工程力學(xué)二試題及答案

工程力學(xué)二試題及答案姓名：____________________

一、選擇題（每題2分，共20分）

1.在下列單位中，屬于力的單位是：

A.牛頓（N）B.千克（kg）C.米/秒（m/s）D.焦耳（J）

2.在下列物理量中，屬于標(biāo)量的是：

A.力B.速度C.力矩D.動(dòng)量

3.在彈性范圍內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是：

A.應(yīng)力與應(yīng)變成正比B.應(yīng)力與應(yīng)變成反比C.應(yīng)變與位移成正比D.應(yīng)力與位移成正比

4.在下列材料中，屬于脆性材料的是：

A.鋼B.銅合金C.鋁合金D.石墨

5.在下列力學(xué)現(xiàn)象中，屬于振動(dòng)現(xiàn)象的是：

A.靜止B.平動(dòng)C.旋轉(zhuǎn)D.振動(dòng)

6.在下列物理量中，屬于矢量的有：

A.力B.速度C.力矩D.動(dòng)量

7.在下列力學(xué)模型中，屬于理想模型的是：

A.質(zhì)點(diǎn)B.剛體C.線性彈性體D.非線性彈性體

8.在下列力學(xué)問(wèn)題中，屬于靜力學(xué)問(wèn)題的是：

A.橋梁的承載能力分析B.流體力學(xué)問(wèn)題C.靜電場(chǎng)問(wèn)題D.動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

9.在下列力學(xué)問(wèn)題中，屬于動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的是：

A.橋梁的承載能力分析B.流體力學(xué)問(wèn)題C.靜電場(chǎng)問(wèn)題D.物體的運(yùn)動(dòng)分析

10.在下列力學(xué)問(wèn)題中，屬于材料力學(xué)問(wèn)題的是：

A.橋梁的承載能力分析B.流體力學(xué)問(wèn)題C.靜電場(chǎng)問(wèn)題D.物體的運(yùn)動(dòng)分析

二、填空題（每空2分，共20分）

1.力學(xué)是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物體之間相互作用的學(xué)科。

2.在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，符號(hào)為N。

3.在物理學(xué)中，速度和加速度都是矢量。

4.在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即胡克定律。

5.材料的彈性模量是描述材料彈性性能的重要參數(shù)。

6.在材料力學(xué)中，梁的截面慣性矩是描述截面抵抗彎曲變形能力的參數(shù)。

7.力矩是力和力臂的乘積。

8.在牛頓第二定律中，力等于質(zhì)量乘以加速度。

9.在材料力學(xué)中，梁的正應(yīng)力是指垂直于截面方向的應(yīng)力。

10.在材料力學(xué)中，梁的剪應(yīng)力是指平行于截面方向的應(yīng)力。

三、計(jì)算題（每題10分，共30分）

1.一物體質(zhì)量為2kg，受到一個(gè)10N的水平力作用，求物體的加速度。

2.一根長(zhǎng)為2m，截面為圓形的鋼桿，直徑為0.1m，受到一個(gè)10kN的拉力作用，求鋼桿的應(yīng)力和應(yīng)變。

3.一根長(zhǎng)為2m，截面為矩形的木桿，寬為0.1m，高為0.2m，受到一個(gè)10kN的拉力作用，求木桿的應(yīng)力和應(yīng)變。

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）

1.簡(jiǎn)述牛頓運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容。

2.簡(jiǎn)述功和能的關(guān)系。

3.簡(jiǎn)述應(yīng)力與應(yīng)變的概念。

4.簡(jiǎn)述材料力學(xué)中梁的受力分析。

5.簡(jiǎn)述剛體運(yùn)動(dòng)的基本形式。

五、論述題（10分）

論述材料力學(xué)中梁的彎曲變形和強(qiáng)度計(jì)算的基本原理。

六、綜合應(yīng)用題（20分）

1.一根長(zhǎng)為4m，截面為圓形的鋼桿，直徑為0.2m，受到一個(gè)20kN的拉力作用，求鋼桿的應(yīng)力、應(yīng)變和拉力作用點(diǎn)的位移。

2.一根長(zhǎng)為3m，截面為矩形的木桿，寬為0.1m，高為0.15m，受到一個(gè)15kN的拉力作用，求木桿的應(yīng)力、應(yīng)變和拉力作用點(diǎn)的位移。

3.一根長(zhǎng)為5m，截面為圓形的鋼桿，直徑為0.3m，受到一個(gè)30kN的彎矩作用，求鋼桿的最大彎曲應(yīng)力、最大彎曲應(yīng)變和最大彎曲變形。

試卷答案如下：

一、選擇題答案：

1.A

2.A

3.A

4.D

5.D

6.A

7.A

8.A

9.D

10.A

解析思路：

1.力的單位是牛頓，故選A。

2.力是矢量，速度和加速度也是矢量，故選A。

3.在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，符合胡克定律，故選A。

4.脆性材料在外力作用下易斷裂，石墨屬于脆性材料，故選D。

5.振動(dòng)是物體來(lái)回重復(fù)的運(yùn)動(dòng)，故選D。

6.力、速度、力矩和動(dòng)量都是矢量，故選A。

7.質(zhì)點(diǎn)是沒(méi)有大小和形狀的理想模型，故選A。

8.靜力學(xué)問(wèn)題研究物體在靜力作用下的平衡狀態(tài)，故選A。

9.動(dòng)力學(xué)問(wèn)題研究物體在動(dòng)力作用下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故選D。

10.材料力學(xué)問(wèn)題研究材料的強(qiáng)度和變形，故選A。

二、填空題答案：

1.力學(xué)是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物體之間相互作用的學(xué)科。

2.在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，符號(hào)為N。

3.在物理學(xué)中，速度和加速度都是矢量。

4.在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即胡克定律。

5.材料的彈性模量是描述材料彈性性能的重要參數(shù)。

6.在材料力學(xué)中，梁的截面慣性矩是描述截面抵抗彎曲變形能力的參數(shù)。

7.力矩是力和力臂的乘積。

8.在牛頓第二定律中，力等于質(zhì)量乘以加速度。

9.在材料力學(xué)中，梁的正應(yīng)力是指垂直于截面方向的應(yīng)力。

10.在材料力學(xué)中，梁的剪應(yīng)力是指平行于截面方向的應(yīng)力。

三、計(jì)算題答案：

1.F=ma，a=F/m=10N/2kg=5m/s2

2.應(yīng)力σ=F/A=10kN/(π(0.1m)2/4)=100MPa，應(yīng)變?chǔ)?σ/E=100MPa/200GPa=5×10??

位移δ=(F/A)(L2/12I)=(10kN/100MPa)(4m2/12(π(0.1m)?/64))=0.002m

3.應(yīng)力σ=F/A=15kN/(0.1m×0.2m)=75MPa，應(yīng)變?chǔ)?σ/E=75MPa/10GPa=7.5×10?3

位移δ=(F/A)(L2/12I)=(15kN/75MPa)(3m2/12(0.1m×0.2m/4))=0.0015m

四、簡(jiǎn)答題答案：

1.牛頓運(yùn)動(dòng)定律包括：

-第一定律：靜止的物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)動(dòng)的物體將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，除非受到外力作用。

-第二定律：物體的加速度與作用在它上面的外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。

-第三定律：對(duì)于兩個(gè)相互作用的物體，它們之間的作用力和反作用力大小相等，方向相反。

2.功和能的關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。

3.應(yīng)力與應(yīng)變的概念：

-應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上的力，表示材料內(nèi)部各部分之間的相互作用。

-應(yīng)變：材料在受力作用下的形變量與原長(zhǎng)度的比值