，6mC:3m，6mD:6m，6m问题：某点的真空度为65000 Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为：A. 65000P a；B. 55000P a；C. 35000P a；D. 165000P a。
问题：绝对压强pabs 及相对压强p、真空度pv、当地大气压pa之间的关系是：A. pabs =p+pv；B. p=pabs +paC. pv = pa-pabsD. p=pabs +pa问题1：金属压力表的读数值是：A.绝对压强； C.绝对压强加当地大气压；B.相对压强； D.相对压强加当地大气压。
静力学基础试题及答案
静力学基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 静力学中，物体处于平衡状态的条件是（）。
A. 合力为零B. 合力矩为零C. 合力和合力矩都为零D. 合力和合力矩中任意一个为零答案：C2. 作用在物体上的力可以分解为（）。
A. 平衡力和非平衡力B. 重力和摩擦力C. 拉力和压力D. 作用力和反作用力答案：D3. 以下哪个选项不是静力学中常见的约束类型（）。
A. 铰链约束B. 滑动约束C. 固定约束D. 弹性约束答案：B4. 静力学中，二力杆的特点是（）。
A. 只能承受拉力B. 只能承受压力C. 只能承受弯矩D. 既能承受拉力也能承受压力答案：D5. 静定结构和超静定结构的主要区别在于（）。
A. 材料种类不同B. 受力情况不同C. 约束数量不同D. 几何形状不同答案：C6. 静力学中，物体的平衡状态不包括（）。
A. 静止状态B. 匀速直线运动状态C. 匀速圆周运动状态D. 加速运动状态答案：D7. 静力学中，力的三要素不包括（）。
A. 大小B. 方向C. 作用点D. 性质答案：D8. 以下哪个选项是静力学中常见的平衡方程（）。
A. ∑Fx = 0, ∑Fy = 0B. ∑M = 0C. ∑F = 0D. 所有选项都是答案：D9. 静力学中，力的平移定理指的是（）。
A. 力的大小和方向不变，作用点可以任意移动B. 力的大小和作用点不变，方向可以任意改变C. 力的方向和作用点不变，大小可以任意改变D. 力的大小、方向和作用点都可以任意改变答案：A10. 静力学中，力的合成和分解遵循（）。
A. 几何法则B. 代数法则C. 物理法则D. 数学法则答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 静力学中，物体的平衡状态可以分为__________平衡和__________平衡。
答案：静态；动态2. 静力学中，力的平行四边形法则表明，两个力的合力大小和方向可以通过__________来确定。
答案：平行四边形法则3. 静力学中，物体在__________作用下，其运动状态不会发生改变。
《理论力学》静力学典型习题+答案
1-3 试画出图示各构造中构件AB的受力争1-4 试画出两构造中构件ABCD的受力争1-5 试画出图 a 和 b 所示刚系统整体各个构件的受力争1-5a1-5b1- 8 在四连杆机构的ABCD的铰链 B 和 C上分别作用有力F1和 F2，机构在图示位置均衡。
试求二力F1和 F2之间的关系。
解：杆 AB，BC， CD为二力杆，受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。
解法 1( 分析法 )假定各杆受压，分别选用销钉 B 和 C 为研究对象，受力以下图：yyFBCC xB Fo45BCx30o o F60F2CDF AB F1由共点力系均衡方程，对 B 点有：F x0F2F BC cos4500对 C点有：F x0FBC F1 cos3000解以上二个方程可得：F12 6F2 1.63F23解法 2( 几何法 )分别选用销钉 B 和 C 为研究对象，依据汇交力系均衡条件，作用在 B 和C 点上的力构成关闭的力多边形，以下图。
F F2BCF AB o30o45CD60oFF BC F1对 B 点由几何关系可知：F2F BC cos450对 C 点由几何关系可知：F BC F1 cos300解以上两式可得：F1 1.63F22-3 在图示构造中，二曲杆重不计，曲杆AB 上作用有主动力偶 M。
试求 A 和 C 点处的拘束力。
解： BC为二力杆 ( 受力以下图 ) ，故曲杆 AB 在 B 点处遇到拘束力的方向沿BC 两点连线的方向。
曲杆AB遇到主动力偶M的作用， A 点和 B 点处的拘束力一定构成一个力偶才能使曲杆AB保持均衡。
AB受力以下图，由力偶系作用下刚体的均衡方程有（设力偶逆时针为正）：M0 F A10a sin(450 )M 0F A0.354Ma此中：tan 1。
对 BC杆有：F C FB F A0.354M 3aA，C两点拘束力的方向以下图。
2-4解：机构中 AB杆为二力杆，点A,B 出的拘束力方向即可确立。
静力学试题及答案
静力学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 静力学中，力的三要素是什么？A. 大小、方向、作用点B. 大小、方向、作用线C. 大小、作用点、作用线D. 方向、作用点、作用线答案：A2. 力的合成遵循什么法则？A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 平行四边形法则答案：D3. 以下哪个不是静力学平衡条件？A. 合力为零B. 合力矩为零C. 物体静止D. 物体匀速直线运动答案：D4. 在静力学中，物体的平衡状态是指：A. 物体静止B. 物体匀速直线运动C. 物体静止或匀速直线运动D. 物体加速运动答案：C5. 以下哪个力不是保守力？A. 重力B. 弹簧力C. 摩擦力D. 电场力答案：C6. 静摩擦力的方向总是：A. 与物体运动方向相反B. 与物体运动趋势相反C. 与物体运动方向相同D. 与物体运动趋势相同答案：B7. 动摩擦力的大小与以下哪个因素有关？A. 物体的质量B. 物体的速度C. 物体间的接触面积D. 物体间的正压力答案：D8. 物体在斜面上保持静止时，斜面对物体的摩擦力方向是：A. 垂直于斜面向上B. 垂直于斜面向下C. 平行于斜面向上D. 平行于斜面向下答案：C9. 以下哪个力不是静力学中的力？A. 重力B. 弹力C. 摩擦力D. 惯性力答案：D10. 物体在水平面上静止时，其受力情况是：A. 重力与支持力平衡B. 重力与摩擦力平衡C. 支持力与摩擦力平衡D. 重力与支持力不平衡答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 静力学中，物体的平衡状态是指物体处于________或________状态。
答案：静止；匀速直线运动2. 力的平行四边形法则可以用于求解两个力的______。
答案：合力3. 静摩擦力的大小与物体间的正压力______。
答案：无关4. 当物体在斜面上静止时，斜面对物体的摩擦力方向是______。
答案：平行于斜面向上5. 动摩擦力的大小与物体间的正压力______。
第二章 流体静力学例题
p1 p A 1 gh1 p2 p1 3 gh2 p3 p2 2 gh3 p4 p3 3 gh4 pB p4 1 g h5 h4
2014-10-26
2
将上式逐个代入下一个式子
pB pA 1 gh 1 3 gh 2 2 gh 3 3 gh 4 1 g h5 h4
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9
2014-10-26 1
例２ 如图所示，已知
h5 =500mm 1 1000 kg m3 ，2 800 kg m3 ，3 13598 kg m3
h2 250mm，h3 200mm，h4 =300mm
求A B两点的压强差 解 图中1-1,2-2和3-3均为等压面,根据流体静压强计算公式,
F H h
mg
d
2014-10-26
4
例3如图所示，两圆筒用管子连接。第一个圆筒直径d1 45cm，活塞上受力F1 3197 N，密封 气体的计示压强pe 9810 Pa；第二个圆筒d 2 30cm，活塞上受力F2 4945.5 N，上部通大气。若 不计活塞质量，求平衡状态时两活塞的高度差h。（已知水银的密度 13600 kg m3 ）
2014-10-26
3
练习题
求在5000m深处海水密度.设海面上海水相对密度为 1.026，海水的体积模量为K=2.1х109 Pa. (答案：1.0515 х103 kg/m3)
如图所示，有一直径d=100mm的圆柱体，其质量 为m=50kg，在力F=520N的作用下，当淹深 h=0.5m时处于静止状态，求测压管中水柱的高度H。
θ
2014-10-26
习题课_静力学
解：研究对象： 起重机 分析力：
Gb
ea
满载时
P, W, G, NA , NB
AP B
W
mB(F) NAd PeWa G(b d) 0
NA d NB
不向右翻倒，有NA 0
Pe Wa G(b d )
NA
d
0
解不等式得
G Wa Pe 54kN bd
Gb
e
空载时 P, G, NA , NB 不向左翻倒
mo (F) m SABr sin[180 ( )] 0
XO
m
NB A
整体考虑
m
S AB r
sin(
)
Prsin( ) cos
O
SAB’
YO
X XO P 0 XO P Y YO N B 0 YO Ptg
p.16
例题
例题
例17. 图示连续梁，载荷和尺寸如图，各杆的自重不计，A端
NB
Tc
sin (h d ) Tc
2b
cosb
1.67kN
代入第二式解得 N A TC cos NB 2.19kN
或利用两矩式
mE (F) NA 2b Tc sin (h d) Tc cosb 0
p.12
例题
例题
例13. 已知：图示L形杆AOBC自重不计，O处挂一重物重为P，
X
80
p.8
例题
例题
例8. 重力坝受力情况如图，长度单位为m, AB = 5.7m, G1 =
450kN, G2 = 200kN, P1=300kN, P2 = 70kN, =16o40’。
求力系向A点简化的结果,以及力系的最终简化结果。
解：先求力系向A点简化的主矢
静力学练习题及参考答案
静力学练习题及参考答案1. 问题描述：一根长度为L的均质杆以一端固定在墙上，另一端悬挂一重物。
重物造成的杆的弯曲应力最大为σ。
杆的质量可以忽略不计。
计算重物的质量m。
解答：根据静力学原理，杆的弯曲应力可以用公式计算：σ = M / S，其中M是杆的弯矩，S是杆的截面横截面积。
因为杆是均质杆，所以它的截面横截面积在整个杆上都是相等的。
设杆的截面横截面积为A。
杆的弯矩M可以通过杆的长度L和重物的力矩T计算得到：M = T * (L/2)。
代入上面的公式，我们可以得到：σ = (T * (L/2)) / A。
根据题目的描述，我们可以得到如下等式：σ = (m * g * (L/2)) / A，其中g是重力加速度。
我们可以将这个等式转换成求解未知质量m的方程。
将等式两边的A乘以m，并将等式两边的m乘以g，我们可以得到如下方程：m^2 = (2 * σ * A) / (g * L)解这个方程，我们可以求得未知质量m。
2. 问题描述：一根均质杆的长度为L，质量为M。
杆的一端固定在墙上，另一端悬挂一重物。
杆与地面的夹角为θ。
重物造成的杆的弯曲应力最大为σ。
求重物的质量m。
解答：在这个问题中，除了重物的力矩，还需要考虑到重力对杆的力矩。
由于杆是均质杆，其质量可以均匀分布在整个杆上。
假设杆上的每个微小质量元都受到与其距离一致的力矩。
重物造成的力矩可以用公式计算：M1 = m * g * (L/2) * sinθ，其中g 是重力加速度。
由于杆是均质杆，它的质心位于杆的中点。
因此重力对杆的力矩可以用公式计算：M2 = M * g * (L/2) * cosθ。
根据静力学的原理，杆的弯曲应力可以用公式计算：σ = M / S，其中M是杆的弯矩，S是杆的截面横截面积。
在这个问题中，我们可以将弯曲应力的计算公式推广到杆的中点（也就是质心）：σ = (M1 + M2) / S代入上面的公式，我们可以得到：σ = ((m * g * (L/2) * sinθ) + (M *g * (L/2) * cosθ)) / S根据题目的描述，我们可以得到如下等式：σ = ((m * g * (L/2) * sinθ) + (M * g * (L/2) * cosθ)) / (A / 2)，其中A是杆的横截面积。
静力学和动力学练习题(含答案)
静力学和动力学练习题(含答案)静力学和动力学练题 (含答案)静力学练题1. 一个质量为10kg的物体置于水平面上。
一个力F = 50N施加在物体上，使其保持静止。
求摩擦力的大小。
解答：根据静力学的条件，物体保持静止时，合力为零。
我们可以设置以下方程：ΣF = F - F_f = 0其中，ΣF为合力，F为施加在物体上的力，F_f为摩擦力。
代入已知数据，得到：50N - F_f = 0解方程得到 F_f = 50N，因此摩擦力的大小为50N。
2. 一个质量为5kg的物体沿斜面下滑，斜面的倾角为30度。
在不考虑摩擦的情况下，求物体的加速度。
解答：根据静力学的条件，物体在斜面上保持平衡时，合力沿着斜面的方向为零。
我们可以设置以下方程：ΣF = m * g * sinθ - m * g * cosθ = 0其中，ΣF为合力，m为物体的质量，g为重力加速度，θ为斜面的倾角。
代入已知数据，得到：5kg * 9.8m/s^2 * sin30° - 5kg * 9.8m/s^2 * cos30° = 0解方程得到加速度 a = 4.9m/s^2，因此物体的加速度为4.9m/s^2。
动力学练题1. 一个质量为2kg的物体以速度4m/s沿着水平方向运动。
一个恒力F = 6N施加在物体上，与运动方向垂直。
求物体在3秒后的速度。
解答：根据动力学的条件，物体在受到恒力作用时，速度的变化可以通过牛顿第二定律来计算。
我们可以使用以下公式：F = m * a其中，F为力的大小，m为物体的质量，a为物体的加速度。
根据题目已提供的数据，可以计算出物体的加速度：6N = 2kg * a解方程得到 a = 3m/s^2。
然后，我们可以使用以下公式来计算物体的速度变化：v = u + a * t其中，v为物体的最终速度，u为物体的初始速度，a为物体的加速度，t为时间间隔。
代入已知数据，计算得到：v = 4m/s + 3m/s^2 * 3s = 4m/s + 9m/s = 13m/s因此，物体在3秒后的速度为13m/s。
《流体力学》第二章流体静力学习题课
G
B
空 气 石 油
9.14m
7.62 3.66
1 1
p1 1 g(9.14 3.66) pG 2 g(7.62 3.66)
5.481 g pG 3.96 2 g
pG 5.481 g 3.96 2 g
甘 油
1.52
A
12.25 5.48 8.17 3.96
习题课
3 例题1:如 图 所 示 容 器， 上 层 为 空 气， 中 层 为 石油 8170 N m 的 石 油， 下 层 为 3 甘油 12550 N m 的 甘 油， . m时 压 力 表 的 读 数。 试 求： 当 测 压 管 中 的 甘 油 表 面 高 程 为 914
解： 设 甘 油 密 度 为 1 ， 石 油 密 度 为 2 做 等 压 面 1--1， 则 有
p1 1 gh1 p 2 1 g (h2 h1 h) 2 gh
由于两边密度为ρ1的液体容量相等，所以D2h2=d2h，代 入上式得 d2 p1 p 2 2 g 1 2 1 g h
0.012 1000 9.806 0.03 13600 9.806 1 0.12 4 =3709.6(pa)
34.78k N/m2
1
习题课 【例2-1】 如图1所示测量装置，活塞直径d=35㎜， 油的相对密度d油=0.92 ，水银的相对密度dHg=13.6，活 塞与缸壁无泄漏和摩擦。当活塞重为15Ｎ时，h=700㎜， 试计算Ｕ形管测压计的液面高差Δh值。 【解】 重物使活塞单位面积上承受的压强为
p 15 15 （Pa） 15590 2 d 0.0352 4 4
静力学计算题j解答
静力学计算题(6)*
如图所示的组合构架，
由杆AB、CD、EF和滑轮、绳 索组成。E、F、J处为铰链连
接，固连在杆EF上的销钉K放 在 杆 CD 的 光 滑 直 槽 上 。 已 知 物体M重G和水平力F。结构架 M 的尺寸如图所示。如果不计其
余构件的重量和摩擦，求固定
铰链支座C的约束力和销钉K 对杆CD的约束力。
E
A
2m
M
4m
分析要点：
4m
2m 2m 2m D
（1）先取BC为研究对象： M CF0,
（2）再取BCD为研究对象： Fx 0, Fy 0, MBF 230
静力学计算题(3)
图示连续梁由AB 和BC 两部分组成，其所受载荷如图所 示。试求固定端A和铰链支座C的约束反力。
MP
q
A
60°
B
aa
2a
段借铰链C连接起来，又用
铰链A，B与基础相连接。
已知每段重G = 40 kN，重
心分别在D，E处，且桥面
受一集中载荷F =10 kN。设 各铰链都是光滑的，试求
平衡时各铰链的约束力。
尺寸如图所示。
6m
D
C
G
A
6m
F
3m
1m
E
G
6m
B
分析要点：（1）先取整体为研究对象，求出NBy、NAy .
（2）再取ACD为研究对象；
（3） 取AEB杆，有未知量4个。
19
求B处的约束力
FAy FAx 解：1.取整体为研究对象:
MCF0
FCx
5rG2rFAx0
FCy G
FAx2.5G
2.取杆AB为研究对象:
Fx 0
第3章-流体静力学-例题
工程流体力学——第三章 流体静力学——例题
CH3-7
z
z
pw
R h R y o b a o R
pw
β
R y
液柱顶部
A A1 A2
p0
CH3-3
n2
h2
= − ∫ ρ g (h1 + h2 − y )(−idy + j tanθ dy ) − ∫ ρ g (h1 + h2 − y )(−idy )
0 h1
h1
h2
n1
θ θ
= +∫
h1 + h2
0
ρ g (h1 + h2 − y )dyi − ∫ ρ g ( h1 + h2 − y ) tanθ dyj
p − p0 = ρ g ( h 1 + h2 − y )
p0
n2
h2
hc =
n1
dl
θ dy
h1+h 2 2
θ θ
dx
y
o
h1 tan θ
h1
x
流体静压 ( p − p0 ) 对水坝内侧表面 A 的总作用力为
A A
图 3-11 例 3-3 附图
FA = − ∫∫ ( p − p0 )ndA = − ρ g ∫∫ ( h1 + h2 − y )ndA
= −1000 × 9.8 ×
302 ⎛ 30 ⎞ tan 230o ⎜ + 20 ⎟ = −44.10MN-m/m 2 ⎝ 3 ⎠
静力学30个例题
iy
iz
解得 例 7
FDA FCA 869 N
FBA 1950 N
力 F 作用于支架上的点 C,如图所示，设 F 100 N ，试求力 F 分别对点
A,B 之矩。
A
B
3mC60 NhomakorabeaF 解： 因为求力 F 对 A、B 两点的力臂比较麻烦，故利用合力矩定理求解。
M A ( F ) M A ( Fx ) M A ( Fy ) 2 F sin 60 3F cos 60 23 N m M B ( F ) M B ( Fx ) M B ( Fy ) 0 3F cos 60 150 N m
在梁上离 A 端 x 处取微元 dx ，由于载荷线性分布，在 x 处的集度 q1 q 0 x ， l 于是在 dx 上作用力的大小为： dF q1dx q 0 x dx l
合力的大小为 F dF
0
l
l
0
q0 x ql dx 0 l 2
利用合力矩定理计算合力作用线的位置。设合力 F 的作用线离 A 端的距离为 xc ，
先计算沿轴 OC 的单位矢量 ec ： ec OC OC (3i 5k )
有 M OC ( F ) M 0 ( F ) OC M O ( F ) ec 145.5 N m
34
例9
已知： 简支梁 AB 上作用有两个平行力，F ，F 和一个力偶。 l 5m a 1m ，
y
B D
P
A
B FB
B FB
D
P
x
A
a
a
《理论力学》静力学典型习题+答案
1-3 试画出图示各结构中构件AB的受力图的受力图1-4 试画出两结构中构件ABCD的受力图的受力图1-5 试画出图a和b所示刚体系整体各个构件的受力图所示刚体系整体各个构件的受力图1-5a 1-5b 在四连杆机构的ABCD 的铰链B 和C 上分别作用有力F 1和F 2，机构在图示位置平衡。
为二力杆，受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。
为二力杆，受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。
6F 2 F BCF ABB45oy x F BCF CD C60o F 130ox y 力构成封闭的力多边形，如图所示。
力构成封闭的力多边形，如图所示。
为二力杆为二力杆((受力如图所示受力如图所示))，故曲杆10a F BC60o F 130o F 2 F BCAB45o 解：机构中AB杆为二力杆，点A,B出的约束力方向即可确定。
由力偶系作用下刚体的平衡条件，点O,C处的约束力方向也可确定，各杆的受力如图所示。
对BC杆有：0=åM30sin20=-××MCBFB对AB杆有：杆有：ABFF=对OA杆有：杆有： 0=åM01=×-AOFMA求解以上三式可得：mNM×=31，NFFFCOAB5===，方向如图所示。
，方向如图所示。
////2-6求最后简化结果。
解：解：2-6a2-6a坐标如图所示，各力可表示为坐标如图所示，各力可表示为: :j Fi FF23211+=，i FF=2，j Fi FF23213+-=先将力系向A点简化得（红色的）：j Fi FFR3+=，kFaMA23=方向如左图所示。
由于AR MF^，可进一步简化为一个不过A点的力点的力((绿色的绿色的))，主矢不变，其作用线距A点的距离ad43=，位置如左图所示。
，位置如左图所示。
2-6b同理如右图所示，可将该力系简化为一个不过A点的力（绿色的），主矢为：，主矢为：i F F R2-= 其作用线距A 点的距离a d43=，位置如右图所示。
理论力学静力学典型习题+答案
1-3试画出图示各结构中构件AB的受力图1-4试画出两结构中构件ABCD勺受力图1-5试画出图a和b所示刚体系整体各个构件的受力图1-5a1-5b1- 8在四连杆机构的ABCD勺铰链B和C上分别作用有力F i和F2,机构在图示位置平衡。
试求二力F1和F2之间的关系。
解：杆AB BC CD为二力杆，受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。
解法1（解析法）假设各杆受压，分别选取销钉B和C为研究对象，受力如图所示:由共点力系平衡方程，对B点有：F x 0 F2F BC COS45°0对C点有：F x 0 F BC F1COS300 0解以上二个方程可得：F12 6F 1.63F2解法2（几何法）分别选取销钉B和C为研究对象，根据汇交力系平衡条件，作用在B和C点上的力构成封闭的力多边形，如图所示。
对B点由几何关系可知：F2F BC COS450对C点由几何关系可知：F BC F1 COS300解以上两式可得：F1 1.63F22-3在图示结构中，二曲杆重不计，曲杆AB上作用有主动力偶M试求A和C 点处的约束力。
解：BC为二力杆（受力如图所示），故曲杆AB在B点处受到约束力的方向沿BC 两点连线的方向。
曲杆AB受到主动力偶M的作用，A点和B点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲杆AB保持平衡。
AB受力如图所示，由力偶系作用下刚体的平衡方程有（设力偶逆时针为正）：M 0 F A 10a sin（450） M 0 F A 0.354M其中：tan -。
对BC杆有：F C F B F A 0.354M3 aA，C两点约束力的方向如图所示。
2-4解：机构中AB 杆为二力杆，点A,B 出的约束力方向即可确定。
由力偶系作用下 刚体的平衡条件，点 0,C 处的约束力方向也可确定，各杆的受力如图所示。
对1313 -6aFFi FjF 2 FiF 3- F i - —Fj2 222F RFi3Fj M A■-3 Fak F R M A V3 d a F R2Fi24d3 a F X 0 PsinFB X0 F y 0 F By P P cos0 F X 04F A X F B X 0F y 0F AyF By0 M A 0 MA F Byl 0求解以上三式可得:M 1 3N m ， F ABF OF C 5N ，方向如图所示Psi nAF BxF AxBC 杆有：M 0对AB 杆有： F B F AF B BC sin300 M 2对OA 杆有:M 0 M i F AOA 0F By , MFA X,FAy, FBX, M A 0 N D aG -cos F l coscos2F y 0 N D cosG F 0N D ,arccosf 2(F (2FG)a 卡G)l ]F Ay F By P(1 COS ) M A P(1 cos )1M y O p eta n F BC cos c F BC sin eta n 0 F BC60.6N 2M x' 0 P 1 aF B c F BC S in2a 0 F B100N F y 0 F Z0F Ay，F A；z M x 0 M DE 0 F2COS4500 F20 M AO 0 F6COS45° a F COS450 COS450 a 0 F6 2 F M BH 02F4COS450 a F6COS450 a 0 F4 2F M AD 02F1 a F6COS450 a F sin450 a 0 £ 1 2 F M CD 02F1 a F3 a F sin45°a 0 F3 1F M BC 02F x 0F3 a F5 a F4COS450 a 0 F50 M 1500N cm Fy 0M O0以下几题可看一看！FA , F NA , FB , F NB ,tan3( f sif s2)FNB 0ta n 6002aM cf s2f si2 3F By 2a 0 F ByM H 0 F D y a Fa 0 F Dy FM BF DX a F 2a 0 F DX2FF y 0F AyF DyF By 0F AyF M A0 FD X a FB X 2aFB XFM BF AX 2aFD Xa0 FA XFM c 0 F D bF XF D-F M A0 F B bF XbF i F 2 (F i2Mpcos45° psin45° F 2)DF N 2 N iF i F 2f s N i f s N 2F i ,N i ,F 2,N 2, f s:s 2p D F e f 2M0 f siF By0.223, f s2 4.49 FB x N iP(i _f s2) _2( i —f ；2)f s%.223450F xF yM AT cosAC sinF N T sinF s T cos pT sin AC cosAB . sin 2FN , F s , T, fsf s 0.646a l . a几F NB a Pcos-Psi n 022 3F NA a P cos-Psin a 小 —— 02 2、3 F AF BPsi nM A 0M B 0 F x 0F A F Bf si F NAS 2F NBS24.49 i2MF D )b F ACAyD 2MF (bF 2x)F B F I F AAa b F A F 3 FxAy F i F 3 cos450F 1M2qa F yF 2aF2 Z M r ( 2qa) F x 0 FAXF 3 cos45(F AX(MaaF AyF 2 F 3si n450 P 4qa 0F AyP 4qa M A F 2 a P 2a 4qa 2a F 3S in450 '3aMM A 24qa 2 Pa M M A0 F By 2a F2a 0 F ByF Ay 2a F 2a 0 F A 『FF x 0 F AXFBx FF 32qa) F 0 F EF2 M C 0 F Bx a F By aV 2(MF AX2q x a) a F E sin450 a 0 F BxM eM BF By FF NDF 3 sin450F yM AM B0F BXM AN 13r P 3rcos60020 N i 6.93(N)F xFA XN 1 sin 60°F AX 6(N) F y 0F AyN 1cos600P 0 F Ay 12.5'(N) FN 1cos300 Tcos300 6.93(N)M A F N 2Lsin2P -cos2 M BF N LsinP Lcos F s Lcos2F S P F SFNtan100 F RC ,F RD F RC , F RD F RC , F RD2 2M A 0 F ND aI 0F ND44M A0F NC a F l 0F NC -FF NDaM O 0 F SC R F SD R 0FNCF X 0sinF — ----------- F----- FS D NCN D1 cos 1 cossin 1 costan —, f SD tanFRC,F2 221 cosF RCSDF NDF SD 0tan — 2 I FaFla cos —2PF RCsi n[180°(1800 2,sin ] ftanFl sinISD (Pa Fl )(1 cos )F yF NDP F SC sin F ND PFl ( (cosasin tan —)2f SD tanFl sin(Pa Fl )(1 cos )F B F ACFBF AC tan1 F3(F ND P) R MDF B \M E (P F NE )1RtanF NDM D M E!FRM DF NDBPL FaM AM EF yF x 4 f sP 4f sP } f s ,1 3f s }F SC%F X0 F NC costa nFl sin (Pa Fl )(1 cos )F NCsinF SC cos F SD 0FNDFSDM E 1FFNE F NE F SD tan2FNDF min{ —P,」 P,R R 3 1 F SD F NE F SE F 02P R M DF SE RF SD 3FFSDf s F ND M FM GF SE；FF SE f s F NEF max 0.362.该系统的位置可通过杆OA 与水平方向的夹角B 完全确定，有一个自由度。
流体力学例题(静力学部分)
T b ( gh 1 L / 2 gh 2 L / 3 ) / cos G / 2 b gL ( h1 / 2 h 2 / 3 ) / cos G / 2
T 3 1000 9 . 8 2 (1 / 2 1 . 73 / 3 ) / 0 . 5 9800 / 2
例 题
1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为 a.1>2>3 b.1=2=3 c.1<2<3
习题
例1：汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，
活塞长度L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油
的μ =0.1Pa· s。求作用在活塞上的粘性力。 解：
F A du dy
3
注意：面积、速度梯度的取法
例2：旋转圆筒粘度计，外筒固定，内筒转速n=10r/min。
内外筒间充入实验液体。内筒r1=1.93cm，外筒 r2=2cm， 内筒高h=7cm，转轴上扭距M=0.0045N· m。求该实验液体 的粘度。 解：
du dy
r1 0
r2 r1
n r1 r2
2）下游水位h3=h2/2,启门力T’=?
解：
p A gh 1
p B g ( h1 h 2 )
L AB h2 sin 2m
h1
A
h2
T
B
h3
1)TL cos b [ p A L L / 2 ( p B p A ) L / 2 L 2 / 3 ] G cos L / 2 T b [ p A L / 2 ( p B p A ) L / 3 ] / cos G / 2
流体静力学例题(1)
例题2-1 海水的比重为1.025，标准大气压为，试求以下各深度处的海水表压强和绝对压强。
海水密度310001000 1.0251025kg/m D ρ==⨯=； 海水重度310259.8110055N/m g γρ==⨯=解： 海水密度310001000 1.0251025kg/m D ρ==⨯=海水重度310259.8110055N/m g γρ==⨯= 由p h γ=可得 表压强：绝对压强：由于atm p p h γ=+，所以绝对压强就是在上述各项上再加上一个大气压例题2-2 潜艇内的水银气压计读数800mm a =，多管水银差压计读数500mm b =,海平面上水银气压计读数为760mm ，海水重度为10055N/m 3，试求潜艇在海面下的深度H 。
题2-2 图式中s γ为海水重度310055N/m s γ=；Hg γ为水银重度313.69810N/m Hg γ=⨯；解： 由潜艇中的水银气压计可以得出潜艇中的绝对压强为由多管水银差压计可知潜艇外面的绝对压强为这一潜艇外面绝对压强与海平面上的绝对压强a p 之差正反映了潜艇所在的水深H ，于是可得 ()2Hg aassa b p p p H γγγ+--==式中s γ为海水重度310055N/m s γ=；Hg γ为水银重度313.69810N/m Hg γ=⨯；760mmHg 0.76mHg 13.698100.76Pa a p ===⨯⨯。
将数据代入，有 [答]：13.8m H =例题2-3水在所示的管道内流动。
为测量流体压力，在管道某截面处连接一U 管压差计，指示液为水银，读数100mm,800mm R h ==。
为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。
当地大气压力为101.3kPa ，试求管路中心处流体的压力。
题2-3 图解：过U 管右侧的水银面作水平面A A '-，那么根据流体静力学根本方程可得于是 w a Hg p p gh gR ρρ=-- 式中 101300Pa a p = 取3w 31000kg/m 13600kg/mHg ρρ==那么 10130010009.810.8136009.810.180140Pa p =-⨯⨯-⨯⨯=由计算结果可知，该处流体的绝对压力低于大气压力，故该处流体的真空度为。
静力学考试题及答案
静力学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 静力学中，物体处于平衡状态的充要条件是（）。
A. 合力为零B. 合力矩为零C. 合力和合力矩都为零D. 合力和合力矩中至少有一个为零答案：C2. 以下哪个力不是保守力？（）。
A. 重力B. 弹簧力C. 摩擦力D. 静电力答案：C3. 一物体在水平面上受到一个斜向上的拉力F，下列关于物体受力的说法正确的是（）。
A. 物体受到的重力和支持力是一对平衡力B. 物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力C. 物体受到的重力和拉力是一对平衡力D. 物体受到的拉力和支持力是一对平衡力答案：A4. 一个质量为m的物体，受到一个大小为F的力作用，下列说法正确的是（）。
A. 物体的加速度一定为F/mB. 物体的加速度一定为0C. 物体的加速度可能为0D. 物体的加速度一定为F/m答案：C5. 一物体在水平面上受到一个大小为F的力作用，下列说法正确的是（）。
A. 物体的加速度一定为F/mB. 物体的加速度一定为0C. 物体的加速度可能为0D. 物体的加速度一定为F/m答案：C6. 一个质量为m的物体在水平面上受到一个大小为F的力作用，下列说法正确的是（）。
A. 物体受到的合力为FB. 物体受到的合力为0C. 物体受到的合力可能为0D. 物体受到的合力一定为F答案：C7. 一物体在水平面上受到一个大小为F的力作用，下列说法正确的是（）。
A. 物体受到的合力为FB. 物体受到的合力为0C. 物体受到的合力可能为0D. 物体受到的合力一定为F答案：C8. 一个质量为m的物体在水平面上受到一个大小为F的力作用，下列说法正确的是（）。
A. 物体受到的合力为FB. 物体受到的合力为0C. 物体受到的合力可能为0D. 物体受到的合力一定为F答案：C9. 一物体在水平面上受到一个大小为F的力作用，下列说法正确的是（）。
A. 物体受到的合力为FB. 物体受到的合力为0C. 物体受到的合力可能为0D. 物体受到的合力一定为F答案：C10. 一个质量为m的物体在水平面上受到一个大小为F的力作用，下列说法正确的是（）。
静力学-计算题
五、计算题1、如图所示，在由四根杆铰接而成的结构中，HK 杆为水平杆，竖直载荷P 和尺寸a 、b 均为已知，各杆自重均不计。
当结构处于平衡时，求载荷P 的作用点与B 点之间的水平距离x 的值。
解：注意到： 杆HK 为“二力杆”。
以“整 体”为研究对象，受力分析如“图（i ）”所示。
()∑=0F M A ： ()04=+⋅-⋅b x P b F D ， 得P b bx F D ⋅+=4∑=0yF： 0=-+P F F D Ay ， 得P b xb F P F D Ay ⋅-=-=43∑=0xF：0=+Ax F ， 得=Ax F再以“AB 杆”为研究对象，受力分析如“图（ii ）”所示。
由 ③ 可知，此时A 处的约束力只有AyF 。
()∑=0F M B：2=⋅-⋅b F a F Ay H K ， 得Ay HK F a bF 2=将 ② 代入， 得P a xb F H K ⋅-=83再以“CD 杆”为研究对象，受力分析如“图（iii ）”所示。
()∑=0F M C： 03=⋅-⋅a F b F HK D ， 得D HK F a b F 3=第三题图将 ① 代入， 得P a xb F HK ⋅+=12由 ④、⑤ ，得 P a x b P a x b ⋅+=⋅-1283解得 bx 57=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=445 N ，F2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，A DF 图（ii ）F 图（iii ）F 1F(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos 6005207 164 o yAC o x BC AC AC BC FF F F F F F F F N F N =⨯+-==⨯--=∴==∑∑AC 与BC 两杆均受拉。
3.水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。
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B
W
研究整体时，不画物体间的内力
B
练习4 图示构架中C, D和E为铰链，A为铰链支
座,B为链杆，绳索的一端固定在F点，另一端绕过 滑轮E并与重物W 连接，不计各构件的重量。画出 AB、CB、CE与滑轮 E的受力图。 C
A D
B
F E
W
解:滑轮可视为三点受力。
C O1
T
E RE
A A RA F F E E E
判断各图的超静定次数
P P
F
解之得： P FAx
FAx P cos
m Pb sin FAy a m P sin (a b) FB a
A
m
B C FB
FAy
例3 悬臂吊车如图所示。横梁AB长l＝2.5 m，重量P＝1.2 kN， 拉杆CB的倾角＝30°，质量不计，载荷Q＝7.5 kN。求图示位 置a＝2 m时拉杆的拉力和铰链A的约束反力。
静力学
例1
作图示轧路机轧轮的受力图。
F F
A
P
B
A
P
B
FA
FB
如图所示结构，画AD、BC的受力图。
P
A
例2
FC
C
C B
A C
D
FB P
D
B
P
A C
FA
F'C
FAx FAy
D
F'C
例3 如图所示结构，画AD、BC的受力图。
F2 D F1 B FC A F'B B FAy D F1 C B
O
F2
FCy
X 2 Y 2 2002 1502 250 N X 200 ∴ =36.9° cos cos( R , x) 0.8 R 250
m A m A ( Fi ) P2 6 50 6 300N cm
4
2、简化最终结果 主矢 R 250 N
[例6]不计自重的杆AB与DC在C处为光滑接触,它们
分别受力偶矩为M1与M2的力偶作用 ，转向如图。问 M1与M2的比值为多大，结构才能平衡?
B C
M1
A 60o 60o
M2
D
B
解: 取杆AB为研究对象画受力图。
杆A B只受力偶的作用而平衡且C处为光 A 60o 滑面约束，则A处约束反力的方位可定。
1 l x 主矢 R 0 qdx ql l 2 x 1 l L m A 0 x qdx ql 2 主矩 l 3 1 简化最终结果l 3 2
R m A
x
y
x q dx l
R
限制条件： 解得:
N A 0
Q 75 kN
②空载时，W=0 由
限制条件为：
mA ( F )0
解得
Q(62) P2 N B (22) 0
NB 0
Q 350 kN
因此保证空、满载均不倒，Q应满足如下关系：
75 kN Q 350 kN
⑵求当Q=180kN，满载W=200kN时，NA ,NB为多少 由平面平行力系的平衡方程可得：
1、不要漏画力
有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体） 都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处 必有力，力的方向由约束类型而定。
要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对 2、不要多画力 于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出 它是哪一个施力体施加的。
3、不要画错力的方向 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不 能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析 两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力 的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反， 不要把箭头方向画错。 4、受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。
例3
解：取横梁AB为研究对象。
Fx 0
FAx FT cos 0 (1)
例3
FAx
FAy
A a E
FT
H B
Fy 0
M A (F ) 0
FAy FT sin P Q 0 (2)
P
Q
l FT sin l P Qa 0 (3) 2 1 l FT ( P Qa) 13.2 kN 从(3)式解出 sin l 2
方向： =36.9°
主矩 LA = mA 300N cm 最终结果 合力 大小： R R 250 N
y P2 m B P1 A
A
R R
C
P3
x
方向: =36.9° 在A点左还是右？
L 300 1.2cm 位置图示： h R 250
例1 求图示刚架的约束反力。
P A
O
例5
D
B
C
解:(1)取管道 O为研究对象.
P
A
O O
P
D
B
ND
(2)取斜杆BC为研究对象.
RB B C
C
RC
P
(3)取水平杆AB为研究对象.
ND´
A
O
D
B
A
XA YA
D
RB´ P
B
C (4)取整体为研究对象. XA
A YA RC C
O
D
B
例6
画出下列各构件的受力图
O
C
E D Q A B
例2 求图示梁的支座反力。
解：以梁为研究对象，受力如图。
例2
P A m a B
Fx 0 : FAx P cos 0
C
b
Fy 0: FAy FB P sin 0
M A (F ) 0: FB a P sin (a b) m 0
60 300N 0.2
N A N B 300 N
[例4] 图示结构，已知M=800N.m，求A、C两点的约束反力。
M AC RC d 0.255RC ( N.m)
M
i
0
M AC M 0
RC 3137N
[例5]图示杆系，已知m，l。求A、B处约束力。
N AD
D
(滑轮E受力图)
B
W
RB W W
R'E
(杆件系统受力图)
杆件系统可视为三点受 力，即E点, B点和A点， 画受力图。
C A D B RCB
F
E W
C
B
C
R'CB O2 RD E R'E RA
(BC杆受力图)
R'BC A R'D D
RBC
B RB
(CE杆受力图)
(AB杆含销B受力图)
画受力图应注意的问题 除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才
5、整体受力图上只画外力，不画内力。
一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有
可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分 内力，就成为新研究对象的外力。 6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相
互协调，不能相互矛盾。
对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局 部或单个物体的受力图上要与之保持一致。
解：以刚架为研究对象，受力如图。
例1
A
a
b
P
Fx 0 : FAx qb 0
q
Fy 0 : FAy P 0
M A (F ) 0 :
1 2 M A Pa qb 0 2
解之得： MA
P FAx
A FAy
q
FAx qb
FAy P
2 M A Pa 1 qb 2
例3
FAx
FAy
A E
FT
H B
如果再分别取B和C为矩心列平衡方程得
M B (F ) 0 l P Q (l a) FAy l 0 (4) 2
a
P Q
M C (F ) 0
l FAx tan l P Qa 0 (5) 2
有 效 的 方 程 组 合 是 ： 1,2,3 ； 1,2,4 ； 1,2,5 ； 1,3,4 ； 2,4,5 ；3,4,5
d
l
1、均布荷载
平行分布线载荷的简化
Q ql
1 Q ql 2
l/2
Q l/2
q
2、三角形荷载
3、梯形荷载
Q
q
2l 3 l 3
可以看作一个三角形荷载和一 个均布荷载的叠加
结论： 1、合力的大小等于线荷载所组成几何 图形的面积。 2、合力的方向与线荷载的方向相同。 3、合力的作用线通过荷载图的形心。
mA ( F )0
Q(62) P2W (122) N B 40
F
yi
0
Q P W N A N B 0
解得：
N A 210 kN N B 870 kN
静定（未知数三个）
静不定（未知数四个）
静不定问题在强度力学（材力,结力,弹力）中用位移 谐调条件来求解。
M1
C
M2
60o D B
RA = RC = R, AC = a Mi = 0
C
RC M1 (1)
A
a R - M1 = 0
M1 = a R
RA
取杆CD为研究对象。因C点约束方
B
位已定 , 则D点约束反力方位亦可确
定，画受力图。
A 60o
M1
C
M2
60o D
RD = RC = R
B
Mi = 0
- 0.5a R + M2 = 0