工程力學(xué)習(xí)題集及部分解答指導(dǎo)

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安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生內(nèi)部學(xué)習(xí)參考資料

丁梅龍何俊編

前言

工程力學(xué)是我院機械類、機電類、近機類專業(yè)必修的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。工程力學(xué)陳述的基本理論、基本方法，在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起橋梁作用。它為各類機械的設(shè)計、專業(yè)設(shè)備及機器的機械運動分析和強度計算提供必要的理論基礎(chǔ)。因此，學(xué)好該課程，理解把握其“實用型知識結(jié)構(gòu)體系〞的基本理論和基本方法，對我院機械類及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生尤為重要。

為了使學(xué)生更好的學(xué)習(xí)，較好的理解把握本課程的基本理論、基本知識、基本方法，我們依照本院《工程力學(xué)》課程教學(xué)大綱（適用于機制、模具、焊接、數(shù)控、汽車專業(yè)2023年8月）及對學(xué)生考核的要求編寫了本“工程力學(xué)習(xí)題集及部分解答指導(dǎo)〞。以便使學(xué)生在“教與學(xué)〞的互動中，同步練習(xí)。

本“工程力學(xué)習(xí)題集及部分解答指導(dǎo)〞的內(nèi)容與我院所選教材——張秉榮、章劍青主編《工程力學(xué)》及教學(xué)大綱要求的教學(xué)內(nèi)容配套，按各章講授內(nèi)容編寫。主要有四部分：判斷題、單項選擇題、計算與作圖題、應(yīng)用題。其中：計算與作圖題、應(yīng)用題主要以“必需、夠用〞為原則從講授教材中選定；對于一些具有代表性的習(xí)題，著重從方法性的角度作了解答；每章后附有參考答案。對于習(xí)題集中帶“*〞號的習(xí)題，學(xué)生可選做，以此提高運用工程力學(xué)的基本原理和方法解決機械工程中的簡單的力學(xué)問題的綜合能力。

特別說明的是，本習(xí)題集作為學(xué)習(xí)資料，僅適用于我院機械類及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生內(nèi)部學(xué)習(xí)使用。

編者2023年10月

第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)

一、判斷題

1-1、如物體相對于地面保持靜止或勻速運動狀態(tài),則物體處于平衡。（）

1-2、作用在同一剛體上的兩個力,使物體處于平衡的必要和充分條件是：

這兩個力大小相等、方向相反、沿同一條直線。()1-3、靜力學(xué)公理中,二力平衡公理和加減平衡力系公理僅適用于剛體。()1-4、二力構(gòu)件是指兩端用鉸鏈連接并且指受兩個力作用的構(gòu)件。()1-5、對剛體而言，力是滑移矢量，可沿其作用線移動。（）1-6、對非自由體的約束反力的方向總是與約束所能阻止的物體的運動

趨勢的方向相反。（）1-7、作用在同一剛體的五個力構(gòu)成的力多邊形自行封閉，則此剛體一

定處于平衡狀態(tài)。（）1-8、只要兩個力偶的力偶矩相等，則此兩力偶就是等效力偶。（）

二、單項選擇題

1-1、剛體受三力作用而處于平衡狀態(tài),則此三力的作用線()。

A、必匯交于一點B、必相互平行

C、必都為零D、必位于同一平面內(nèi)1-2、力的可傳性（）。

A、適用于同一剛體B、適用于剛體和變形體

C、適用于剛體系統(tǒng)D、既適用于單個剛體，又適用于剛體系統(tǒng)1-3、假使力FR是F1、F2二力的合力,且F1、F2不同向，用矢量方程表示為

FR=F1+F2，則三力大小之間的關(guān)系為()。

A、必有FR=F1+F2B、不可能有FR=F1+F2C、必有FR＞F1,FR＞F2D、必有FR＜F1,FR＜F2

1-4、作用在剛體上的一個力偶，若使其在作用面內(nèi)轉(zhuǎn)移，其結(jié)果是（）。

A、使剛體轉(zhuǎn)動B、使剛體平移C、不改變對剛體的作用效果D、將改變力偶矩的大小

三、計算題

1-1、已知：F1=2000N，F(xiàn)2=150N，F(xiàn)3=200N，F(xiàn)4=100N，各力的方向如圖1-1所示。試求各力在x、y軸上的投影。

解題提醒

計算方法：Fx=+Fcosα

Fy=+Fsinα注意：力的投影為代數(shù)量；

式中：Fx、Fy的“+〞的選取由力F的

指向來確定；

α為力F與x軸所夾的銳角。

圖1-1

1-2、鉚接薄鋼板在孔A、B、C、D處受四個力作用，孔間尺寸如圖1-2所示。已知：F1=50N，F(xiàn)2=100N，F(xiàn)3=150N，F(xiàn)4=220N，求此匯交力系的合力。

解題提醒——計算方法。一、解析法

FRx=F1x+F2x+……+Fnx=∑Fx

FRy=F1y+F2y+……+Fny=∑Fy

FR=√FRx2+FRy2tanα=∣FRy/FRx∣

二、幾何法

按力多邊形法則作力多邊形，從圖1-2圖中量得FR的大小和方向。

1-3、求圖1-3所示各種狀況下力F對點O的力矩。

圖1-3

解題提醒——計算方法。

①按力矩的定義計算MO（F）=+Fd

②按合力矩定理計算MO（F）=MO（Fx）+MO（Fy）

1-4、求圖1-4所示兩種情況下G與F對轉(zhuǎn)心A之矩。解題提醒

此題按合力矩定理計算各力矩較便利、簡捷。以圖1-4a為例：

力F、G至A點的距離不易

確定，如按力矩的定義計算力矩圖1-4

既繁瑣，又簡單出錯。若將力F、G分別沿矩形兩邊長方向分解，則各分力的力臂不需計算、一目了然，只需計算各分力的大小，即可按合力矩定理計算出各力的力矩。

MA（F）=-Fcosαb-Fsinαa

MA（G）=-Gcosαa/2-Gsinαb/2

1-5、如圖1-5所示，矩形鋼板的邊長為a=4m，b=2m，作用力偶M（F，F(xiàn)′）。當(dāng)F=F′=200N時，才能使鋼板轉(zhuǎn)動。試考慮選擇加力的位置與方向才能使所吃力為最小而達到使鋼板轉(zhuǎn)一角度的目的，并求出此最小力的值。

解題提醒

力偶矩是力偶作用的唯一度量。只要保持力偶矩的大小和力偶的轉(zhuǎn)向不變，可以改變力偶中力的大小和力偶臂的長度，而不改變它對剛體的作用效應(yīng)。

此題可通過改變力的方向、增大力偶臂的長度，求得使鋼板轉(zhuǎn)動所吃力的最小值。