工程力学课后习题答案
工程力学课后习题答案(单辉祖著)
工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解：1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a) B(b)(c)(d)A(e)A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)(a)(b)工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F BF(a)(c)F (b)(d)(e)解：1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
解：(a)F (b)W(c)(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)(e)W(f)(a)D(b)B(c)BF D1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
解：(a)(d)FC(e)WB(f)F FBC(c)(d)AT F BAF (b)D(e)(b)(c)(d)(e) F ABF ACAC’CDDC’B2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos 6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
工程力学教程第二版课后习题答案
工程力学教程第二版课后习题答案工程力学是一门应用力学原理研究工程结构和材料力学性能的学科。
作为工程学的基础课程之一，工程力学的学习对于培养工程师的分析和解决实际工程问题的能力至关重要。
而工程力学教程第二版是一本经典的教材，其中的课后习题是帮助学生巩固所学知识的重要辅助材料。
本文将为读者提供工程力学教程第二版课后习题的答案，帮助读者更好地理解和掌握工程力学的知识。
第一章：静力学1. 问题：一根长度为L，截面为矩形的梁，其宽度为b，高度为h。
梁的两端分别固定在支座上，中间有一个集中力P作用在梁上。
求梁在P作用下的最大弯矩和最大剪力。
答案：根据静力学原理，我们可以通过平衡力和力矩来求解该问题。
首先，根据平衡力的原理，梁在P作用下的最大剪力等于P。
其次，根据力矩的原理，梁在P作用下的最大弯矩等于P乘以梁的长度L的一半。
因此，最大弯矩为PL/2。
第二章：动力学1. 问题：一个质量为m的物体以速度v沿着水平方向运动，突然撞击到一个质量为M的静止物体上。
求撞击后两个物体的速度。
答案：根据动量守恒定律，撞击前后两个物体的总动量保持不变。
设撞击后质量为m的物体的速度为v1，质量为M的物体的速度为v2。
由动量守恒定律可得mv = mv1 + Mv2。
另外，根据能量守恒定律，撞击前后两个物体的总动能保持不变。
设撞击前质量为m的物体的动能为1/2mv^2，撞击后质量为m的物体的动能为1/2mv1^2，质量为M的物体的动能为0（静止）。
由能量守恒定律可得1/2mv^2 = 1/2mv1^2 + 0。
综上所述，可以解得v1 = (m - M)v / (m + M)，v2 = 2m / (m + M)。
第三章：应力分析1. 问题：一个长方体的尺寸为a×b×c，其材料的杨氏模量为E，泊松比为v。
求该长方体在x、y、z方向上的应力分量。
答案：根据应力分析的原理，我们可以通过应力的定义和杨氏模量、泊松比的关系来求解该问题。
工程力学课后习题答案(2-6章-版本2)
3.3 图3.3所示钢架的点B 作用一个水平力F ，钢架重量忽略不计。
求支座A 、D 的约束力。
解：由图3.3可以确定D 点受力的方向，这里将A 点的力分解为x 、y 方向，如图3.3.1 根据力与矩平衡有)2(:)(0:)(0:)(=-=-=-∑∑∑FL L F A M F F y F F F x F Dy Dx （1）解上面三个方程得到 )(2),(2),(↑=↓=←=F F F F F F D y x3.5如图3.5铰链四杆机构ABCD 的CD 边固定，在铰链A 、B 处有力F1、F2作用，如图所示。
该机构在图示位置平衡，杆重忽略不计。
求力F1和力F2的关系。
解：（1）对A 点分析，如图3.5.1，设AB 杆的内力为T ，则将力投影到垂直于AC 方向的AM 上有0)15cos()30cos(:)(1=︒-︒∑T F AM F ①图3.5（2）对B 点分析，如图3.5.2，将力投影到垂直于BD 方向的BN 有 0)30cos()60cos(:)B N (2=︒-︒∑T F F ②由①、②可得 22108593790.64395055332F F F ≈+=3.8如图3.8有5根杆件组成的结构在A 、B 点受力，且CA 平行于DB ，CA DE BE DB ===。
F=20kN,P=12kN 。
求BE 杆的受力。
解：（1）对A 点受力分析，将力投影到垂直于AC 方向的AN 上有060sin :)(=-︒∑F FAN F AB①（2）对B 点受力分析，如图3.8.2.将力投影到垂直于BD 方向的BM 上有060cos 60sin 30cos :)B M (=︒-︒-︒∑P F FF BE AB②由①、②可得373095kN 16.1658075kN 328≈=BE F （方向斜向上）3.9如图（见书上）所示3根杆均长2.5m ，其上端铰结于K 处，下端A 、B 、C 分别与地基铰结，且分布在半径r=1.5m 的圆周上，A 、B 、C 的相对位置如图所示。
工程力学课后习题答案
工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础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）（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）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）（e）（f）（g）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。
工程力学静力学课后习题答案
工程力学静力学课后习题答案工程力学静力学课后习题答案引言：工程力学是一门研究物体受力和运动的学科，静力学是其中的一个重要分支。
通过学习静力学，我们可以了解物体在静止状态下受力的规律，掌握解决工程实际问题的方法和技巧。
本文将针对工程力学静力学课后习题进行解答，帮助读者更好地掌握相关知识。
一、力的平衡1. 一个物体受到两个力的作用，一个力为30N，方向为东，另一个力为40N，方向为南。
求合力的大小和方向。
解答：根据力的平衡条件，合力为0。
设合力的大小为F，方向为θ。
根据三角函数的定义，可以得到以下方程：30cosθ = 40sinθ解方程可得，θ ≈ 53.13°，F ≈ 50N。
因此，合力的大小为50N，方向为东南。
2. 一个物体质量为20kg，受到一个斜向上的力F，使其保持静止。
已知斜向上的力与水平方向的夹角为30°，求F的大小。
解答：根据力的平衡条件，物体受到的合力为0。
设F的大小为F，根据三角函数的定义，可以得到以下方程：Fsin30° = 20 * 9.8解方程可得，F ≈ 196N。
因此，F的大小为196N。
二、支持反力1. 一个物体质量为50kg，放在一个水平面上，受到一个向上的力F，使其保持静止。
已知F与水平面的夹角为60°，求支持反力的大小。
解答：根据力的平衡条件，物体受到的合力为0。
设支持反力的大小为N，根据三角函数的定义，可以得到以下方程：Nsin60° = 50 * 9.8解方程可得，N ≈ 490N。
因此，支持反力的大小为490N。
2. 一个物体质量为30kg，放在一个斜面上，斜面与水平面的夹角为30°。
已知物体沿斜面下滑的加速度为2m/s²，求斜面对物体的支持反力的大小。
解答：根据牛顿第二定律，物体所受合力等于质量乘以加速度。
设斜面对物体的支持反力的大小为N，根据三角函数的定义，可以得到以下方程：Nsin30° - 30 * 9.8 * cos30° = 30 * 2解方程可得，N ≈ 147.1N。
工程力学课后习题答案
3.3 图3.3所示钢架的点B 作用一个水平力F ，钢架重量忽略不计。
求支座A 、D 的约束力。
解：由图3.3可以确定D 点受力的方向，这里将A 点的力分解为x 、y 方向，如图3.3.1根据力与矩平衡有0)2(:)(0:)(0:)(=-=-=-∑∑∑FL L F A M F F y F F F x F Dy D x （1）解上面三个方程得到)(2),(2),(↑=↓=←=F F F F F F D y x3.5如图3.5铰链四杆机构ABCD 的CD 边固定，在铰链A 、B 处有力F1、F2作用，如图所示。
该机构在图示位置平衡，杆重忽略不计。
求力F1和力F2的关系。
解：（1）对A 点分析，如图3.5.1，设AB 杆的内力为T ，则将力投影到垂直于AC 方向的AM 上有0)15cos()30cos(:)(1=︒-︒∑T F AM F ① 图3.5（2）对B 点分析，如图3.5.2，将力投影到垂直于BD 方向的BN 有0)30cos()60cos(:)B N (2=︒-︒∑T F F ②由①、②可得22108593790.64395055332F F F ≈+=3.8如图3.8有5根杆件组成的结构在A 、B 点受力，且CA 平行于DB ，CA DE BE DB ===。
F=20kN,P=12kN 。
求BE 杆的受力。
解：（1）对A 点受力分析，将力投影到垂直于AC 方向的AN 上有 060sin :)(=-︒∑F F AN F AB ①（2）对B 点受力分析，如图3.8.2.将力投影到垂直于BD 方向的BM 上有060cos 60sin 30cos :)B M (=︒-︒-︒∑P F F F BE AB ②由①、②可得373095kN 16.1658075kN 328≈=BE F （方向斜向上）3.9如图（见书上）所示3根杆均长2.5m ，其上端铰结于K 处，下端A 、B 、C 分别与地基铰结，且分布在半径r=1.5m 的圆周上，A 、B 、C 的相对位置如图所示。
《工程力学》课后习题与答案全集
工程力学习题答案第一章静力学基础知识思考题：1. X ；2. V ;3. V ;4. V ;5. K 6. K 7. V ;8. V习题一1•根据三力汇交定理，画出下面各图中A 点的约束反力方向。
解：（a ）杆AB 在 A B 、C 三处受力作用。
u由于力p和uuv R B 的作用线交于点Q 如图（a ）所示，根据三力平衡汇交定理, 可以判断支座A 点的约束反力必沿 通过A 0两点的连线。
uP 3uvB 处受绳索作用的拉力uuv R B （b ）同上。
由于力交于0点，根据三力平衡汇交定理, 可判断A 点的约束反力方向如 下图（b ）所示。
的作用线 2.不计杆重，画出下列各图中 AB 杆的受力图。
uP 解：（a ）取杆AB 和E 两处还受光滑接触面约束。
约束力UJVN E uuvuuN A 和 N E，在A的方向分别沿其接触表面的公法线， 外，在 并指向杆。
其中力uuvN A 与杆垂直,通过半圆槽的圆心 Q力 AB 杆受力图见下图（a ）。
和C 对它作用的约束力 NBo------- r -------- —y —uuv N C铰销此两力的作用线必须通过（b ）由于不计杆重，曲杆 BC 只在两端受 故曲杆BC 是二力构件或二力体，和 B 、C 两点的连线，且B O两点的连线。
见图（d）.第二章力系的简化与平衡思考题：1. V ;2.＞；3. X ；4. K 5. V ;6.$7.＞；8. x ；9. V .1.平面力系由三个力和两个力偶组成， 它们的大小和作用位置如图示，长度单位为cm 求此力系向O 点简化的结果，并确定其合力位置。
uvR R 解：设该力系主矢为 R ，其在两坐标轴上的投影分别为Rx、y。
由合力投影定理有:。
4.梁AB 的支承和荷载如图, 小为多少？解：梁受力如图所示：2. 位置:d M o /R 25000.232 火箭沿与水平面成F ,100 0.6100 80 2000 0.5 580m 23.2cm,位于O 点的右侧。
工程力学课后习题答案(单辉祖著)
工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解：1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a) B(b)(c)(d)A(e)A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)(a)(b)工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F BF(a)(c)F (b)(d)(e)解：1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
解：(a)F (b)W(c)(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)(e)W(f)(a)D(b)B(c)BF D1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
解：(a)(d)FC(e)WB(f)F FBC(c)(d)AT F BAF (b)D(e)(b)(c)(d)(e) F ABF ACAC’CDDC’B2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos 6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
工程力学课后习题答案
工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础 1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）（c）2第一章静力学基础（d ）（e）（f）（g）第一章静力学基础 31-2 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）第一章静力学基础 5（b）（c）（d）第一章静力学基础6第一章静力学基础7（f）（g）8第二章 平面力系第二章 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，如第二章 平面力系9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 FF 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。
工程力学课后习题答案_范钦珊(合订版)
9
O
A
lθ
3
βG
2l
FRA
3
B G
θ
FRB
习题 1－13 图
习题 1－13 解图
解：AB 为三力汇交平衡，如图（a）所示ΔAOG 中：
AO = l sin β
∠AOG = 90° − θ ∠OAG = 90° − β
∠AGO = θ + β
l
由正弦定理： l sin β =
3
sin(θ + β ) sin(90° − θ )
FC C
A FA
习题 1－3e 解 1 图
C
BF
FB
FAx A
FAy
习题 1－3b 解 1 图
A FA
FB
α C
B
D
FD 习题 1－3d 解 1 图
D
F
C
F'c
B
FB
习题 1－3e 解 2 图
3
D
F
C
A
B
FA
FB
习题 1－3e 解 3 图
FO1 FOx O A
FOy
W
习题 1－3f 解 1 图
FA' FOx O A
投影： Fx1 = F cosα ， Fy1 = F sinα
讨论： ϕ = 90°时，投影与分力的模相等；分力是矢量，投影是代数量。
图（b）：
分力： Fx2 = (F cosα − F sin α tan ϕ )i2 ，
Fy2
=
F sinα sinϕ
j2
投影： Fx2 = F cosα ，
Fy2 = F cos(ϕ − α )
解：由已知 MB = 0 知合力 FR 过 B 点； 由 MA = 20kN·m，MC = -10kN·m 知 FR 位于 A、
工程力学 课后习题答案(DOC)
4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。
设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN ⋅m ，长度单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。
(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。
解：(b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程；0: 0.400.4 kNxAx Ax FF F =-+==∑()0: 20.80.5 1.60.40.7200.26 kNAB B MF F F =-⨯+⨯+⨯+⨯==∑0: 20.501.24 kNyAy B Ay FF F F =-++==∑约束力的方向如图所示。
AB CD 0.80.80.40.50.40.7 2(b)ABC12q =2(c)M=330oABCD0.8 0.80.820 0.8M =8q =20(e)A BC D 0.80.80.40.5 0.4 0.7 2F B F AxF A yyx(c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程；2()0: 33200.33 kNBAy Ay MF F dx x F =-⨯-+⨯⨯==∑⎰20: 2cos3004.24 kNo yAy B B FF dx F F =-⨯+==∑⎰0: sin 3002.12 kNo xAx B Ax FF F F =-==∑约束力的方向如图所示。
(e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程；0: 0xAx FF ==∑0.8()0: 208 1.620 2.4021 kNAB B MF dx x F F =⨯⨯++⨯-⨯==∑⎰0.80: 2020015 kNy Ay B Ay F dx F F F =-⨯++-==∑⎰约束力的方向如图所示。
4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接，它的支承和受力如题4-16图所示。
工程力学(静力学与材料力学) 单祖辉 谢传峰合编 课后习题答案.doc
工程力学(静力学与材料力学)单祖辉 谢传峰合编课后习题答案1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解：1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a) B(b)(c)(d)A(e)A(a)(b) A(c)A(d)A(e)工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)解：1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
解：(a)F (b)W(c)(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)D(e)W(f)DBF D1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
(d)FC(e)WB(f)F FBC(c)(d)(b)(e)解：(a)(b)(c)(d)(e)ATF BAFCAA C’CDDB2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。
如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。
工程力学课后习题答案（静力学和材料力学）
1 一 3 试画出图示各构件的受力图。
F
D
习题 1－3 图
C
F
D
C
A
B
FA
FB
习题 1－3a 解 1 图
F Ax
A
B
FAy
FB
习题 1－3a 解 2 图
C
BF
B
D
FB
FD
C
A
FA 习题 1－3b 解 2 图
W
FAx
FAy
习题 1－3c 解图
F
A
A
F
α
B C
FA
D
FAFD 习题 1－3d 解 2 图
FB2 x
B
FDy
C FB2 y
F Dx D
W
习题 1－4b 解 2 图
F'B1
B
F'B2x
F'B2 y F1
A B
F'B2x
习题 1－4c 解 1 图
F1 F'B2 y
FDx D FDy
F'B2x B
C
F'B2 y
W
F'B2 B
习题 1－4c 解 2 图
习题 1－4b 解 3 图
FA
A
B
F B1
习题 1－4d 解 1 图
可推出图（b）中 FAB = 10FDB = 100F = 80 kN。
FED αD
FDB FD′ B
FCB
α
B
F 习题 1－12 解 1 图
F AB 习题 1－12 解 2 图
1—13 杆 AB 及其两端滚子的整体重心在 G 点，滚子搁置在倾斜的光滑刚性平面上，如
工程力学课后习题答案
工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学根底1-1 画出以下各图中物体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〕〔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〕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〕〔e〕〔f〕〔g〕第二章 平面力系2-1 电动机重P=5000N ，放在水平梁AC 的中央，如下图。
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，如下图。
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 如下图，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。
完整版工程力学课后习题答案主编佘斌
4-1试求题4-1图所示各梁支座的约束力.设力的单位为kN,力偶矩的单位为 kN m,长度 单位为m,分布载荷集度为kN/m.(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分).M= 3A A ^解:(b): (1)整体受力分析,画出受悖20 (平面任意力系)；20」y n 1M =8口' M A (F )=0:-2 0.8 0.5 1.6 0.4 0.7 F B2 = 0F B=0.26 kN“ F y =0： F Ay -2 0.5 F B =0F Ay =1.24 kNXM B (F )=0:-F Ay 3-3 q 2 dx X = 0F Ay = 0.33 kN(c)30o(2)3A「J 0.80I8F A y选坐标系Axy ,列出平衡方斗.0.8 F X= 0:-F A X0.4 =0F A X=0.4 kN(60.8FB0.4q =2AF AX约束力的方向如下列图.(c): (1)研究AB 杆,受力分析,画出受力图 (平面任意力系);(2)选坐标系x(2)C选坐标系Cxy,列出平衡方程；F eR I 才x dxM e (F ) =0:aOq dx x MF D=5 kNa£ F y =0: F e - 0oqMdx-F D =0F e = 25 kN研究ABC 杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系); AF A,y qdxjita qlx2“ F y =0: F Ay - o 2 dx F Bcos30o =0F B= 4.24 kN'、：F x =0：F AX - F B sin30o=0F Ax =2.12 kN约束力的方向如下列图.(e): (1)研究CABD 杆,受力分析,画出受力图 (平面任意力系);20Mdx y" F x =0:F AX =00.8% M A(F ) -0:0 20 dx x 8 F B1.6-202.4-0F B=21 kN0.8“ F y =0:- o 20 dx F Ay F B -20 =0F Ay =15 kN约束力的方向如下列图.4-16由AC 和CD 构成的复合梁通过钱链 C 连接,它的支承和受力如题 4-16图所示. 均布载荷集度q=10 kN/m ,力偶M=40 kN m, a=2 m ,不计梁重,试求支座 A 、B 、D 的约 束力和钱链C 所受的力."yqdx q --1 r J(2) q =20 C dx选坐标系Axy ,列出平衡方旭3M =8I [F AX r20x0.8F A y0.8二B D0.8 f F B0.8解: (1)研究CD 杆,受力分析-画出义力图(平面平行力票*T ； FF A=35 kNa’F y =0:-F A - 0 q dx F B -F C =0F B=80 kN约束力的方向如下列图.4-17刚架ABC 和刚架CD 通过钱链C 连接,并与地面通过钱链 A 、B 、D 连接,如题4-17M A (F )=0:-100 6-,〔q dx x F B 6=0F B=120 kN5F y =0:fy - 1 q dx F B =0F Ay = 80 kN约束力的方向如下列图.(b): (1)研究CD 杆,受力分析,画出受力图 (平面任意力系);(4) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;aM B (F )=0: F A a-° q dx x - F C a = 0图所示,载荷如图,试求刚架的支座约束力 (尺寸单位为m,力的单位为 kN , 载荷集度单位为 kN/m).解:(a)： (2)脸q =103y F =50喧Dlf t=FD=0 ;(1)研究苗杆7十日⑶Z例眄引艮那 D 点的约k 性质,gr 知:(2)选C 点为矩心,列出平衡方程;3M C (F )=0:- Q q dx x F D 3=0“ F x =0： F AX -50-0F Ax =50 kN3% M B(F )=0:-F Ay 6- o q dx x F D 3 50 3 = 0F Ay = 25 kN3Z F y =0: F Ay - j 0 qMdx-F B +F D =0F B=10 kN约束力的方向如下列图.8-5图示阶梯形圆截面杆,承受轴向载荷 F1=50 kN 与F2作用,AB 与BC 段的直径分别为 d1=20 mm 和d2=30 mm ,如欲使AB 与BC 段横截面上的正应力相同,试求载荷350 10 =159.2 MPa 12研究整体, F D=15 kN 受力分析,|画出受力图(平面维聿相人(4) 选坐标系 Bxy ,列出平衡方程;F2之值.解: F N I(1)用截面法求出1-1、2-2截面的轴力;=F IF N 2 =F I F 2(2)求 1-1、2-2截面的正应力,利用正应力相同;一二0.02450 103 F 2-1 =159.2 MPa 12—二0.0324= 62.5 kN8-15图示桁架,杆1为圆截面钢杆,杆2为方截面木杆,在节点 A 处承受铅直方向的载荷解：(1)对节点A 受力分析,求出 AB 和AC 两杆所受的力;F AC= 2F =70.7kN F AB=F =50kN(2)运用强度条件,分别对两杆进行强度计算;50 10 —t S 160MPa 12 一d4 所以可以确定钢杆的直径为20 mm,木杆的边宽为 84 mm.11-6图示悬臂梁,横截面为矩形,承受载荷F1与F2作用,且F1=2F2=5 kN ,试计算梁内 的最大弯曲正应力,及该应力所在截面上K 点处的弯曲正应力.F 作用,试确定钢卞f 的直径d 与木杆截面的边宽 b.载荷F=50 kN,钢的许用应力[d S]=160d 一 20.0mmABACFACA 270.7 103bk W I 10MPa b _ 84.1mmMPa,木的许用应力[y边的纵向正应变 £ =3.0 X 钝,试计算梁内的最大弯曲正应力,钢的弹性模量 E=200 Gpa,(1)求支反力3… — _qa R B 4(2)画内力图maxW ZMmaxbh 67.5 1062 =176 MPa 40 80K 点的应力:MmaxMmax ybh 3 7.5 1 063040 803二 132 MPa11-8图示简支梁,由 1212No28工字钢制成,在集度为 q 的均布载荷作用下,测得横截面 C 底 a=1 m.解: R A解：(1)画梁的弯矩图Mmax(3)由胡克定律求得截面 C下边缘点的拉应力为:4-9_= 3.0 10 — 200 10 =60 MPa 也可以表达为:CJmax M cW2qa4W z(4) 梁内的最大弯曲正应力:--maxc 29qaMmax 329 .= T「c max =67.5 MPa811-14图示槽形截面悬臂梁,F=10 kN , Me=70 kNm ,［司=120 MPa ,试校核梁的强度.许用拉应力［(H=35 MPa,许用压应力100 253m50MSj_z c解: (1)截面形心位置及惯性矩:200y cA1y l A2 y2 (150 250) 125 (-100 200) 150A i A2 (150 250) (-100 200)=96 mmI zC150 50312225 2003(150 50) (yc-25)2 2 12(25 200) (150- y C )2= 1.02 108mm4(2)画出梁的弯矩图(3)计算应力A+截面下边缘点处的拉应力及上边缘点处的压应力分别为:A-截面下边缘点处的压应力为可见梁内最大拉应力超过许用拉应力,梁不平安.9.16图示圆越面轴-3与丑C 段的直径分别为由与刈,且由=4比W,试求轴内的最大切应力与截面C 的转角,并画出轴外表母线的位移情况,材料的切变模量为G.解:(11画轴的扭矩图:(2)求最大切应力!九 2"工W _115M比较得.M A. <250- y c )A =C40 106 (250 -96)1.02 108= 60.4 MPaCT n = AI zCM A y c 40 106 961.02 108= 37.6MPaM A_(250-y c )c30 106(250-96)1.02 108= 45.3 MPa(3)求C截面的转角；M M MT“C L3 g" (〃m3-1图示硬铝试样,厚度<5=2mm, 的作用下,测得试验段伸长△/=0.l5mm, 泊松比〃•16M'皿莉X2A/Z Ml 16.6 Ml"GL半f G 1 ".娘32 I 3 J 32试验段板宽/>=20mm,标即/=7(hnm°在轴向拉户=6kN 板宽缩短AA0.014mni,试计算帙铝的弹性模量E与/ .g_4L- bA/ = —得5 解：由胡克定律EA Ukb〃 =——=—=0 327 7丛£ a—=70 GPa* —A1返回3,2(3・5)。
《工程力学》课后习题答案全集
工程力学习题答案令狐采学第一章静力学基础知识思考题：1. ×;2. √;3. √;4. √;5. ×;6. ×;7. √;8. √习题一1．根据三力汇交定理，画出下面各图中A点的约束反力方向。
解：（a）杆AB在A、B、C三处受力作用。
由于力p和B R的作用线交于点O。
如图（a）所示，根据三力平衡汇交定理，可以判断支座A点的约束反力必沿通过A、O两点的连线。
（b）同上。
由于力p和B R的作用线交于O点，根据三力平衡汇交定理，可判断A点的约束反力方向如下图（b）所示。
2．不计杆重，画出下列各图中AB杆的受力图。
解：（a）取杆AB为研究对象，杆除受力p外，在B处受绳索作用的拉力B T，在A和E两处还受光滑接触面约束。
约束力A N和E N的方向分别沿其接触表面的公法线，并指向杆。
其中力E N与杆垂直，力A N通过半圆槽的圆心O。
AB杆受力图见下图（a）。
(b)由于不计杆重，曲杆BC只在两端受铰销B和C对它作用的约束力B N和C N，故曲杆BC是二力构件或二力体，此两力的作用线必须通过B、C两点的连线，且N=C N 。
研究杆AB，杆在A、B两点受到约束反力A N和BN，以及力偶m的作用而平衡。
根据力偶的性质，A N和BB N 必组成一力偶。
(d)由于不计杆重，杆AB 在A 、C 两处受绳索作用的拉力A T 和C T ，在B 点受到支座反力B N 。
A T 和C T 相交于O 点，根据三力平衡汇交定理， 可以判断B N 必沿通过B 、O 两点的连线。
见图(d).第二章 力系的简化与平衡思考题：1. √;2. ×;3. ×;4. ×;5. √;6. ×;7. ×;8. ×;9. √. 1． 平面力系由三个力和两个力偶组成，它们的大小和作用位置如图示，长度单位为cm ，求此力系向O 点简化的结果，并确定其合力位置。
解：设该力系主矢为R '，其在两坐标轴上的投影分别为x R 、y R 。
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工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础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）（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）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）（e）（f）（g）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图解得: P F PF 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2-4 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 联合解得：kN F F F A 80100tan 2=≈=α 2-5 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 解得：4621=F F 2-6 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 ）l M 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 M F 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 A F F =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3、构件ADC 三力汇交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 。
（a ） （b ）题2-12图受力分析如图：受力分析如图：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2.对AB 杆列平衡方程 所以：M M aM F aM F A Ay Ax =-==θtan1.以BC 为研究对象，列平衡方程1.以AB 为研究对象，列平衡方程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：以BC 半拱为研究对象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解得：N F NF NF B Ay Ax 10501501200===以CDE 杆和滑轮为研究对象解得：N F B 1500-=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=以整体为研究对象以ABC 杆为研究对象以CD 杆为研究对象214,0)(2⨯=⨯+⨯=∑P P F F M Cy D ρ（式4）由1、2、3、4式得：2-21 试用节点法求图示桁架中各杆的内力。
F 为已知，除杆2和杆8外，其余各杆长度均相等。
2-22 平面桁架结构如图所示。
节点D 上作用一载荷F ，试求各杆内力。
2-23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。
2-24 平面桁架的支座和载荷如图所示，求杆1，2和3的内力。
（提示：先截断AD 、3、2杆，用截面法分析；再取C 节点）2-25 两根相同的均质杆AB 和BC ，在端点B 用光滑铰链连接，A ，C 端放在不光滑的水平面上，如图所示。
当ABC 成等边三角形时，系统在铅直面内处于平衡状态。
求杆端与水平面间的摩擦因数。
题2-25图以整体为研究对象以AB 杆为研究对象题2-23图题2-24图2-26 图示两无重杆在B 处用套筒式无重滑块连接，在AD 杆上作用一力偶，其力偶矩M A =40N.m ，滑块和AD 间的摩擦因数f s =0.3。
求保持系统平衡时力偶矩M C 的范围。
题2-26图以AD 杆为研究对象以BC 杆为研究对象m N l F l N M F M B B C C ⋅=-=⨯-⨯==∑61.4939.10602123,0)(11ρ当摩擦力反向处于临界平衡态，如b 图所示，则以AD 杆为研究对象以BC 杆为研究对象2-27 尖劈顶重装置如图所示。
在B 块上受力P 的作用。
A 与B 块间的摩擦因数为f s （其他 有滚珠处表示光滑）。
如不计A 和B 块的重量，求使系统保持平衡的力F 的值。
题2-27图以整体为研究对象，显然水平和铅直方向约束力分别为P F ,以A 滑块为研究对象，分别作出两临界状态的力三角形2-28 砖夹的宽度为25cm ，曲杆AGB 与GCED 在G 点铰接。
砖的重量为W，提砖的合力F作用在砖夹的对称中心线上，尺寸如图所示。
如砖夹与砖之间的摩擦因数f s=0.5，试问b应为多大才能把砖夹起（b是G点到砖块上所受正压力作用线的垂直距离）题2-28图2-29 均质长板AD重P，长为4m，用一短板BC支撑，如图所示。
若AC=BC=AB=3m，BC板的自重不计。
求A、B、C处的摩擦角各为多大才能使之保持平衡。
题2-29图第三章空间力系3-1 在正方体的顶角A和B处，分别作用力F1和F2，如图所示。
求此两力在x,y,z轴上的投影和对x,y,z轴的矩。
并将图中的力系向点O简化，用解析式表示主矢、主矩的大小和方向。
题3-1图3-2 图示力系中，F1=100N，F2=300N，F3=200N，各力作用线的位置如图所示。
将力向原点O简化题3-2图3-3 边长为a的等边三角形板，用六根杆支持在水平面位置如图所示。
若在板面内作用一力偶，其矩为M，不计板重，试求各杆的内力。
题3-3图3-4 如图所示的空间构架由三根杆件组成，在D端用球铰链连接，A、B 和C端也用球铰链固定在水平地板上。
今在D端挂一重物P=10kN，若各杆自重不计，求各杆的内力。
题3-4图3-5 均质长方形板ABCD重W=200N，用球铰链A和蝶形铰链B固定在墙上，并用绳EC维持在水平位置。
求绳的拉力和支座的约束反力。
题3-5图3-6 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 是水平面，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。
题3-6图3-7 一平行力系由五个力组成，力的大小和作用线的位置如图所示。
图中小正方格的边长为10mm 。
求平行力系的合力。
题3-7图3-8 图示手摇钻由支点B 、钻头A 和弯曲的手柄组成。
当支点B 处加压力x F 、y F 和z F 以及手柄上加力F 后，即可带动钻头绕轴AB 转动而钻孔，已知F z =50N ，F =150N 。