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1、1 工程力学复习要点 填空与选择题及参考答案 一、填空题 1力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和形状发生改变。 2力的基本计量单位是牛顿（N）或千牛顿（kN） 。 3力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点（作用线）三要素。 4 若力F ? 对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果相同， 则称F ? 为该力系 的合力，力系中的每个力都是F ? 的分力。 5平衡力系是合力（主矢和主矩）为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静 止或作匀速直线运动。 6力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画出。 7刚体是理想化的力学模型，指受力后大小和形状始终保持不
2、变的物体。 8若刚体受二力作用而平衡，此二力必然大小相等、方向相反、作用线重合。 9作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必然大小相等、方向相反、作用线 重合，分别作用在两个不同的物体上。 10约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。 11受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。 12柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。 13光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束 的物体，恒为压力。 14活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。 15 将单独表示物体简单轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体
3、的受力图。 在受力 图上只画受力，不画施力；在画多个物体组成的系统受力图时，只画外力，不画内力。 16合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在 同一轴 上投影的 代数 和，这就是合 力投影定理。若有一平面汇交力系已求得 x F 和 y F ，则合力大小 R F =_。 17 画力多边形时， 各分力矢量 首尾 相接， 而合力矢量是从第一个分力矢量的 起点 指 向最后一个分力矢量的 终点 。 18如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于 平衡 状态。 19 平面汇交力系平衡时， 力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。 20平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任
4、意力系和平面力偶系等类型。 21力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单 位为N m 或kN m 。 22力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。 23力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心） 。 24力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。 25力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。 26同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。 27力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系，它只 对物体产生 转动 效果，不产生 移动 效果。 28
5、力偶没有 合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量； 29力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。 30 平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。 这个力称为原力 系的主矢，它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化 中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。 31平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零；应 用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对象最多可以求解三个未知量。 32空间汇交力系的平衡条件是_、_、_。2 33空间平行力系与 y 轴平行，在 0 x F
6、 = = ， 0 y F = = ， 0 z F = = ， 0 x M = = ， 0 y M = = ， 0 z M = = 六个方程中，三个方程恒等于零的应是_、_、 _。 34重心是物体重力的作用点点，它与物体的大小、形状和质量分布有关；形心是由物 体的形状和大小所确定的几何中心，它与物体的质量分布无关；质心是质点系的质量中心； 对于均质物体，重心与形心重合，在重力场中，任何物体的重心与质心重合。 35作用于直杆上的外力（合力）作用线与杆件的轴线重合时，杆只产生沿轴线方向的 伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。 36轴力的大小等于截面 一侧所有轴向外力 的代数和；轴力得正值
7、时，轴力的方向与 截面外法线方向 相同 ，杆件受 拉伸 。 37杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意 两相邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为 扭转 。 38若传动轴所传递的功率为 P 千瓦，转速为 n 转/分，则外力偶矩的计算公式为 9549 P M n = 。 39截面上的扭矩等于该截面一侧（左或右）轴上所有 外力偶矩 的代数和；扭矩的正 负，按 右手螺旋 法则确定。 40强度是指构件抵抗_破坏_的能力，刚度是指构件抵抗_弹性变形_的能力，稳定性是 指受压杆件要保持_原有直线平衡状态 的能力。 41杆件轴向拉压可以作出平面假设：变形前为平面的横截面，
8、变形后仍保持为平面， 由此可知，横截面上的内力是均匀分布的。 42低碳钢拉伸可以分成：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。 43用三种不同材料制成尺寸相同的试件， 在相同的实验条件下进行拉伸试验，得到 的应力应变曲线如右图所示。比较三种材 料的曲线，可知 拉伸强度最高、 弹性模量最大、 塑性最好。 44EA 称为 抗拉压刚度 ，反映了杆件抵抗 拉伸或压缩 变形的能力。 45衡量材料塑性的两个重要指标是 延伸率 、 断面收缩率 。 46低碳钢的 曲线如右图，则： 材料的弹性模量E = GPa 材料的屈服应力 s MPa 材料的抗拉强度 b MPa 47如果安全系数取得过大，许用应力就偏小；需
9、用的材料就偏多而造成浪费；反之， 安全系数取得太小，构件的强度就可能不够。 48延伸率和面积收缩率是衡量材料塑性性能的两个重要指标。工程上通常把延伸率 5%的材料称为塑性材料，延伸率5%的材料称为脆性材料。 49在国际单位制中，应力的单位是帕，1 帕=1 牛/米 2 ，工程上常以 Pa、MPa、GPa 为应力的单位。 b o a c3 50轴向拉伸和压缩强度条件的表达式是： max N F A = ，用该强度条件可解决的 三类强度问题是：校核强度、设计截面、确定许用载荷。 51拉压虎克定律在 max p 的条件下才能适用，其表达式为 N Fl l EA = 或 E = ，其中 E 称为 拉压弹
10、性模量 ，EA 称为杆件的 拉压刚度 。 52当切应力不超过材料的_剪切比例极限_时，切应力与_切应变_成正比。这一结论称 为 剪切虎克定律 。 53圆轴扭转时，横截面上的切应力方向与半径垂直，在同一半径的圆周上各点的切应 力大小相等，同一半径上各点的切应力按线性规律分布，轴线上的切应力为零，外圆周上各 点切应力最大。 54圆轴扭转时的平面假设指出：扭转变形后，横截面本身的形状、大小不变，相邻截 面间的距离保持不变，各截面在变形前后都保持为平面，只是绕轴线转过一个角度，因此推 出：横截面上只存在切应力，而不存在正应力。 55扭转绝对变形的大小是用两个截面间绕轴线的相对旋转角度来度量的，称为 扭
11、转 角 ，单位是 弧度或度 。 56在没有分布载荷作用（q0）的一段梁内，剪力图为水平直线；弯矩图为斜直线。 57在有均布载荷作用（q常数）的一段梁内，剪力图为斜直线；弯矩图为抛物线， 在剪力 Fs=0 处，弯矩取极值。 58在集中力作用处，剪力图发生突变；弯矩图发生转折。 59在集中力偶作用处，剪力图不受影响，弯矩图发生突变。 60梁在弯曲变形时，梁内有一层纵向纤维长度保持不变，叫做中性层，它与横截面的 交线称为中性轴。 61一般情况下，直梁平面弯曲时，对于整个梁来说中性层上的正应力为零；对于梁的 任意截面来说中性轴上的正应力为零。 62提高梁强度和刚度的主要措施有： 合理安排梁的支承、合理
12、地布置载荷、选择梁 的合理截面 。 二、选择题 1约束力的方向必与（ B ）的方向相反。 A主动力；B物体被限制运动；C重力；D内力。 2柔性约束的约束力方向总是（ C ）受约束物体。 A铅垂指向；B沿绳索指向；C沿绳索背离；D水平指向。 3光滑面约束的约束力总对受力物体形成（ A ）作用。 A压力；B拉力；C牵引力；D摩擦力。 4凡能使物体运动或有运动趋势的力称为（ A ） 。 A主动力；B约束力；C内力；D外力。 5物体系中的作用力和反作用力应是（ ） 。 A. 等值、反向、共线； B. 等值、反向、共线、同体； C. 等值、反向、共线、异体； D. 等值、同向、共线、异体。 6作用有汇交
13、于一点，互不平行三力的刚体（ D ）状态。4 A一定处于平衡；B处于不平衡；C运动状态；D可能处于平衡。 7物体的受力效果取决于力的（ D ） 。 A大小；B方向；C作用点；D大小、方向、作用点。 8力是物体之间相互的（ A ） ，这种作用使物体的（ C ）或（ D ）发生改变。 A机械作用；B摩擦；C运动状态；D形状。 9静力学研究的对象主要是（ D ） 。 A受力物体；B施力物体；C运动物体；D平衡物体。 10改变力的三要素中的一个，力对物体作用效果（ D ） 。 A保持不变；B不一定改变；C有一定改变；D随之改变。 11 “二力平衡公理”和“力的可传性原理”适于（ D ） 。 A任何物体
14、；B固体；C弹性体；D刚体。 12根据三力平衡汇交条件，只要知道平衡刚体上作用线不平行的两个力，即可确定第 三个力的（ C ） 。 A大小；B方向；C大小和方向；D作用点。 13某刚体连续加上（或减去）若干个平衡力系，对该刚体的作用效应（ A ） 。 A不变；B不一定改变；C改变；D可能改变。 14力使物体绕定点转动的效果用（ A ）来度量。 A力矩；B力偶矩；C力的大小和方向；D力对轴之矩。 15 （ C ）是一种自身不平衡，也不能用一个力来平衡的特殊力系。 A重力；B共点二力；C力偶；D力矩。 16作用在同一刚体上的一对等大、反向、作用线平行的力构成（ C ） 。 A一对平衡力；B作用力和
15、反作用力；C一个力偶；D力矩。 17图示中力多边形自行封闭的是（ ） 。 A图（a） ；B图（b） ；C图（c） ；D图（d） 18力偶向某坐标轴投影为（ B ） ；对坐标轴上任意点取矩等于（ A ） 。 A力偶矩； B零；C变化值；D不确定。 19图示多轴钻床同时加工某工件上的四个孔。 钻孔时每个钻头的主切削力组成一个力偶矩为 1234 15N m MMMM = ， 200 l = mm， 那么加工时两个固定螺钉 A 和 B 所受的力是（ ） 。 AFA=FB=150N；BFA=FB =300N；CFA=FB =200N；DFA=FB =250N。 20平面汇交力系最多可列出的独立平衡方程数为（ ） A2 个 B3 个 C4 个 D6 个 21同一刚体上，一力向新
