工程力學一試卷及答案詳解

.-.-----可修編.工程力學（一）試卷及答案詳解第一部分選擇題一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1．已知為作用于剛體上的平面匯交力系，其力系關系如圖所示，由此可知在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1．已知為作用于剛體上的平面匯交力系，其力系關系如圖所示，由此可知2．一平面任意力系向O點簡化后，得到如圖所示的一個力一個矩為MO的力偶，則該力系的最后合成結果是2．一平面任意力系向O點簡化后，得到如圖所示的一個力一個矩為MO的力偶，則該A．一個合力偶 B．作用在O點的一個合力C．作用在O點右邊某點的一個合力 作用在O點左邊某點的一個合力題2圖3．小物塊重P=lOkN，用3．小物塊重P=lOkN，用F=40kN的力把物塊壓在鉛垂墻面上，如圖所示，力 與水平線成300夾角，物塊與墻面之間的靜摩擦因數(shù)則作用在物塊上的摩擦力大小等于A.lOkN B.成300夾角，物塊與墻面之間的靜摩擦因數(shù)則作用在物塊上的摩擦力大小等于C.20kN D.20kN動點AA點所在處的曲率半徑為，則此時A點加速度的大小為工程上區(qū)分塑性材料和脆性材料的標準是看其延伸率δ大于等于還是小于A．1% B．3%C．5% D．10%直徑和長度相同而材料不同的圓軸，在相同扭矩作用下，它們的A．最大切應力相同，而扭轉(zhuǎn)角不同 B．最大切應力相同，扭轉(zhuǎn)角也相同C．最大切應力不同，而扭轉(zhuǎn)角相同 最大切應力不同，扭轉(zhuǎn)角也不7．梁在彎曲變形時，其中性層的曲率A．與彎矩成反比，與抗彎剛度成正比B．與彎矩成正比，與抗彎剛度成反比C．與彎矩及抗彎剛度均成正比D．與彎矩及抗彎剛度均成反比圖示矩形截面對x、A.I=(1/12)bh2,I=(1/12)Z yB.I=(1/12)hb2,I=(1/12)bh2Z yC.I=(1/12)hb3,I=(1/12)bh3Z yD.I=(1/12)bh3,I=(1/12)hb3Z y題8圖用積分法求一懸臂梁受力后的變形時，邊界條件為：在梁的固定端A．撓度為零，轉(zhuǎn)角也為零 B．撓度為零，轉(zhuǎn)角不為零C．撓度不為零，轉(zhuǎn)角為零 撓度不為零，轉(zhuǎn)角也不為零A．外形、尺寸大小、殘余應力B．殘余應力、尺寸大小、表面加工質(zhì)量C．外形、殘余應力、表面加工質(zhì)量D．外形、尺寸大小、表面加工質(zhì)量第二部分非選擇題11.已知力 的大小11.已知力 的大小F=10kN，如果將該力沿圖示斜坐標系的xy軸分解，則在y方向上分力的大小。題11圖同一平面內(nèi)二力偶等效的條件是它們相等?？臻g平行力系的獨立平衡方程個數(shù)。如圖所示作定軸轉(zhuǎn)動的剛體上某點A的速度、加速度均不等于零，則該剛體角速度大增大時，θ角的取值X圍。題14圖在圖示擺式運輸機構中，擺桿OA=OB=10cm，OO=AB，已知當OA與OO成1 2 1 2 1 1 2φ=60°角時，鉸接在擺桿上的平板CD的端點D的加速度大小a=lOcm/s2，方向平行于DAB向左，則該瞬時桿OA的角加速度大小為α= 。1題15圖均質(zhì)細長直桿AB的質(zhì)量為m，長度為l，可在鉛垂面內(nèi)繞水平固定軸A轉(zhuǎn)動，桿在示位置時，其角速度為ω，則該瞬時桿AB的動能T= 。題16圖題，l7圖圖示處于鉛垂平面內(nèi)的單擺，擺繩的長度為Z，且不可伸長，質(zhì)量不計；小球A的質(zhì)為m，則關于擺角p的運動微分方程。桿件基本的變形有拉伸與壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲。求解超靜定問題，除靜力平衡方程外，還須建立與超靜定次數(shù)相同數(shù)目的補充方程，些補充方程可根據(jù)桿件變形之間以及物理關系得到。已知連接件剪力Fs和剪切面面積A，則該連接件的剪切強度條。實驗表明，在小變形條件下，圓軸扭轉(zhuǎn)時各橫截面的形狀、大小及間距不變，半徑保為 。單元體在純剪切受力狀態(tài)下，各側(cè)面上只而無正應力。梁純彎曲時，橫截面上最大正應力發(fā)生在距最遠的各點處。度量梁彎曲變形的兩個基本量是撓度。26.如圖所示直角剛桿 ABCD上的集中力，均布載荷集度 q=2kN/m，力偶矩工程上常采用增大構的方法來減少沖擊載荷，提高構件抗沖擊能力三、計算題（本大題共5小題，每小題6分，共26.如圖所示直角剛桿 ABCD上的集中力，均布載荷集度 q=2kN/m，力偶矩M=4kN．m．CD=3m。不計剛桿的鶯量和各處摩擦．試求A、B處的約束反力。圖示處于鉛垂平面內(nèi)的單擺，擺繩的長度為Z，且不可伸長，質(zhì)量不計；小球A的質(zhì)為m，則關于擺角θ的運動微分方程。桿件基本的變形有拉伸與壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲。求解超靜定問題，除靜力平衡方程外，還須建立與超靜定次數(shù)相同數(shù)目的補充方程，些補充方程可根據(jù)桿件變形之間以及物理關系得到。已知連接件剪力Fs和剪切面面積A，則該連接件的剪切強度條。實驗表明，在小變形條件下，圓軸扭轉(zhuǎn)時各橫截面的形狀、大小及間距不變，半徑保為 。單元體在純剪切受力狀態(tài)下，各側(cè)面上只而無正應力。梁純彎曲時，橫截面上最大正應力發(fā)生在距最遠的各點處。度量梁彎曲變形的兩個基本量是撓度。26.如圖所示直角剛桿 ABCD上的集中力，均布載荷集度 q=2kN/m，力偶矩工程上常采用增大構的方法來減少沖擊載荷，提高構件抗沖擊能力三、計算題（本大題共5小題，每小題6分，共26.如圖所示直角剛桿 ABCD上的集中力，均布載荷集度 q=2kN/m，力偶矩M=4kN·m．CD=3m。不計剛桿的鶯量和各處摩擦．試求A、B處的約束反力。轉(zhuǎn)動，已知當圓盤中心C與軸O的連線經(jīng)過水平位置的瞬時，圓盤的轉(zhuǎn)動角速度，轉(zhuǎn)動，已知當圓盤中心C與軸O的連線經(jīng)過水平位置的瞬時，圓盤的轉(zhuǎn)動角速度，若不計軸承O處摩擦，試求該瞬時圓盤的角加速度，以及軸承O處的約束反力。28.變截面直桿如圖所示，F(xiàn)=12kN，F(xiàn)=60kN；橫截面面積A=400mm2，A=250mm2；l 2 l 2長度l=2m，l=lm；材料的彈性模量E=200GPa.試求桿AB和BC段的軸力及桿的總伸長。1 2試畫出圖示外伸梁的剪力圖和彎矩圖，并寫|Fs| |M| 。max max圖示鋼質(zhì)圓截面細長壓桿，直徑d=25mm，材料的彈性模量E=200Gpa界壓力。四、綜合題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）如圖所示的兩根水平梁AB和BC由鉸鏈B連接，為固定端約束，為滾動支座。已知作用在梁上的載荷F=lOkN，q=2kN/m，M=4kN·m，不計梁重和各處摩擦，試求A和D處的約束反力。圖示傳動軸AB，已知電動機通過聯(lián)軸器作用在A截面上的力偶矩M=lkN·m。皮帶輪1直徑D=400mm，自重不計，緊邊與松邊的拉力分別為F=7.5kN，F(xiàn)=12.5kN。軸用鋼制1 2成，許用應力[σ]=160MPa，l=200mm，W=9000mm3，試按第三強度理論校核軸的強度。z2008年（下）工程力學（一）試卷答案詳解一、1．C[解析]利用平面匯交力系幾何法求合力求得。2．D 4．B[解析]利用點作曲線運動時，加速度公式求解。3．A 4．B[解析]利用點作曲線運動時，加速度公式求解。5．C [解析】利用工程上區(qū)分塑性材料和脆性材料的標準求得。6．A 7．B [解析l8．D 9．A[解析】利用積分法求撓度和轉(zhuǎn)角的固定端邊界條件求得。10.D 解]利用影響構件疲勞強度的主要因素求得二11. lOkN 12.力偶矩15．13.3 14．0°＜θ＜90°.15．17．16.(1/6)ml2ω217．剪切幾何關系（或協(xié)調(diào)條件） 20．τ=F/A≤[τ]s21．直線 22.切應力23.中性軸 24.轉(zhuǎn)角25.靜變形26.取剛桿為研究對象。受力如圖所示1分，列寫平衡方程。∑F=0,F +Fsin45°=0,F=－4kN(Ix Bx Bx∑M=0,M+q×2×l－F×4+Fsin45°×3+Fcos45°×2=0,F

=7kN(2分)B A∑F=0，F(xiàn)+Fcos45°－F －q×2

A=7kN(2分)y A By By27．取圓盤為研究對象。受力與運動分析如圖所示（1分動力學方程Ma=mrw2=FOx

（1分）maτ=mrα=（1分）C OyJα=[(1/2)mr2+mr2]α=mgr（1分）O解得：角加速度α=2g/3r（1分）F =(4/3)mg,FOx

=(1/3)mg(1分)28．(1)軸力F(2)AB段伸長

NAB

=48kN,FNBC

=60kN(1分)△l =F l/EA（1）AB NAB1 1=[(48×103×2)/(200×109×400×10-6)]m=1.2×10-3m (1BC段伸長△l =F l/EA（1）BC NBC1 2=[(60×103×1)/(200×109×250×10-6)]m=1.2×10-3m (1(3)總伸長△lAC=△lAB+△lBC=(1.2×10-3+1.2×10-3)m=2.4×10-3（1