静力学受力分析答案
静力学题参考答案
约束与约束力
约束是对物体运动状态 的限制，而约束力是实 现这种限制的力。在静 力学中，我们学习了不 同类型的约束和相应的 约束力，如柔索约束、
光滑面约束等。
受力分析与受力图
受力分析是解决静力学 问题的关键步骤之一。 通过受力分析，我们可 以确定物体所受的力的 大小、方向和作用点，
并绘制出受力图。
一质量为m的物体在水平面上 受到水平恒力F的作用，由静 止开始运动。经过时间t后撤 去外力F，物体又经过时间2t 后停下。求物体受到的摩擦 力大小。
对物体进行受力分析，受到 重力mg、支持力N、摩擦力 f和水平恒力F四个力的作用 。根据牛顿第二定律和运动 学公式，可以列出方程组求 解摩擦力大小。解得f=F/3 。
摩擦力与约束力问题
03
摩擦力概念及性质
摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力，分为静摩擦力和滑动摩 擦力。
静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，大小随外力的增加而增加， 但不超过最大静摩擦力。
滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，大小与正压力成正比，即 f=μN，其中μ为动摩擦因数。
约束力类型及特点
柔性约束（如绳索）只能承受拉力，不能承受 压力和弯矩。
固定端约束（如固定铰链）对物体的约束力可以分解 为两个互相垂直的分力，一个与截面垂直，另一个与
截面相切。
约束力是物体受到的限制其自由运动的力，根 据约束性质可分为柔性约束、光滑面约束和固 定端约束等。
光滑面约束（如光滑平面或曲面）对物体的约束 力通过接触点，方向沿接触面的公法线指向物体 。
典型例题解析
例题1
解析
例题2
解析
一质量为m的物体放在水平 地面上，受到一个斜向上的 拉力F的作用，仍保持静止 。求地面对物体的支持力和 摩擦力。
静力学习题及答案
04
平面任意力系
平面任意力系简化及结果分析
主矢和主矩的概念及计算 简化结果的判断方法
简化中心的选取原则
举例分析平面任意力系的 简化过程
平面任意力系平衡条件及方程
平面任意力系平衡的必要与 充分条件
平衡方程的应用举例
平衡方程的建立及求解方法
特殊情况下平衡方程的应用
平面任意力系平衡问题解法举例
01
力偶性质
力偶没有合力，所以力偶不能用一个力来代替，也不能与一个力来平衡；力偶对其作用面内任一点之矩恒等于力 偶矩，且与矩心位置无关；在同一平面内的两个力偶，如果它们的力偶矩大小相等，转向相同，则这两个力偶等 效。
平面力偶系合成与平衡条件
平面力偶系合成
若干个在同一平面内的力偶组成平面力偶系，可依次用矢量合成的方法求出各力偶的合力偶矩，再求 出这些合力偶矩的矢量和。
80%
解法一
几何法。通过作力多边形或力三 角形，利用几何关系求解未知力 。
100%
解法二
解析法。根据平衡方程列出方程 组，通过求解方程组得到未知量 。
80%
解法三
图解法。在图上按比例作出各力 的图示，利用平行四边形法则或 三角形法则求解未知力。
03
平面力偶系
力偶及其性质
力偶定义
由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系。
力的单位
在国际单位制中，力的单位是牛顿（N）。
静力学公理及其推论
01
02
静力学公理：作用于刚体 的两个力，使刚体保持平 衡的必要和充分条件是： 这两个力大小相等、方向 相反，且作用在同一直线 上。
静力学公理的推论
03
04
05
二力平衡条件：作用在刚 体上的两个力平衡的必要 和充分条件是：这两个力 的大小相等、方向相反， 且作用在同一直线上。
静力学基本概念及物体的受力分析
第一章 静力学基本概念及物体的受力分析1. 是非题（1）凡是合力都比分力要大。
（ × ） （2）力是滑动矢量，可沿作用线移动。
（ × ） （3）若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于同一点，则该刚体比处于平衡状态。
（ × ） （4）只要两个力是相等的，这两个力就等效。
（ × ） （5）凡是大小相等、方向相反、作用线沿同一直线的两个力就等效。
（ × ） （6）对任意给定的力系，都可以按照加减平衡力系原理，加上或减去任意的平衡力系而不改变原力系的作用效果。
（ × ） （7）按平行四边形法则，图示两个力的合力可以写为R =F 1+F 2，而不能写为|R |=|F 1|+|F 2|。
（ √ ）（8）作用力和反作用力同样是一对平衡力，因为它也满足二力平衡条件中所说的两力大小相等、方向相反、作用线沿同一直线。
（ × ） （9）柔索类约束反力，其作用线沿柔索，其指向沿离开柔索方向而不能任意假定。
（ √ ） （10）只要是两点受力的刚体，均为二力杆件。
（ × ） （11）三力平衡汇交定理表明：作用在物体上汇交于一点的三个力必是平衡力系。
（ × ） 2. 选择题（1）二力平衡条件的适用范围是（ A ）。
A ．刚体；B ．刚体系统；C ．变形体；D ．任何物体或物体系统。
（2）力的可传性（ A ）。
A ．适用于同一刚体；B ．适用于刚体和变形体；C ．适用于刚体系统；D ．既适用于单个刚体，又适用于刚体系统。
（3）如果力R 是两力的合力，用矢量方程表示为R =F 1+F 2，其大小之间的关系为( D )。
A ．必有R =F 1+F 2； B ．不可能有R =F 1+F 2； C ．必有R >F 1，R >F 2； D ．可能有R <F 1，R <F 2。
（4）平行四边形法则（ C ）。
静力学受力分析答案
学号 班级 姓名 成绩静力学部分 物体受力分析（一）一、填空题1、作用于物体上的力，可沿其作用线移动到刚体内任一点，而不改变力对刚体的作用效果。
2、分析二力构件受力方位的理论依据是二力平衡公理.3、力的平行四边形法则，作用力与反作用力定律对__变形体___和____刚体__均适用，而加减平衡力系公理只是用于__刚体____.4、图示AB 杆自重不计，在五个已知力作用下处于平衡。
则作用于B 点的四个力的合力F R 的大小 =，方向沿F 的反方向__.R F F 5、 如图(a)、（b ）、（c ）、所示三种情况下，力F 沿其作用线移至D 点，则影响A 、B 处的约束力的是图___（c ）_______.第4题图第5题图二、判断题( √ )1、力的可传性只适用于刚体，不适用于变形体。
( × )2、凡是合力都比分力大。
( √ )3、一刚体在两力的作用下保持平衡的充要条件是这两力等值、反向、共线。
2F 3a( × )4、等值、反向、共线的两个力一定是一对平衡力。
( √ )5、二力构件约束反力作用线沿二力点连线，指向相对或背离。
三、改正下列各物体受力图中的错误四、画出图中各物体的受力图，未画出重力的物体重量均不计，所有接触处为光滑接触。
（必须取分离体）F AxF A yF BF AxF A yF(e)BTFAFBAxFA yFC xC yFAFAxAFdAlDD（h ）A F A F AxF 'C F 'C Fh i ng sh ee学号 班级 姓名 成绩物体受力分析（二）一、填空题1、柔软绳索约束反力方向沿 绳索方向 , 背离 物体.2、光滑面约束反力方向沿 接触表面的公法线方向 , 指向 物体.3、光滑铰链、中间铰链有 1 个方向无法确定的约束反力,通常简化为方向确定的 2 个反力.4、只受两个力作用而处于平衡的刚体，叫 二力 构件,反力方向沿 两点连线 .二、画出以下指定物体的受力图.yF AxF C F C xF 'C x 'C y F B yF B x A yF AxF BF 'C F C yF C xF 'T F A yF Ax F BFC DyF 'Dy F 'DxF EFF G'F F 'E B x F学号 班级 姓名 成绩平面汇交力系一、填空题1、平面汇交力系是指力作用线_在同一平面内__，且____汇交于______一点的力系。
理论力学练习册及答案(南华版)
动系固连摇杆CB上，定系固连机架。
由速度合成定理 作速度平行四边形。
B点速度为：
由加速度合成定理 作加速度图。
取 方向投影，得：
B点加速度为：
7-4.半径为R的半圆形凸轮以匀速V0沿水平线向右平动，带动顶杆AB沿铅直方向运动，当OA与铅直线夹角为300时，求此时杆AB的速度和加速度。
解：动点取杆OA上A点，动系固连杆O1C上，定系固连机架。
由速度合成定理 作速度平行四边形。
由加速度合成定理 作加速度图。
取 方向投影，得：
再取动点杆O1C上C点，动系固连套筒B上，定系固连机架。
由速度合成定理 作速度平行四边形。
由加速度合成定理:
作加速度图。
取 方向投影，得：
取 方向投影，得：
第八章 刚体平面运动
分别取节点A、B为研究对象，受力如图
对于节点A： ，
(压)
对于节点B： , (压)
2-11.计算桁架中1、2、3杆的受力。
解：取I-I剖面右边部分为研究对象，受力如图。
,
(拉)
,
(压)
研究节点B: ，
(压)
第三章 空间力系
3-1.图示正立方体，各边长为a，四个力F1、F2、F3、F4大小皆等于F，如图所示，作用的相应的边上。求此力系简化的最终结果，并在图中画出。
8-7.四杆机构中，曲柄OA以匀角速度ω0=25 rad/s绕O轴转动，OA=50 cm，AB=100 cm，O1B= cm。求∠OAB=900时，B点的加速度，摇臂O1B的角速度和角加速度。
8-8.图示机构中，设当OA与水平线成450角的瞬时，曲柄OA有反时针方向的匀角速度ω＝25 rad/s，连杆AB水平，扇形板BD铅垂。求扇形板绕定轴D转动的角加速度ε。
工程力学课后习题答案静力学基本概念及物体的受力分析答案
第一章 静力学根本概念与物体的受力分析以下习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。
1.1 试画出以下各物体〔不包括销钉与支座〕的受力图。
解：如图(g)(j)P (a)(e)(f)WWF F A BF DF BF AF ATF BA1.2画出以下各物体系统中各物体〔不包括销钉与支座〕以及物体系统整体受力图。
解：如图F BB(b)(c)C(d)CF D(e)AFD(f)FD(g)(h)EOBO E F O(i)(j) BYFB XBFXE(k)1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。
在定滑轮上吊有重为W的物体H。
试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。
解：如图'D1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转方向如下图。
试分别画出两齿轮的受力图。
解：1o xF2o xF2o yF o yFFF'1.5 构造如题1.5图所示，试画出各个局部的受力图。
解：第二章 汇交力系2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。
其中F 1＝2kN ，F 2=3kN ，F 3=lkN ， F 4=2.5kN ，方向如题2.1图所示。
用解析法求该力系的合成结果。
解 00001423cos30cos45cos60cos45 1.29Rx F X F F F F KN ==+--=∑00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑2.85R F KN ==0(,)tan63.07Ry R RxF F X arc F ∠==2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，F 1＝1kN ，F 2=2kN ，F 3=l.5kN 。
求该力系的合成结果。
解：2.2图示可简化为如右图所示023cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑2.77R F KN ==0(,)tan6.2Ry R RxF F X arc F ∠==-2.3 力系如题2.3图所示。
第一章静力学公理与物体的受力分析
GT 第一章 静力学公理与物体的受力分析一、判断题1．力是滑动矢量，可沿作用线移动。
（ ） 2．凡矢量都可用平行四边形法则合成。
（ ） 3．凡是在二力作用下的构件称为二力构件。
（ ） 4．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
（ ） 5．凡是合力都比分力大。
（ ） 6．刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，而非充分条件。
（ ） 7．若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于一点，则该刚体必处于平衡状态。
（ ） 二、填空题1．作用力与反作用力大小 ，方向 ，作用在 。
2．作用在同一刚体上的两个力使刚体平衡的充要条件是这两个力 ， ， 。
3．在力的平行四边形中，合力位于 。
三、选择题1．在下述公理、法则、定理中，只适用于刚体的有（ ）。
A ．二力平衡公理B 力的平行四边形法则C ．加减平衡力系原理D 力的可传性E 作用与反作用定律2．图示受力分析中，G 是地球对物体A 的引力，T 是绳子受到的拉力，则作用力与反作用力指的是（ ）。
A T ′与GB T 与GC G 与G ′D T ′与G ′3．作用在一个刚体上的两个力F A 、F B ，若满足F A ＝－F B 的条件，则该二力可能是（ ）。
A 作用力与反作用力或一对平衡力 B 一对平衡力或一个力偶 C 一对平衡力或一个力或一个力偶 D 作用力与反作用力或一个力偶 四、作图题1．试画出下列各物体的受力图。
各接触处都是光滑的。
A BCW（a ） （b ）2． 试画出图示系统中系统及各构件的受力图。
假设各接触处都是光滑的，图中未画出重力的构件其自重均不考虑。
ABC DP W（c ） ABP30（d ）AB CPD（f ）AC DE W（e ）（a ）A BP 2P 1（b ）ABCDqP（c ）60ABCP（d）（e）（f ）ABECDW（g ）ABCD EFP M第二章 平面汇交力系与平面力偶系一、判断题1. 两个力F 1、F 2在同一轴上的投影相等，则这两个力大小一定相等。
理论力学作业答案
解：力系对O点的主矩在轴上的投影为
M Ox M x F F2 cos a .100 F3 sin .300 51.8 N .m M Oy M y F F1 .200 F2 sin a .100 36.64 N .m M Oz M z F F2 cos a .200 F3 cos .300 103.6 N .m
FCy
P1
FDx
解得： FCy 4550 N
P
3、研究杆ABC
FCy
C
M F F
y
C
0
M A 6FAx 3FBx 0 0
B
FCx
FBy
FAy FBy FCy P3 0
x
0
FBx
FAx FBx FCx 0
MA P3 FAy
A
解得： FBx 22800, FBy 17850
M M FAx tan , FAy , M A M a a
3-9(b)
已知：q, M, a,. 不计梁自重，求支座A、B、C约束反力。 FNC FBy FBx
解：BC段梁受力分析如图，平面任意力系平衡方程为
F F
解得：
FNC
x y
0 FBx FNC sin 0 0 FBy qa FNC cos 0
解得： FAx 0, FAy 1 F M , FNB 1 3F M 2 a 2 a
3-5(b)
已知：F, M, q, a, 求支座A、B约束反力。
q
M
解：梁受力分析如 图，平面任意力系 平衡方程为
FAx
第一章 静力学公理及物体的受力分析
取左拱 AC ,其受力图如
图（c）所示
系统整体受力图如图 （d）所示
考虑到左拱AC三个力作用下
平衡，也可按三力平衡汇交定
理画出左拱 AC的受力图，如
图（e）所示
此时整体受力图如图（f） 所示
讨论：若左、右两拱都考 虑自重，如何画出各受力 图？
如图 （g）（h）（i）
【例1-5】 不计自重的梯子放在光滑水 平地面上，画出梯子、梯子 左右两部分与整个系统受力 图．图(a)
公理4 作用与反作用公理
作用力和反作用力总是同时存在，两力的大小相等方 向相反,沿同一直线分别作用在两个相互作用的物体上。
公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成 刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。
柔性体（受拉力平衡）
刚化为刚体（仍平衡）
刚体（受压平衡）
柔性体（受压不能平衡）
7 、正确判断二力构件。
为便于记忆，将上述方法、要点概括为几句话：
研究对象要分离，解除约束代以力； 反力勿按直观画，约束类型是依据； 外力勿丢，内力勿画，作用反作用勿忘。
谢谢！
cbab为二力构件其受力图如图b所示cb系统整体受力图如图d所示其受力图如图c所示ac考虑到左拱三个力作用下平衡也可按三力平衡汇交定理画出左拱的受力图如图e所示acac此时整体受力图如图f所示例15不计自重的梯子放在光滑水平地面上画出梯子梯子左右两部分与整个系统受力梯子左边部分受力图如图c所示梯子右边部分受力图如图d所示整体受力图如图e所示提问
4、受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。
5、受力图上只画外力，不画内力。 一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有 可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分 内力，就成为新研究对象的外力。
理论力学课后习题部分答案
B
A FAC FBA
P
(l)
(l1)
(l2)
(l3)
图 1-1
1-2 画出下列每个标注字符的物体的受力图。题图中未画重力的各物体的自重不计，所 有接触处均为光滑接触。
(a)
B
FN1
C
FN 2
P2 P1
FAy
A
FAx
(a2)
(b)
FN1
A
P1
FN
(b2)
C
FN′
P2
(a1)
B
FN1
FN 2
FN
P1
F Ay
FCy
FAx (f2)
C FC′x
FC′y F2
FBy
FBx B (f3)
FAy A FAx
FB
C B
(g)
FAy
FAx A
D FT C FCx
(g2)
FB
B
F1
FB′ B
FAy
A
FAx
(h)
(h1)
P (g1)
FC′y
FT
C
FC′x
P (g3)
D
FCy
FB
F2
C FCx
B
(h2)
A FAx
FAy
FCy
D FAy
A
FAx
(k3)
6
FB
F1
FB′
B B
FD D
(l) FD′ D
A FA
(l1) F2
C
FC (l2)
F1
D
F2
B
A
E
FE
FA
(l3) 或
F1
FB′
理论力学习题册答案
第一章静力学公理与受力分析(1)一．是非题1、加减平衡力系公理不但适用于刚体，还适用于变形体。
（）2、作用于刚体上三个力的作用线汇交于一点，该刚体必处于平衡状态。
（）3、刚体是真实物体的一种抽象化的力学模型，在自然界中并不存在。
（）4、凡是受两个力作用的刚体都是二力构件。
（）5、力是滑移矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效果。
（）}二．选择题1、在下述公理、法则、原理中，只适于刚体的有（）①二力平衡公理②力的平行四边形法则③加减平衡力系公理④力的可传性原理⑤作用与反作用公理三．画出下列图中指定物体受力图。
未画重力的物体不计自重，所有接触处均为光滑接触。
多杆件的整体受力图可在原图上画。
)a(球A )b(杆AB)d(杆AB、CD、整体)c(杆AB、CD、整体))e(杆AC、CB、整体)f(杆AC、CD、整体~四．画出下列图中指定物体受力图。
未画重力的物体不计自重，所有接触处均为光滑接触。
多杆件的整体受力图可在原图上画。
)a(球A、球B、整体)b(杆BC、杆AC、整体第一章静力学公理与受力分析（2）一．画出下列图中指定物体受力图。
未画重力的物体不计自重，所有接触处均为光滑接触。
多杆件的整体受力图可在原图上画。
WA DBCEOriginal FigureADBCEWWF AxF Ay F BFBD of the entire frame )a(杆AB、BC、整体)b(杆AB、BC、轮E、整体…)c(杆AB、CD、整体)d(杆BC带铰、杆AC、整体)e(杆CE、AH、整体)f(杆AD、杆DB、整体!)g(杆AB带轮及较A、整体)h(杆AB、AC、AD、整体]第二章平面汇交和力偶系一．是非题1、因为构成力偶的两个力满足F= - F’，所以力偶的合力等于零。
（）2、用解析法求平面汇交力系的合力时，若选用不同的直角坐标系，则所求得的合力不同。
（）3、力偶矩就是力偶。
（）（二．电动机重P=500N，放在水平梁AC的中央，如图所示。
工程力学课后习题标准答案静力学基本概念与物体受力分析标准答案
第一章静力学基本概念与物体的受力分析下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。
1.1试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。
解：如图1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。
解：如图1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。
在定滑轮上吊有重为W的物体H。
试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。
解：如图1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转方向如图所示。
试分别画出两齿轮的受力图。
解：1.5结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。
解：第二章汇交力系2.1在刚体的A点作用有四个平面汇交力。
其中F1＝2kN，F2=3kN，F3=lkN，F4=2.5kN，方向如题2.1图所示。
用解读法求该力系的合成结果。
解2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F1＝1kN，F2=2kN，F3=l.5kN。
求该力系的合成结果。
解：2.2图示可简化为如右图所示2.3 力系如题2.3图所示。
已知：F 1＝100N ，F 2=50N ，F 3=50N ，求力系的合力。
解：2.3图示可简化为如右图所示2.4 球重为W ＝100N ，悬挂于绳上，并与光滑墙相接触，如题2.4图所示。
已知，试求绳所受的拉力及墙所受的压力。
解：2.4图示可简化为如右图所示墙所受的压力F=57.74N2.5 均质杆AB 重为W 、长为 l ，两端置于相互垂直的两光滑斜面上，如题2.5图所示。
己知一斜面与水平成角，求平衡时杆与水平所成的角及距离OA 。
解：取 AB 杆为研究对象，受力如图所示由于杆件再三力作用下保持平衡，故三力应汇交于C 点。
AB 杆为均质杆，重力作用在杆的中点，则W 作用线为矩形ACBO 的对角线。
由几何关系得 所以 又因为 所以2.6 一重物重为20kN ，用不可伸长的柔索AB 及BC悬挂于题2.6图所示的平衡位置。
静力学受力分析答案(新)
学号 班级 姓名 成绩静力学部分 物体受力分析（一）一、填空题1、 作用于物体上的力，可沿 其作用线 移动到刚体内任一点，而不改变力对刚体的作用效果。
2、 分析二力构件受力方位的理论依据是 二力平衡公理 .3、 力的平行四边形法则，作用力与反作用力定律对__变形体___和____刚体__均适用，而加减平衡力系公理只是用于__刚体____.4、 图示AB 杆自重不计，在五个已知力作用下处于平衡。
则作用于B 点的四个力的合力F R 的大小R F =F ，方向沿F 的反方向__.5、 如图(a)、（b ）、（c ）、所示三种情况下，力F 沿其作用线移至D 点，则影响A 、B 处的约束力的是图___（c ）_______.(c )第4题图 第5题图二、判断题( √ )1、力的可传性只适用于刚体，不适用于变形体。
( × )2、凡是合力都比分力大。
( √ )3、一刚体在两力的作用下保持平衡的充要条件是这两力等值、反向、共线。
( × )4、等值、反向、共线的两个力一定是一对平衡力。
2 F 3( √ )5、二力构件约束反力作用线沿二力点连线，指向相对或背离。
三、改正下列各物体受力图中的错误四、画出图中各物体的受力图，未画出重力的物体重量均不计，所有接触处为光滑接触。
（必须取分离体）NF B xF B yF AxF A yF BF AF AxF A yF Ax F A yF(e)BFTFAFBFAxFA yFC xFC yFAFAxFA yFBFDD（h）A yFAxF'BFBFCFA yFAxFCFDF'CFCFDFA yFAxF'CF学号 班级 姓名 成绩物体受力分析（二）一、填空题1、柔软绳索约束反力方向沿 绳索方向 , 背离 物体.2、光滑面约束反力方向沿 接触表面的公法线方向 , 指向 物体.3、光滑铰链、中间铰链有 1 个方向无法确定的约束反力,通常简化为方向确定的 2 个反力.4、只受两个力作用而处于平衡的刚体，叫 二力 构件,反力方向沿 两点连线 . 二、画出以下指定物体的受力图.A yF AxF C y F C x F 'C x F 'C y F B yF B x F A yF Ax F BF 'B F 'C F C yF C xF TF C y F C xF 'T F A yF Ax F BFBF AF 'B F CF DyF DxF 'Dy F 'DxF EF FF GF 'F F TF DF C F BF 'C F 'B F 'DF I xF I yF 'I x F 'I yF AxF A yF KF AxF A yF 'Ax F 'A y F 'E F CF EF 'C F O xF O yF B x F B yF学号班级姓名成绩平面汇交力系一、填空题1、平面汇交力系是指力作用线_在同一平面内__，且____汇交于______一点的力系。
理论力学第一章静力学公理及物体的受力分析习题答案
B F B'
FED
F FF
E
A
F Ax F Ay
第 1 章 静力学公理及物体的受力分析
C F
D
E
A
B
F
F Ax
FF
F Ay
(k)
MA A
FAx
m
F Ay
B FBx
FBy
q
C
FB' x
B
FB' y
FC
q MA
F Ax
A
B
m
F Ay
(m)
B FBx
FBy
C FBx
FCy
A
FAx1 39; C
F' Ax1
E
FE' y
FE' x
F A
B
E
C
D
C
D
FCA
FND
FCx FCy
FND
第 1 章 静力学公理及物体的受力分析
第 1 章 静力学公理及物体的受力分析
一、是非题 √ √√×√×
二、填空题 1． 运动效应 变形效应。 2． 力系 等效力系。 3． 力的平行四边形法则、二力平衡公理、加减平衡力系公理、作用与反作用公理 刚
化公理。 4． 力作用在同一个刚体上。 5． 取隔离体。
第 1 章 静力学公理及物体的受力分析
B
FB P
1
C D P2
E FE
A
F Ay
F Ax
(c)
B FB
A
F C'
FAx
FAy
P2
CF C
D FD
P 1
B FB
A
C
工程力学(静力学答案)
第一章习题下列习题中，凡未标出自重的物体，质量不计。
接触处都不计摩擦。
1-1试分别画出下列各物体的受力图。
1-2试分别画出下列各物体系统中的每个物体的受力图。
1-3试分别画出整个系统以及杆BD ，AD ，AB （带滑轮C ，重物E 和一段绳索）的受力图。
1-4构架如图所示，试分别画出杆HED ，杆BDC 及杆AEC 的受力图。
1-5构架如图所示，试分别画出杆BDH ，杆AB ，销钉A 及整个系统的受力图。
1-6构架如图所示，试分别画出杆AEB ，销钉A 及整个系统的受力图。
1-7构架如图所示，试分别画出杆AEB ，销钉C ，销钉A 及整个系统的受力图。
1-8结构如图所示，力P 作用在销钉C 上，试分别画出AC ，BCE 及DEH 部分的受力图。
参考答案1-1解：1-2解：1-3解：1-4解：1-5解：1-6解：1-7解：1-8解：第二章习题参考答案2-1解：由解析法，23cos 80RX F X P P N θ==+=∑ 故：22161.2R RX RY F F F N =+=2-2解：即求此力系的合力，沿OB 建立x 坐标，由解析法，有故：223R RX RY F F F KN =+=方向沿OB 。
2-3解：所有杆件均为二力杆件，受力沿直杆轴线。
（a ）由平衡方程有：联立上二式，解得：0.577AB F W=（拉力） 1.155AC F W =（压力）（b ）由平衡方程有：联立上二式，解得：1.064AB F W=（拉力） 0.364AC F W =（压力）（c ）由平衡方程有：联立上二式，解得：0.5AB F W =(拉力)0.866AC F W =（压力）（d ）由平衡方程有：联立上二式，解得：0.577AB F W =(拉力)0.577AC F W =(拉力)2-4解：（a ）受力分析如图所示：由0x =∑224cos 45042RA F P ⋅-=+由0Y =∑222sin 45042RA RB F F P ⋅+-=+(b)解：受力分析如图所示：由联立上二式，得：2-5解：几何法：系统受力如图所示三力汇交于点D ，其封闭的力三角形如图示所以：5RA F KN =（压力）5RB F KN =（与X 轴正向夹150度）2-6解：受力如图所示：已知，1R F G =，2AC F G =由0x =∑cos 0AC r F F α-=由0Y =∑sin 0AC N F F W α+-=2-7解：受力分析如图所示，取左半部分为研究对象由0x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=联立后，解得：0.707RA F P =由二力平衡定理0.707RB CB CB F F F P '===2-8解：杆AB ，AC 均为二力杆，取A 点平衡由0x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=联立上二式，解得：7.32AB F KN =-（受压）27.3AC F KN =（受压）2-9解：各处全为柔索约束，故反力全为拉力，以D ，B 点分别列平衡方程（1）取D 点，列平衡方程由0x =∑sin cos 0DB T W αα-=（2）取B 点列平衡方程由0Y =∑sin cos 0BD T T αα'-=2-10解：取B 为研究对象：由0Y =∑sin 0BC F P α-=取C 为研究对象： 由0x =∑cos sin sin 0BC DC CE F F F ααα'--=由0Y =∑sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式，且有BC BC F F '=解得：取E 为研究对象： 由0Y =∑cos 0NH CE F F α'-=CE CE F F '=故有：2-11解：取A 点平衡： 联立后可得：2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡，取如图坐标系：由对称性及AD AD F F '=2-12解：整体受力交于O 点，列O 点平衡由0x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=联立上二式得：2.92RA F KN = 1.33DC F KN =（压力）列C 点平衡联立上二式得：1.67AC F KN =（拉力） 1.0BC F KN =-（压力）2-13解：（1）取DEH 部分，对H 点列平衡 联立方程后解得：5RD F Q =（2）取ABCE 部分，对C 点列平衡且RE RE F F '= 联立上面各式得：22RA F Q =（3）取BCE 部分。
《静力学习题答案》课件
04
力的矩和力矩平衡
力矩的概念和性质
总结词 理解力矩的概念和性质是解决静 力学问题的关键。
力矩的简化表达 在静力学中，通常使用标量表达 力矩，即力矩等于力和垂直于作 用线到转动轴距离的乘积。
力矩的定义 力矩是力和力臂的乘积，表示力 对物体转动作用的量。
静力学基本原理
二力平衡原理
三力平衡定理
一个刚体受两个力作用处于平衡状态 时，这两个力必定大小相等、方向相 反且作用在同一直线上。
一个刚体受三个力作用处于平衡状态 时，这三个力必构成一平面三角形， 且其中任意两个力的合力与第三个力 大小相等、方向相反。
力的可传递性原理
对于通过刚体中心的力，加在刚体上 的力可以沿其作用线移至刚体上任一 点，而不改变该力对刚体的作用效应 。
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静力学问题分类
平面问题与空间问题
平面问题是指所有外力都作用在物体某一平面内的问题， 空间问题则是指外力作用在物体三维空间内的问题。
静定问题与静不定问题
静定问题是根据给定的静力平衡条件能够完全确定物体所 有未知力的问题；静不定问题则是不能完全确定未知力的 数量或方向的问题。
刚体问题与变形体问题
刚体问题是指研究刚体的平衡问题，变形体问题则是指研 究物体在受力后发生变形的问题。
工程力学(静力学和材料力学)课后习题答案解析(单辉祖)
WORD 格式.整理版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)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)(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)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)(e)(b)(c)(d)(e)CAA C’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=445N ，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 ox BC ACAC 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。
解：(1) 取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：(2)F 1F FDF F AF D211 1.122D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o的力F ，力的大小等于20KN ，如图所示。
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学号 班级 姓名 成绩静力学部分 物体受力分析（一）一、填空题1、 作用于物体上的力，可沿 其作用线 移动到刚体内任一点，而不改变力对刚体的作用效果。
2、 分析二力构件受力方位的理论依据是 二力平衡公理 .3、 力的平行四边形法则，作用力与反作用力定律对__变形体___和____刚体__均适用，而加减平衡力系公理只是用于__刚体____.4、 图示AB 杆自重不计，在五个已知力作用下处于平衡。
则作用于B 点的四个力的合力F R 的大小R F =F ，方向沿F 的反方向__.5、 如图(a)、（b ）、（c ）、所示三种情况下，力F 沿其作用线移至D 点，则影响A 、B 处的约束力的是图___（c ）_______.(c )第4题图 第5题图二、判断题( √ )1、力的可传性只适用于刚体，不适用于变形体。
( × )2、凡是合力都比分力大。
( √ )3、一刚体在两力的作用下保持平衡的充要条件是这两力等值、反向、共线。
( × )4、等值、反向、共线的两个力一定是一对平衡力。
2 F 3( √ )5、二力构件约束反力作用线沿二力点连线，指向相对或背离。
三、改正下列各物体受力图中的错误四、画出图中各物体的受力图，未画出重力的物体重量均不计，所有接触处为光滑接触。
（必须取分离体）NF B xF B yF AxF A yF BF AF AxF A yF Ax F A yF(e)BFTFAFBFAxFA yFC xFC yFAFAxFA yFBFDD（h）A yFAxF'BFBFCFA yFAxFCFDF'CFCFDFA yFAxF'CF学号 班级 姓名 成绩物体受力分析（二）一、填空题1、柔软绳索约束反力方向沿 绳索方向 , 背离 物体.2、光滑面约束反力方向沿 接触表面的公法线方向 , 指向 物体.3、光滑铰链、中间铰链有 1 个方向无法确定的约束反力,通常简化为方向确定的 2 个反力.4、只受两个力作用而处于平衡的刚体，叫 二力 构件,反力方向沿 两点连线 . 二、画出以下指定物体的受力图.A yF AxF C y F C x F 'C x F 'C y F B yF B x F A yF Ax F BF 'B F 'C F C yF C xF TF C y F C xF 'T F A yF Ax F BFBF AF 'B F CF DyF DxF 'Dy F 'DxF EF FF GF 'F F TF DF C F BF 'C F 'B F 'DF I xF I yF 'I x F 'I yF AxF A yF KF AxF A yF 'Ax F 'A y F 'E F CF EF 'C F O xF O yF B x F B yF学号班级姓名成绩平面汇交力系一、填空题1、平面汇交力系是指力作用线_在同一平面内__，且____汇交于______一点的力系。
2、平面汇交力系可简化为__一合力___，其大小和方向等于__各个力的矢量和___，作用线通过__汇交点_______。
3、平面汇交力系平衡的必要和充分条件是__合力为零__，此时力多边形___自行封闭___.4、平面汇交力系有__两__个独立平衡方程，可求解___两个___未知量。
5、力在直角坐标轴上的的投影的大小与该力沿这两个轴的分力大小_____相等____。
6、已知平面汇交力系的汇交点为A，且满足方程∑B M(F)0=(点B为力系平面内的另一点)，若此力系不平衡，则可简化为_______通过AB连线的一合力_________。
7、图示结构在铰链A处受铅垂力F作用,不计各杆的重量,则支座B处约束力的大小为________F_______。
题7图二、判断题（×）1.两个力F1,F2在同一个轴上的投影相等，则这两个力一定相等（×）2. 两个大小相等的力，在同一轴上的投影也相等。
（√）3.用解析法求解平面汇交力系的平衡问题时，投影轴的方位不同，平衡方程的具体形式也不同，但计算结果不变。
（√）4. 某力F在某轴上的投影为零，该力不一定为零。
（√）5. 平面汇交力系平衡时，力多边形各力首尾相接，但在做力多边形时各力的顺序可以不同。
（×）6. 用解析法求解平面汇交力系的平衡问题时，所选取的两个投影轴必须相互垂直。
（×）7. 当平面汇交力系平衡时，选择几个投影轴就能列出几个独立的平衡方程。
一、计算题1、在图示钢架的点B作用一水平力F，钢架重量忽略不计，分别用几何法和解析法求支座A，D处的约束力。
解：取整体为研究对象，受力分析如图：1）建立直角坐标系，如图2）列平衡方程：0;cos00;sin0x Ay D AF F FF F Fαα⎧=-•=⎪⎨=-•=⎪⎩∑∑（3）而：sinα=；cosα=解得：cos2AFF Fα==；12DF F=。
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D 上，如图所示。
转动绞，物体便能升起。
设滑轮的大小、AB 与CB 杆自重及摩擦略去不计，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 与CB 所受的力。
解：1）取B 点受力分析，如图：2）列平衡方程：0;cos30sin 3000;cos30sin 300x AB BC T y T BC F F F F F P F F ⎧=-+•-•=⎪⎨=--•+•=⎪⎩∑∑ 3）解得：(2BC F P =(1BC F P =F学号班级姓名成绩平面力偶系一、填空题1、力对刚体产生转动效应可用-__力矩__度量，力的作用线到矩心的垂直距离叫__力臂__，力矩与矩心的选取_有__关。
2、平面内力对点的矩是_代数_量，正负号由_转动方向_确定。
3、_力偶矩_是力偶对物体作用的唯一度量。
4、同一平面内的两个力偶，只要_力偶矩_相等，则两力偶彼此等效。
5、力偶的两个力在任一坐标轴上投影的代数和等于__零__,它对平面内的任一点的矩等于力偶矩，力偶矩与矩心的位置_无关_。
6、在平面内只要保持_力偶矩_和_转动方向_不变，可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，则力偶对_刚体_的作用效果不变。
7、同一平面内的任意个力偶可以合成为__一个力偶__或___平衡__。
8、力偶可以在_平面内_任意移动，而不改变它对刚体的作用。
二、判断题（√）1.力矩与矩心的位置有关，而力偶矩与矩心的位置无关。
（√）2.力偶对其作用面内任一点之矩都等于其力偶矩。
（×）3.平面内任意两个力都可简化为一合力。
（×）4.如图所示三绞拱，在CB上作用一力偶矩为M的力偶。
当求铰链A、B、C 的约束力时，可将力偶M处移至AC上。
三、计算题1、试计算下列各图中力F 对点O 的矩。
（a ） （b ）（c ）M o (F )= 0 ;M o (F )=F b -•; M o (F )=sin F题1图2、在图示结构中，不计各杆自重及各处摩擦，杆AB 长为2l ，在其中点C 处由曲杆CD 支撑，若AD =AC =l ，且受矩为M 的平面力偶作用，试求图中A 处约束力的大小。
解：1）取ABC ,受力分析： 2）列平衡方程：0;cos300AM M Fl =-••=∑3）求得：A F =题2图3、在图示机构中，曲柄OA 上作用一力偶，其矩为M ；另在滑块D 上作用水平力F 。
机构尺寸如图所示，各杆重量不计。
求当机构平衡时，力F 与力偶矩M 的关系。
解：1）取0;xF=∑解得：BD F 2）取B'0;cos2sin 20AB BD F FF ξθθ=•-•=∑求得：tan 2AB BD F F θ=•tan 2cos Fθθ=•。
3）取OA ，受力分析：'0;cos 0AB M M F a θ=-+••=∑求得：tan 2cos cos FM a θθθ=•••tan 2M F a θ=••F。