習(xí)題集：第一篇__靜力分析

1、 靜力分析習(xí)題集靜力分析習(xí)題集第一章第一章 要求：要求：1 1. .了解靜力學(xué)的基本概念和公理了解靜力學(xué)的基本概念和公理2.2.掌握構(gòu)件受力分析掌握構(gòu)件受力分析3.3.掌握受力圖畫法掌握受力圖畫法 1.在剛體上的加上任意個的平衡力系，能改變原來力系對剛體的作用嗎？但對于變形體而言又是如何？ 2.為什么說二力平衡條件、加減平衡力系原理和力的可傳性等只能適用于剛體？ 3.如圖所示，圓盤在力偶M=Fr和力F 的作用下保持靜止，能否說力偶M和力F 保持平衡？為什么？ 4.如圖所示剛體A、B自重不計，在光 滑斜面上接觸。其中分別作用兩等值、反 向、共線的力F1 和F2，問A、B是否平衡？ 若能平衡斜面是

2、光滑的嗎？F1F2AB題1-4圖圖1-3題 5、如圖所示，可否將作用在D點力F沿其作用 線移動到BC桿上的E點處F，為什么？ 6、如圖所示剛架AC和BC，在C 處用銷釘連 接，在A、 B處分別用鉸鏈支座支承構(gòu)件形 成一個三鉸拱?，F(xiàn)將作用在桿BC上的力F沿 著其作用線移至剛體AC上。不計三鉸剛架自 重。試問移動后對A、B、C約束反力有沒有 影響？為什么？ 7、圖1-16所示受力圖是否正確，請說明原因。ABCF題 1-6圖題 1-5 圖題 1-7圖q一、判斷題（對畫（對畫，錯畫，錯畫） 1-1 凡在二力作用下的約束稱為二力構(gòu)件。 （ ） 1-2 在兩個力作用下，使剛體處于平衡的必要條件與充 分條件

3、是這兩個力等值、反向、共線。 （ ） 1-3 力的可傳性只適用于一般物體。 （ ） 1-4 合力大小比分力大小要大。 （ ） 1-5 凡矢量都可以用平行四邊形法則合成。 （ ） 1-6 匯交的三個力是平衡力。 （ ） 1-7 作用力與反作用力是平衡力。 （ ） 1-8 約束力的產(chǎn)生與主動力有關(guān)。 （ ） 二、受力分析題 1-9 畫出下列標注字母物體的受力圖，未畫重力的各物體其自重不計，所有接觸面均為光滑接觸 1-10 畫出右邊標注字母物體的受力圖及系統(tǒng)整體的受力圖，未畫重力的各物體其自重不計，所有接觸面均為光滑接觸。 要求：要求：1 1. . 掌握平面匯交力系受力分析計算掌握平面匯交力系受力分

4、析計算2. 2. 掌握力矩力偶的分析計算掌握力矩力偶的分析計算3. 3. 掌握平面任意力系受力分析計算掌握平面任意力系受力分析計算4. 4. 掌握物系問題的受力分析計算掌握物系問題的受力分析計算5. 5. 掌握考慮摩擦的力系受力計算掌握考慮摩擦的力系受力計算 1.右圖剛體的A、B、C、D四點作用有四個 大小相等、兩兩平行的力，這四個力組成封 閉的力的多邊形，試問此剛體平衡嗎？若使 剛體平衡，應(yīng)如何改變力系中力的方向？ 2.下圖中哪些為靜定結(jié)構(gòu)，哪些為超靜定結(jié)構(gòu)？ABCD 3. 用解析法求平面匯交力系的平衡問題時，x和y軸是否一定相互垂直？當x和y軸不垂直時，對平衡方程有何限制條件？為什么？ 4

5、. 如何理解桁架求解的兩個方法？其平衡方程如何選??？ 5. 摩擦角與摩擦因數(shù)的關(guān)系是什么？在有摩擦的平衡問題時應(yīng)如何求解？ 6. 為什么平面匯交力系的平衡方程可以取兩個力矩方程或者是一個投影方程和一個力矩方程？矩心和投影軸的選擇有什么條件？ 7. 平面力系向任意點簡化的結(jié)果相同，則此力系的最終結(jié)果是什么？ 一、判斷題（對畫（對畫，錯畫，錯畫） 2-1 平面匯交力系平衡的幾何條件是力的多邊形自行封閉。 （ ） 2-2 兩個力F1、F2在同一軸上的投影相等，則這兩個大小一定相等 。 （ ） 2-3 力在某一軸上的投影等于零則該力一定為零.（ ） 2-4 用繪圖法求平面匯交力系求合力時，作圖時畫力的

6、順序可以不同，其合力不變。 （ ） 2-5 凡矢量力偶使剛體只能轉(zhuǎn)動，而不能移動。 （ ） 2-6 任意兩個力都可以合成為一個合力。 （ ） 2-7 作用力力偶中的兩個力在其作用面內(nèi)任意直線段上的投影的代數(shù)和恒為零反作用力是平衡力。 （ ） 2-8 平面力偶矩的大小與矩心點的位置有關(guān)。 （ ） 2-9 靜滑動摩擦力應(yīng)是一個范圍值。 （ ） 2-10 作用在剛體上的力可以任意移動，不需要附加任何條件。 （ ） 2-11 作用在剛體上任意力系若力的多邊形自行封閉，則該力系一定平衡。 （ ） 2-12 平面任意力系向任意點簡化的結(jié)果相同，則該力系一定平衡。 （ ） 2-13 平面任意力系中主矩的大小

7、與簡化中心的位置無關(guān)。 （ ） 2-14 平面任意力系中主矢的大小與簡化中心的位置有關(guān)。 （ ） 二、填空題（把正確的答案寫在橫線上）（把正確的答案寫在橫線上） 2-15 作用在剛體上的三個力使剛體處于平衡狀態(tài)，其中兩個力匯交于一點，則第三個力的作用線 。 2-16 如圖所示，不計重量的直桿AB與折 桿CD在B處用光滑鉸鏈連接，若結(jié)構(gòu)受力 F作用，則支座C處的約束力大小 ， 方向 。 2-17 用解析法求匯交力系合力時，若采用的坐標系不同，則所求的合力 。 2-18 力偶是由 、 、 的兩個力組成。 2-19 同平面的兩個力偶，只要 相同，則這兩個力偶等效。 ABFCDaaaaa45 2-20

8、 右圖中平面系統(tǒng)受力偶矩M=20kN.m 的作用，桿AC、BC自重不計，A支座約束力 大小是 ，支座約束力大小是 。 2-21 如圖所示，在力偶矩作用下，梁A支座 約束力大小是 ，B支座約束力的大小 。 2-22 題2-22圖所示，已知：F1=F2=F3=F4=F， M=Fa，a為三角形邊長，如以A為簡化中心， 則最后的結(jié)果其大小 ，方向 。 2-23 平面力偶系的平衡條件 。 2-24 如右圖所示，抱閘的直徑是軸的直徑的 兩倍，如果在軸上作用一個力FT，抱閘制動時 作用在抱閘上的力F1，則F1= FT。 BACM2m3002m4mBBA1 三、計算分析題 2-25 如圖所示：已知F1=150

9、N， F2=200N，F(xiàn)3=300N，F(xiàn)=F= 200N ， 求力系向點O簡化的結(jié)果，合力的 大小及到原點O的距離。 2-26 求圖示各物體的支座約束力，長度單位為m。 題2-25 圖yxO 2 3 1100200113112F80(1)12110KN mABC4KN/m34AB2KN1KN/m題 2-26 圖5KN(2) 2-27 均質(zhì)桿AB重為P1，一端用鉸鏈 A支與墻面上，并用滾動支座C維持平 衡，另一端又與重為P2的均質(zhì)桿BD鉸 接，桿BD靠與光滑的臺階E上，且傾角 為，設(shè)：AC=2/3 AB ， BE= 2/3 BD 。 試求A、C和E三處的約束力。 2-28 水平梁AB由鉸鏈A和桿

10、BC支持， 如圖所示。在梁的D處用銷子安裝半徑 為r=0.1m的滑輪。有一跨過滑輪的繩子 一端水平地系在墻上，另一端懸掛有重 為1800N的重物。AD=0.2m，BD=0.4m， =45,且不計梁、滑輪和繩子的自重。 求固定鉸支座A和桿BC的約束力。 題2-27圖AyxBDEP2P1AB rD題3-28圖 2-29 圖示的組合梁由AC和CD鉸接 而成，起重機放在梁上，已知梁重為 P1=50kN，重心在鉛直線EC上，起重 荷載為P=10kN，不計梁的自重，試求 支座A、D處的約束力。 2-30 求圖示多跨靜定梁的支座約束力。 題2-29圖66 4ml lAFEGBD 1題2-30圖4m4m2m(

11、a)qABCm2622 3 3 2 262ABCDFE(b) 2-31 如2-38圖所示。構(gòu)架由桿AB、 AC和DF鉸接而成，在桿DEF上作用 一力偶矩為M的力偶，不計各桿的自 重。試求桿AB上的鉸鏈A、D、B處 所受的力。 2-32 如2-39圖所示的構(gòu)架，起吊重 物的重為1200N，細繩跨過滑輪水平 系于墻面上，不計滑輪和桿的自重， 幾何尺寸如圖，試求支座A、B處的約 束力，桿BC的內(nèi)力。 BEDAaaaaFC1.5m1.5m2m2mADBCE題2-31圖題2-32圖 2-33 尖劈起重裝置尺寸如圖所示， A的頂角為，物快B受力F1的作用， 物快A、B間的摩擦因數(shù)為f（由滾珠 處的摩擦忽略

12、不計），物快A、B的 自重不計，試求使系統(tǒng)保持平衡的力 F2的范圍。 2-34 平面桁架受力如圖所示， 試求1、2、3桿的內(nèi)力。 2-35 平面桁架荷載及尺寸如圖所示，q試求桁架中各桿的內(nèi)力。 2 1AB題2-33圖題2-34圖題2-35圖 2-36 磚夾結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示，磚重 為G，提舉力F作用在磚夾中心線上。 若磚夾與磚的靜摩擦因數(shù)fs=0.5，則b 應(yīng)為多大才保證磚被夾住不滑掉？ 2-37 如圖所示，圓輪上扭矩M，幾何 尺寸a,b,c,r及制動塊間的靜摩擦因數(shù) fs為已知。試求制動所需最小力F。 2-38 圖示凸輪機構(gòu)中推桿與滑道間的 摩擦因數(shù)為fs ，滑道寬度為b。問a為多 大時推桿才

13、不至于被卡?。款}2-38圖題2-37圖題2-36圖要求：要求：1 1. . 掌握空間力系在坐標軸上的投影掌握空間力系在坐標軸上的投影2. 2. 掌握主失和主矩的分析計算掌握主失和主矩的分析計算3. 3. 掌握空間力系平衡受力分析計算掌握空間力系平衡受力分析計算4. 4. 掌握物體重心和形狀中心的計算掌握物體重心和形狀中心的計算 1. 什么情況下力對軸之矩等于零？ 2. 力在平面上的投影為什么仍然是一矢量？ 3. 用負面積法求物體的重心時，應(yīng)該注意些什么問題？ 4. 物體的重心是否一定在物體上？試舉例說明。 5. 計算某物體的重心，選取兩個不同的坐標系，則對這兩個不同的坐標系計算出來的結(jié)果會不會

14、一樣？這是否意味著重心位置是隨著坐標選擇不同而改變？ 6. 將鐵絲彎成不同形狀，起重心是否發(fā)生改變？ 7. 形狀和大小相同、但質(zhì)量不同的均質(zhì)物體，其重心位置是否相同？一、判斷題（對畫（對畫，錯畫，錯畫） 3-1 空間力對點的矩在任意軸上的投影等于力對該軸的矩。 （ ） 3-2 空間力系的主矢是力系的合力。 （ ） 3-3 空間力系向一點簡化得主矢和主矩與原力系等效。 （ ） 3-4 空間力系的主矢為零，則力系簡化為力偶。 （ ） 3-6 空間匯交力系的平衡方程只有三個投影形式的方程。 （ ） 3-7 空間匯交力系的三個投影形式的平衡方程，對投影軸沒有任何限制。 （ ） 二、填空題（把正確的答案

15、寫在橫線上）（把正確的答案寫在橫線上） 3-8 空間力系向一點簡化得主矢的大小與簡化中心的位 置 ；得主矩的大小與簡化中心的位置 。 3-9 已知一正方體，各邊長為a，沿對角線 BD作用一個力，則該力對對x、y、z軸的矩 Mx= 、My= 、Mz= 。 沿對角線作用一個力F F，則該力在x、y、z 軸上的投影Fx 、Fy 、Fz 。 3-10 空間平行力系的平衡方程 。 3-11 空間力偶系的平衡方程 。 3-12 空間匯交力系的平衡方程 。 題3-9圖三、計算分析題3-13 力系中F1=100N，F(xiàn)2=300N，F(xiàn)3=200N，各力作用線的位置如圖所示。試求各力對O 點之矩。3-14 空間構(gòu)

16、架由三根直桿AD、BD和CD用鉸鏈在D處連接，起吊重物的重量P=10kN，各桿自重不計，試求三根直桿AD、BD和CD所受的約束力。3-15 如圖右所示，在手柄的處作用一個力F與X軸平行，試求力F對各軸的矩。 題3-13圖題3-14圖題3-15圖3-16 圖示絞車的滾筒上掛重物P1， 輪 C 半徑為滾筒半徑的六倍。繞在輪 C 上的繩子過輪D后掛重物P=100N，試求平衡時重物P1的重量及軸承A、B約束力。（輪重及摩擦不計）3-17 圖示用六個根桿支撐一矩形方板， 在板的角點處受到鉛直力F的作用，不計桿和板的重量，試求各桿的受力。 3-18 圖中鋼架由三個固定銷支承在A、B、C支座處，受力F1=1

17、00kN，F(xiàn)2=50kN作用，求各處約束力。 題3-16圖題3-17圖題3-18圖3-19 如圖所示AB=BD=200mm，CD=500mm，輪直徑d1=100mmD輪直徑d2=50mm，圓柱齒輪壓力角 為20,已知作用在大輪上的力F=5kN，求軸勻速轉(zhuǎn)動時小齒輪傳遞的力 F2 及二端軸承的約束力。3-20 如圖起重機裝在三輪小車ABC上。已知起重的尺寸為：AD=BD=1m，CD=1.5m，CM=1m，KL=4m。機身連同平衡錘F共重為P1=200kN，作用在G點，G點在LMNF平面之內(nèi)，到機身軸線MN的距離 GH=0.5m，重物P2=60kN, 求當起重機的平面LMN平行于AB時車輪對軌道的

18、壓力。題3-19圖題3-20圖3-21 如圖所示平面圖形，求其形心。3-22 求均質(zhì)物體的重心，其尺寸如圖所示題3-21圖(a)(b)(a)(b)題3-22圖 圖示結(jié)構(gòu)受給定力偶的作用，求支座A的約束反力。 已知桿AB、輪C和繩子AC組成的物體系統(tǒng)如圖所示。作用在桿上的力偶，其力偶矩為m，設(shè)AC=2R，R為輪C的半徑，各物體重量均忽略不計，各接觸處均為光滑的，試求鉸鏈A對AB桿的約束反力及地面對輪C的反力。ABmDRAyRA 兩相同的長方形板在C點以鉸鏈聯(lián)結(jié)并支承在固定鉸鏈支座A、B上，板的各邊相互平行或垂直。已知兩平板上分別作用有力偶矩為M的力偶，略去平板重量，試求A、B兩點的約束反力。（a

19、b） 作出圖示結(jié)構(gòu)的整體及構(gòu)件AB、CD的受力圖。要求用所學(xué)的知識定出各約束反力的作用線和指向（不能用兩個垂直分力表示約束反力）。 圖示結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件AB為1/4圓弧形，其半徑為r，構(gòu)件BDC為直角折桿，BD垂直于CD，其上作用一力偶，該力偶的力偶矩數(shù)值為M，已知尺寸L=2r。試：1. 畫出兩構(gòu)件的受力圖；2. 求鉸A,C的約束力。ABCDrLMBCDMAFBFBFCF01niiMCEFMBE應(yīng)用合力矩定理：0245sin45cos00rFrFMCCrMFC32AF是非題：1、因為構(gòu)成力偶的兩個力滿足FF，所以力 偶的合力等于零。2、因為構(gòu)成力偶的兩個力滿足FF，所以力偶在某軸上的投影不為零。3

20、、力偶對其作用面內(nèi)任一點之矩都等于力偶矩是非題：5、力矩為零時表示力作用線通過矩心或力為零。6、平面上一個力和一個力偶可以簡化成一個 力。4、力F在x軸方向的分力為零，則力F對坐標原點的 力矩為零。 7、如果某平面力系由多個力偶和一個力組成，該力系一定不是平衡力系。填空題：1、同平面的兩個力偶，只要 _相同，對剛體的外效應(yīng)相同。 2、力偶_與一個力等效，也_被一個力平衡。3、平面力偶系合力偶之矩m _ 。 平面力偶系的平衡條件是_ 。4、力矩是力使物體繞指定矩心產(chǎn)生_效應(yīng)的度量，其單位是 _ 。力F對平面上一點O的力矩等于力的_ 與力作用線到點的_的乘積，用_表示。力矩有正負之分，_轉(zhuǎn)向規(guī)定為

21、正。填空題：5、力系合力對平面某點的力矩，等于該力系各_對_之矩的_和。 6、求力矩時，若力臂不易確定，可將平面力沿坐標軸方向正交分解，得到兩個分力_、 _。F力對某點O的力矩，就等于力的兩個正交分力Fx、 Fy對O點力矩的 ，用公式表示為m0(F)_。7、作用于一物體上大小_，方向_，作 用線_的一對力稱為力偶；力偶的單位是_ 。力偶對物體產(chǎn)生的_效應(yīng)，取決于力偶的_、 _、 _這三個要素。填空題：8、力偶_合力，在坐標軸上的投影等于_ ，力偶只能用_來平衡，力偶不能與一個_等效。 9、平面力偶對平面任意點的力矩就等于其_ ，表達式是m0(F F)= _ 。 10、力偶對物體的轉(zhuǎn)動效應(yīng)與作用在平面內(nèi)的_無關(guān)，可以在其_上任意搬遷 。 11 圖示鏈桿機構(gòu)，處于平衡狀態(tài)，已知力P作用于O2B桿的中點，則固定鉸支座O1及O2的支座反力大小為_。 選擇題：1、圖示半徑為r的鼓輪，作用力偶m，與鼓輪 左邊重P的重物使鼓輪處于平衡。（1）輪的狀態(tài)表明（）；A、力偶可以與一個力平衡B、力偶不能與力偶平衡C、力偶只能與力偶平衡D、一定條件下，力偶可以與一個力平衡選擇題：1、