力学第四章练习题
高中物理必修一第四章习题(完整版)
第四章牛顿运动定律§4.1 牛顿第一定律班级：姓名：1、一切物体总保持_______状态或________状态，除非__________________，这就是牛顿第一定律．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是_________的原因，而是______________的原因．2、物体的这种保持_________或__________的性质叫做惯性，惯性是物体的____性质．3、理想实验是科学研究中的__________方法，它把___________和__________结合起来，可以深刻地揭示________________．[习题一]1、关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（）A．只要接触面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去B．这个实验实际上是永远无法做到的C．利用气垫导轨，就能使实验成功D．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上2、下列事例中利用物体惯性的是（）A．跳远运动员在起跳前的助跑运动 B．跳伞运动员在落地前打开降落伞C．自行车轮胎做成凹凸不平的形状 D．铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转3、下列关于惯性的说法中，正确的是（）A．汽车刹车时，乘客的身子会向前倾斜，是因为汽车有惯性B．做匀速直线运动的物体和静止的物体没有惯性C．物体的惯性只有在物体速度改变时才表现出来D．物体都具有惯性，与物体是否运动无关，与物体速度是否变化也无关4、门窗紧闭的火车在平直轨道上匀速行驶，车厢内有一人竖直上跳起后落会原处，这是因为（）A．人起跳后，车厢底板仍然对他有向前的推力B．人起跳后，车厢中的空气对他有向前的推力C．人起跳后，在火车运动方向上仍具有与火车相同的速度D．人起跳后，在水平方向上没有受到力的作用5、小孩在向前行驶的轮船的密封船舱内竖直方向上抛出一个小球，结果小球落到了抛出点的后面，这是因为（）A．小球离开小孩后，不具备向前的速度 B．轮船正向前加速运动C．轮船正向前减速运动 D．小球在空中运动时失去惯性6、下列情况中，物体运动状态发生改变的有（）A．物体在斜面上匀速下滑B．在粗糙水平面上运动的物体逐渐停下来C．物体以大小不变的速度通过圆弧轨道D．物体以恒定的加速度做自由落体运动7、下列关于力和运动关系的说法中，正确的是（）A．物体做曲线运动，一定受到了力的作用B．物体做匀速运动，一定没有力作用在物体上C．物体运动状态的改变，一定受到了力的作用D．物体受到摩擦力的作用，运动状态一定会发生变化8、理想实验有时更能深刻地反映自然规律。
《结构力学习题集》(上)第四章超静定结构计算——力法
第四章 超静定结构计算——力法一、判断题：1、判断下列结构的超静定次数。
（1）、 （2）、(a )(b)（3）、 （4）、（5）、 （6）、（7）、(a)(b)2、力法典型方程的实质是超静定结构的平衡条件。
3、超静定结构在荷载作用下的反力和内力，只与各杆件刚度的相对数值有关。
4、在温度变化、支座移动因素作用下，静定与超静定结构都有内力。
5、图a 结构，取图b 为力法基本结构，则其力法方程为δ111X c =。
(a)(b)X 16、图a 结构，取图b 为力法基本结构，h 为截面高度，α为线膨胀系数，典型方程中∆12122t a t t l h =--()/()。
t 21t l Ah(a)(b)X 17、图a 所示结构，取图b 为力法基本体系，其力法方程为。
(a)(b)1二、计算题：8、用力法作图示结构的M 图。
3mm9、用力法作图示排架的M 图。
已知 A = 0.2m 2，I = 0.05m 4，弹性模量为E 0。
qa a11、用力法计算并作图示结构的M 图。
ql /212、用力法计算并作图示结构的M 图。
q3 m4 m13、用力法计算图示结构并作出M 图。
E I 常数。
（采用右图基本结构。
）l 2/3l /3/3l/314、用力法计算图示结构并作M 图。
EI =常数。
3m 3m2m2m 2m2m16、用力法计算图示结构并作M 图。
EI =常数。
l lql l17、用力法计算并作图示结构M 图。
E I =常数。
18、用力法计算图示结构并作弯矩图。
161kNmmmm19、已知EI = 常数，用力法计算并作图示对称结构的M 图。
ql lqa a21、用力法作图示结构的 M 图 。
EI = 常数。
2ql22、用力法作M 图。
各杆EI 相同，杆长均为 l 。
23、用力法计算图示结构并作M 图。
EI = 常数。
4m2kN24mmm24、用力法计算并作出图示结构的M 图。
E = 常数。
20kN3m 4m 3m26、用力法计算图示结构并作M 图。
朱慈勉_结构力学_第4章课后习题（全）
朱慈勉_结构⼒学_第4章课后习题（全）同济⼤学朱慈勉结构⼒学第4章习题答案（1）4-5 试⽤静⼒法作图⽰结构中指定量值的影响线。
(a)01571(5),77,(02)()2,(25)ARB RB QDB DC Md F d d x xx F F dd x x d M CD d d x d =?+?=?-∴=-=≤≤?=?≤≤?∑知以右侧受拉为正ACC DA2d5/7QDBF DCM(b)RA A 0F 1()F xa ≤≤=→=-↑∑F 以为坐标原点，向右为x 轴正⽅向。
弯矩M 以右侧受拉为正当0x a 时，M 分析以右部分，GCD 为附属部分，可不考虑x/aG E NE M F xxa==-G 31a x a ≤≤=-E NE 当时，去掉AF,GCD 附属部分结构,分析中间部分M=(2a-x),F4-x/aG RD NE 4033,F 4a x a x a x xa a a≤≤=-==-=-+∑G E 当3时，由M 知M =x-4a,F1E M 的影响线NE F 的影响线(c)2mN3N3N3N2()08()0F [(10)(1)10]/220420()(1)10200F 524F 01F20x C x xxx x D xx CD C D x↑≤≤=→=---?=-≤≤-?=→=-=-≤≤=→-+∑∑∑RA I I y 上承荷载时：x以A 点为坐标原点，向右为x 轴正⽅向。
F =1-20当点以左时，取1-1截⾯左侧考虑由M 当12点以右时，由M 在之间的影响线⽤点及的值。
直线相连。
当0x 8时，取1-1截⾯左侧分析由F N2N13N22 sin 451F 20F F F cos 4545x x==-=→=-+=-∑x 知由F A B CDEFN3F N2F N1F(d)BRA RA RA RB RB N1RB N1N1RA N1RB N2N2M01(8)F 8F 18F F 1F 803110F F 0F 8110F F F 04220F 4F 20F x d x d dx dx d x d x d d d =→?-=?→=-+=→=≤≤-=→+=→=≤≤-=→=→=≤≤-=→?+?=→=-∑∑∑∑y y C上承荷载时当时，取截⾯右侧分析。
弹性力学(徐芝纶)第四章习题答案
第四章 习题解答4-14-2、解：本题为轴对称应力问题，相应的径向位移为： ()()()()()θ+θ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡υ-+υ-+-υ-+υ+-=sin cos ln K I Cr 12Br 311r Br 12r A 1E 1u r (1) 轴对称应力通式为()()02ln 232ln 2122=+++-=+++=θθτσσr r C r B rAC r B r A由应力边界条件()()()()0,00,===-=====b r r b r r a r r a r r q θθτστσ并结合位移单值条件可知B=0，求得：22222222ab qa C a b qb a A -=--= 因半径的改变与刚体位移I ，K 无关，且为平面应变问题，将A 、B 、C 代入（1）式，并将υυυυ-→-→1,12EE 得：内半径的改变：()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+-+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛--+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=∆=υυυυυυυυ11*111112222222222222a b a b Eqa a a b qa a a b q b a E u ar r外半径的改变：()()()2222222222221*11111a b ab E qa b a b qa b a b q b a Eu br r --=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛--+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=∆=υυυυυυ 圆筒厚度的改变：()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-++---=∆-∆=∆==υυυ112a b a b E qa u u R ar r b r r4-2另解：半径为r 的圆筒周长为r π2，受载后周长则为 ()θθεπεππ+=+1222r r r ， 于是半径为 ()θε+1r ，半径的改变量则为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+--⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=⎪⎭⎫⎝⎛---=C r A C rA r E E r r r 212111*2222υυυσυυσυεθθ将对应的A 、C 及r=a,b 分别代入，可求出内外半径的改变及圆筒厚度的改变。
《土力学》第四章习题集及详细解答
《土力学》第四章习题集及详细解答第4章土中应力一填空题1。
土中应力按成因可分为和 .2。
土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为和。
3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。
4。
计算土的自重应力应从算起。
5。
计算土的自重应力时,地下水位以下的重度应取。
二选择题1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（ A ）.(A)基底压力；（B）基底附加压力;（C)基底净反力;（D)附加应力2．在隔水层中计算土的自重应力c时，存在如下关系( B ）.(A) =静水压力(B) =总应力，且静水压力为零（C) =总应力，但静水压力大于零(D）=总应力—静水压力,且静水压力大于零3．当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下的土中自重应力为( C ).(A)静水压力（B)总应力（C）有效应力,但不等于总应力(D)有效应力，但等于总应力4．地下水位长时间下降，会使( A ）。
(A)地基中原水位以下的自重应力增加(B）地基中原水位以上的自重应力增加(C）地基土的抗剪强度减小(D）土中孔隙水压力增大5．通过土粒承受和传递的应力称为（ A ).（A)有效应力;（B)总应力；（C)附加应力；(D)孔隙水压力6．某场地表层为4m厚的粉质黏土，天然重度=18kN/m3，其下为饱和重度sat=19 kN/m3的很厚的黏土层,地下水位在地表下4m处,经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为（ B ）。
（A）72kPa ； (B）36kPa ；(C）16kPa ;(D）38kPa7．同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为（ A ).(A)91kPa ； (B）81kPa ；（C）72kPa ；(D)41kPa8．某柱作用于基础顶面的荷载为800kN，从室外地面算起的基础深度为1。
5m，室内地面比室外地面高0.3m，基础底面积为4m2,地基土的重度为17kN/m3，则基底压力为（ C ).(A)229.7kPa ；（B）230 kPa ； (C）233 kPa ;（D)236 kPa9．由建筑物的荷载在地基内产生的应力称为（ B ).（A)自重应力；（B)附加应力；（C）有效应力；（D）附加压力10．已知地基中某点的竖向自重应力为100 kPa，静水压力为20 kPa，土的静止侧压力系数为0。
理论力学课后习题答案 第4章 运动分析基础
(b)第4章 运动分析基础4－1 小环A 套在光滑的钢丝圈上运动，钢丝圈半径为R （如图所示）。
已知小环的初速度为v 0，并且在运动过程中小环的速度和加速度成定角θ，且 0 ＜ θ ＜2π，试确定小环A 的运动规律。
解：Rv a a 2nsin ==θ，θsin 2R v a =θθtan cos d d 2tR v a tv a ===，⎰⎰=t v v t R vv 02d tan 1d 0θ t v R R v t s v 00tan tan d d -==θθ⎰⎰-=t s t t v R R v s 0000d tan tan d θθtv R R R s 0tan tan ln tan -=θθθ4－2 已知运动方程如下，试画出轨迹曲线、不同瞬时点的 1．⎪⎩⎪⎨⎧-=-=225.1324tt y tt x ， 2．⎩⎨⎧==t y t x 2cos 2sin 3解：1．由已知得 3x = 4y （1） ⎩⎨⎧-=-=t y t x3344 t v 55-=⎩⎨⎧-=-=34y x5-=a 为匀减速直线运动，轨迹如图（a ），其v 、a 图像从略。
2．由已知，得2arccos 213arcsin y x =化简得轨迹方程：2942x y -=（2）轨迹如图（b ），其v 、a 图像从略。
4－3 点作圆周运动，孤坐标的原点在O 点，顺钟向为孤坐标的正方向，运动方程为221Rt sπ=，式中s 以厘米计，t 以秒计。
轨迹图形和直角坐标的关系如右图所示。
当点第一次到达y 坐标值最大的位置时，求点的加速度在x 和y 轴上的投影。
解：Rt s v π== ，R v a π==t ，222n Rt Rv a π==y 坐标值最大的位置时：R Rt s 2212ππ==，12=∴tR a a x π==t ，R a y 2π-=4－4 滑块A ，用绳索牵引沿水平导轨滑动，绳的另一端绕在半径为r 的鼓轮上，鼓轮以匀角速度ω转动，如图所示。
弹性力学-04(习题答案)
1 )
(sin
22
sin
21)
y
q0
2
2(2
1) (sin
22
sin
21)
xy
q0
2
(cos 22
cos 21)
aa q
证法1:（叠加法）
y
1
O 2
P
x
证法1:（叠加法） 分析思路：
aa q
y
1
O 2
P
x
aa
q
y
O
P x
q
aa
y
O
P x
求解步骤： 由楔形体在一面受均布压力问题的结果：
刚体
r
a2b2
(1 2)b2
a2
q(
1 b2
1
r
2
2
)
a2b2
(1 2)b2
a2
q(
1 b2
1
2
r2
)
ra
r
a2b2
(1 2)b2
a2
q(
1 b2
1
2
a2
)
q
a2b2
(1 2)b2
a2
q(
1 b2
1
2
a2
)
习题4-4 矩形薄板受纯剪，剪力集度为q，如图所示。如果离板边较 远处有一小圆孔，试求孔边的最大和最小正应力。
解：由图（a）给出的孔 边应力结果：
q
q(1 2cos 2 )
得：
q
x
q
r
q
q
x
r
q 1 2cos 2( 45)
y (a)
q1 2cos 2( 45)
q1 2sin 2 q1 2sin 2
力学习题-第4章质点组动量定理(含答案)
已知 B 的质量是 A 的两倍，而 C 的质量是 A 的三倍，此时由此三质点组成的体
系的质心的位置为
1 28 A. ( 3 , - 3 , 3) ; B. (1, -1, 2) ; C. (1, - 2, 8) ; D. (1, 2, 3)
答案：B
解：根据题中给定的坐标系，由质心计算公式可知：
rc
M月l 81M 月 M 月
l 82
4.68 106
m.
2. 已知质点质量 m = 5kg，运动方程 r = 2ti + t2j . 则质点在 0~2 秒内受的冲量大 小为 N·s. 答案：20 解：F = ma = 10j ;
I = FΔt = 20j; 所以冲量大小为 20Ns.
3. 沿 x 方向的力 F = 12t (SI)作用在质量 m = 2kg 的物体上，使物体从静止开始 运动，则它在 3 秒末的动量大小为 kg·m/s. 答案：54 解：力 F 的冲量大小为
2. 无论质心系是否是惯性系，质心系下质点组的总动量始终为零. 答案：对 解释：对质心系下的观测者而言，质点组所受的合外力与总的惯性力相等，即， 质点组所受合外力为零，动量守恒. 其守恒值为质点组的总质量与质心速度的 乘积。而对质心系下的观测者而言，观测的质点组的质心速度始终为零. 因此， 出现质心系下质点组总动量为零的结果. 这也是质心系的特点之一.
第四章 质点组动量定理与守恒定律 单元测验题
一、选择题
1. 作用在质点上的力对时间的累积称为力的 ，其效果等于质点
的
改变.
A. 冲量、动量；B. 功、动量；C. 功、动能；D. 冲量、动能
答案：A
2. 某一时刻 A、B、C 三质点的位置坐标分别为：(-3, 4, 3)、(3, -8, 6)、(1, 2, -1)，
第4章理论力学习题解
4.1一质点受一与距离成反比的引力作用在一直线上运动，质点的质量为m ，比例系数为k ，如此质点从距原点O 为a 的地方由静止开始运动，求其到达O 点所需的时间。
解：质点受引力为：xk F -=，其运动微分方程为：xk tm-=d d v （1）即： x k xm -=d d v v分离变量积分：⎰⎰-=x axx k m d d 0v v vxa k m ln212=v)ln(2d d xa mk tx -==v （2）（v 与x 反向，取负值） )ln00ln ),0((∞→→>∴∈xa x xa a x令：y ayex aex xa y yyd 2d )ln(22---===，代入（2）式得；mk ty aey2d d 22-=-分离变量积分：)0:0:(∞→→y a x⎰⎰=-∞t yt mk y ea 0d 2d 22t mk a22π2=故到达O 点所需的时间为： km a t 2π=4.2一质点受力3K xa x F +-=作用，求势能)(x V 与运动微分方程的解。
解：C x a x x xa x x F x V ++=+--=-=⎰⎰2232K 21d )K (d )(适当选取势能零点，使0=C ，则222K 21)(xa x x V +=机械能 =++=2222K 2121xa x xm E 常量 （1）将（1）改写成2222K 242xa x E xm --= （2）质点运动微分方程：32K xa x xm +-= 22K 22xa x xmx +-=⇒ （3）（3）+（2）得22K 44)(2x E xx x m -=+ 即0)K(K 4d d 2222=-+E x mtx （4）（4）式通解：⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=02 K2cos K θt m A Ex当0=x时，222K 21xa x E += 解得KK K)(2max 2a EE x -+=，KK 2aEA -=所以 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+=022K2cos KK Kθt m aE E x4.3若质点受有心力作用而在圆θcos 2a r =上运动时，则5228rh ma F -=，式中m 为质量，h 为速度矩。
流体力学课后习题第四章作业答案
第四章作业答案4-3水在变直径竖管中流动，已知粗管直径 d 1=300mm ，流速v 1=6m/s 。
两断面相距3m,为使两断面的压力表读值相同。
试求细管直径（水头损失不计）。
解：221122122222112222p v p v Z Z g 2g g 2gp v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/sg 2g g 2g 2g 2g lh ρρρρ++=+++++=+++=+=⇒=22221121v d v d d 300235.5mm ====4—4变直径管段AB ，d A =0.2m,d B =0.4m ，高差△h=1.5m，测得p A =30kPa ，p B =40kPa ，B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ，试判断水在管中的流动方向。
解：22222220.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m29.819.6B A A A B A A A B B B B d p H z md g g g p H Z g g υυυρυρ==⨯==++=++==++=++= H B >H A , 水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m4—5用水银压差计测量水管中的点流速u ，如读值 △h=60mm ，（1）求该点流速；（2）若管中流体是30.8/kg m ρ=的油，△h 不变，不计水头损失，则该点的流速是多少？解：(1) 3.85m/s u ===(2) 4.34m/s u ===4—6 利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水，已经知道管道直径1100d mm =，喉管直径250d mm =，2h m =，能量损失忽略不计。
试求管道中流量至少为多大，才能抽出基坑中的积水？解：由题意知，只有当1212()()p p z z h g gρρ+-+=时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流量计原理有Q =，其中211d k π=，代入数据，有12.7Q l s =。
《土力学》第四章练习题及答案
《土力学》第四章练习题及答案第4章土中应力一、填空题1.由土筑成的梯形断面路堤，因自重引起的基底压力分布图形是形，桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下，基底的沉降是的。
2.地基中附加应力分布随深度增加呈减小，同一深度处，在基底点下，附加应力最大。
3.单向偏心荷载作用下的矩形基础，当偏心距e > l/6时，基底与地基局部，产生应力。
4.超量开采地下水会造成下降，其直接后果是导致地面。
5.在地基中同一深度处，水平向自重应力数值于竖向自重应力，随着深度增大，水平向自重应力数值。
6.在地基中，矩形荷载所引起的附加应力，其影响深度比相同宽度的条形基础，比相同宽度的方形基础。
7.上层坚硬、下层软弱的双层地基，在荷载作用下，将发生应力现象，反之，将发生应力现象。
二、名词解释1.基底附加应力2.自重应力3.基底压力4.地基主要受力层三、简答题1. 地基附加应力分布规律有哪些？四、单项选择题1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为：（A）折线减小（B）折线增大（C）斜线减小（D）斜线增大您的选项（）2.宽度均为b，基底附加应力均为p0的基础，同一深度处，附加应力数值最大的是：（A）方形基础（B）矩形基础（C）条形基础（D）圆形基础（b为直径）您的选项（）3.可按平面问题求解地基中附加应力的基础是：（A）柱下独立基础（B）墙下条形基础（C）片筏基础（D）箱形基础您的选项（）4.基底附加应力p0作用下，地基中附加应力随深度Z增大而减小，Z的起算点为：（A）基础底面（B）天然地面（C）室内设计地面（D）室外设计地面您的选项（）5.土中自重应力起算点位置为：（A）基础底面（B）天然地面（C）室内设计地面（D）室外设计地面您的选项（）6.地下水位下降，土中有效自重应力发生的变化是：（A）原水位以上不变，原水位以下增大（B）原水位以上不变，原水位以下减小（C）变动后水位以上不变，变动后水位以下减小（D）变动后水位以上不变，变动后水位以下增大您的选项（）7.深度相同时，随着离基础中心点距离的增大，地基中竖向附加应力：（A）斜线增大（B）斜线减小（C）曲线增大（D）曲线减小您的选项（）8.单向偏心的矩形基础，当偏心距e < l/6（l为偏心一侧基底边长）时，基底压应力分布图简化为：（A）矩形（B）梯形（C）三角形（D）抛物线形您的选项（）9.宽度为3m的条形基础，作用在基础底面的竖向荷载N＝1000kN/m ，偏心距e＝0.7m，基底最大压应力为：（A）800 kPa（B）417 kPa（C）833 kPa（D）400 kPa您的选项（）10.埋深为d的浅基础，基底压应力p与基底附加应力p0大小存在的关系为：（A）p < p0（B）p = p0（C）p = 2p0（D）p > p0您的选项（）11.矩形面积上作用三角形分布荷载时，地基中竖向附加应力系数K t是l/b、z/b的函数，b指的是：（A）矩形的长边（B）矩形的短边（C）矩形的短边与长边的平均值（D）三角形分布荷载方向基础底面的边长您的选项（）12.某砂土地基，天然重度γ＝18 kN/m3，饱和重度γsat＝20 kN/m3，地下水位距地表2m，地表下深度为4m处的竖向自重应力为：（A）56kPa（B）76kPa（C）72kPa（D）80kPa您的选项（）13.均布矩形荷载角点下的竖向附加应力系数当l/b＝1、Z/b＝1时，K C＝0.1752；当l/b＝1、Z/b＝2时，K C＝0.084。
第四章练习题
第四章大气的运动一.填空题：1.大气静力平衡的条件是垂直方向上受力为零2.静力学方程式是 -dp=ρgΔz3.垂直气压梯度(单位高度气压差)的表达式是 Gz=ρg，单位是mb/100m和hpa/100m4.低层大气中由于空气密度大，单位气压高度差小5.在低层大气中由于空气密度大，气压随高度递减快6.单位气压高度差的公式是 h=1/ρg ，单位是 m/mb 、 m/hpa7.影响气压变化的因素主要有两种热力、动力8.气压日变化的特点是一般情况下，一天当中有两个高值，两个低值，影响因素有纬度、季节、地形9.在高山地区高空气压的最高值在夏季，最低值在冬季10.在等高面图上，用等压线表示水平的气压分布状况11.在等高面图上，数值由中心向外递减的区域称高压区，对应的空间形状是向上凸；数值由闭合中尽向外递增的区域称低压区，对应空间的形状是向下凹。
12.在等压面图上，用等高线表现空间等压面的特征。
13.空间的等压面是一个曲面或倾斜面，等压面以上各点的气压值比等压面上的低。
14.在等压面图上，等高线愈密说明等压面的坡度愈陡。
15.在等压面图上，中心数值高的区域代表上凸的等面，中心数值比四周低的区域代表下凹的等压面。
16.等压面图反映空间等压面起伏的特征，也反映出等压面的气压梯度大小。
17.等压面图上的等高线单位是位势米或位势什米。
18.1位势米= 9.8 J/kg 1位势什米= 10 位势米。
19.位势高度与几何高度的换算关系是 H=gФ/9.8Z 。
20.在海平面上，气压场的基本形式高气压、低气压、高压脊、低压槽、鞍型气压场）。
21.深厚的对称系统是指温度场中的温度冷暖中心与气压场中的高低压中心重合。
22.在温压场不对称的高压区中，其中心轴线在北半球随着高度的增加而向西南倾，南半球则向西北倾。
23.地面上闭合的高低压系统，到高空以槽、脊形式存在。
24.水平气压梯度是指垂直于等压线方向，单位距离内气压的改变量，它是即有方向又有大小的矢量。
理论力学 第四章空间力系习题
例4-11 已知：F、P及各尺寸
求： 杆内力 解：研究对象，长方板,列平衡方程
M AB F 0
F6
a
a 2
P
0
F6
P 2
M AE F 0
F5 0
M AC F 0
F4 0
M EF
M FG M BC
F1 cos 30 200 F2 cos 60 200 F 200 FBx 400 0
M y
F2
F1
0
M z F 0 (F1 sin 30 F2 sin 60 ) 200 FBx 400 0
Mz1(F) 0 M x1(F) 0
FDx 1200 FAx 900 Ft 80 0
FD
1200
又： Fr 0.36Ft ,
Ft 10.2kN FBx 1.19kN
Fr 3.67kN FBy 6.8kN
FAx 15.64kN FBz 11.2kN
研究对象2：工件受力图如图,列平衡方程
Fx 0
Fy 0
Fz 0
FOx Fx 0
FOy Fy 0 FOz Fz 0
x 1 15mm y 1 45mm A 1 300mm2
x 2 5mm y 2 30mm A 2 400mm2
x 3 15mm y 3 5mm A 3 300mm2
则
xC
Ai x i A
A1x1 A2 x 2 A3x 3 A1 A2 A3
流体力学第四章 习题
第四章 流体阻力与水头损失计算习题一、填空题1．雷诺数Re 是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 粘性力 与 惯性力 的对比关系，雷诺数Re 越大，说明液流的惯性力越大；雷诺数Re 越小，说明液流的粘滞力越大；2. 流体在管道中流动时，流动阻力包括 沿程阻力 和 局部阻力 ；3．流体流动阻力产生的根本原因是流体本身的 惯性 与 粘性 ，其中 粘性 是流动阻力的根本原因。
4．由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速kv '， 其中kv '称为 上临界速度 ，k v 称为 下临界速度 ； 5.达西公式的表达式为 22f L v h d g λ= ，计算局部水头损失的通用公式是22j v h gξ= ; 7、对圆管来说，临界雷诺数值=k Re 2000 。
8、雷诺数的表达公式为 vd vd Re ρμν==，当Re ≤2000,则液体的流动状态为层流，当Re ＞2000,则液体的流动状态为紊流；9、通过雷诺实验，可知，流体的流动状态分为层流与紊流；其中，质点以平行于管轴方向呈直线运动而无横向运动的流动状态，称为层流状态。
液体质点的互相撞击和掺混，有横向位移，称为紊流状态。
层流到紊流的过渡，称为临界状态。
10、紊流由紊流核心、层流边层和过渡层三部分组成。
11、我们把在管壁附近作层流运动的液层称为层流边界层，其厚度用“δ”，表示。
12、壁面的粗糙度有两种表示方法：绝对粗糙度和相对粗糙度。
13、绝对粗糙度△是壁面粗糙突出的平均高度。
14、紊流的三种类型有水力光滑管、水力粗糙管、混合摩擦管 。
二、选择题1、雷诺数的物理意义表示：（c ）A 、粘滞力与重力之比；B 、重力与惯性力之比；C 、惯性力与粘滞力之比；D 、压力与粘滞力之比。
2、圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数λ D ；A 、与雷诺数Re 有关B 、与和管长l 有关C 、与Re 和d∆有关 D 、与管壁相对粗糙度d D 有关 3、在圆管流动中，层流的断面速度分布符合 C ； A 、均匀规律 B 、直线变化规律 C 、抛物线变化规律 D 、对数曲线规律4、流体在管内作层流流动时，其沿程损失h f 值与断面平均流速v 的 A 次方成正比。
【工程力学 课后习题及答案全解】第4章 刚体静力学专题习题解
工程力学（1）习题全解第4章 刚体静力学专题4－1 塔式桁架如图所示，已知载荷F P 和尺寸d 、l 。
试求杆1、2、3的受力。
解：截面法，受力如图（a ） dl=αtan ，22cos dl d +=α0=∑x F ，0cos 2P =−αF FP 222F dd l F +=（拉） 0=∑AM ，02P 1=⋅−l F d FP 12F dlF =（拉）0=∑y F ，0sin 231=++αF F FP 33F dlF −=（压）4－2 图示构件AE 和EQ 铰接在一起做成一个广告牌。
它承受给定的分布风载。
试求解：（1）先将分布载荷合成于E 点88894.2)7.7402963(8.47.740=×−+×=F N由节点C ，显然 F CQ = 0 （1） （2）截面法，图（a ）0=∑D M ，08.4538.4=××+×−QG F F ，F QG = 14815 N （拉） （2）0=∑B M ，F QD = 00=∑y F ，054=+×BC QG F F ，11852−=BC F N （压） （3） （3）截面法，图（b ）习题4-3图习题4-4图0=∑E M ，08.04.2)7.7402963(212.14.27.7404.253=××−−××−××−AB F2963−=AB F N （压） （4） （4）节点B ，图（c ）0=∑y F ，05454=−−′BQ BC AB F F F ，05411852296354=−+×−BQ F F BQ = 11852 N （拉）（5）0=∑x F ，0)(53=++′BE BQ ABF F F ，0)118522963(53=++−BE F ，5333−=BE F N （压） （6） 又 11852−==BC CD F F N （压）（7）4－3 桁架的载荷和尺寸如图所示。
工程力学--静力学第4版_第四章习题答案
第四章习题4-1 已知F i=60N, F2=80N, F3=150N, m=转向为逆时针，B=30°图中距离单位为m。
试求图中力系向0点简化结果及最终结果。
4-2已知物体所受力系如图所示，F=10Kn, m=转向如图。
(a)若选择x轴上B点为简化中心，其主矩L B=，转向为顺时针，试求B 点的位置及主矢R'。
(b)若选择CD线上E点为简化中心，其主矩L E=，转向为顺时针，a=45°，试求位于CD直线上的E点的位置及主矢R'。
4-3 试求下列各梁或刚架的支座反力。
解：( a) 受力如图由刀M A=0 F R? 3a-Psin30 ° ? 2a-Q? a=0••• FRB=( P+Q /3「• F AX=P由刀Y=0 F Ay+FRhQ-Psin30 ° =0F Ay= ( 4Q+P /64-4 高炉上料的斜桥，其支承情况可简化为如图所示，设A 和B为固定铰，D为中间铰，料车对斜桥的总压力为Q,斜桥(连同轨道)重为W立柱BD质量不计，几何尺寸如图示，试求A 和B 的支座反力。
4-5齿轮减速箱重W=500N输入轴受一力偶作用，其力偶矩m=，输出轴受另一力偶作用，其力偶矩m2=，转向如图所示。
试计算齿轮减速箱A和B两端螺栓和地面所受的力。
4-6 试求下列各梁的支座反力。
(a) (b)4-7各刚架的载荷和尺寸如图所示，图c中m>m,试求刚架的各支座反力4-8图示热风炉高h=40m重W=4000kN所受风压力可以简化为梯形分布力，如图所示，q i=500kN/m, q2=m可将地基抽象化为固顶端约束，试求地基对热风炉的反力。
4-9起重机简图如图所示，已知P、Q a、b及c，求向心轴承A及向心推力轴承B的反力。
4-10构架几何尺寸如图所示，R=0.2m, P=1kNo E为中间铰，求向心轴承A的反力、向心推力轴承B的反力及销钉C对杆ECD 的反力。
结构力学第四章习题及答案
静定结构的位移计算习题4—1 (a)用单位荷载法求图示结构B 点的水平位移解：1. 设置虚拟状态选取坐标如图。
2. M P 图和 如图示3. 虚拟状态中各杆弯矩方程为实际状态中各杆弯矩方程为M P =F P x4. 代入公式（4—6）得 △BH =l实际状态1虚拟状态5F P l 15l M P 图图M 图M xM =141012118111EI F EI x F x EI x F x EI dx M M P l l P l P P =⨯⨯+⨯⨯=∑⎰⎰⎰(←)4—1 (b)单位荷载法求图示刚架B 点的水平位移 解：1. 设置虚拟状态选取坐标如图。
2. M P 图和 如图示3. 虚拟状态中各杆弯矩方程为 BD: DC: CA: 实际状态中各杆弯矩方程为 BD: M P =0 DC: M P =40x CA: M P =160+5x 24. 代入公式（4—6）得图M x M =3=M xM-=3△BH =4—2试求图示桁架结点B 的竖向位移，已知桁架各杆的EA =21×104KN 。
1M P 图M 3KN •m340KN •m3KN •m3KN •m)(833.05160)3(40306012401301←=+⨯-+⨯+*=∑⎰⎰⎰⎰cm EI x x x EI x EI x EI dxM M P实际状态虚拟状态解：虚拟状态如图示。
实际状态和虚拟状态所产生的杆件内力均列在表4—1中，根据式4—7可得结点B的竖向位移为表4—1中)(768.010215.16124↓=⨯∙=∆cm KNm KN BV4—3 （a）、（b）试用图乘法求图示结构B 处的转角和C 处的竖向位移。
EI=常数。
M=ql 2M P 图ql 2/81M=1（a ）解：M P 图、单位力偶下作用于B 点的1M 图、单位力下作用于C 点的2M 图EIql ql l ql l EI B 3)21223232221(1222=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=ϕ（ ）（b ）解：M P 图、单位力偶下作用于B 点的1M 图、单位力作用于C 点的2M 图)2183232421(122⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=ql l l ql EI B ϕ=ql 3/24EI( ))23242212832232421(1222ql ql l ql ql l ql l ql EI cv ⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=∆)(24)2852232322213221(14222↑-=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-=∆EI qll ql l ql l l ql l l EI CV= ql4/24EI(↓)（b）ql/2ql2/4l/2（C ）解：M P 图、单位力偶作用于B 点的1M 图、单位力作用于C 点时的2M 图EIl F lF ll EI P P B 12231211322121(12=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯-=ϕ( )ll)(12231212232221(12↓=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯-=∆EIl F lF l l l F l l EI P P P cv 4—4 （a ）试求图示结构C 点的竖向位移。
2020年10月自考《工程力学》2020第四章轴向拉伸与压缩习题答案及答案
第四章轴向拉伸与压缩习题答案1. 拉杆或压杆如图所示。
试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图。
解：（1）分段计算轴力杆件分为2段。
用截面法取图示研究对象画受力图如图，列平衡方程分别求得：F N1=F（拉）；F N2=-F（压）（2）画轴力图。
根据所求轴力画出轴力图如图所示。
2. 拉杆或压杆如图所示。
试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图。
解：（1）分段计算轴力杆件分为3段。
用截面法取图示研究对象画受力图如图，列平衡方程分别求得：F N1=F（拉）；F N2=0；F N3=2F（拉）（2）画轴力图。
根据所求轴力画出轴力图如图所示。
3. 拉杆或压杆如图所示。
试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图。
解：（1）计算A端支座反力。
由整体受力图建立平衡方程：∑F x＝0，2kN-4kN+6kN-F A＝0F A＝4kN(←)（2）分段计算轴力杆件分为3段。
用截面法取图示研究对象画受力图如图，列平衡方程分别求得：F N1=-2kN（压）；F N2=2kN（拉）；F N3=-4kN（压）（3）画轴力图。
根据所求轴力画出轴力图如图所示。
4. 拉杆或压杆如图所示。
试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图。
解：（1）分段计算轴力杆件分为3段。
用截面法取图示研究对象画受力图如图，列平衡方程分别求得：F N1=-5kN（压）； F N2=10kN（拉）； F N3=-10kN （压）（2）画轴力图。
根据所求轴力画出轴力图如图所示。
5. 圆截面钢杆长l=3m，直径d=25mm，两端受到F=100kN的轴向拉力作用时伸长Δl=2.5mm。
试计算钢杆横截面上的正应力σ和纵向线应变ε。
解：6. 阶梯状直杆受力如图所示。
已知AD段横截面面积A AD=1000mm2，DB段横截面面积A DB=500mm2，材料的弹性模量E=200GPa。
求该杆的总变形量Δl AB。
解:由截面法可以计算出AC，CB段轴力F NAC=-50kN（压），F NCB=30kN（拉）。
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章节练习一一. 选择题1. 质量为 m= 0.5kg 的质点，在 XOY 坐标平面内运动，其运动方程为 x=5t , y=0.5 t2 (SI), 从 t=2s 到 t=4s 这段时间内，外力对质点做的功为J A 5.1)( J B 3)( J C 5.4)( J D 5.1)(-解： ,5j t i j dtdy i dt dx v +=+= 22225t v v v y x+=+= 由功能原理，外力对质点做的功为)(21212121222122v v m mv mv A -=-=即 )(3)225425(5.02122J A =--+⨯= 答案：(B)２．质量为 m 的质点在外力作用下，其运动方程为j t B i t A rωωsin cos += 式中A 、B 、ω 都是正的常数，则力在 t1=0 到 t2=π/ (2ω) 这段时间内所做的功为).(21)(222B A m A +ω).()(222B A m B +ω).(21)(222B A m C -ω).(21)(222A B m D -ω 解： j t B i t A dtrd v ωωωωcos sin +-== ,1j B v ω=).(2121212222122B A m mv mv A -=-=ω 答案 (C)3. 一特殊的弹簧，弹性力 F = - kx3 , k 为倔强系数， x 为形变量。
现将弹簧放置于光滑面水平上，一端固定，一端与质量为 m 的滑块相连而处于自然状态。
今沿弹簧长度方向给滑块一个冲量，使其获得一速度 v ，压缩弹簧，则弹簧被压缩的最大长度为.)(v k m A .)(v m k B .4)((41kmv C .)2)((412k mv D 解：弹性势能为 ,41403kx dx kx E xp ==⎰由机械能守恒，有221mv E p =上两式联立，得 ,214124mv kx = .)2(412k mv x = 答案：(D) ４．如图所示，一倔强系数为 k 的弹簧水平放置，左端固定，右端与桌面上质量为 m 的木块相连。
用一水平力 F 向右拉木块而使其处于静止状态。
若木块与桌面间的静摩擦系数为μ，弹簧的弹性势能为 Ep, 则下列关系式中正确的是.2)()(2k mg F E A p μ-=.2)()(2kmg F E B p μ+=.2)(2k F E C p =.2)(2)()(22kmg F E k mg F D p μμ+≤≤-解：当木块有向左运动的趋势时，摩擦力向右，此时,kx mg F -=+μV两边平方，得,21)(21222x k mg F =+μ 势能 ,)(212122mg F k kx E p μ+==当木块有向右运动的趋势时，摩擦力向左，,kx mg F -=-μ ,kx mg F -=-μ,21)(21222x k mg F =-μ ,)(212122mg F kkx E p μ-== 故.2)(2)(22kmg F E k mg F p μμ+≤≤- 答案： (D) 5. 一质量为 m 的滑块，由静止开始沿着 1/4 圆弧形光滑的木槽滑下。
设木槽的质量也是m ，槽的半径为 R ，放在光滑水平地面上，如图所示。
则滑块离开槽时的速度是.2)(Rg A .2)(Rg B .)(Rg C .21)(Rg D 解：由水平方向动量守恒：,0mV mv -= v V =∴由机械能守恒 ,2121222mv mV mv mgR =+=.gR v = 答案：(C)二填空1. 一质量为 m 的质点在指向圆心的平方反比力 F = - k/ r2 的作用下做半径为 r 的圆周运动，此质点的速度 v = ___./rm k ___.若取距圆心无穷远处为势能零点，它的机械能 E= ___r k 2/-___.解：由牛顿第二定律 ,22rv m r k F == .rm k v =∴ 动能 rkmv E k 2212==势能 rkr kdr r k E rrp -==-=∞∞⎰2机械能 .22rk r k r k E E E p k -=-=+= 2. 一个质量为 m 的质点，仅受到力 3/r r K F →→= 的作用，式中 k 为常数，r为某一定点到质点的矢径。
该质点在 r = ro 处被释放，由静止开始运动，则当它到达无穷远时的速率为.20mr kv =2解：质点在 ro 处的势能 0200)(r k dr r k r E r p ==⎰∞由机械能守恒2021mv r k = .20mr k v =∴ 3. 一长为 Ｌ，质量均匀的链条，放在光滑的水平面上，若使其长度的 1/2 悬于桌下边，然后由静止释放，任其滑动，则它全部离开桌面时的速率为.321gl v = 解：设链条质量为 m ，桌面水平面处势能为零。
,4211lmg E p ⋅-=,22lmg E p ⋅-=,21218221mv mgl l mg E E E p p p =+⋅-=-=∆.321,432gl v gl v ==4. 一个力作用在质量为 1.0 kg 的质点上，使之沿 x 轴运动。
已知在此力作用下质点的运动方程为 X = 3t - 4t2 + t3 (SI) .在0 到 4s 的时间间隔内，（1） 力 F 的冲量大小 I = ____16N.s __ .（2） 力 F 对质点所做的功 W = ___176J __. 解：2383t t dtdxv +-==,301==t v .1942==t v 力 F 的冲量大小)(16)319(0.112s N mv mv p I ⋅=-⨯=-=∆= 力 F 对质点所做的 )(176)319(0.121)(21222122J v v m E W k =-⨯=-=∆= 5. 质量为 m 的物体，初速为零，从原点起沿 x 轴正向运动，所受外力方向沿 x 轴正向，大小为 F = kx . 物体从原点运动到坐标为 xo 的点的过程中所受外力冲量的大小为 ___.0x mk ___.解： 外力的功 ,21200kx kxdx A x ==⎰由动能定理 ,2121220mv E kx A k =∆==,0x mk v =∴ 受外力冲量的大小 .00x mk x mkmmv v m I ===∆⋅=章节练习二1．一粒子弹以水平速度v 射人静止于光滑水平面上的木块后，随木块一起运动，对于这个过程的的分析是（ ）A ．子弹和木块组成的系统机械能守恒B ．子弹在水平方向动量守恒C ．子弹所受冲量等于木块所受冲量．D ．子弹减少的动能等于木块增加的动能 2．物体的动量和动能的正确关系是（ ） A ．物体的动量不变，动能也不变 B ．物体的动能不变，动量也不变 C ．物体的动量变化，动能也一定变化 D ．物体的动能变化，动量却不一定变化3．将一空盘放在电子秤上，将电子秤读数调整为零。
然后在距盒底高度为 1.8 m 处令小石子流自由下落，以100个／秒的速率注入盒中，每个小石子的质量均为1×10－2kg ，落下的高度差均相同，且落入盒内后立即停止运动，若取 g = 10 m/s 2，则开始注入 10 s 时，秤的读数应为（ ）A ．9．4 kgB ． 10 kgC ．10．6 kgD ． 141 kg4．质量为m 的物体受到一冲量作用后，其速度的大小 v 不变，而方向改变 θ(0＜ θ＜ π＝,则此物体所受冲量的大小为（ ）A ． θcos mvB ．θsin mvC ．2cos2θmv D.2sin2θmv5．质量为 m 的质点以动能k E 沿直线向左运动，质量为4 m 的质点以动能4k E 沿同一直线向右运动，这两个质点总动量的大小为（ ） A ． 2 k mE 2 B ．3kmE 2C ． 5kmE 2 D ．（2 2- 1）kmE 26．将质量为m 的木块A 和质量为2 m 的木块B 分别连接于一水平轻弹簧两端后，置于光滑水平桌面上，现用力压紧弹簧，弹簧被压缩，然后由静止释放，弹簧伸长到原长时，木块A 的动能为 k E ，则弹簧原来处于被压紧状态时所具有的势能为（ ）A ．3 k E ／2B ．2 k EC ．3k E D ．2k E ／27．在任何相等的时间内，物体动量的增量总是相等的运动一定是（ ） A ．匀速圆周运动 B ．匀加速圆周运动 C ．直线运动 D ．抛体运动8．地球的质量为m ，太阳质量为M ，地球中心到太阳中心的距离为R ，引力常量为G ，地球绕太阳作轨道运动的角动量为（ ）A ． GMR mB ． GMR mMC ． R GMn /D ． R GMm 2/9. 光滑水平桌面的中心O 点有一小孔，质量为m 的小球系于柔软细绳一端，绳子另一端从小孔O 向下穿出。
今使小球在光滑桌面上绕O 点作圆周运动，当半径r ＝r 。
时，小球速率为V 。
，在拉动绳子下端使小球作圆周运动的半径减小的过程中，小球始终保持不变的量是（ ）A ．动量B ．动能C ．对O 点的角动量D ．机械能10．人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动过程中，守恒量是（ ） A ．动量和动能 B ．动量和机械能 C ．角动量和动能 D ．角动量和机械能。