哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)課后習(xí)題答案(匯編)

精品文檔1精品文檔侖力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社第1章靜力學(xué)公理和物體的受力分析1-1畫出下列各圖中物體A,ABC或構(gòu)件AB,AC的受力圖。未畫重力的各物體的自AP精品文檔哈工大.高等教育出版社FFBC精品文檔FFqB℃BD。2哈工大.高等教育出版社CAABBP?哈工大.高等教育出版社AP?DP?BP?Bc4哈工大.ACCCB2AFOFE精品文檔5理論力學(xué)(第七版)課后題答案AAEAFEB精品文檔6理論力學(xué)(第七版)課后題答案理論力學(xué)(第七版)課后題答案F?BDE或7精品文檔7精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔8精品文檔9精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社第2章平面匯交力系與平面力偶系2-1鉚接薄板在孔心A,B和C處受3個力作用，如圖2-1a所示。F?=100直方向；F?=50N,沿水平方向，并通過點A;F?=50N,力的作用線也通過點尺寸如圖。求此力系的合力。圖2-1作力多邊形abcd,其封閉邊ad即確定了合力FR的大小和方向。由圖2-1b,得(2)解析法建立如圖2-1c所示的直角坐標(biāo)系A(chǔ)xy。2-2如圖2-2a所示，2固定在墻壁土的圓環(huán)受3條繩索的拉力作用，力F?沿水平方向，力F?沿鉛直方向，力F?與水平線成40°角。3個力的大小分別為F?=2000N,F?=2500N,F?=1500N。求3個力的合力。圖2-2建立如圖2-2b所示的直角坐標(biāo)系Oxy。精品文檔10精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社(2)幾何法作力多邊形Oabc,封閉邊Oc確定了合力FR的大小和方向。根據(jù)圖2-2c,得FR=(F1+F2cos40°)2+(F3+F?sin=√(2000+2500cos402)+(1500+2500sin402=4998N2-3物體重P=20kN,用繩子掛在支架的滑輪B上，繩子的另1端接在絞車D上，如圖2-3a所示。轉(zhuǎn)動絞車，物體便能升起。設(shè)滑輪的大小、桿AB與解取支架、滑輪及重物為研究對象，坐標(biāo)及受力如圖2-3b所示。由平衡理論得2-4火箭沿與水平面成R=25°角的方向作勻速直線運動，如圖2-4a所示。火箭的推力F?=100kN,與運動方向成(=5°角。如火箭重P=200kN,求空氣動力F?和它與飛行方向解坐標(biāo)及受力如圖2-4b所示，由平衡理論得精品文檔11精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社式(1)除以式(2),得代入有關(guān)數(shù)據(jù)，解得O=90°+II將I值等數(shù)據(jù)代入式(1),得2-5如圖2-5a所示，剛架的點B作用1水平力F,剛架重量不計。求支座A,D的約圖2-5解研究對象：剛架。由三力平衡匯交定理，支座A的約束力FA必通過點C,方向如圖2-5b所示。取坐標(biāo)系Cxy,由平衡理論得22-6如圖2-6a所示，輸電線ACB架在兩線桿之間，形成1下垂曲線，下垂距離CD=f=1m,兩電線桿距離AB=40m。電線ACB段重P=400N,可近似認為沿AB連線均勻分布。求電線中點和兩端的拉力。yyDO圖2-6解本題為懸索問題，這里采用近似解法，假定繩索荷重均勻分布。取AC段繩索為研究對象，坐標(biāo)及受力如圖2-6b所示。圖中：由平衡理論得精品文檔12精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔因?qū)ΨQ2-7如圖2-7a所示液壓夾緊機構(gòu)中，D為固定鉸鏈，B,C,E為活動鉸鏈。已知力F,機構(gòu)平衡時角度如圖2-7a,求此時工件H所受的壓緊力。解(1)輪B,受力如圖2-7b所示。由平衡理論得(3)節(jié)點E,受力如圖2-7d所示即工件所受的壓緊力2-8圖2-8a所示為1撥樁裝置。在木樁的點A上系1繩，將繩的另1端固定在點C,在繩的點B系另1繩BE,將它的另1端固定在點E。然后在繩的點D用力向下拉，使繩的XBF圖2-8精品文檔13精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社解(1)節(jié)點D,坐標(biāo)及受力如圖2-8b,由平衡理論得解得(2)節(jié)點B,坐標(biāo)及受力如圖2-8c所示。由平衡理論得解得2-9鉸鏈4桿機構(gòu)CABD的CD邊固定，在鉸鏈A、B處有力F?,F?作用，如圖2-9aBy解(1)節(jié)點A,坐標(biāo)及受力如圖2-9b所示，由平衡理論得(2)節(jié)點B,坐標(biāo)及受力如圖2-9c所示，由平衡理論得2-10如圖2-10所示，剛架上作用力F。試分別計算力F對2-11為了測定飛機螺旋槳所受的空氣阻力偶，可將飛機水平放置，其1輪擱置在地秤上，如圖2-11a所示。當(dāng)螺旋槳未轉(zhuǎn)動時，測得地秤所受的壓力為4.6kN,當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)動時，測得地秤所受的壓力為6.4kN。已知兩輪間距離|=2.5m,求螺旋槳所受的空氣阻力偶的矩M。精品文檔14精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔M○FN1F解研究對象和受力如圖2-11b,約束力改變量構(gòu)成1力偶，則2-12已知梁AB上作用1力偶，力偶矩為M,梁長為I,梁重不計。求在圖2-12a,2-12b,2-12c三種情況下支座A和B的約束力。圖2-12解(a)梁AB,受力如圖2-12a1所示。FA,Fe組成力偶，故(b)梁AB,受力如圖2-12b1所示。(c)梁AB,受力如圖2-12c1所示。2-13圖2-13a所示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件自重不計。在構(gòu)件AB上作用1力偶矩為M的力偶，求支座A和C的約束力。(2)研究對象AB,受力如圖2-13b所示，F(xiàn)A,Fs精品文檔15精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔2-14圖2-14a中，兩齒輪的半徑分別是r?,r?,作用于輪I上的主動力偶的力偶矩為M?,齒輪的嚙合角為，不計兩齒輪的重量。求使兩輪維持勻速轉(zhuǎn)動時齒輪Ⅱ的阻力偶之矩M?及軸承O?,O?的約束力的大小和方向。受力如圖2-14b所示(2)輪O?,受力如圖2-14c所示(方向如圖)2-15直角彎桿ABCD與直桿DE及EC鉸接如圖2-15a,作用在桿DE上力偶的力偶矩M=40kN④m,不計各桿件自重，不考慮摩擦，尺寸如圖。求支座A,B處的約束力和桿EC受力。解(1)EC為二力桿，桿DE受力如圖2-15b所示精品文檔16精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔(2)整體，受力圖c。為構(gòu)成約束力偶與外力偶M平衡，有2-16在圖2-16a所示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件的自重略去不計，在構(gòu)件BC上作用1力偶矩為M的力偶，各尺寸如圖。求支座A的約束力。圖2-16解(1)研究對象BC,受力如圖2-16b所示，為構(gòu)成約束力偶，有(2)研究對象：ADC,受力如圖2-16c所示(方向如圖)作用水平力F。機構(gòu)尺寸如圖，各桿重量不計。求當(dāng)機構(gòu)平衡時，力F與力偶矩M的關(guān)系。圖2-17解(1)桿AO,受力如圖2-17b所示(2)節(jié)點B,受力如圖2-17c所示精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔式(1)代入上式，得式(2)代入上式，得精品文檔17精品文檔18精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社第3章平面任意力系求力系向點O簡化的結(jié)果；并求力系合力的大小及其與原點O的距離d。圖3-1主矢(2)求距離dF?=110N,M=2000N田mm。各力作用位置如圖3-2b所示，圖中尺寸的單位為mm。(2)力系的合力的大小、方向及合力作用線方程。精品文檔19精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔(2)合力大?。篎R=150N,方向水平向左。合力作用線方程：3-3如圖3-3所示，當(dāng)飛機作穩(wěn)定航行時，所有作用在它上面的力必須相互平衡。已知飛機的重力P=30kN,螺旋槳的牽引力F=4解選擇坐標(biāo)系如圖。圖3-3解受力如圖3-4b所示精品文檔20精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔3-5如圖3-5a所示，飛機機翼上安裝1臺發(fā)動機，作用在機翼OA上的氣動力按梯形分布：q1=60kN/m,q2=40kN/m,機翼重為P?=45kN,發(fā)動機重為發(fā)動機螺旋槳的作用力偶矩M=18kN田m。求機翼處于平衡狀態(tài)時，機翼根部固定端的解研究對象：機翼(含螺旋槳),受力如圖3-5b所示。梯形分布載荷看作三角形分布載荷(q?□q2)和均布載荷q2兩部分合成。三角形分布載荷均布載荷q2的合力3-6無重水平梁的支承和載荷如圖3-6a、圖3-6b所示。已知力F,力偶矩為M的力偶解(1)梁AB,坐標(biāo)及受力如圖3-6a1所示(2)梁AB,坐標(biāo)及受力如圖3-6b1所示精品文檔21精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔3-7如圖3-7a所示，液壓式汽車起重機全部固定部分(包括汽車自重)總重為P?=60kN,旋轉(zhuǎn)部分總重為P?=20kN,a=1.4m,b=0.4m,I?=1.85m解整體，坐標(biāo)及受力如圖3-7b所示。(2)求當(dāng)I=5m時，保證起重機不翻倒的P。3-8如圖3-8a所示，行動式起重機不計平衡錘的重為P=500kN,其重心在離右軌1.5m處。起重機的起重力為P?=250kN,突臂伸出離右軌10m。跑車本身重力略去不計，解起重機，受力如圖3-8b所示。精品文檔22精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔(1)起重機滿載時不向右傾倒臨界狀態(tài)下，F(xiàn)A=0。(2)起重機空載時向左不傾斜臨界狀態(tài)下，F(xiàn)B=0式(1)、(2)聯(lián)立，解得3-9飛機起落架，尺寸如圖,A,B,C均為鉸鏈，桿OA垂直于AB連線。當(dāng)飛機等速直線滑行時，地面作用于輪上的鉛直正壓力FN=30kN,水平摩擦力和各桿自重都比較小，可略去不計。求A、B兩處的約束力。3-10水平梁AB由鉸鏈A和BC所支持，如圖3-10a所示。在梁上D處用銷子安裝半徑為r=0.1m的滑輪。有1跨過滑輪的繩子，其1端水平系于墻上，另1端懸掛有重為P=1800N的重物。如AD=0.2m,BD=0.4m,IⅡ=45°,且不計梁、桿、滑輪和繩的重力。求鉸鏈A和桿BC對梁的約束力。解整體，坐標(biāo)及受力如圖3-10b所示：精品文檔23精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社圖3-103-11如圖3-11a所示，組合梁由AC和CD兩段鉸接構(gòu)成，起重機放在梁上。已知起重機重為P?=50kN,重心在鉛直線EC上，起重載荷為P?=10kN。如不計梁重，求支m解(1)起重機，受力如圖3-11b所示(2)梁CD,受力如圖3-11d所示(3)整體，受力如圖3-14c所示精品文檔24精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社續(xù)梁在A,B,C三處的約束力。解(a)(1)梁BC,受力如圖3-12a2所示。該力系為一力偶系，則：FB=Fc(2)梁AB,受力如圖3-12a1所示解(b)(1)梁BC,受力如圖3-12b2所示(2)梁AB,受力如圖3-12b1所示23-13由AC和CD構(gòu)成的組合梁通過鉸鏈C連接。它的支承和受力如圖3-13a所示。已知q=10kN/m,M=40kN田m,不計梁的自重。求支座A,B,DC受力。解(1)梁CD,受力如圖3-13c所示精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社(2)梁AC,受力如圖3-13b所示3-14圖3-14a所示滑道連桿機構(gòu)，在滑道連桿上作用著水平力F。已知OA=r,滑道傾角為R,機構(gòu)重力和各處摩擦均不計。求當(dāng)機構(gòu)平衡時，作用在曲柄OA上的力偶矩M與角之間的關(guān)系與角之間的關(guān)系。解(1)滑道連桿，受力如圖3-14b所示(2)曲柄OA及滑塊A,受力如圖3-14c所示3-15如圖3-15a所示，軋碎機的活動顎板AB長600mm。設(shè)機構(gòu)工作時石塊施于板的垂直力F=1000N。又BC=CD=600m平衡條件計算在圖示位置時電動機作用力偶矩M的大小。解(1)桿AB,受力如圖3-15d所示(2)節(jié)點C,受力如圖3-15b所示(3)曲柄OE,受力如圖3-15c所示式(1)、(2)、(3)聯(lián)立，解得精品文檔25精品文檔26精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社3-16圖3-16a所示傳動機構(gòu)，皮帶輪I,Ⅱ的半徑各為ri,r2,鼓輪半徑為r,物體A重力為P,兩輪的重心均位于轉(zhuǎn)軸上。求勻速提升物A時在I輪上所需施加的力偶矩M的大OP圖3-16解(1)輪O?,受力如圖3-16b所示受力如圖3-16c所示3-17圖3-17a所示為1種閘門啟閉設(shè)備的傳動系統(tǒng)。已知各齒輪的半徑分別為r1,r2,r3,r4,鼓輪的半徑為r,閘門重力為P,齒輪的壓力角為，不計各齒輪的自重，求最小的啟門力偶矩M及軸O3的約束力。M圖3-17解(1)輪O?,受力如圖3-17b所示(2)輪O1,受力如圖3-17c所示(3)輪O?,受力如圖3-17d所示得事3-18如圖3-18a所示，三鉸拱由兩半拱和3個鉸鏈A,B,C構(gòu)成，已知每半拱重為精品文檔27精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社解(1)整體，受力如圖3-18b所示(2)左半拱AC,受力如圖3-18c所示3-19構(gòu)架由桿AB,AC和DF鉸接而成，如圖3-19a所示，在桿DEF上作用1力偶矩為M的力偶。各桿重力不計，求桿AB上鉸鏈A,D和B受力。圖3-19解(1)整體，受力如圖3-19b所示(2)桿DE,受力如圖3-19c所示(3)桿ADB,受力如圖3-19d所示3-20構(gòu)架由桿AB,AC和DF組成，如圖3-20a所示。桿DF上的銷子E可在桿AC的光滑槽內(nèi)滑動，不計各桿的重量。在水平桿DF的一端作用鉛直力F,求鉛直桿AB上鉸精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔圖3-20解(1)桿DEF,受力如圖3-20b所示(2)整體，受力如圖3-20c所示(3)桿ADB,受力如圖3-20d所示3-21圖3-21a所示構(gòu)架中，物體重P=1200N,由細繩跨過滑輪E而水平系于墻上，尺寸如圖。不計桿和滑輪的重力，求支承A和B的約束力，以及桿BC的內(nèi)力FBC。A圖3-21精品文檔28精品文檔29精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔解(1)整體，受力如圖3-21b所示。繩索拉力(2)桿CE,滑輪E及重物P為研究對象，受力如圖3-21圖c所示彈簧。彈簧的剛度系數(shù)為k,當(dāng)距離AC等于a時，彈簧內(nèi)拉力為零。點C作用1水平力F,設(shè)AB=|,BD=b,不計桿重，求系統(tǒng)平衡時距離AC之值。圖3-22解由相似三角形對應(yīng)邊成比例，知彈簧原長設(shè)平衡時AC=x,此時彈簧伸長：(1)整體，受力如圖3-22b所示(2)桿BC,受力如圖3-22c所示3-23圖3-23a所示構(gòu)架中，力F=40kN,各尺寸如圖，不計各桿重力，求鉸鏈A、解(1)桿DEF,受力如圖3-23b所示(2)桿ABC,受力如圖3-23c所示式(1)、(2)聯(lián)立，解得精品文檔30精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔3-24在圖3-24a所示構(gòu)架中，A,C,D,E處為鉸鏈連接，桿BD上的銷釘B置于桿AC的光滑槽內(nèi)，力F=200N,力偶矩M=100N田m,不計各構(gòu)件重力，各尺寸如圖，求解(1)桿BD,受力如圖3-24b所示(2)整體，受力如圖3-24c所示(3)桿AC,受力如圖3-24d所示3-25如圖3-25a所示，用3根桿連接成一構(gòu)架，各連接點均為鉸鏈，B處的接觸表面光滑，不計各桿的重力。圖中尺寸單位為m。求鉸鏈D處受力。哈工大.高等教育出版社圖3-25解(1)整體，受力如圖3-25b所示(2)桿DB,受力如圖3-25c所示式(1)、(2)、(3)代入(4)、(5),解得2精品文檔32精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔圖3-26解(1)整體，受力如圖3-26b所示(3)直角桿DAB,受力如圖3-26d所示3-27在圖3-27a所示構(gòu)架中，各桿單位長度的重量為30N/m,載荷P=1000N,A處為固定端，B,C,D處為鉸鏈。求固定端A處及鉸鏈B,C處的約束力。圖3-27解(1)整體，受力如圖3-27b所示(2)桿CD,受力如圖3-27c所示□Mo=0,Fcy·4m+Pco·1m(3)桿ABC,受力如圖3-27d所示。由已知*3-28圖3-28a所示結(jié)構(gòu)位于鉛垂面內(nèi)，由桿AB,CD及斜T形桿BCE組成，不計各端A處的約束力；(2)銷釘B對桿AB及T形桿的作用力。精品文檔33精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社FF圖3-28(2)T形桿BCE,受力如圖3-28c所示(3)銷釘B,受方如圖3-28d所示(4)懸臂梁AB,受力如圖3-28e所示*3-29圖3-29a所示構(gòu)架，由直桿BC,CD及直角彎桿AB組成，各桿自重不計，載荷分布及尺寸如圖。銷釘B穿透AB及BC兩構(gòu)件，在銷釘B上作用1鉛垂力F。已知q,2。求固定端A的約束力及銷釘B對桿CB,桿AB的作用力。圖3-29精品文檔34精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔解(1)桿CD,受力如圖3-29e所示(2)桿BC,受力如圖3-29c所示(3)銷釘B,受力如圖3-29d所示(4)剛架AB,受力如圖3-29b所示3-30由直角曲桿ABC,DE,直桿CD及滑輪組成的結(jié)構(gòu)如圖3-30a所示，桿AB上作用有水平均布載荷q。不計各構(gòu)件的重力，在D處作用1鉛垂力F,在滑輪上懸吊一重為P的重物，滑輪的半徑r=a,且P=2F,CO=OD。求支座E及固定端A的約束力。圖3-30解(1)DE為二力桿，取CD+滑輪+重物P+DE為研究對象，受力如圖3-30b所示，且(2)直角曲桿ABC,受力如圖3-30c所示3-31構(gòu)架尺寸如圖3-31a所示(尺寸單位為9m),不計各桿的自重，載荷F=60kN。求鉸鏈A,E的約束力和桿BD,BC的內(nèi)力。精品文檔35精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社解BD,BC為二力桿(1)梁AB,受力如圖3-31b所示(2)梁EDC,受力如圖3-31c所示3-32構(gòu)架尺寸如圖3-32a所示(尺寸單位為m),不計各構(gòu)件自重，載荷F?=120kN,圖3-32解(1)整體，受力如圖3-32b所示精品文檔36精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔(3)梁BC,受力如圖3-32d所示，3-33圖3-33a所示挖掘機計算簡圖中，挖斗載荷P=12.25kN,作用于G點，尺寸如圖。不計各構(gòu)件自重，求在圖示位置平衡時桿EF和AD所受的力。解(1)整體，受力如圖3-33(2)考慮FHIJK及挖斗的平衡，受力如圖3-33c所示3-34平面懸臂桁架所受的載荷如圖3-34a所示。求桿2C圖3-341、2和3的內(nèi)力。解(1)桁架沿截面mm截開(圖3-34b),取右半部，得受力圖3-34c。4(2)節(jié)點E,受力如圖3-34d所示精品文檔37精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社3-35平面桁架的支座和載荷如圖3-35a所示。ABC為等邊三角形，且AD=DB。求桿DB解(1)節(jié)點E,受力如圖3-35d所示，因FAE與FcE同1條直線上，故(2)桁架沿截面mm截開(圖3-35b),取右半部，得受力圖3-35c解將桿BD,BE截斷，得受力圖3-36b和3-36c。由受力圖3-36c得：再由受力圖3-36b得：3-37桁架受力如圖a所示，已知F?=10kN,F?=F?=20kN。求桁架中桿4、5、7、10的內(nèi)力。解(1)整體，受力如圖3-37b所示精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社(2)桁架沿桿4、5、6截開，取左半部，得受力圖3-37c(3)節(jié)點D,受力如圖3-37d所示3-38平面桁架的支座和載荷如圖3-38a所示，求桿1、2和3的內(nèi)力。解桁架沿桿AD和桿3、2截斷，取上半部分，得受力圖3-38b:(2)節(jié)點C,受力如圖3-38c所示。全部力系向垂直于FcF方向投影得精品文檔38精品文檔40精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔作用線的位置如圖4-1所示。試將力系向原點O簡化。主矩4-21平行力系由5個力組成，力的大小和作用線的位置如圖4-2所示。圖中小正方格的邊長為10mm。求平行力系的合力。解由題意得合力FR的大小為合力作用線過點(Xc,yc,0):位置如圖4-3所示。試將此力系向原點O簡化。精品文檔41精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社主矩4-4求圖4-4所示力F=1000N對于z軸的力矩解把力F向x,y軸方向投影，得m定在軸上，其長為a,并與鉛直面ZAB成角，如圖4-5a所示。如在點D作用鉛直向下的力F,求此力對軸AB的矩。示，這2個分力分別為：4-6水平圓盤的半徑為r,外緣C處作用有已知力F。力F位于鉛垂平面內(nèi)，且與C處圓盤切線夾角為60°,其他尺寸如圖4-6a所示。求力F對X,y,z軸之矩。精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社,4-7空間構(gòu)架由3根無重直桿組成，在D端用球鉸鏈連接，如圖4-7a所示。和C端則用球鉸鏈固定在水平地板上。如果掛在D端的物重P=10kN,求鉸鏈A,B和C的約束力。解取節(jié)點D為研究對象，設(shè)各桿受拉，受力如圖4-7b所示。平衡：精品文檔42精品文檔43精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社解得圖4-74-8在圖4-8a所示起重機中，已知：AB=BC=AD=AE;點A,B,D和E等均為球鉸鏈圖4-8解(1)節(jié)點C為研究對象，受力及坐標(biāo)系如圖4-8d所示，其中x軸沿BC,y軸鉛直解得(2)節(jié)點B為研究對象，受力及坐標(biāo)系如圖4-8b、圖4-8c所示精品文檔44精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社2所示空間桁架由桿1,2,3,4,5和6構(gòu)成。在節(jié)點A上作用1個力F,此力在矩形ABDC平面內(nèi)，且與鉛直線成45°角。?EAK=?FBM。等腰三角形EAK,FBM和NDB在頂點A,B和D處均為直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN,求各桿的內(nèi)力。解(1)節(jié)點A為研究對象，受力及坐標(biāo)如圖4-9b所示解得(2)節(jié)點B為研究對象，受力如圖4-9b所示4-10如圖4-10a所示，3腳圓桌的半徑為r=500mm,重為P=600N。圓桌的3腳A,B和C形成1等邊三角形。若在中線CD上距圓心為a的點M處作用鉛直力F=1500N,求使圓桌不致翻倒的最大距離a。圖4-10解設(shè)圓桌中心為D,AB中點為E,則DE=rsin30°=250mm。取圓桌為研究對象，受力如圖4-10b所示。若在點M作用力F使桌剛要翻倒，則此時FNc=0,力系對軸AB的力矩平衡方程精品文檔45精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社OA,OB和OC在同1平面內(nèi)，AOB為直角。在這3個圓盤上分別作用力偶，組成各力偶的力作用在輪緣上，它們的大小分別等于10N,20N和F。如這3個圓盤所構(gòu)成的物系是自由的，不計物系重量，求能使此物系平衡的力F的大小和角。CFCFBFA_圖4-11解畫出3個力偶的力偶矩矢如圖4-11b所示，由力偶矩矢三角形圖4-11c可見由圖4-11a、圖4-11b可得2由圖4-11b、圖4-11c可得4-12圖4-12a所示手搖鉆由支點B,鉆頭A和1個彎曲的手柄組成。當(dāng)支點B處加壓力Fx,Fy和Fz以及手柄上加上F后，即可帶動鉆頭繞軸AB轉(zhuǎn)動而鉆孔，已知Fz=50N,F=150N。求：(1)鉆頭受到的阻抗力偶矩M;(2)材料給鉆頭的約束力FAx,FAy和FAz的值；(3)壓力Fx和Fy的值。圖4-12解手搖鉆為研究對象，受力如圖4-12b所示精品文檔46精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔4-13如圖4-13a所示，已知鏜刀桿的刀頭上受切削力軸向力Fy=75N,刀尖位于Oxy平面內(nèi)，其坐標(biāo)x=75解鏜刀桿為研究對象，受力如圖4-13b所示。Mx=100Nθm,My=□37.5Nθm(與圖示反向),Mz=□24.4Nθm(與圖示反向)4-14圖4-14a所示電動機以轉(zhuǎn)矩M通過鏈條傳動將重物P等速提起，鏈條與水平線成30°角(直線O1x1平行于直線Ax)。已知：r=100mm,R=200mm,P=10kN,鏈條主動邊(下邊)的拉力為從動邊拉力的2倍。軸及輪重不計。求支座A和B的約束力及鏈條的解取整個輪軸(包括重物P)為研究對象，受力如圖4-14b所示：精品文檔47精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔4-15某減速箱由3軸組成如圖4-15a所示，動力由軸l輸入，在軸上作用轉(zhuǎn)矩M?=697N·m。如齒輪節(jié)圓直徑為D?=160mm,D?=632mm,D?=204m圖4-15解(1)研究對象為軸AB,受力如圖4-15b所示□Fx=0,FAx+Fr□FBx=0,FAx=□2(2)研究對象為軸CD,受力如圖4-15c所示2精品文檔48精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔4-16使水渦輪轉(zhuǎn)動的力偶矩為Mz=1200N田m。在錐齒輪B3個分力：圓周力Ft,軸向力Fa和徑向力Fr。這些力的比例為Ft:Fa:Fr=1:0.32:0.17。已知水渦輪連同軸和錐齒輪的總重為P=12kN,其作用線沿軸Cz,錐齒輪的平均半徑OB=0.6m,其余尺寸如圖4-16a所示。求止推軸承C和軸承A的約束力。解整個系統(tǒng)為研究對象，受力如圖4-16b所示。設(shè)B處作用Ft,Fa,Fr的合力F,則列平衡方程2得□Fx=0,□Ft+FAx+Fcx=0,Fcx=Ft□FAx=□667N(與圖設(shè)反向)4-17如圖4-17a所示，均質(zhì)長方形薄板重P=200N,用球鉸鏈A和蝶鉸鏈B固定在墻解取薄板為研究對象，受力如圖4-17b所示。盡量采用力矩式求解。精品文檔49精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社4-18圖4-18a所示6桿支撐1水平板，在板角處受鉛直力F作用。設(shè)板和桿自重不計，解截開6根桿，取有板的部分為研究對象，受力如圖4-18b所示。4-19無重曲桿ABCD有2個直角，且平面ABC與平面BCD垂直。桿的D端為球鉸支在平面分別垂直于AB,BC和CD三線段。已知力偶矩M?和M?,求使曲桿處于平衡的力精品文檔50精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔解曲桿為研究對象，受力及坐標(biāo)如圖4-19b所示。平衡：代入式(2)、(3),代入式(2)、(3),得再代入式(4),得轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)過1小角度后，A端約束力將要復(fù)雜化、不能再作向心軸承看待。4-202個均質(zhì)桿AB和BC分別重P?和P?,其端點A和C用球鉸固定在水平面上，另1端B由球鉸鏈相連接，靠在光滑的鉛直墻上，墻面與AC平行，如圖4-20a所示。如AB與水平線交角為45°,BAC=90°求A和C的支座約束力以及墻上點B所受的壓力。解AB和BC兩桿為研究對象，受力及坐標(biāo)如圖4-20b所示。由于未知力較多，盡可能用軸矩式平衡方程(需保證方程獨立)求解，力求使取矩軸與較多精品文檔51精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔(2)桿AB為研究對象，受力及坐標(biāo)如圖4-20c所示代入式(6),得4-21桿系由球鉸連接，位于正方體的邊和對角線上，如圖4-21a所示。在節(jié)點D沿對角線LD方向作用力Fp。在節(jié)點C沿CH邊鉛直向下作用F。如球鉸B,L和H是固定的，解(1)節(jié)點D為研究對象，受力如圖4-21b所示Fo1F1-精品文檔52精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社(2)節(jié)點C為研究對象，受力如圖4-21b所示時秤上讀數(shù)為10kN,試確定機床重心的位置。解設(shè)機床相對水平地面傾斜角仍處于平衡，其受力如圖4-22b所示。又設(shè)機床重心C的坐標(biāo)為xc及yc,則Xc=0.72myc=0.659m4-23工字鋼截面尺寸如圖4-23a所示，求此截面的幾何中心。1解把圖形的對稱軸作軸x,如圖4-23b所示，圖形的形心C在對稱軸x上，即4-24均質(zhì)塊尺寸如圖4-24所示，求其重心的位置。解精品文檔53精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔圖4-24圖4-25圖4-244-25均質(zhì)曲桿尺寸如圖4-25所示，求此曲桿重心坐標(biāo)。解4-26圖4-26a所示均質(zhì)物體由半徑為r的圓柱體和半徑為r的半球體相結(jié)合組成。如均質(zhì)體的重心位于半球體的大圓的中心點C,求圓柱體的高。圖4-26解選坐標(biāo)軸如圖4-26b所示，由題意知解得精品文檔54精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔5-1如圖5-1a所示，置于V型槽中的棒料上作用1力偶，力偶矩M=15N田m時，剛好能轉(zhuǎn)動此棒料。已知棒料重力P=400N,直徑D=0.25m好能轉(zhuǎn)動此棒料。已知棒料重力P=400以上5式聯(lián)立，化得代入所給數(shù)據(jù)得方程有2根：fs?=4.442(不合理),fs?=0.223(是解)5-2梯子AB靠在墻上，其重力為P=200N,如圖5-2a所示。梯長為I,并與水平面交角(=60°。已知接觸面間的靜摩擦因數(shù)均為0.25。今有1重力為650N的人沿梯向上爬，s應(yīng)為多少?s應(yīng)為多少?精品文檔55精品文檔哈工大.高等教育出版社精品文檔解梯子為研究對象，受力如圖5-2b所示，剛剛要滑動時，A,B處都達最大靜摩擦力。2聯(lián)立以上5式，解得,FsA=200N5-32根相同的勻質(zhì)桿AB和BC,在端點B用光滑鉸鏈連接，A,C端放在不光滑的水平面上，如圖5-3a所示。當(dāng)ABC成等邊三角形時，系統(tǒng)在鉛直面內(nèi)處于臨界平衡狀態(tài)。求則則5-4攀登電線桿的腳套鉤如圖5-4a所示。設(shè)電線桿直徑d=300mm,A,B間的鉛直距離b=100mm。若套鉤與電桿之間摩擦因數(shù)fs=0.5,求工人操作時，為了完全，站在解套鉤為研究對象，受力如圖5-4b所示，設(shè)工人站在保證安全的最小lmin處，此時精品文檔56精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社重5-5不計自重的拉門與上下滑道之間的靜摩擦因數(shù)均為fs,門高為h。若在重h處用水平力F拉門而不會卡住，求門寬b否有影響?的最小值。問門的自重對不被卡住的門寬最小值是圖5-5解(1)不計自重時受力如圖5-5b所示綜上化得精品文檔57精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社,(2)考慮門自重W(位于門形心，鉛垂向下，圖中未畫出)時，受力如圖5-5b所示解得當(dāng)門被卡住時，無論力F多大，門仍被卡住，得5-6平面曲柄連桿滑塊機構(gòu)如圖5-6a所示。OA=1,在曲柄OA上作用有1矩為M的力偶，OA水平。連桿AB與鉛垂線的夾角為，滑塊與水平面之間的摩擦因數(shù)為fs,不解(1)研究對象AO,受力如圖5-6b所示(2)研究對象為滑塊B,受力如圖5-6c所示，這里假設(shè)F較小，B有向右滑趨勢：精品文檔58精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔F較大時，滑塊B滑動趨勢與圖c相反，即摩擦力Fs與圖c所示相反，則此時式(1),(4)不變，式(2)變?yōu)槭?1),(4)代入上式，得同樣令fs=tanlI則以上2個F是使系統(tǒng)保持平衡的F的最小與最大值，在兩者之間的F都能保持平衡，即5-7軋壓機由兩輪構(gòu)成，兩輪的直徑均為d=500mm,輪間的間隙為輪反向轉(zhuǎn)動，如圖5-7a上箭頭所示。已知燒紅的鐵板與鑄鐵輪間的摩擦因數(shù)fs=0.1,能軋壓的鐵板的厚度b是多少?提示：欲使機器工作，則鐵板必須被兩轉(zhuǎn)輪帶動，亦即作用在鐵板A、B處精品文檔59精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔比較上2式，可見由幾何關(guān)系得展開，略去f項及其后各項，可得5-8鼓輪利用雙閘塊制動器制動，設(shè)在杠桿的末端作用有大小為200N的力F,方向與杠桿相垂直，如圖5-8a所示，自重均不計。已知閘塊與鼓輪間的摩擦因數(shù)fs=0.5,又2R=O?O?=KD=CD=O?A=KL=O?L=0.5m,O?圖5-8解(1)桿O?B為研究對象，受力如圖5-8b所示的下部。由幾何關(guān)系(2)桿CDE為研究對象，受力如圖5-8b所示的上部。(3)桿O?D為研究對象，受力如圖5-8b所示的右部。精品文檔60精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社(5)鼓輪為研究對象，受力如圖5-8b所示的中部，由平衡條件得制動力矩為5-9磚夾的寬度為0.25m,曲桿AGB與GCED在點G鉸接，尺寸如圖5-9a所示。設(shè)磚重P=120N,提起磚的力F作用在磚夾的中心線上，磚夾與磚間的摩擦因數(shù)fs=0.5,圖5-9解(1)整體為研究對象，受力如圖5-9a所示，由圖5-9a得出：(2)磚塊為研究對象，受力如圖5-9b所示解得:(3)曲桿AGB為研究對象，受力如圖5-9c所示5-10圖5-10a所示起重用的夾具由ABC和DEF兩個相同的彎桿組成，并由桿BE連的摩擦因數(shù)fs應(yīng)為多大?(忽略BE間距尺寸)解(1)整體為研究對象，受力如圖5-10a所示，得(2)吊環(huán)O為研究對象，受力如圖5-10d所示解得精品文檔61精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社(3)重物為研究對象，受力如圖5-10b所示摩擦力(4)彎桿ABC為研究對象，受力如圖5-10c所示把有關(guān)量代入上式，得5-11圖5-11a所示2無重桿在B處用套筒式無重滑塊連接，在桿AD上作用1力偶，其力偶矩MA=40N田m,滑塊和桿AD間的摩擦因數(shù)fs=0.3,求保持系統(tǒng)平衡時力偶矩解(1)研究對象為桿AD,受力如圖5-11b所示精品文檔62精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社(2)研究對象為桿CB,受力如圖5-11c所示當(dāng)Mc較小時，摩擦力Fs與圖示反向，此時式(1)、(2)不變，式(3)變?yōu)榈男泵嫔稀Ｏ潴w與斜面之間的摩擦因數(shù)fs=0.2。今在箱體的C點系1無重軟繩，方向如圖所示，繩的另1端繞過滑輪D掛1重物E。已知BC=a=1.8m。態(tài)的重物E的重量。圖5-12解(1)物E重較小時，臨界受力如圖5-12b所示①臨界下滑□□②臨界逆時針翻倒判別求使箱體處于平衡狀精品文檔63精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔又因為所以圖5-12b所示狀態(tài)不會翻倒。(2)物E較重時，F(xiàn)較大，上滑與順時針傾倒的臨界受力如圖5-12c所示。①臨界上滑②臨界順時針翻倒這里的F為保持平衡時物E的重力范圍。5-13機床上為了迅速裝卸工件，常采用如圖5-13a所示的偏心輪夾具。已知偏心輪直徑為D,偏心輪與臺面間的摩擦因數(shù)為fs。現(xiàn)欲使偏心輪手柄上的外力去掉后，偏心輪不會自動脫落，求偏心距e應(yīng)為多少?各鉸鏈中的摩擦忽略不計。圖5-13解忽略偏心輪重力，則偏心輪保持平衡相當(dāng)于二力桿，由自鎖條件如圖5-13b受力得2*5-14均質(zhì)圓柱重力P,半徑為r,擱在不計自重的水平桿和固定斜面之間。桿端A為光滑鉸鏈，D端受1鉛垂向上的力F,圓柱上作用1力偶，如圖5-14a所示，已知F=P,圓柱與桿和斜面間的靜滑動摩擦因數(shù)皆為fs=0.3,不計滾動摩阻，當(dāng)(=45°時，AB=BD。求此時能保持系統(tǒng)靜止的力偶矩M的最小值。精品文檔64精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社精品文檔解(1)研究對象為桿ABD,受力如圖5-14b所示(2)研究對象為輪O,受力如圖P①設(shè)E處摩擦力先達臨界值，則點B處摩擦力未達臨界值。②設(shè)B處摩擦力先達臨界值，則*5-15重為P?=450N的均質(zhì)梁AB。梁的A端為固定鉸支座，另1端擱置在重精品文檔65精品文檔理論力學(xué)(第七版)課后題答案哈工大.高等教育出版社W?=343N的線圈架的芯軸上，輪心C為線圈架的重心。線圈架與AB梁和地面間的靜滑動摩擦因數(shù)分別為fs?=0.4,fs?=0.2,不計滾動摩阻，線圈架的半徑R=0.3m,芯軸的半徑r=0.1m。在線圈架的芯軸上繞1不計重量的軟繩，求使線圈架由靜止而開始運動