大学静力学基础

-1-第一章静力学基础一、是非题1．力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。（）2．在理论力学中只研究力的外效应。（）3．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。（）4．作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同，大小相等，方向相反。（）5．作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。（）6．三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。（）7．平面汇交力系平衡时，力多边形各力应首尾相接，但在作图时力的顺序可以不同。（）8．约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。（）二、选择题1．若作用在A点的两个大小不等的力F1和F2，沿同一直线但方向相反。则其合力可以表示为。①F1－F2；②F2－F1；③F1＋F2；2．作用在一个刚体上的两个力FA、FB，满足FA=－FB的条件，则该二力可能是。①作用力和反作用力或一对平衡的力；②一对平衡的力或一个力偶。③一对平衡的力或一个力和一个力偶；④作用力和反作用力或一个力偶。3．三力平衡定理是。①共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点；②共面三力若平衡，必汇交于一点；③三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。4．已知F1、F2、F3、F4为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如图所示为平行四边形，由此。①力系可合成为一个力偶；②力系可合成为一个力；③力系简化为一个力和一个力偶；④力系的合力为零，力系平衡。5．在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有。①二力平衡原理；②力的平行四边形法则；③加减平衡力系原理；④力的可传性原理；⑤作用与反作用定理。三、填空题1．二力平衡和作用反作用定律中的两个力，都是等值、反向、共线的，所不同的是。2．已知力F沿直线AB作用，其中一个分力的作用与AB成30°角，若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小，则此二分力间的夹角为度。-2-3．作用在刚体上的两个力等效的条件是。4．在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有，可以确定约束力方向的约束有，方向不能确定的约束有（各写出两种约束）。5．图示系统在A、B两处设置约束，并受力F作用而平衡。其中A为固定铰支座，今欲使其约束力的作用线在AB成=135°角，则B处应设置何种约束，如何设置？请举一种约束，并用图表示。6．画出下列各图中A、B两处反力的方向（包括方位和指向）。题5图题6图第一章静力学基础参考答案一、是非题1、对2、对3、错4、对5、对6、错7、对8、错二、选择题1、③2、②3、①4、④5、①③④三、填空题1、答：前者作用在同一刚体上；后者分别作用在两个物体上2、答：90°3、答：等值、同向、共线4、答：活动铰支座，二力杆件；光滑面接触，柔索；固定铰支座，固定端约束5、答：与AB杆成45°的二力杆件。-3-第二章平面力系一、是非题1．一个力在任意轴上投影的大小一定小于或等于该力的模，而沿该轴的分力的大小则可能大于该力的模。（）2．力矩与力偶矩的单位相同，常用的单位为牛·米，千牛·米等。（）3．只要两个力大小相等、方向相反，该两力就组成一力偶。（）4．同一个平面内的两个力偶，只要它们的力偶矩相等，这两个力偶就一定等效。（）5．只要平面力偶的力偶矩保持不变，可将力偶的力和臂作相应的改变，而不影响其对刚体的效应。（）6．作用在刚体上的一个力，可以从原来的作用位置平行移动到该刚体内任意指定点，但必须附加一个力偶，附加力偶的矩等于原力对指定点的矩。（）7．某一平面力系，如其力多边形不封闭，则该力系一定有合力，合力作用线与简化中心的位置无关。（）8．平面任意力系，只要主矢R≠0，最后必可简化为一合力。（）9．平面力系向某点简化之主矢为零，主矩不为零。则此力系可合成为一个合力偶，且此力系向任一点简化之主矩与简化中心的位置无关。（）10．若平面力系对一点的主矩为零，则此力系不可能合成为一个合力。（）11．当平面力系的主矢为零时，其主矩一定与简化中心的位置无关。（）12．在平面任意力系中，若其力多边形自行闭合，则力系平衡。（）二、选择题1．将大小为100N的力F沿x、y方向分解，若F在x轴上的投影为86.6N，而沿x方向的分力的大小为115.47N，则F在y轴上的投影为。①0；②50N；③70.7N；④86.6N；⑤100N。题1图题2图2．已知力F的大小为F=100N，若将F沿图示x、y方向分解，则x向分力的大小为N，y向分力的大小为N。①86.6；②70.0；③136.6；④25.9；⑤96.6；3．已知杆AB长2m，C是其中点。分别受图示四个力系作用，则和是等效力系。①图（a）所示的力系；②图（b）所示的力系；③图（c）所示的力系；④图（d）所示的力系。题3图-4-4．某平面任意力系向O点简化，得到如图所示的一个力R和一个力偶矩为Mo的力偶，则该力系的最后合成结果为。①作用在O点的一个合力；②合力偶；③作用在O点左边某点的一个合力；④作用在O点右边某点的一个合力。题4图5．图示三铰刚架受力F作用，则A支座反力的大小为，B支座反力的大小为。①F/2；②F/2；③F；④2F；⑤2F。题5图题6图6．图示结构受力P作用，杆重不计，则A支座约束力的大小为。①P/2；②3/3P；③P；④0。7．曲杆重不计，其上作用一力偶矩为M的力偶，则图（a）中B点的反力比图（b）中的反力。①大；②小；③相同。题7图8．平面系统受力偶矩为M=10KN.m的力偶作用。当力偶M作用于AC杆时，A支座反力的大小为，B支座反力的大小为；当力偶M作用于BC杆时，A支座反力的大小为，B支座反力的大小为。①4KN；②5KN；③8KN；④10KN。题8图9．汇交于O点的平面汇交力系，其平衡方程式可表示为二力矩形式。即0)(,0)(iBiAmmFF，但必须。①A、B两点中有一点与O点重合；②点O不在A、B两点的连线上；③点O应在A、B两点的连线上；-5-④不存在二力矩形式，X=0，Y=0是唯一的。10．图示两个作用在三角板上的平面汇交力系（图（a）汇交于三角形板中心，图（b）汇交于三角形板底边中点）。如果各力大小均不等于零，则图（a）所示力系，图（b）所示力系。①可能平衡；②一定不平衡；③一定平衡；④不能确定。题10图三、填空题1．两直角刚杆ABC、DEF在F处铰接，并支承如图。若各杆重不计，则当垂直BC边的力P从B点移动到C点的过程中，A处约束力的作用线与AB方向的夹角从度变化到度。2．图示结构受矩为M=10KN.m的力偶作用。若a=1m，各杆自重不计。则固定铰支座D的反力的大小为，方向。题1图题2图题3图题4图3．杆AB、BC、CD用铰B、C连结并支承如图，受矩为M=10KN.m的力偶作用，不计各杆自重，则支座D处反力的大小为，方向。4．图示结构不计各杆重量，受力偶矩为m的力偶作用，则E支座反力的大小为，方向在图中表示。5．两不计重量的簿板支承如图，并受力偶矩为m的力偶作用。试画出支座A、F的约束力方向（包括方位与指向）。题5图题6图题7图6．不计重量的直角杆CDA和T字形杆DBE在D处铰结并支承如图。若系统受力P作用，则B支-6-座反力的大小为,方向。7．已知平面平行力系的五个力分别为F1=10（N），F2=4（N），F3=8（N），F4=8（N），F5=10（N），则该力系简化的最后结果为。8．某平面力系向O点简化，得图示主矢R=20KN，主矩Mo=10KN.m。图中长度单位为m，则向点A（3、2）简化得，向点B（-4，0）简化得（计算出大小，并在图中画出该量）。题8图题9图题10图9．图示正方形ABCD，边长为a（cm），在刚体A、B、C三点上分别作用了三个力：F1、F2、F3，而F1=F2=F3=F（N）。则该力系简化的最后结果为并用图表示。10．已知一平面力系，对A、B点的力矩为mA（Fi）=mB（Fi）=20KN.m，且KNXi25，则该力系的最后简化结果为（在图中画出该力系的最后简化结果）。11．已知平面汇交力系的汇交点为A，且满足方程mB=0（B为力系平面内的另一点），若此力系不平衡，则可简化为。已知平面平行力系，诸力与y轴不垂直，且满足方程Y=0，若此力系不平衡，则可简化为。四、计算题1．图示平面力系，已知：F1=F2=F3=F4=F，M=Fa，a为三角形边长，若以A为简化中心，试求合成的最后结果，并在图中画出。题1图题2图题3图2．在图示平面力系中，已知：F1=10N，F2=40N，F3=40N，M=30N·m。试求其合力，并画在图上（图中长度单位为米）。3．图示平面力系，已知：P=200N，M=300N·m，欲使力系的合力R通过O点，试求作用在D点的水平力T为多大。4．图示力系中力F1=100KN，F2=200KN，F3=300KN，方向分别沿边长为30cm的等边三角形的每一边作用。试求此三力的合力大小，方向和作用线的位置。-7-5．在图示多跨梁中，各梁自重不计，已知：q、P、M、L。试求：图（a）中支座A、B、C的反力，图（2）中支座A、B的反力。6．结构如图，C处为铰链，自重不计。已知：P=100KN，q=20KN/m，M=50KN·m。试求A、B两支座的反力。题4图题5图题6图7．图示平面结构，自重不计，C处为光滑铰链。已知：P1=100KN，P2=50KN，θ=60°，q=50KN/m，L=4m。试求固定端A的反力。8．图示曲柄摇杆机构，在摇杆的B端作用一水平阻力R，已知：OC=r，AB=L，各部分自重及摩擦均忽略不计，欲使机构在图示位置（OC水平）保持平衡，试求在曲柄OC上所施加的力偶的力偶矩M，并求支座O、A的约束力。题7图题8图题9图9．平面刚架自重不计，受力、尺寸如图。试求A、B、C、D处的约束力。10．图示结构，自重不计，C处为铰接。L1=1m，L2=1.5m。已知：M=100KN·m，q=100KN/m。试求A、B支座反力。11．支架由直杆AD与直角曲杆BE及定滑轮D组成，已知：AC=CD=AB=1m，R=0.3m，Q=100N，A、B、C处均用铰连接。绳、杆、滑轮自重均不计。试求支座A，B的反力。题10图题11图题12图-8-12．图示平面结构，C处为铰链联结，各杆自重不计。已知：半径为R，q=2kN/cm，Q=10kN。试求A、C处的反力。13．图示结构，由杆AB、DE、BD组成，各杆自重不计，D、C、B均为锵链连接，A端为固定端约束。已知q（N/m），M=qa2（N·m），qa(N)2P，尺寸如图。试求固定端A的约束反力及BD杆所受的力。14．图示结构由不计杆重的AB、AC、DE三杆组成，在A点和D点铰接。已知：P、QL0。试求B、C二处反力（要求只列三个方程）。1题13图题14图题15图15．图示平面机构，各构件自重均不计。已知：OA=20cm，O1D=15cm，=30°，弹簧常数k=100N/cm。若机构平衡于图示位置时，弹簧拉伸变形=2cm，M1=200N·m，试求使系统维持平衡的M2。16．图示结构，自重不计。已知：P=2kN，Q=2kN，M=2kN·m。试求固定铰支座B的反力。17．构架受力如图，各杆重不计，销钉E固结在DH杆上，与BC槽杆为光滑接触。已知：AD=DC=BE=EC=20cm，M=200N·m。试求A、B、C处的约束反力。18．重为P的重物按图示方式挂在三角架上，各杆和轮的自重不计，尺寸如图，试求支座A、B的约束反力及AB杆内力。题16图题17图题18图19．图示来而结构由杆AB及弯杆DB组成，P=10N，M=20N·m，L=r=1m，各杆及轮自重不计，求固定支座A及滚动支座D的约束反力及杆BD的B端所受的力。20．构架如图所示。重物Q=100N，悬持在绳端。已知：滑轮半径R=10cm，L1=30cm，L2=40cm，不计各杆及滑轮，绳的重量。试求A、E支座反力及AB杆在铰链D处所受的力。-9-题19图题20图21．图示桁架中已知P1=P2=P=1000KN，试求AC、BC、BD三杆的内力。22．在图示平面桁架中，已知：