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1、工程力学(静力学与材料力学)单祖辉谢传峰合编课后习题答案 工程力学(静力学与材料力学)单祖辉 谢传峰合编课后习题答案1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。(a) (b)A(d)(e) 解： AA(a)(b)A(d) (e)1-2 试画出以下各题中AB杆的受力图。a)b)c)A(c)(c)工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案(d)解：BFB(a)(b)(c)BB(e)1-3 试画出以下各题中AB梁的受力图。 F(a)(b)(c)(d)(e)1解：(a)D(d)(e)FBx(b)(c)F W1-4 试画出以下各题中指定物体
2、的受力图。(a) 拱ABCD；(b) 半拱AB部分；(c) 踏板AB；(d) 杠杆AB；(e) 方板ABCD；(f) 节点B。 解：(a)D(d)(b)(c)(e)(f)WB(b)D(c)FD B2(a)1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。(a) 结点A，结点B；(b) 圆柱A和B及整体；(c) 半拱AB，半拱BC及整体；(d) 杠杆AB，切刀CEF及整体；(e) 秤杆AB，秤盘架BCD及整体。(b)FCFB(d)(e)FBC(f)W(c)(d)e)3解：(a)ATFFBA(b)(c)A A C C(d)C(e) D DBC42-2 杆AC、BC在C处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，
3、F1和F2作用在销钉C上，F1=445 N，F2=535 N，不计杆重，试求两杆所受的力。F1解：(1) 取节点C为研究对象，画受力图，注意AC、BC都为二力杆，(2) 列平衡方程：F4F=0 F+FACsin60o-F2=0y153F=0 F-FBC-FACcos60o=0 x15FAC=207 N FBC=164 NAC与BC两杆均受拉。2-3 水平力F作用在刚架的B点，如图所示。如不计刚架重量，试求支座A和D 处的约束力。解：(1) 取整体ABCD为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：(2)5FFDF ADFFFFF=D=A=D=1BCABAC2FD=1F FA=1.12F22-4
4、 在简支梁AB的中点C作用一个倾斜45o的力F，力的大小等于20KN，如图所示。若梁的自重不计，试求两支座的约束力。解：(1) 研究AB，受力分析并画受力图：(2) 画封闭的力三角形：相似关系：eFA FBFdQDCDEDcde 几何尺寸：FFF=B=A CDCEEDCE=11BD=CD ED=22求出约束反力：FB=FA=CE1F=20=10 kN2CDEDF=20=10.4 kNCDCEa=45o-arctan=18.4oCD2-6 如图所示结构由两弯杆ABC和DE构成。构件重量不计，图中的长度单位为cm。已知F=200 N，试求支座A和E的约束力。6解：(1) 取DE为研究对象，DE为二
5、力杆；FD = FE(2) 取ABC为研究对象，受力分析并画受力图；画封闭的力三角形：F FAFA=FD=FE=15F=166.7 N 232-7 在四连杆机构ABCD的铰链B和C上分别作用有力F1和F2，机构在图示位置平衡。试求平衡时力F1和F2的大小之间的关系。解：（1）取铰链B为研究对象，AB、BC均为二力杆，画受力图和封闭力三角形；FBCFAB FF17FBC1(2) 取铰链C为研究对象，BC、CD均为二力杆，画受力图和封闭力三角形；CFCDFFCDF2FCB=F2cos30o=由前二式可得：2 FBC=FCB1=F1=2F2=0.61F2 or F2=1.63F142-9 三根不计重
6、量的杆AB，AC，AD在A点用铰链连接，各杆与水平面的夹角分别为450，450和600，如图所示。试求在与OD平行的力F作用下，各杆所受的力。已知F=0.6 kN。，解：(1) 取整体为研究对象，受力分析，AB、AB、AD均为二力杆，画受力图，得到一个空间汇交力系； (2) 列平衡方程：ooF=0 Fcos45- Fcos45=0xACABFF解得：y=0 F-FADcos60o=0=0 FADsin60o-FACsin45o-FABsin45o=0zFAD=2F=1.2 kN FAC=FAB=AB、AC杆受拉，AD杆受压。FAD=0.735 kN 483-1 已知梁AB上作用一力偶，力偶矩为
7、M，梁长为l，梁重不计。求在图a，b，c三种情况下，支座A和B的约束力(a) (b)(c)解：(a) 受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶；列平衡方程：M=0 FMBl-M=0 FB=lFMA=FB=l(b) 受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶；B列平衡方程：M=0 FBl-M=0 FMB=lF=MA=FBl(c) 受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶；FB9列平衡方程：M=0 FBlcosq-M=0 FB=MFA=FB=lcosqMlcosq3-2 在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆AB上作用有主动力偶，其力偶矩为M，试求A和C点处的约束力。解：(1)
8、 取BC为研究对象，受力分析，BC为二力杆，画受力图； FCFB=FC(2) 取AB为研究对象，受力分析，A、B的约束力组成一个力偶，画受力图；MFB(3a+a)-M=0 FB=0.3542a MFA=FC=0.354aM=03-3 齿轮箱的两个轴上作用的力偶如题图所示，它们的力偶矩的大小分别为M1=500 Nm，M2 =125 Nm。求两螺栓处的铅垂约束力。图中长度单位为cm。解：(1) 取整体为研究对象，受力分析，A、B的约束力组成一个力偶，画受力图；(2) 列平衡方程：M=0 FBl-M1+M2=0 FB=FA=FB=750 NM1-M2500-125=750 Nl503-5 四连杆机构
9、在图示位置平衡。已知OA=60cm，BC=40cm，作用BC上的力偶的力偶矩大小为M2=1N.m，试求作用在OA上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力FAB所受的力。各杆重量不计。B解：(1) 研究BC杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：FBM=0 FBBCsin30o-M2=0M21FB=5 Noo0.4sin30BCsin30(2) 研究AB（二力杆），受力如图：可知：FA=FB=FB=5 N(3) 研究OA杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：FAM=0 -FAOA+M1=0 M1=FAOA=50.6=3 Nm3-7 O1和O 2圆盘与水平轴AB固连，O1盘垂直z轴，O2盘垂直x轴，盘面上分
10、别作用力偶（F1，F1），（F2，F2）如题图所示。如两半径为r=20 cm, F1 =3 N, F2 =5 N,AB=80 cm,不计构件自重，试计算轴承A和B的约束力。y2解：(1) 取整体为研究对象，受力分析，A、B处x方向和y方向的约束力分别组成力偶，画受力图。(2) 列平衡方程：MFBz=x=0 -FBzAB+F22r=02rF22205=2.5 N FAz=FBz=2.5 N80ABMz=0 -FBxAB+F12r=0FBx=AB的约束力：2rF12203=1.5 N FAx=FBx=1.5 N80ABFA=8.5 NFB=FA=8.5 N3-8 在图示结构中，各构件的自重都不计，
11、在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶，各尺寸如图。求支座A的约束力。解：(1) 取BC为研究对象，受力分析，画受力图；M=0 -FMCl+M=0 FC=l(2) 取DAC为研究对象，受力分析，画受力图； FFCD画封闭的力三角形； FDFAC解得F=FCcos45o=A4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN，力偶矩的单位为kNm，长度单位为m，分布载荷集度为kN/m。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。(b)(e)解：(b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)；F(2) 选坐标系Axy，列出平衡方程；Fx=0: -FAx+0.4=0FAx=0
12、.4 kNMA(F)=0: -20.8+0.51.6+0.40.7+FB2=0FB=0.26 kNFy=0: FAy-2+0.5+FB=0FAy=1.24 kN约束力的方向如图所示。(c)：(1) 研究AB杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2) 选坐标系Axy，列出平衡方程；FxMB(F)=0: -FAy3-3+2dxx=022FAy=0.33 kNFy=0: FAy-2dx+FBcos30o=0FB=4.24 kNF约束力的方向如图所示。x=0: FAx-FBsin30o=0FAx=2.12 kN(e)：(1) 研究CABD杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；qx(2) 选坐标系Axy，列出平衡方程；FM0.8Ax=0: FAx=0(F)=0: 20dxx+8+FB1.6-202.4=0FB=21 kNFy=0: -20dx+FAy+FB-20=00.8FAy=15 kN约束力的方向如图所示。4-5 AB梁一端砌在墙内，在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物D，设重物的重量为G，又AB长为b，斜绳与铅垂线成a角，求固定端的约束力。解：(1) 研究AB杆(带滑轮)，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；F
