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1、第三章 平面一般力系答案1、 填空(将正确的答案填写在横线上)1、作用在物体上的各力的作用线都在同一平面内 ,并呈任意分布 的力系,称为平面一般力系。2、平面一般力系的两个基本问题是平面力系的简化 ,其平面条件的的应用 。3、力的平移定理表明,若将作用在物体某点的力平移到物体上的另一点,而不改变原力对物体的作用效果,则必须附加一力偶,其力偶距等于原来的力对新作用点的距 。4、平面一般力系向已知中心点简化后得到一力 和 一力偶距 。5平面一般力系的平衡条件为;各力在任意两个相互垂直 的坐标轴上的分量的代数和均为零 力系中所有的力对平面内任意点 的力距的代数和也等零 。6.平面一般力系平衡方程中,
2、两个投影式Fix=0 和Fiy=0 保证物体不发生移动 ;一个力矩式Mo(Fi)=0 保证物体不发生转动 。三个独立的方程,可以求解三 个未知量。7.平面一般力系平衡问题的求解中,固定铰链的约束反力可以分解为相互垂直的两个分力 固定端约束反力可以简化为相互垂直的两个分力 和一个附加力偶矩 。8.平衡方程MA(Fi)=0、MB(Fi)=0、FiX=0适用于平面一 般 力系,使其用限制条件为AB连线与X轴不垂直 。9.平衡方程MA(Fi)=0、MB(Fi)=0、Mc(Fi)=0的使用限制条约为ABC不在同一直线上 。10.若力系中的各力作用现在同一平面内且相互平行,称为平面平行力系。它是平面一般力
3、系 的特殊情况。11.平面平行力系有两个独立方程,可以解出两 个未知量。12. 平面平行 力系的基本平衡方程是：FiX=0，MO(Fi)=0二、判断题（正确的打“”，错误的打“”）1.作用于物体上的力,其作用线可在物体上任意平行移动,其作用效果不变。 ( )2.平面一般力系的平衡方程可用于求解各种平面力系的平衡问题。 ( )3.若用平衡方程解出未知力为负值,则表明： (1)该力的真实方向与受力图上假设的方向相反。 ( ) (2)该力在坐标轴上的投影一定为负值。 ( )4.对于受平面一般力系作用的物体系统,最多只能列出3个独立方程,求解出3个未知量。( )5.各力作用线互相平行的力系都是平面平行
4、力系。 ( )6.只要正确列出平衡方程,则无论坐标轴方向及矩心位置如何取定,未知量最终计算结果总应一致。 ( )7.坐标轴的取向不影响最终计算结果,故列平衡方程时选择坐标轴指向无实际意义。( )8.对于平面平行力系的平衡方程来说： (1)平面平行力系的平衡方程可写成两种形式。 ( ) (2)平面平行力系的一种形式的平衡方程最多可解2个未知量。 ( ) (3)根据(1)、(2)可知,利用平面平行力系的平衡方程最多可求解4个未知量。 ( )三、选择题( C )1.如图3-1所示悬臂梁,一端固定,其上作用有共面且垂直于杆轴线的力,主动力和约束反力一般构成平面 力系。 A. 汇交 B.平行 C. 一般
5、 ( C )2.一力向新作用点平移后,新点上有 。 A. 一个力 B.一个力偶 C.一个力与一个力偶 ( B )3.若平面一般力系向某点简化后合力矩为零,则其合力 。 A一定为零 B.不一定为零 C. 一定不为零( B )4.一力做平行后移后,新点的附加力偶矩一定 。 A. 存在且与平移距离无关 B.存在且与平移距离有关 C.不存在( A )5力矩平衡方程中的每一个单项必须是 。 A. 力 B.力矩 C.力偶( A )6.只要合力为零就能平衡的力系是_。 A平面汇交力系 B.平面一般力系 C.平面平行力系( A )7.一平面力系仅满足FiX0，Fiy0,则该力系处于_状态。 A转动 B.平衡
6、C.变速移动 D.既移动又转动四、简答题1. 平面力偶系的简化结果是什么?答：由MoM1+M2+.+Mn可知,平面力偶系简化结果为一合力偶,其合力偶矩等于各力偶矩的代数和。2.平面汇交力系的简化结果是什么?答：由FRF1+F2+.+Fn可知,平面汇交力系简化结果为一合力,此合力的作用线通过简化中心0,其大小和方向决定于原力系中各力的矢量和。3.力的平移性质是什么?答：(1)当作用在刚体上的一力沿其作用线滑动到任意点时,因附加力偶的力偶臂为零,故附加力偶矩为零。 (2)当力的作用线平移时,力的大小、方向都不改变,但附加力偶矩的大小与正负一般要随指定点0的位置的不同而不同。4. 工人攻螺纹或铰孔时
7、,要求双手握住丝锥铰杠的两端,一推一拉,均匀用力(如图3-2a)。如果用一只手握住铰杠的一端用力(如图3-2b),则丝锥,铰刀容易折断。试简述原因。 答：其原因是力F对O点产生的力矩试铰杠转动,但丝锥上会受到横向力Fo作用,Fo是作用于A点的力F平移到O点的力,力Fo易造成丝锥折断。5.试结合教材例3-1简要叙述平面任意力系平衡问题的解题要点和步骤。 答： 解题的主要步骤： (1)选取一个或多个研究对象。 (2)进行受力分析,画出受力图。 (3)选取坐标系,计算各力的投影;选取矩心,计算各力的矩。 (4)列平衡方程,求解未知量。必要时列出补充方程。 解题要点： (1)选择的研究对象要与已知量、
8、未知量均有关系。 (2)坐标轴尽量与未知力垂直或与多数力平行。 (3)矩心可选在两未知力或未知力与已知力的交点上。五、作图题将图3-3所示各轮缘上所受的力等效地平移到转动轴线上(直接在图上移动即可) 六、计算题1.如图3-4所示，悬臂梁长度为L3m,其上作用力偶M2kNm,力F1kN。试求固定端A的约束反力。 解：以AB梁为研究对象，其受力图和坐标系建立如图所示：由得： 由 得：由得: 解方程得：RAX0 RAY1kN MA1kNm2. 求图3-5所示各梁的约束反力(梁自重不计)。已知F400N，F1150N，F2300N，M=10000Nmm， l500mm，a200mm，b300mm，c100mm。 a) b) c) 图3-5解：a)以AB梁为研究对象，其受力图和坐标系建立如图所示：由得： 由得解方程得：RA225N RB225Nb)以AB梁为研究对象，其受力图和坐标系建立如图所示：由得：由 得：解方程得：RA266.7N RB666.7Nc)以AB梁为研究对象，其受力图和坐标系建立如图所示：由得：由 得：由得: 解得：RX0 RY450N MA180Nm
