工程力学试题库(南工院)

工程力学试题库
静力学篇
一、填空题
1.平衡是物体机械运动的一种特殊形式，所谓平衡是指物体相对于地球处于
或的状态。

2．在力的作用下大小和形状都保持不变的物体，称之为。

3．力使物体的机械运动状态发生改变，这一作用称为力的。

4．力对物体的作用效应取决定于力的、和三个要素。

5．在两个力作用下处于平衡的构件称为构件。

6．作用在上的力，可沿其作用线移动，而不改变此力对的作用效应。

7．阻碍物体运动的其他物体称为该物体的。

8．约束力的方向总是与约束所限制的物体运动方向。

9．力沿坐标轴方向的分力是量，而力在坐标轴上的投影是量。

10．力矩是度量力使物体绕某一点产生效应的物理量。

力对点的矩是一个代数量。

其大小等于力的大小与的乘积，其正负号的规定是：力使物体绕矩心方向转动时力矩取正号，反之取负号。

11．当力的作用线通过时，力对点的矩为零。

12．力偶对其作用面内任一点之矩恒等于，力偶在任一轴上的投影恒等于。

13．对物体的移动和转动都起限制作用的约束称为约束，其约束力可用一对正交分力和一个力偶来表示。

14．建立平面一般力系的二力矩式平衡方程时，任取两点A、B为矩心列出两个力矩方程，取x轴为投影轴列出一个投影方程，A、B两点的连线应于x轴。

15．在平面一般力系三力矩式平衡方程中，三个矩心不能在。

16．建立平面平行力系的平衡方程时，任取A、B两点为矩心列出两个力矩方程，但A、B两点的连线不能与力系中各力。

17．力是物体之间的。

18．力对物体的作用效应取决于力的、和，这三个因素称为力的三要素。

19．合力投影定理，即力系的合力在等于力系中各分力在的代数和。

20．刚体受三个共面但互不平行的力作用而平衡时，三力必。

21．二力构件上的两力必沿，且、。

22．公式M O(F)=±Fd中的“±”号表示力矩的转向，规定在平面问题中，取正号，反之取负号。

23．若力F R是平面汇交力系F1、F2、…、F n的合力，由于力F R与力系等效，则合力对任一点O之矩等于力系各分力对。

24．一对、、的平行力组成的特殊力系，称为力偶，记作（F，F’）。

25．力偶对于其作用面内任意一点之矩与无关，它恒等于力偶矩。

26．约束一定有力作用于的物体上，限制其运动，此力称为约束力。

27．平面任意力系平衡的充分和必要条件为主矢与主矩同时为零，
28. 力与是力系的二个基本元素。

29. AB杆受力如图示，其分布力q对点B之矩“M B（q）= ”。

30. 图中力F对点O之矩为。

31.平面汇交力系平衡的几何条件是_____________；平衡的解析条件是_______________________。

32.作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动,而_______________力对刚体的作用效果.所以,在静力学中,力是____________矢量.
33.力对物体的作用效应一般分为__________效应和___________效应.
34.对非自由体的运动所预加的限制条件为_____________;约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向_____________;约束反力由_____力引起,且随_______________力的改变而改变.
二、判断题:（判断并改错）
1．( )力对物体的作用，是不会在产生外效应的同时产生内效应的。

2．( )凡是受二力作用的构件就是二力构件。

3．( )任何物体在两个等值、反向、共线的力作用下都将处于平衡。

4．( )作用与反作用定律只适用于刚体。

5．( )两个大小相等、作用线不重合的反向平行力之间的距离称为力臂。

6．( )固定铰支座和圆柱铰链的约束力过铰的中心，方向未知，故常用过铰中心的两个正交分力表示，当固定铰支座和圆柱铰链连接二力构件时，其约束力作用线的位置可由二力平衡条件确定，故用一个力表示。

7．( )活动铰支座的约束力过铰的中心，垂直于支承面，指向未知。

8．( )在求解平衡问题时，受力图中未知约束力的指向可以任意假设，如果计算结果为负值，那么所假设的指向就是力的实际指向。

9．（ ）约束力总是作用在被约束体与约束体的接触点处，其方向总是与该约束所限制物体的运动或运动趋势的方向相反。

10. ( )力偶只能用力偶来平衡。

11. ( )平面汇交力系最多可以列三个平衡方程，求解三个未知数。

12. ( )作用于刚体上的力，其作用线可在刚体上任意平行移动，其作用效果不变。

13. ( )已知一刚体在五个力作用下处于平衡,如其中四个力的作用线汇交于O 点,则第五个力的作用线必过O 点.
14.（ ）作用在同一物体上的两个力,使物体处于平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。

15. ( )静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。

16. ( )静力学公理中,作用力与反作用力公理和力的平行四边形公理适用于任何物体。

三、选择题
1.图示三铰刚架，在D 处受力偶矩为M 的力偶作用，若将该力偶移到E 点，则支座A 、B 的约束力（ ）。

（A ）A 、B 处都变化； （B ）A 、B 处都不变； （C ）A 处变，B 处不变； （D ）A 处不变，B 处变。

2．图示两个平面汇交力系，各力都不
为零，且图（a ）中F 1与F 2共线，则图（a ）中力系 ；图（b ）中力系 。

A ：一定平衡； B ：可能平衡亦可能不平衡； C ：一定不平衡；
Ｆ１ 3. 如图所示，木棒一端用铰链系于顶板上Ａ点，用一始终与木棒垂直的力Ｆ在另一端缓慢地將木棒提起，在提起过程中，拉力Ｆ和它的力矩变化情況是：
A ：力变小，力矩变小
B ：力变小，力矩变大
C ：力变大，力矩变小
D ：力变大，力矩变大
4. 图示两物体A 、B 受力F 1和F 2作用，且F 1=F 2，假设两物体间的接触面光滑，则（ ）。

（A ）A 物体平衡；（B ）B 物体平衡； （C ）两物体都平衡；（D ）两物体都不平衡。

5. 图示三角架ABC ，杆AB 、BC 的自重不计，根据力的可传性，若将AB 杆上的力F 沿作用线移到BC 杆上，则A 、C 处的约束力（ ）。

（A ）A 处不变，C 处变；（B ）A 处变，C 处不变； （C ）A 、C 处都不变； （D ）A 、C 处都变。

6． 图示滑轮O 在力F 和力偶矩为M 的力偶作用下处于平衡，这说明（ ）。

（A ）固定铰支座O 处的约束力与力F 平衡； （B ）力偶M 与力F 平衡； （C ）固定铰支座O 处有一个约束力偶与力偶M 平衡； （D ）固定铰支座O 处的约束力和力F 组成力偶与力偶M 平衡。

7. 如图所示梯子与地面光滑接触，自重不计所受外力G ，问A 、B 、C 三组受力图中正确的是（ ）
（A ） （B ） （C ）
8. 求解平面任意力系的平衡问题时，为使计算简化， 可按下列原则选择矩心： （ ） （A ）矩心位置只能选定坐标系原点；
（B ）矩心通常选在几个未知力或已知力的交点上或作用线上； （C ）矩心可以任意选择。

9.均质圆轮重为P ，以绳系住A 点，并靠在光滑的斜面上，如图A 、B 、C 三种情况，哪一种情况圆轮能保持平衡？ （ ） A.A 保持平衡； B.B 能保持平衡；
C.C 能保持平衡；
D.三种情况都能保持平衡。

10.力偶对物体产生的运动效应为( ).
A. 只能使物体转动
B.只能使物体移动
C. 既能使物体转动,又能使物体移动
D.它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同
11.如果力F R 是F 1、F 2二力的合力,用矢量方程表示为F R =F 1+F 2,则三力大小之间的关系为( )。

A 必有F R =F 1+F 2 B 不可能有F R =F 1+F 2 C 必有F R >F 1,F R >F 2 D 可能有F R <F 1,F R <F 2
四、画图题
1.如图所示为三铰拱结构简图。

拱重不计。

2.画出图中杆AB 、轮B 及整体的受力图。

试分别画出左、右半拱的受力图。

3．画出图中指定对象的受力图。

（不计各杆及滑轮的重量）
五、计算题
1. A ，B 两人拉一压路碾子，如图所示，F A =400N ，为使碾子沿图中所示方向前进，B 应施加多大的拉力?
2. 已知F=60KN ，a=20cm ，求图示梁的支座A 的约束力。

1题图 2题(a)图 2题(b)图 3. 图示支架在B 铰处悬重P ，试求AB 杆和BC 杆所受的力。

4.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 处的约束力。

3题图 4题图
5.试求图中各平行分布力的合力大小，作用线位置及对A 点之矩。

6. 一均质杆重1kN ，将其竖起如图示。

在图示位置平衡时，求绳子的拉力和A 处的支座反力。

7. 重G ＝20kN 的物体被绞车吊起，绞车的绳子绕过光滑的定滑轮B 。

若滑轮由不计重量的杆AB 、BC 支持，A 、B 、C 三点都是光滑铰链联接，滑轮B 的大小可忽略不计，试求AB 杆和BC 杆
所受的力。

8. 位于铅垂面的人字梯ACB 如图所示，置于光滑水平面上，且处于平衡状态，已知F P =60kN
，
l=3m，α=45°试求铰链C的约束力。

6题图 7题图 8题图
9. 已知：OA=R, AB= l, 当OA水平时，冲压力为P，求：①M =？②O点的约束反力？③AB
杆内力？④冲头给导轨的侧压力？
10. 一平行轴减速器，如图所示，减速器的输入轴I上作用着力偶，其力偶矩为
m
kN
M⋅
=5.0
1，输出轴II上作用着阻力偶，其矩为
m
设l
m
kN
M5.0
;
2
2
=
⋅
=，不计减速器
重量。

试求螺栓A、B以及支承面所受的力。

11. 如图所示为拔出木桩机构，在桩的上端系绳AB，将绳的另一端固定在点C，在绳的B点
系另一绳BE,将它的另一端固定在点E，然后将绳的点D用力向下拉，并使绳的BD段水平，AB段
铅直：DB段与水平线、CB段与铅垂线间成等角θ=0.1rad(弧度)（当θ很小时，tanθ≈θ）如向
下的拉力F=800N,试求绳拔木桩的力有多大？
9题图 10题图 11题图
12. 在四连杆机构ABCD的铰链A和B上分别作用有力F1和F2，机构在图示位置平衡。

试求平
衡时力F1和F2的大小之间的关系。

13. 已知：塔式起重机P=700kN, W =200kN (最大起重量)，尺寸如图。

求：①保证满载和空
载时不致翻倒，平衡块Q=？②当Q=180kN时，求满载时轨道A、B给起重机轮子的反力？
14.如图所示三铰刚架，已知q=20kN/m，试求A和B处的约束反力。

12题图 13题图 14题图
材料力学篇
一、填空题
1．构件在外力作用下抵抗的能力称为强度；构件在外力作用下抵抗的能力称
为刚度；构件在外力作用下保持的能力称为稳定性。

2．在其它条件不变的情况下，受轴向拉伸杆件的直径增大一倍，横截面上的正应力将减
少，相对变形将减少，绝对变形将减少。

3．下列各图中的剪切面面积分别为A a= ，A b= ，A c= 。

4．材料力学的基本假设有，，，。

5.强度条件可解决工程上的三类问题（1）（2），（3）。

6. 保证构件在外力作用下能够正常工作，必须满足三方面要求，即、
和。

7. 欲求杆件某一截面上的内力的大小与方向，通常采用法，单位面积上的内力称为。

8. 两根不同材料的等截面直杆，承受相同的轴向拉力，它们的横截面积和长度都相等，其横截面上的应力，绝对变形。

（填相等或不等）
9．材料常用的塑性指标有和。

10. 变形固体的变形可分为变形和变形。

11.杆件变形的基本形式有1） 2） 3）
4）。

12. 当杆件做轴向的拉伸或压缩时，其承受外力的作用线与杆件的轴线，变形特点是：杆体沿方向伸长或缩短变形
13. 切应力的字母用表示，正应力的字母用表示。

14. 两根不同材料制成的等截面直杆，承受相同的轴向拉力，它们的横截面积和长度都相等，其横截面上的应力，强度，绝对变形。

（填相等或不等）
15. 在材料力学中应力常用的单位是兆帕（MPa）和吉帕（GPa）,其换算关系为：
1GPa= MPa= Pa。

16.图示铆钉联接中，板上受到的拉力为F，
板厚为t，板宽为b，铆钉直径为d，则：
剪切力F s= ，
挤压力F bs= ，
剪切强度τ= ，
挤压应力σbs=
二、判断题（判断并改错）
1. （）杆件所受的轴力F N愈大，横截面上的正应力σ愈大。

2. （）杆件中内力最大的截面是杆件的危险截面。

3. （）轴力图可显示出杆件各段内横截面上轴力的大小，但并不能反映杆件各段变形是伸长还是缩短
4.（）若联接件与被联接件的材料不同，应对许用挤压应力低的构件进行挤压强度校核。

三、选择题
1、等截面直杆在两个外力的作用下发生压缩变形时，这时外力所具备的特点一定是等值（）。

A、反向、共线；
B、反向过截面形心；
C、方向相对，作用线与杆轴线重合； D方向相对，沿同一直线作用；2、材料的塑性指标有（）
A、σ2和δ
B、σS和ψ
C、δ和ψ
D、σ3和ψ
3、图示杆件受到大小相等的四个轴向力P的作用，其中（）段的变形为零。

A、AB
B、AC
C、AD
D、BC
4、同一种材料制成的阶梯杆，欲使σ1=σ2，则两杆直经d1和d2的关系为：（）。

A、d1=1.414d2
B、d1=0.704d2
C、d1=d2
D、d1=2d2
5、在下列说法，（）是正确的。

A、由力随外力增大而增大
B、由力与外力无关
C、由力随外力的增大而减小
D、由力沿杆轴是不变的
6、下列结论中__________ 是正确的。

A 材料力学的任务是研究各种材料的力学问题。

B 材料力学的任务是在保证安全的原则下设计构件或零件。

C 材料力学的任务是在力求经济的原则下设计构件或零件。

D 材料力学的任务是在既安全又经济的原则下为设计构件或零件提供分析计算的基本理论和方法。

7、下列结论中__________ 是正确的。

A 材料力学主要研究各种材料的力学问题。

B 材料力学主要研究各种材料的力学性质。

C 材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。

D 材料力学主要研究各类杆件中力与材料的关系。

8、下列结论中哪些是正确的？答： ________ 。

（1）构件的强度表示构件抵抗破坏的能力。

（2）构件的刚度表示构件抵抗变形的能力。

（3）构件的稳定性表示构件维持其原有平衡形式的能力。

（4）构件的强度、刚度和稳定性愈高愈好。

A （1）（2）（3）
B (4)
C 全对
D 全错
9、下列结论中哪些是正确的？答： ________。

（1）杆的几何特征是长度永远大于横截面的尺度（例如横截面的高度、宽度或直径等）。

（2）杆件的轴线是各横截面形心的连线。

（3）杆件的轴线必为直线。

A （1）（2）
B （1）（3）
C （2）（3）
D 全对
10、下列结论中哪些是正确的？答： ________。

（1）外力可以是力，也可以是力偶·
（2）外力包括荷载和约束反力。

（3）荷载包括集中荷载和分布荷载。

（4）荷载包括静荷载和动荷载。

A (1) (2) (3)
B (1) (2) (4)
C (2) (3) (4)
D 全对
11、下列结论中哪些是正确的？答： ________。

（1）外力是作用在物体外部的力。

（2）杆件的自重不属于外力。

（3）支座约束反力不属于外力。

（4）运动杆件的惯性力不属于外力。

A （1）（2）
B （1）（4）
C 全对
D 全错
12.下列结论中哪些是正确的？答： ________。

（1）截面法是分析杆件内力的基本方法。

（2）截面法是分析杆件截面上应力的基本方法。

（3）截面法是分析杆件截面上内力与应力关系的基本方法。

A （1）
B （2）
C （3）
D 全错
13.图示杆件中，哪些杆件或杆段属于轴向拉伸（压缩）？答： ________。

A 杆A1B1。

B 杆A1B1,杆A2B2。

C 杆A1B1,杆A2B2, B3C3段，B4C4段，D4A4段。

D杆A1B1,杆A2B2, B3C3段，D3A3段，B4C4段，D4A4段。

14.在图B-2所示变截面杆中，设AB段和BC段的轴力分别为
AB
N和BC
N,则下列结论中_________是正确的。

15.等直杆的受力情况如图B-3。

设杆内最大轴力和最小轴力分别为
max
N和min
N，则下列结论中__________是正确的。

16、在连接件上，剪切面和挤压面分别（）于外力方向。

A.垂直、平行
B.平行、垂直
C.平行
D.垂直
四、画杆件的轴力图并写出|F N |max
五、计算题：
1.如图所示的三角形构架，钢杆1和铜杆2在A 、B 、C 处铰接。

已知钢杆1的横截面面积为A 1=150mm 2，许用应力[σ1]＝160MPa ；铜杆2的横截面面积为A 2＝300mm 2。

许用应力[σ2]＝98MPa 。

该结构在节点处受铅垂方向的载荷G 作用，试求G 的最大允许值。

2．如图所示的三角架，已知杆AB 、杆BC 的横截面均为圆形，其直径均为d=20mm ；两杆材料相同，许用应力[]MPa 100=σ；在节点B 处受铅垂力G=10KN 的作用。

试校核三角架的强度。

3．图示一铆钉接头，已知钢板的厚度t=2mm ，铆钉与钢板的材料相同，它们的许用切应力[τ]=100MPa ，许用挤压应力[jy
σ]=250MPa ，F=5KN 。

试按强度条件确定其铆钉的直径d 。

题1图 题2图 题3图
4． 试校核图所示带式输送机传动系统中从动齿轮与轴的平键联接的强度。

已知轴的直径d ＝48mm ，
A 型平键的尺寸为b ＝14mm ，h ＝9mm ，L ＝45mm ，传递的转矩M ＝l81481 N·mm ，键的许用切应力[τ]
＝60MPa ，许用挤压应力[σjy ]＝130MPa 。

5.有一联接如图所示，已知 a=30mm ，b=80mm ，c =10mm ，F=120kN ，许用切应力[τ]=80MPa ，许用
挤压应力[σjy]=200MPa ，试校核构件的剪切、挤压强度。

6． 拖车挂钩用销钉联接，已知t=15mm ，销钉的材料为45 钢，许用切应力[τ]＝60MPa ，许用挤压应力[σjy]＝180MPa ，拖车的拉力F ＝100kN ，试确定销钉的直径。

题4图 题5图 题6图 7．如图所示为铆钉联接。

设钢板与铆钉材料相同，许用拉应力[σ]＝160MPa ，许用切应力[τ]=100MPa ，许用挤压应力[σjy] =300MPa ，钢板厚度t=2mm ，宽度b=25mm ，铆钉直径d=4mm 。

试计算该联接所允许的载荷。