(完整版)理论力学习题集册答案解析

第一章静力学公理与受力分析(1)一．是非题1、加减平衡力系公理不但适用于刚体，还适用于变形体。

（）2、作用于刚体上三个力的作用线汇交于一点，该刚体必处于平衡状态。

（）3、刚体是真实物体的一种抽象化的力学模型，在自然界中并不存在。

（）4、凡是受两个力作用的刚体都是二力构件。

（）5、力是滑移矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效果。

（）二．选择题1、在下述公理、法则、原理中，只适于刚体的有（）①二力平衡公理②力的平行四边形法则③加减平衡力系公理④力的可传性原理⑤作用与反作用公理三．画出下列图中指定物体受力图。

未画重力的物体不计自重，所有接触处均为光滑接触。

多杆件的整体受力图可在原图上画。

b(杆AB)a(球A )d(杆AB、CD、整体)c(杆AB、CD、整体))e(杆AC、CB、整体)f(杆AC、CD、整体四．画出下列图中指定物体受力图。

未画重力的物体不计自重，所有接触处均为光滑接触。

多杆件的整体受力图可在原图上画。

)a(球A、球B、整体)b(杆BC、杆AC、整体第一章 静力学公理与受力分析（2）一．画出下列图中指定物体受力图。

未画重力的物体不计自重，所有接触处均为光滑接触。

多杆件的整体受力图可在原图上画。

WADB CE Original FigureAD B CEWWFAxF AyF BFBD of the entire frame)a (杆AB 、BC 、整体 )b (杆AB 、BC 、轮E 、整体)c (杆AB 、CD 、整体 )d (杆BC 带铰、杆AC 、整体)e(杆CE、AH、整体)f(杆AD、杆DB、整体)g(杆AB带轮及较A、整体)h(杆AB、AC、AD、整体第二章平面汇交和力偶系一．是非题1、因为构成力偶的两个力满足F= - F’，所以力偶的合力等于零。

（）2、用解析法求平面汇交力系的合力时，若选用不同的直角坐标系，则所求得的合力不同。

（）3、力偶矩就是力偶。

（）二．电动机重P=500N，放在水平梁AC的中央，如图所示。

梁的A 端以铰链固定，另一端以撑杆BC 支持，撑杆与水平梁的交角为300。

忽略梁和撑杆的重量，求撑杆BC 的内力及铰支座A 的约束力。

F BC=5000N(压力)；FA=5000N三、图示液压加紧机构中，D 为固定铰链，B、C、E 为活动铰链。

已知力，机构平衡时角度如图，求此时工件H 所受的压紧力。

F H=F/2sin2α五．在图示结构中，各构件的自重不计。

在构件AB上作用一矩为M 的力偶，求支座A 和C 的约束力。

F A =F C =aM42六. 图示为曲柄连杆机构。

主动力F=400N 作用在活塞上。

不计构件自重，试问在曲柄上应加多大的力偶矩M 方能使机构在图示位置平衡?M=60N.m第三章 平面任意力系（1）一．是非题1. 平面力系的主矢量是力系的合力。

（ ）2. 某一平面力系，如其力多边形不封闭，则该力系对任意一点的主矩都不可能为零。

3. 当平面一般力系向某点简化为力偶时，如果向另一点简化，则其结果是一样的。

4. 首尾相接构成一封闭力多边形的平面力系是平衡力系。

（ ）5. 若一平面力系对某点之主矩为零，且主矢亦为零，则该力系为一平衡力系。

（ ） 二．选择题1、平面内一非平衡汇交力系和一非平衡力偶系，最后可能合成的情况是（ ） ①合力偶 ②一合力 ③相平衡 ④无法进一步合成2、将平面力系向平面内任意两点简化，所得的主矢相等，主矩也相等，且主矩不为零，则该力系简化的最后结果为（ ） ① 一个力 ② 一个力偶 ③ 平衡 三. 一大小为50N 的力作用在圆盘边缘的C 点上，如图所示，试分别计算此力对B A O 三点之矩。

50N︒30︒60R 250︒45OCBA四、.图示平面任意力系中F 1=402N ，F 2=80N ，F 3=40N ，F4=110N ，M=2000N•m m 。

各力作用位置如图所示，图中尺寸的单位为mm 。

求：（1）力系向O 点简化的结果；（2）力系的合力。

F R =-150i(N)，作用线方程y=-6mm四． 图示简支梁中，求AB 两端约束的约束反力。

ABLqL2qL 2五．在图示刚架中，已知q m =3Kn/m ，F=62kN ，M=10kN •m ，不计刚架自重。

求固定端A 处的约束力。

F AX =0，F AY =6kN ，M A =12kN0;2;0===By Ay Ax F qL F F六．由AC 和CD 构成的组合梁通过铰链C 连接。

支承和受力如图所示。

已知均布载荷强度q＝10kN/m，力偶矩M=40kN•m，不计梁重。

求支座A、B、D 的约束力和铰链C 处所受的力。

F A=-15kN；F B=40 kN；F C=5 kN；F D=15 kN七．图示一滑道连杆机构，在滑道连杆上作用水平力。

已知，滑道倾角为β，机构重量和各处摩擦均不计。

试求当机构平衡时，作用在曲柄OA 上的力偶的矩M 与角之间的关系。

ββsinαM=Fr/)cos(-第三章 平面任意力系（2）一． 构架由杆AB ，AC 和DF 铰接而成，如图所示。

在DEF 杆上作用一矩为M 的力偶。

不计各杆的重量，求AB 杆上铰链A ，D 和B 所受的力。

F AX =0，F AY =-a M 2；F BX =0，F BY =-a M 2；F DX =0，F DY =aM 2二． 图示构架中，物体重W=1200N ，由细绳跨过滑轮E 而水平系于墙上，尺寸如图。

不计杆和滑轮的重量，求支承A 和B 处的约束反力，以及杆BC 的内力F BC 。

NF BC 1500-=三． 平面桁架的支座和载荷如图所示。

ABC 为等边三角形，E ，F 为两腰中点，又AD =DB 。

求杆CD 的内力F CD 。

F CD =-0.866F四、桁架受力如图所示，已知kN 101=F ，kN 2032==F F 。

试求桁架4、5、7、10各杆的内力。

;6.43;20;7.16;8.2110754KN F KN F KN F KN F N N N N -=-===第四章空间力系一．是非题1.物体的重心可能不在物体之内。

（）2.力沿坐标轴分解就是力向坐标轴投影。

（）3.当力与轴共面时，力对该轴之矩等于零。

（）4.在空间问题中，力偶对刚体的作用完全由力偶矩矢决定。

（）5.将一空间力系向某点简化，若所得的主矢和主矩正交，则此力系简化的最后结果为一合力。

（）二、填空题1.空间力系有( )个独立的平衡方程，空间汇交力系有( )个独立的平衡方程，空间力偶系有( )个独立的平衡方程，空间平行力系有( )个独立的平衡方程；平面力系有( )个独立的平衡方程，平面汇交力系有( )个独立的平衡方程，平面力偶系有( )个独立的平衡方程，平面平行力系有( )个独立的平衡方程。

①１②２③３④4 ⑤５⑥62、力对点之矩是------，力对轴之矩是------，空间力偶矩矢是------。

①代数量②滑动矢量③定位矢量④自由矢量三、水平圆盘的半径为r，外缘C 处作用力F。

力F位于铅垂平面内，且与 C 处圆盘切线夹角为600，其他尺寸如图所示。

求力F对x，y，z 轴之矩。

M X=F(h-3r)/4，M y＝3 F(r＋h)/4，M Z=-Fr/2- 12 -四、挂物架如图所示，三杆的重量不计，用球铰链连接于O 点，平面 BOC 为水平面，且OB = OC ，角度如图。

若在 O 点挂一重物 G，重为1000N，求三杆所受的力。

F OA=-1414N，F OB=F OC=707N五．图示六杆支撑一水平板，在板角处受铅直力F作用。

设板和杆自重不计，求各杆的内力。

F1=F5=-F，F3=F，F2=F4=F6=0六．图示平面图形中每一方格的边长为20mm，求挖去一圆后剩余部分面积重心的位置。

- 14 - x yO七、均质块尺寸如图所示，求其重心的位置。

x c ＝23.1mm ，y c =38.5mm ，z c =-28.1mmmm y mm x c c 53.59,73.81==第五章 摩 擦（1）一、是非题1、当一物体上有几处与周围物体接触时，这几个接触面的摩擦力同时达到临界平衡状态。

（ ）2、摩擦力属于未知的约束反力，它的大小和方向完全可由平衡方程决定。

（ ）3、物体受到支承面的全反力（摩擦力与法向反力的合力）与支承面法线间的夹角称为摩擦角。

（ ）二、一物块重为Q = 400N ，置于水平地面上，受到大小为80N 的拉力作用，如图所示，假设拉力T 与水平夹角为 45=α，物块与地面的摩擦因数为2.0=s f ，试求： ① 判断物块是否发生移动，并确定此时的摩擦力大小；② 要使物块发生移动，拉力至少要多大？答案：（1）摩擦力为56.56N（2）94.3N三、如图所示，置于V 型槽中的棒料上作用一力偶，力偶的矩m N 15⋅=M 时，刚好能转动此棒料。

已知棒料重N 400=W ，直径m 25.0=D ，不计滚动摩阻。

试求棒料与V 形槽间的静摩擦因数f s 。

答案：0.223- 16 -四、梯子AB 长为2a ，重为P ，其一端置于水平面上，另一端靠在铅垂墙上，如图所示。

设梯子与地和墙的静摩擦因数均为s f ，问梯子与水平线的夹角α多大时，梯子能处于平衡？答案：222m παϕπ≤≤-五、均质箱体A 的宽度b =1m ，高h =2m ，重P =200kN ，放在倾角α=200的斜面上。

箱体与斜面之间的摩擦因数f s =0.2。

今在箱体的C 点系一无重软绳，方向如图示，绳的另一端绕过滑轮D 挂一重物E 。

已知BC =a =1.8m 。

求使箱体处于平衡的重物E 的重量。

答案：kN P kN E 2.10421.40≤≤第五章摩擦（2）一、鼓轮B 重500N，放在墙角里，如图所示。

已知鼓轮与水平地板间的摩擦因数为0.25，而铅直墙壁则假定是绝对光滑的。

鼓轮上的绳索下端挂着重物。

设半径R=200mm，r=100mm，求平衡时重物A 的最大重量。

答案：500N二、如图所示，A 块重500N，轮轴B 重1000N，A 块与轮轴的轴以水平绳连接。

在轮轴外绕以细绳，此绳跨过一光滑的滑轮D，在绳的端点系一重物C。

如A块与平面间的摩擦因数为0.5，轮轴与平面间的摩擦因数为0.2，不计滚动摩阻，试求使系统平衡时物体C的重量P的最大值。

答案：208N- 18 - 三、如图所示，一轮半径为R ，在其铅直直径的上端B 点作用水平力F ，轮与水平面间的滚阻系数为δ。

问使轮只滚不滑时，轮与水平面的摩擦系数f s 需满足什么条件？答案：R f s 2δ≥四、在半径为r 、重为1W 的两个滚子上放一木板，木板上放一重物，板与重物共重2W 如图，在水平力F 的作用下，木板与重物以匀速沿直线缓慢运动。

设木板与滚子之间及滚子与地面之间的滚动摩擦因数分别为δ′及δ，并且无相对滑动，试求力F 的大小。