工程力學(xué)習(xí)題集

1、工程力學(xué)習(xí)題集2009年11月第一章 習(xí)題1.1 畫出圖 1.1(a) (f) 中各物體的受力圖。未畫重力的物體 , 質(zhì)量均不計(jì) , 所有接觸處均為光滑接觸。 1.2 畫出圖 1.2 所示各物體系中各物體的受力圖。未畫重力的物體 , 質(zhì)量均不計(jì) , 所有接觸處均為光滑接觸。 1.4 如圖 1.4 所示矩形擱板 ABCD 可繞軸線 AB 轉(zhuǎn)動(dòng)， M 、 K 均為圓柱鉸鏈 , 擱板用 DE 桿支撐于水平位置，撐桿 DE 兩端均為鉸鏈連接，擱板重為 W ，試畫出擱板的受力圖。 1.5 圖 1.5 所示為一水輪機(jī)簡(jiǎn)圖，巳知使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的力偶矩 M z ，在錐齒輪 B 處的力分解為三個(gè)分力：圓周力 F

2、t 、軸向力 F a 、徑向力 F r ， 試畫出水輪機(jī)的受力圖。 第二章 習(xí)題 2.1 已知圖 2.1 中， F 1 = 150N ， F 2 = 200N 及 F 3 = l00N 。試用圖解法及解析法求這四個(gè)力的合力。 2.2 起重用的吊環(huán)如題圖 2.2 所示，側(cè)臂 AB 及 AC 均由兩片組成，吊環(huán)自重可以不 計(jì)， 起吊重物 P =1200KN ，試求每片側(cè)臂所受的力。 2.3 圖示梁在 A 端為固定鉸支座， B 端為活動(dòng)鉸支座， P =20KN 。試求在圖示兩種情形下 A 和 B 處的約束反力。 2.4 圖示電動(dòng)機(jī)重 W=5KN ，放在水平梁 AC 的中間， A 和 B 為固定鉸鏈，

3、 C 為中間鉸 鏈， 試求 A 處的約束反力及桿 BC 所受的力。 2.5 簡(jiǎn)易起重機(jī)用鋼繩吊起重量 G =2000N 的重物。各桿的自重、滑輪的自重和尺寸都忽略不計(jì)，試求桿 AB 和 AC 受到的力。假定 A 、 B 、 C 三處可簡(jiǎn)化為鉸鏈連接。 2.6 重為 G =2KN 的球擱在光滑的斜面上，用一繩把它拉住。巳知繩子與鉛直墻壁的夾角為 30 0 ，斜面與水平面的夾角為 15° ，試求繩子的拉力和斜面對(duì)球的約束反力。 2.7 壓榨機(jī)構(gòu)如圖所示，桿 AB 、 BC 自重不計(jì)， A 、 B 、 C 都可看作為鉸鏈連接，油泵壓力 P =3KN ，方向水平。 h = 20mm ， l

4、= 150mm ，試求滑塊施于工件上的壓力。 2.8 圖示為從四面同時(shí)壓混凝土立方塊的鉸接機(jī)構(gòu)。桿 AB 、 BC 和 CD 各與正方形 ABCD 的三邊重合，桿 1,2,3,4 的長(zhǎng)度彼此相等，并沿著正方形的對(duì)角線；在 AD 兩點(diǎn)處作用著相等、相反的二力 P 。如力 P 的大小為 50KN 。試求立方塊四面所受的壓力 N 1 ， N 2 ， N 3 和 N 4 ，以及桿 AB ， BC 和 CD 所受的力。 2.9 圖示圓柱體 A 重 W ，在其中心系著繩 AB 和 AC ，它們分別經(jīng)過滑輪 B 和 C ，并在其端部懸掛著重為 G 1 和 G 2 的物體。設(shè) G 2 G 1 ，試求平衡時(shí)繩

5、AC 和水平線所構(gòu)成的角 及 D 處的約束反力。 2.10 起重架如圖所示。水平桿 AC 和 A 端用鋼索 AB 拉住， C 端以鉸鏈固定。在 AC 桿中點(diǎn)裝一光滑小滑輪，通過它用鉸車 E 將重 G =1KN 的重物勻速吊起。設(shè) BAC =30 ° , 試求鋼索所受的拉力和桿 AC 的 C 端所受的約束反力。 2.11 兩定點(diǎn) A 與 B 間的水平距離 =l 7 . 3m ，鉛垂距離 = 0 . 4m ，在 A ， B 兩點(diǎn)間懸以柔索 ACB ，其長(zhǎng)為 l = 20m 。柔索通過一光滑小滑輪懸重量 G =2KN 的重物。試求柔索的張力和張角 ACB 。 第三章 習(xí)題3.1 試分別計(jì)算

6、在圖示各種情況下，力 F 對(duì) O 點(diǎn)的矩。 3.2 用多軸鉆床同時(shí)加工某工件上的四個(gè)孔，如圖所示。鉆孔時(shí)每個(gè)鉆頭的主切削力組成一力偶 , 其力偶矩 m = 15 N·m ，試求加工時(shí)兩個(gè)固定螺釘 A 和 B 所受的力。 3.3 鍛錘工作時(shí)，如受工作給它的反作用力有偏心，則會(huì)使鍛錘 C 發(fā)生偏斜，如圖中所示，這將在導(dǎo)軌 AB 上產(chǎn)生很大的壓力，從而加速導(dǎo)軌的磨損并影響鍛件的精度。巳知打擊力 P =1000KN ，偏心距 e = 20mm ，鍛錘高度 = 200mm 。試求鍛錘給導(dǎo)軌兩側(cè)的壓力。 3.4 巳知 m 1 =3KN · m ， m 2 =1KN · m,

7、轉(zhuǎn)向如圖所示。 = 1m ，試求圖示剛架 A ， B 兩處的約束反力。 題3.3圖3333333333333題3.3圖3.5 折梁的支承和載荷情況如圖所示。不計(jì)梁的自重 , 試求支座 A ， B 處的約束反力。 題3.5圖3333333333333題3.4圖3333333333333第四章 習(xí)題 4.1 巳知圖中 F 1 = 8N ， F 2 = 6N ， F 3 = l0N ， F 4 = 5N 。求該力系的合力。圖中每格長(zhǎng)度為 10mm 。 題4.2圖3333333333333題4.1圖33333333333334.2 扳手受到一力和一力偶的作用，如圖所示，求此力系的合力作用點(diǎn) D 的位置

8、 ( 以距離 b 表示 ) 。 4.3 試求圖中各支承點(diǎn)的約束反力，已知物體的重量 G =2KN 。 題4.4圖3333333333333題4.3圖33333333333334.4 試計(jì)算下列三種支架中 A ， C 兩處的約束反力。懸重 G =10kN 。 題4.5圖33333333333334.5 已知 F =60KN ， 200mm ，求圖示各梁的支座反力。 4.6 如圖所示 , 由 AC 和 CD 構(gòu)成的組合梁通過鉸鏈 C 連接。已知均布載荷集度 q =10 KN/m ，力偶矩 M =40 K N ·m ，不計(jì)梁重，試求支座 A ， B ， D 處的反力。 4.7 如圖所示，用

9、支架 ABC 承托斜面上的圓球，球重 G =1000N 。若 AB 和 BC 桿的重量及各種摩擦不計(jì)，試求 BC 桿所受的壓力。 題4.7圖3333333333333題4.6圖33333333333334.8 重為 G 的圓球放在墻與桿 AB 之間，桿的 A 端用鉸聯(lián)于墻上， B 端用水平繩 BC 拉住。若 =30 0 ， AD = DB ，繩與桿的自重都不計(jì)，各接觸面都是光滑的 , 求 A 點(diǎn)的約束反力及繩 BC 的拉力。 4.9 鋼筋矯直機(jī)構(gòu)如圖所示，如在 E 點(diǎn)作用水平力 F =90N ，試求在 D 處將產(chǎn)生多大的壓力，并求鉸鏈支座 A 的約束反力。 4.10 物塊重 G =100N ，

10、與水平面間的靜摩擦系數(shù) f =0 . 3 。問： (1) 當(dāng)水平力 P =10N 時(shí)，物 塊受多大的摩擦力？ (2) 當(dāng) P =30N 時(shí)，物塊受多大的摩擦力？ (3) 當(dāng) P =50N 時(shí)，物塊受多大的摩擦力？ 題4.9圖3333333333333題4.8圖3333333333333第五章 習(xí)題 5.1 如圖所示，在邊長(zhǎng)為 3 ， 4 ， 5 的長(zhǎng)方體上受三力 F 1 ， F 2 ， F 3 作用，已知 F 1 =3KN ， F 2 =2KN ， F 3 =1KN 。試計(jì)算三力 F 1 ， F 2 ， F 3 分別在 x ， y ， z 軸上的投影。 5.2 有一力 F 作用在坐標(biāo)

11、為 ( ， ， ) 的 A 點(diǎn)上 ( 如圖所示 ) ，作用線在與 xy 平面平行的平面內(nèi)，并與 x 軸方向成 45 0 夾角。求該力在 x ， y ， z 軸上的投影和它對(duì)各坐標(biāo)軸之矩。 5.3 作用于手柄端部的力 F =600N ，試計(jì)算力 F 在 x ， y ， z 軸上的投影及對(duì) x ， y ， z 軸之矩。 題5.3圖3333333333333題5.2圖3333333333333題5.1圖33333333333335.4 設(shè)在圖中水平輪上 A 點(diǎn)作用一力 F ，其作用線與過 A 點(diǎn)的切線成 60 0 角，且在過 A 點(diǎn)而與輪子相切的平面內(nèi)，而 A 點(diǎn)與圓心 C 的連線與通過 C 點(diǎn)平行

12、于 y 軸的直線成 45 0 角。設(shè) F =1000N ， h = = 1m ，試求力 F 在三坐標(biāo)軸上的投影及其對(duì)三坐標(biāo)軸之矩。 5.5 如圖所示支架由 AB ， AC ， AD 三桿組成，已知 AB = AC = 2m ， ABC 平面為水平面， AD 與鉛垂線夾角為 30 °，在 A 點(diǎn)懸掛一重物 G =10KN ，試求 AB ， AC ， AD 三桿所受的力。 題5.6圖3333333333333題5.5圖3333333333333題5.4圖33333333333335.6 桿 AB 鉸連于墻上 B 點(diǎn)，并在 A 端用繩 AC 及 AD 系住，而兩繩亦系于同一墻上的 C ，

13、D 兩點(diǎn)，且 C ， D ， A 三點(diǎn)在同一水平面內(nèi)。已知 G =10KN ，求繩及桿所受的力。 5.7 起重機(jī)裝在三輪小車 ABC 上，機(jī)身重 G =100KN ，重力作用線在平面 LMNF 內(nèi)，至機(jī)身軸線 MN 的距離為 0 . 5m 。已知 AD = DB = 1m ， CD = 1 . 5m ， CM =l m 。求當(dāng)載重 G 1 =30KN ，起重機(jī)的平面 LMNF 平行于 AB 時(shí)，車輪對(duì)軌道的壓力。 5.8 一齒輪傳動(dòng)軸如圖所示。大齒輪的節(jié)圓直徑 D = 100mm ，小齒輪的節(jié)圓直徑 50mm 。兩輪都是直齒輪，壓力角均為 =20 0 ，已知作用在大齒輪上的圓周力 F t1 =

14、1950N ，試求傳動(dòng)軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小齒輪所受的圓周力 F t2 的大小及兩軸承的反力。（提示： F r = F t ·tan ） 5.9 一傳動(dòng)軸上裝有齒輪與皮帶輪，如圖所示。已知皮帶拉力 T 1 =1300N ， T 2 =700N ，皮帶輪半徑 R = 500mm ，直齒輪節(jié)圓半徑 300mm ，壓力角 =20 ° , 尺寸 = 500mm ，試求齒輪圓周力、徑向力及軸承 A ， B 處的約束反力。 題5.10圖3333333333333題5.9圖33333333333335.10 電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)如圖所示。皮帶與水平線夾角為 30 0 ，皮帶輪半徑 R = 200mm

15、，鼓輪半徑 100mm ，起吊物體重量 G =10KN ，設(shè)皮帶拉力 T 1 =2 T 2 ，試衣皮帶拉力及 A ， B 軸承的約束反力。 6.1 求圖示型材截面的形心，尺寸如圖所示，單位為 mm 。 6.2 在半徑為 R 的圓內(nèi)挖去一半徑為 的圓孔，求剩余面積的形心。 題6.3圖3333333333333題6.2圖3333333333333題6.1圖33333333333334.13 第八章 習(xí)題8.2題8.2圖8.38.4題8.5圖8.5題8.6圖8.68.7題8.7圖題8.8圖8.88.9題8.9圖題8.10圖8.10題8.2圖8.118.12題8.13圖8.13題8.14圖8.14題8

16、.15圖8.15第九章 習(xí)題題9.2圖9.2題9.4圖9.4題9.5圖9.5題9.6圖9.6題9.7圖9.7第十章 習(xí)題10.1題10.1圖10.2題10.2圖題10.3圖10.310.4題10.4圖10.5題10.5圖第十一章 習(xí)題題11.1圖11.1題11.2圖11.2題11.3圖11.311.4題11.4圖題11.5圖11.5題11.6圖11.611.7題11.7圖題11.8圖11.8題11.9圖11.9題11.10圖 11.1011.11題11.11圖第十二章 習(xí)題12.1題12.1圖題12.2圖12.212.3題12.3圖12.4題12.4圖12.5題12.5圖題12.6圖12.612.7題12.7圖12.8題12.8圖題12.9圖12.9題12.10圖12.1013.1第十三章 習(xí)題題13.1圖13.2題13.2圖13.3題13.3圖題13.4圖13.4題13.5圖13.513.6題13.6圖13.7題13.7圖題13.8圖13.8題13.9圖13.913.10題13.10圖第