工程力学习题集

工程力学习题集

2009年11月

第一章习题

1.1 画出图 1.1(a) ～ (f) 中各物体的受力图。未画重力的物体 , 质量均不计 , 所有接触处均为光滑接触。

1.2 画出图 1.2 所示各物体系中各物体的受力图。未画重力的物体 , 质量均不计 , 所有接触处均为光滑接触。

1.4 如图 1.4 所示矩形搁板ABCD 可绕轴线AB 转动，M 、K 均为圆柱铰链 , 搁板用DE 杆支撑于水平位置，撑杆DE 两端均为铰链连接，搁板重为W ，试画出搁板的受力图。

1.5 图 1.5 所示为一水轮机简图，巳知使水轮机转动的力偶矩M z ，在锥齿轮B 处的力分解为三个分力：圆周力F t 、轴向力F a 、径向力F r ，试画出水轮机的受力图。

第二章习题

2.1 已知图 2.1 中，F 1 = 150N ，F 2 = 200N 及F 3 = l00N 。试用图解法及解析法求这四个力的合力。

2.2 起重用的吊环如题图 2.2 所示，侧臂AB 及AC 均由两片组成，吊环自重可以不计，起吊重物P =1200KN ，试求每片侧臂所受的力。

2.3 图示梁在A 端为固定铰支座，B 端为活动铰支座，P =20KN 。试求在图示两种情形下A 和B 处的约束反力。

2.4 图示电动机重 W=5KN ，放在水平梁AC 的中间，A 和B 为固定铰链，C 为中间铰链，试求A 处的约束反力及杆BC 所受的力。

2.5 简易起重机用钢绳吊起重量G =2000N 的重物。各杆的自重、滑轮的自重和尺寸都忽略不计，试求杆AB 和AC 受到的力。假定A 、B 、C 三处可简化为铰链连接。

2.6 重为G =2KN 的球搁在光滑的斜面上，用一绳把它拉住。巳知绳子与铅直墙壁的夹角为30 0 ，斜面与水平面的夹角为15° ，试求绳子的拉力和斜面对球的约束反力。

2.7 压榨机构如图所示，杆AB 、BC 自重不计，A 、B 、C 都可看作为铰链连接，油泵压力P =3KN ，方向水平。h = 20mm ，l = 150mm ，试求滑块施于工件上的压力。

2.8 图示为从四面同时压混凝土立方块的铰接机构。杆AB 、BC 和CD 各与正方形ABCD 的三边重合，杆 1,2,3,4 的长度彼此相等，并沿着正方形的对角线；在AD 两点处作用着相等、相反的二力P 。如力P 的大小为 50KN 。试求立方块四面所受的压力N 1 ，N 2 ，N 3 和N 4 ，以及杆AB ，BC 和CD 所受的力。

2.9 图示圆柱体A 重W ，在其中心系着绳AB 和AC ，它们分别经过滑轮B 和C ，并在其端部悬挂着重为G 1 和G 2 的物体。设G 2 ＞G 1 ，试求平衡时绳AC 和水平线所构成的角α及D 处的约束反力。

2.10 起重架如图所示。水平杆AC 和A 端用钢索AB 拉住，C 端以铰链固定。在AC 杆中点装一光滑小滑轮，通过它用铰车E 将重G =1KN 的重物匀速吊起。设∠ BAC =30 ° , 试求钢索所受的拉力和杆AC 的 C 端所受的约束反力。

2.11 两定点A 与B 间的水平距离=l 7 . 3m ，铅垂距离= 0 . 4m ，在A ，B 两

点间悬以柔索ACB ，其长为l = 20m 。柔索通过一光滑小滑轮悬重量G =2KN 的重物。试求柔索的张力和张角∠ ACB 。

第三章习题

3.1 试分别计算在图示各种情况下，力F 对O 点的矩。

3.2 用多轴钻床同时加工某工件上的四个孔，如图所示。钻孔时每个钻头的主切削力组成一力偶 , 其力偶矩m = －15 N·m ，试求加工时两个固定螺钉A 和B 所受的力。

3.3 锻锤工作时，如受工作给它的反作用力有偏心，则会使锻锤C 发生偏斜，如图中所示，这将在导轨AB 上产生很大的压力，从而加速导轨的磨损并影响锻件的精度。巳知打击力P

= 200mm 。试求锻锤给导轨两侧的压力。

=1000KN ，偏心距e = 20mm ，锻锤高度

3.4 巳知m 1 =3KN · m ，m 2 =1KN · m, 转向如图所示。= 1m ，试求图示刚架A ，

B 两处的约束反力。

题3.3图题 3.3图

3.5 折梁的支承和载荷情况如图所示。不计梁的自重 , 试求支座A ，B 处的约束反力。

题 3.4图题 3.5图

第四章 习题

4.1 巳知图中 F 1 = 8N ， F 2 = 6N ， F 3 = l0N ， F 4 = 5N 。求该力系的合力。图中每格长度为 10mm 。

4.2 扳手受到一力和一力偶的作用，如图所示，求此力系的合力作用点 D 的位置 ( 以距离 b 表示 ) 。 4.3 试求图中各支承点的约束反力，已知物体的重量 G =2KN 。

4.4 试计算下列三种支架中 A ， C 两处的约束反力。悬重 G =10kN 。

4.5 已知 F =60KN ， 200mm ，求图示各梁的支座反力。

4.6 如图所示 , 由 AC 和 CD 构成的组合梁通过铰链 C 连接。已知均布载荷集度 q =10 KN/m ，力偶矩 M =40 K N ·m ，不计梁重，试求支座 A ， B ， D 处的反力。

4.7 如图所示，用支架 ABC 承托斜面上的圆球，球重 G =1000N 。若 AB 和 BC 杆的重量及各种摩擦不计，试求 BC 杆所受的压力。

题 4.1图题 4.2图

题 4.3图题 4.4图

题 4.5图

4.8 重为 G 的圆球放在墙与杆 AB 之间，杆的 A 端用铰联于墙上， B 端用水平绳 BC 拉住。若 α=30 0 ， AD = DB ，绳与杆的自重都不计，各接触面都是光滑的 , 求 A 点的约束反力及绳 BC 的拉力。

4.9 钢筋矫直机构如图所示，如在 E 点作用水平力 F =90N ，试求在 D 处将产生多大的压力，并求铰链支座 A 的约束反力。

4.10 物块重 G =100N ，与水平面间的静摩擦系数 f =0 . 3 。问： (1) 当水平力 P =10N 时，物

块受多大的摩擦力？ (2) 当 P =30N 时，物块受多大的摩擦力？ (3) 当 P =50N 时，物块受多大的摩擦力？

题 4.6图题 4.7图题 4.8图题 4.9图