工程力学试题库练习及答案

工程力学练习册第一章静力学基础1-1 画出下列各图中物体A，构件AB，BC或ABC的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。

（a）（b）2 第一章静力学基础（c）（d）（e）（f）（g）1-2 试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图（a）（b）（c）（a）4 第一章静力学基础1-3 画出图中指定物体的受力图。

所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。

（a）（b）（c）（d）6 第一章静力学基础（e）（f）（g）8 第二章平面力系第二章 平面力系 9第二章 平面力系2-1 电动机重P=5000N ，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，撑杆与水平梁的夹角为30 0。

如忽略撑杆与梁的重量，求绞支座A 、B 处的约束反力。

题2-1图∑∑=︒+︒==︒-︒=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得: N P F F B A 5000===2-2 物体重P=20kN ，用绳子挂在支架的滑轮B 上，绳子的另一端接在绞车D 上，如10 第二章 平面力系图所示。

转动绞车，物体便能升起。

设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆重不计，A 、B 、C 三处均为铰链连接。

当物体处于平衡状态时，求拉杆AB 和支杆BC 所受的力。

题2-2图∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得: PF P F AB BC 732.2732.3=-=2-3 如图所示，输电线ACB 架在两电线杆之间，形成一下垂线，下垂距离CD =f =1m ，两电线杆间距离AB =40m 。

电线ACB 段重P=400N ，可近视认为沿AB 直线均匀分布，求电线的中点和两端的拉力。

题2-3图以AC 段电线为研究对象，三力汇交NF N F F F FF F F C A GA yC A x 200020110/1tan sin ,0,cos ,0=======∑∑解得：ααα2-4 图示为一拔桩装置。

在木桩的点A 上系一绳，将绳的另一端固定在点C ，在绳的点B 系另一绳BE ，将它的另一端固定在点E 。

然后在绳的点D 用力向下拉，并使绳BD 段水平，AB 段铅直；DE 段与水平线、CB 段与铅直线成等角α=0.1rad （弧度）（当α很小时，tan α≈α）。

如向下的拉力F=800N ，求绳AB 作用于桩上的拉力。

题2-4图作BD 两节点的受力图AC y BD C xE y BD E xF F F F F F B FF F F F F D ========∑∑∑∑ααααcos ,0,sin ,0sin ,0,cos ,0节点：节点：联合解得：kN F FF A 80100tan 2=≈=α2-5 在四连杆机构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。

求平衡时力F 1和F 2的大小间的关系。

题2-5图以B 、C 节点为研究对象，作受力图∑∑=+︒==+︒=030cos ,0045cos ,02211BC x BC x F F F C F F F B 节点：节点：解得：4621=F F2-6 匀质杆重W=100N ，两端分别放在与水平面成300和600倾角的光滑斜面上，求平衡时这两斜面对杆的约束反力以及杆与水平面间的夹角。

题2-6图2-7 已知梁AB 上作用一力偶，力偶矩为M ，梁长为l ，梁重不计。

求在图a,b,两三种情况下，支座A 和B 的约束反力。

（a ） （b ）题2-7图（a ）lM F F B A -==(．注意，这里，．．．．．．A ．与．B ．处约束力为负，表示实际方向与假定方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．相反，结果应与你的受力图一致，不同的受力图其结果的表现形式也不同．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．)．(b) αcos l MF F B A ==2-8 在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆AB 上作用有主动力偶，其力偶矩为M ，试求A 和C 点处的约束反力。

题2-8图作两曲杆的受力图，BC 是二力杆，AB 只受力偶作用，因此A 、B 构成一对力偶。

即'B AF F =aMF F F aM F Ma F a F M C B A B B B A 4242'3'22'22,0===∴==⨯+⨯=∑2-9 在图示结构中，各构件的自重略去不计，在构件BC 上作用一力偶矩为M 的力偶，各尺寸如图。

求支座A 的约束反力。

题2-9图1作受力图2、BC 只受力偶作用，力偶只能与力偶平衡lMF F C B ==3、构件ADC 三力汇交lMF F F F A C A X 20'22,0-==--=∑2-10 四连杆机构ABCD 中的AB =0.1m , CD =0.22m ,杆AB 及CD 上各作用一力偶。

在图示位置平衡。

已知m 1=0.4kN.m,杆重不计，求A 、D 两绞处的约束反力及力偶矩m 2。

题2-10图kNmM M l F M CD M l F M AB CD B AB B 7.175sin ,030sin ,0221==︒==︒=∑∑解得：杆杆：2-11 滑道摇杆机构受两力偶作用，在图示位置平衡。

已知OO 1=OA=0.4m ，m 1=0.4kN.m,求另一力偶矩m 2。

及O 、O 1处的约束反力。

题2-11图kNF F F kNm M kN F M F M CD M F M OB A O O A A A 15.18.0,15.14.03,060sin 4.0',01221======⨯⨯==︒⨯⨯=∑∑解得：杆杆和滑块：2-12图示为曲柄连杆机构。

主动力N 400=F 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？2-13图示平面任意力系中2401=F N ，N 802=F ，N 403=F ，N 1104=F ，mm N 2000⋅=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）力系的合力并在图中标出作用位置。

2-14某桥墩顶部受到两边桥梁传来的铅直力kN 19401=F ，kN 8002=F ，水平力kN 1933=F ，桥墩重量kN 5280=P ，风力的合力kN 140=F 。

各力作用线位置如图所示。

求力系向基底截面中心O 的简化结果；如能简化为一合力，求合力作用线位置并在图中标出。

2-15 试求图示各梁支座的约束反力。

设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN.m ，长度的单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。

题2-13图题2-14图（a ） （b ）题2-12图受力分析如图：kNF kN F F F FF M B A B A YB A21,15208.020,04.2206.184.08.020,0==+⨯=+=⨯=⨯++⨯⨯=∑∑解得：受力分析如图：kNF kN F kN F F F F F F F F M B Ay Ax BAx x B Ay Y B A 23.4,33.0,12.221,02223,03232223,0===⨯==⨯=⨯+=⨯⨯=⨯⨯+=∑∑∑解得： 2-16 在图示刚架中，已知kN/m 3=q ，kN 26=F ，m kN 01⋅=M ，不计刚架自重。

求固定端A 处的约束力。

2-17 在图示a ，b 两连续梁中，已知q ，M ，a ，及θ，不计梁的自重。

求各连续梁在A ，B ，C 三处的约束反力。

2-13 在图示a ，b 两连续梁中，已知q ，M ，a ，及θ，不计梁的自重。

求各连续梁在A ，B ，C 三处的约束反力。

（a ） （b ）题2-13图1作受力图，BC 杆受力偶作用θcos a MF F C B ==2.对AB 杆列平衡方程Ma F M F M aMF F F a MF F F B A A B Ay Y B Ax X =⨯==-=-=====∑∑∑θθθθcos ',0)(cos ',0tan sin ',0所以：MM aMF a M F A Ay Ax =-==θtan1.以BC 为研究对象，列平衡方程221cos ,0)(0cos ,0sin ,0qaa F F M F qa F FF F F C B C By YC Bx X=⨯==+-===∑∑∑θθθθθcos 22tan 2qaF qa F qa F C By Bx ===1.以AB 为研究对象，列平衡方程221,0)(2,02tan ,0qaa F M F M qaF F F qa F F F By A B By Ay Y Bx Ax X =⨯========∑∑∑ θθθcos 22122tan 2qaF qaM qa F F qa F F C A ByAy Bx Ax ======2-18 如图所示，三绞拱由两半拱和三个铰链A ，B ，C 构成，已知每个半拱重P =300kN ，l =32m ，h =10m 。

求支座A 、B 的约束反力。

题2-15图以整体为研究对象，由对称性知：kN P F F F F By Ay BxAx 300====以BC 半拱为研究对象kNF F lF h F l P M Ax Bx By Bx C 120283,0==∴⨯=⨯+⨯=∑2-19 图示构架中，物体重1200N ，由细绳跨过滑轮E 而水平系于墙上，尺寸如图所示，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 。

题2-19图以整体为研究对象)5.1()2(4,0)(0,0,0=-⨯-+⨯-⨯==-+===∑∑∑r P r P F F MP F F F PF F B A B Ay YAx X解得：NF N F N F B Ay Ax 10501501200===以CDE 杆和滑轮为研究对象05.125.15.12,0)(22=⨯++⨯⨯=∑P F F M B D解得：N F B1500-=2-20 在图示构架中，各杆单位长度的重量为300N/m ，载荷P =10kN ，A 处为固定端，B ，C ，D 处为绞链。

求固定端A 处及B ，C 为绞链处的约束反力。

题2-20图显然：N P 18001=N P 18002=N P 15003=以整体为研究对象kNP P P M F M kN P P P P F F F F AAAyYAxX 4.68236,0)(1.15,00,032321=⨯+⨯+⨯===+++====∑∑∑以ABC 杆为研究对象）（式）（式式363,0)(2,0)1(0,01⨯+⨯===++==++=∑∑∑Ax Bx AACy ByAyYCx BxAxXF F MF M P F F F F F FF F以CD 杆为研究对象214,0)(2⨯=⨯+⨯=∑P P F F M Cy D（式4）由1、2、3、4式得：kN F kN F N F kN F Cy Cx By Bx 55.4,8.22,85.17,8.22==-=-=2-21 试用节点法求图示桁架中各杆的内力。