工程计划力学习进修题集.doc

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1、|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

2、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

3、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 =

4、 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

5、AC 和水平线所构成的角 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

6、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 Nm ，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 =1000KN ，偏心距 e = 20mm ，锻锤高度 = 200mm 。试求锻锤给导轨两侧的压力。 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

7、 两处的约束反力。 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 3.3 图 题 3.3 图3333333333333题 3.4 图3333333333333题 3.5 图3333333333333|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

8、.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3333333333333题 4.2 图3333333333333题 4.3 图3

9、333333333333题 4.4 图3333333333333题 4.5 图3333333333333|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 =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

10、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3333333333333题 4.7 图3333333333333题 4.8 图3333333333333题 4.9 图3333333333333|第五章 习题 5.1 如图所示，在边长为 3 ， 4 ， 5 的长方体上受三力 F 1 ， F 2 ， F 3 作用，已知 F 1 =3KN ， F 2 =2KN ， F 3 =1KN 。试计算三力 F 1 ， F 2 ， F 3 分别在 x ， y ， z 轴上的投影。 5.2 有一力 F 作用在坐标为 ( ， ，

11、) 的 A 点上 ( 如图所示 ) ，作用线在与 xy 平面平行的平面内，并与 x 轴方向成 45 0 夹角。求该力在 x ， y ， z 轴上的投影和它对各坐标轴之矩。 5.3 作用于手柄端部的力 F =600N ，试计算力 F 在 x ， y ， z 轴上的投影及对 x ， y ， z 轴之矩。 5.4 设在图中水平轮上 A 点作用一力 F ，其作用线与过 A 点的切线成 60 0 角，且在过 A 点而与轮子相切的平面内，而 A 点与圆心 C 的连线与通过 C 点平行于 y 轴的直线成 45 0 角。设 F =1000N ， h = = 1m ，试求力 F 在三坐标轴上的投影及其对三坐标轴

12、之矩。 5.5 如图所示支架由 AB ， AC ， AD 三杆组成，已知 AB = AC = 2m ， ABC 平面为水平面， AD 与铅垂线夹角为 30 ，在 A 点悬挂一重物 G =10KN ，试求 AB ， AC ， AD 三杆所受的力。 题 5.1 图3333333333333题 5.2 图3333333333333题 5.3 图3333333333333|5.6 杆 AB 铰连于墙上 B 点，并在 A 端用绳 AC 及 AD 系住，而两绳亦系于同一墙上的 C ， D 两点，且 C ， D ， A 三点在同一水平面内。已知 G =10KN ，求绳及杆所受的力。5.7 起重机装在三轮小车

13、 ABC 上，机身重 G =100KN ，重力作用线在平面 LMNF 内，至机身轴线 MN 的距离为 0 . 5m 。已知 AD = DB = 1m ， CD = 1 . 5m ， CM =l m 。求当载重 G 1 =30KN ，起重机的平面 LMNF 平行于 AB 时，车轮对轨道的压力。 5.8 一齿轮传动轴如图所示。大齿轮的节圆直径 D = 100mm ，小齿轮的节圆直径 50mm 。两轮都是直齿轮，压力角均为 =20 0 ，已知作用在大齿轮上的圆周力 F t1 =1950N ，试求传动轴作匀速转动时，小齿轮所受的圆周力 F t2 的大小及两轴承的反力。（提示： F r = F t ta

14、n ） 5.9 一传动轴上装有齿轮与皮带轮，如图所示。已知皮带拉力 T 1 =1300N ， T 2 =700N ，皮带轮半径 R = 500mm ，直齿轮节圆半径 300mm ，压力角 =20 , 尺寸 = 500mm ，试求齿轮圆周力、径向力及轴承 A ， B 处的约束反力。 5.10 电动卷扬机如图所示。皮带与水平线夹角为 30 0 ，皮带轮半径 R = 200mm ，鼓轮半径 100mm ，起吊物体重量 G =10KN ，设皮带拉力 T 1 =2 T 2 ，试衣皮带拉力及 A ， B 轴承的约束反力。 题 5.4 图3333333333333题 5.5 图3333333333333题 5.6 图3333333333333题 5.9 图3333333333333题 5.10图3333333333333