工程力學(xué)靜力學(xué)第4版第一章習(xí)題答案 副本

工程力學(xué)靜力學(xué)第4版第一章習(xí)題答案副本?一、知識要點回顧工程力學(xué)靜力學(xué)主要研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律。力是物體間的相互機械作用，其作用效果可使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變（外效應(yīng)）或使物體發(fā)生變形（內(nèi)效應(yīng)）。力的三要素為大小、方向和作用點，可用矢量表示。

靜力學(xué)公理是靜力學(xué)的基礎(chǔ)，包括：1.二力平衡公理：作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的充分必要條件是這兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。2.加減平衡力系公理：在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。3.力的平行四邊形法則：作用在物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點也在該點，合力的大小和方向由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。4.作用與反作用定律：作用力和反作用力總是同時存在，兩力的大小相等、方向相反，且沿同一直線分別作用在兩個相互作用的物體上。5.剛化原理：變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變。

約束是對非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體。常見的約束類型有：1.柔索約束：如繩索、鏈條等，約束反力方向沿著柔索背離被約束物體。2.光滑接觸面約束：約束反力方向沿接觸面的公法線指向被約束物體。3.光滑鉸鏈約束：包括圓柱鉸鏈和固定鉸鏈支座，圓柱鉸鏈的約束反力通過銷釘中心，方向一般不能預(yù)先確定，通常用兩個相互垂直的分力表示；固定鉸鏈支座的約束反力與圓柱鉸鏈類似。4.滾動支座約束：約束反力垂直于支承面，通過鉸鏈中心。5.固定端約束：能限制物體在平面內(nèi)任何方向的移動和轉(zhuǎn)動，約束反力一般有一個力和一個力偶。

物體的受力分析是解決靜力學(xué)問題的重要步驟，一般先取研究對象，再畫出其分離體圖，即解除約束后的物體，并在其上畫出所有主動力和約束反力。

二、習(xí)題解答

習(xí)題11試分別畫出圖11（a）、（b）、（c）中各物體的受力圖。

1.圖11（a）取球體為研究對象。球體受重力\(G\)作用，方向豎直向下；繩的拉力\(F_T\)，方向沿繩向上；光滑斜面的約束反力\(F_N\)，方向垂直于斜面向上。受力圖如下：2.圖11（b）取桿\(AB\)為研究對象。桿受重力\(G_1\)，方向豎直向下；重物重力\(G_2\)，通過繩索作用在\(B\)點，方向豎直向下；鉸鏈\(A\)處的約束反力\(F_{Ax}\)和\(F_{Ay}\)，方向假設(shè)如圖；繩索拉力\(F_T\)，方向沿繩索背離\(B\)點。受力圖如下：3.圖11（c）取梁\(AB\)為研究對象。梁受重力\(G\)，方向豎直向下；固定端\(A\)處的約束反力有水平力\(F_{Ax}\)、豎直力\(F_{Ay}\)和力偶\(M_A\)，方向假設(shè)如圖；鉸\(B\)處的約束反力\(F_B\)，方向通過鉸\(B\)中心，假設(shè)如圖。受力圖如下：

習(xí)題12試畫出圖12（a）、（b）、（c）、（d）中各構(gòu)件及整體的受力圖。

1.圖12（a）取桿\(AC\)為研究對象。桿受重力\(G_1\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(A\)處約束反力\(F_{Ax1}\)和\(F_{Ay1}\)，方向假設(shè)如圖。取桿\(BC\)為研究對象。桿受重力\(G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(B\)處約束反力\(F_{Bx}\)和\(F_{By}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(C\)處約束反力\(F_{Cx}\)和\(F_{Cy}\)，與桿\(AC\)在\(C\)處的約束反力互為作用力與反作用力。取整體為研究對象。整體受重力\(G_1+G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)和\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(A\)處約束反力\(F_{Ax}\)和\(F_{Ay}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(B\)處約束反力\(F_{Bx}\)和\(F_{By}\)，方向假設(shè)如圖。各受力圖如下：2.圖12（b）取桿\(AB\)為研究對象。桿受重力\(G_1\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(A\)處約束反力\(F_{Ax1}\)和\(F_{Ay1}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(B\)處約束反力\(F_{Bx}\)和\(F_{By}\)，方向假設(shè)如圖。取桿\(CD\)為研究對象。桿受重力\(G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(C\)處約束反力\(F_{Cx}\)和\(F_{Cy}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(D\)處約束反力\(F_{Dx}\)和\(F_{Dy}\)，方向假設(shè)如圖。取整體為研究對象。整體受重力\(G_1+G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)和\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(A\)處約束反力\(F_{Ax}\)和\(F_{Ay}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(D\)處約束反力\(F_{Dx}\)和\(F_{Dy}\)，方向假設(shè)如圖。各受力圖如下：3.圖12（c）取桿\(AB\)為研究對象。桿受重力\(G_1\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(A\)處約束反力\(F_{Ax1}\)和\(F_{Ay1}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(B\)處約束反力\(F_{Bx}\)和\(F_{By}\)，方向假設(shè)如圖。取桿\(BC\)為研究對象。桿受重力\(G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(B\)處約束反力\(F_{Bx}'\)和\(F_{By}'\)，與桿\(AB\)在\(B\)處的約束反力互為作用力與反作用力；鉸鏈\(C\)處約束反力\(F_{Cx}\)和\(F_{Cy}\)，方向假設(shè)如圖。取整體為研究對象。整體受重力\(G_1+G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)和\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(A\)處約束反力\(F_{Ax}\)和\(F_{Ay}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(C\)處約束反力\(F_{Cx}\)和\(F_{Cy}\)，方向假設(shè)如圖。各受力圖如下：4.圖12（d）取輪\(A\)為研究對象。輪受重力\(G_1\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)，方向沿繩向上；地面的約束反力\(F_{NA}\)，方向豎直向上；滾動摩擦力\(F_{fA}\)，方向與輪的滾動方向相反；滑動摩擦力\(F_{sA}\)，方向假設(shè)如圖。取輪\(B\)為研究對象。輪受重力\(G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；地面的約束反力\(F_{NB}\)，方向豎直向上；滾動摩擦力\(F_{fB}\)，方向與輪的滾動方向相反；滑動摩擦力\(F_{sB}\)，方向假設(shè)如圖。取整體為研究對象。整體受重力\(G_1+G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)和\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；地面的約束反力\(F_{NA}\)和\(F_{NB}\)，方向豎直向上；滾動摩擦力\(F_{fA}\)和\(F_{fB}\)，方向與輪的滾動方向相反；滑動摩擦力\(F_{sA}\)和\(F_{sB}\)，方向假設(shè)如圖。各受力圖如下：

習(xí)題13試畫出圖13（a）、（b）、（c）中各物體的受力圖。

1.圖13（a）取球\(O\)為研究對象。球受重力\(G\)，方向豎直向下；桿\(AB\)的壓力\(F_N\)，方向沿桿指向球心；繩索拉力\(F_T\)，方向沿繩索背離球心。受力圖如下：2.圖13（b）取桿\(AB\)為研究對象。桿受重力\(G\)，方向豎直向下；固定端\(A\)處的約束反力有水平力\(F_{Ax}\)、豎直力\(F_{Ay}\)和力偶\(M_A\)，方向假設(shè)如圖；繩索拉力\(F_T\)，方向沿繩索背離桿；光滑墻的約束反力\(F_N\)，方向垂直于墻指向桿。受力圖如下：3.圖13（c）取桿\(AB\)為研究對象。桿受重力\(G\)，方向豎直向下；鉸鏈\(A\)處的約束反力\(F_{Ax}\)和\(F_{Ay}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(B\)處的約束反力\(F_{Bx}\)和\(F_{By}\)，方向假設(shè)如圖；繩索拉力\(F_T\)，方向沿繩索背離桿。受力圖如下：

習(xí)題14試畫出圖14（a）、（b）、（c）中各物體及整體的受力圖。

1.圖14（a）取桿\(AB\)為研究對象。桿受重力\(G_1\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(A\)處約束反力\(F_{Ax1}\)和\(F_{Ay1}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(B\)處約束反力\(F_{Bx}\)和\(F_{By}\)，方向假設(shè)如圖。取桿\(CD\)為研究對象。桿受重力\(G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(C\)處約束反力\(F_{Cx}\)和\(F_{Cy}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(D\)處約束反力\(F_{Dx}\)和\(F_{Dy}\)，方向假設(shè)如圖。取整體為研究對象。整體受重力\(G_1+G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)和\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(A\)處約束反力\(F_{Ax}\)和\(F_{Ay}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(D\)處約束反力\(F_{Dx}\)和\(F_{Dy}\)，方向假設(shè)如圖。各受力圖如下：2.圖14（b）取桿\(AB\)為研究對象。桿受重力\(G_1\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(A\)處約束反力\(F_{Ax1}\)和\(F_{Ay1}\)，方向假設(shè)如圖；鉸鏈\(B\)處約束反力\(F_{Bx}\)和\(F_{By}\)，方向假設(shè)如圖。取桿\(BC\)為研究對象。桿受重力\(G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T2}\)，方向沿繩向上；鉸鏈\(B\)處約束反力\(F_{Bx}'\)和\(F_{By}'\)，與桿\(AB\)在\(B\)處的約束反力互為作用力與反作用力；鉸鏈\(C\)處約束反力\(F_{Cx}\)和\(F_{Cy}\)，方向假設(shè)如圖。取整體為研究對象。整體受重力\(G_1+G_2\)，方向豎直向下；繩拉力\(F_{T1}\)和\(F