工程力学试题及答案分解

1、工程力学试卷及答案一、填空题1.物体的平衡是指物体相对于地面_或作 _运动的状态2.平面汇交力系平衡的必要与充分条件是：_。该力系中各力构成的力多边形_3.一物块重 600N，放在不光滑的平面上，摩擦系数 f=0.3，在左侧有一推力 150N，物块有向右滑动的趋势 Fmax =_, 所 以 此 物 块 处 于 静 止 状 态 ， 而 其F=_ 。4.刚体在作平动过程中，其上各点的_ 相同，每一瞬时，各点具有 _的速度和加速度。5.AB 杆质量为 m，长为 L，曲柄 O1A 、 O2B 质量不计，且O1A=O 2B=R ， O1O2=L ，当 =60 °时， O1A 杆绕 O1 轴转动

2、，角速度 为常量，则该瞬时AB杆应加的惯性力大小为 _，方向为 _6.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。工程上一般把 _ 作为塑性材料的极限应力；对于脆性材料，则把 _作为极限应力。7._ 面称为主平面。主平面上的正应力称为_。8. 当圆 环匀 速转 动时 ，环 内的 动应 力 只 与材料的密度 和 _ 有 关，而 与_无关。二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题3 分，共 18 分)1.某简支梁AB 受载荷如图所示，现分别用RA、 RB 表示支座A 、 B 处的约束反力，则它们的关系为 () 。A.RA<RBB.R

3、A>RBC.RA =RBD. 无法比较2.材料不同的两物块 A 和 B 叠放在水平面上，已知物块A 重 0.5kN，物块 B 重 0.2kN，物块A 、 B 间的摩擦系数f 1=0.25，物块 B 与地面间的摩擦系数f 2=0.2，拉动 B 物块所需要的最小力为 ()A.0.14kNB.0.265kNC.0.213kND.0.237kN3.在无阻共振曲线中，当激振力频率等于系统的固有频率时，振幅B趋近于( )。A.零B. 静变形C. 无穷大D. 一个定值4.虎克定律应用的条件是() 。A.只适用于塑性材料B. 只适用于轴向拉伸C.应力不超过比例极限D. 应力不超过屈服极限5.梁的截面为

4、T 字型， Z 轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有( ) 。A.最大拉应力和最大压应力位于同一截面CB.最大拉应力位于截面C，最大压应力位于截面DC.最大拉应力位于截面D，最大压应力位于截面CD. 最大拉应力和最大压应力位于同一截面D6.圆轴扭转时，表面上任一点处于()应力状态。A.单向B.二向C. 三向D.零三、简答题 (每小题 4 分，共 16 分 )1.平面图形在什么情况下作瞬时平动?瞬时平动的特征是什么?2.一质点在铅垂平面内作圆周运动，当质点恰好转过一周时，其重力的功为零，对吗?为什么 ?3.何谓纯弯曲和平面弯曲?4.试述构件发生疲劳破坏时的主要特点。四、计算题 (共 50 分

5、 )1. 三铰拱刚架如图所示，受一力偶作用，其矩M=50kN · m，不计自重，试求A 、 B 处的约束反力。 (8 分 )2. 杆 AB 的 A 端沿水平线以等速度 v 运动，运动时杆恒与一半圆周相切，半圆周的半径为R，如图所示。如杆与水平线间夹角为 ，试以角 表示杆的角速度。(8 分 )3. 重为 P 的物块 A 沿光滑斜面下滑，并通过一绕过光滑滑轮的绳索带动重为 Q 的物块 B 运动，如图所示。斜面与水平夹角为 ，滑轮和绳索质量不计，且绳索不可伸长，求物块 B 的加速度 a (10 分 )4. 如 图 所 示 为 二 杆 桁 架 ， 1 杆 为 钢 杆 ， 许 用 应 力 1=

6、160MPa ，横截面面积 A 1=6cm 2； 2 杆为木杆，其许用压应力 2=7MPa ， 横 截 面 面 积A2 =100cm2 。 如 果 载 荷P=40kN ，试校核结构强度。(8 分)5.试作如图所示梁的剪力图和弯矩图。(8 分 )5. 求图示应力状态的主应力和最大剪应力。(8 分)浙江省 2002 年 1 月高等教育自学考试工程力学 (一 )试卷参考答案课程代码： 02159一、填空题 (每空 1 分，共 16 分 )1.保持静止匀速直线2.该力系的合力为零自行封闭3.180N150N4.轨迹形状相同5.Fgh=mR 2过质心 C 平行 O1A 指向向下6.屈服点 s抗拉和抗压强

7、度b7.剪应力为零的面主应力8.转动线速度v横截面面积A二、单项选择题(每小题 3 分，共18 分)1.C2.A3.C4.C5.B6.B三、简答题(每小题4 分，共16 分)1.某瞬时，若平面图形的转动角速度等于零(如有两点的速度v Av B，而该两点的连线AB 不垂直于速度矢时 ) 而该瞬时图形上的速度分布规律与刚体平动时速度分布规律相同，称平面图形在该瞬时作瞬时平动。瞬时平动的特征是：平面图形在该瞬时的角速度为零；平面图形在该瞬时的各点的速度相同；平面图形在该瞬时的各点的加速度不相同。2.对的因为重力的功等于质点的质量与其始末位置的高度差的乘积，当高度差为零时，重力的功为零。3.梁的横截面

8、上只有弯矩而无剪力时称纯弯曲；梁上的外力作用在梁的纵向对称平面内时，梁的轴线将在平面内弯成一条曲线，这种弯曲称之平面弯曲。4.(1)工作应力水平较低；(2) 无明显塑性变形；(3) 断面上明显分为光滑区和粗糙区。四、计算题 (共 50 分 )1.解： AC 杆为二力杆受力图如(a)所示。再画整体受力图，如(b) 图所示。 m=0RA · AD=M RA =RB= M AD50= =17.7kN422方向如图所示。2.解：选 A 点作为基点，则 C 点的速度有v Cv Av CA由图中几何关系，可解得vCA =v A· sin =vsin 又 vCA =AC · V

9、CAv sin2 =R cosAC3.解：物块 A 、 B 均作平动，设物块B 移动 S 时的速度为 v，系统的动能为T 2=T A +T B = 1 p v21 Q v 22 g2 gT 1=0系统外力作功之和 W 12=PS·sin -QS由动能定理，得P Q v 2PSsinQS2gv2= 2( P sinQ)SgPQ对上式两边求导，并注意dva, ds=vdtdt得 a= (P sinQ)gPQ4.解：两杆均为二力杆，取结点A 为研究对象，受力图如图所示。 y=0,N 1sin30° -P=0 N1=P/sin30° =80kN x=0,-N 1cos30

10、° +N2=0 N2=N 1cos30°=69.3kNN1801031 杆： 1=133MPa< 1A 1610 2N 269.310 32 杆： 2= A 210010 2 =6.93MPa< 2两杆均满足强度。5.RA =2qa,RB=qa6.解：求主应力xy±(xy)22max=2xmin2700±(700)2502=22= 26 MPa96 1=26MPa, 2=0, 3=-96MPa, max =13 =66MPa2工程力学复习资料一、单项选择题(每小题2 分，共20 分 )在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将

11、正确选项前的字母填在题后的括号内。1.三个刚片用三个铰两两相联，所得的体系()A.一定为几何不变体系B.一定为几何瞬变体系C.一定为几何常变体系D. 不能确定2.图示体系是 ()A.无多余联系的几何不变体系B.有多余联系的几何不变体系C.瞬变体系D. 常变体系3.图示三铰拱，已知三个铰的位置，左半跨受均布荷载，其合理拱轴的形状为()A.全跨圆弧B.全跨抛物线C.AC 段为园弧， CB 段为直线D.AC 段为抛物线， CB 段为直线4.图示结构 A 端作用力偶 m，则 B 端转角B的值为 ( )A mlB. mlC. mlD. ml6EI3EI2EIEI5.图示桁架C 点水平位移的值为()A P

12、aEAB 1Pa2 EAC 1Pa4 EAD 06.图示刚架的超静定次数为A.1B.2C.3D.47.图示超静定则架，用力法计算时，不能选为基本体系的是图()8.下列弯矩图中正确的是图()9.图示结构中， BA 杆 B 端的力矩分配系数等于()10.图示结构截面K 剪力影响线是图()二、填空题 (每小题 2 分，共 16 分 )11.在具有一个自由度的体系上加上一个二元体(二杆结点 )时，所得新体系的自由度为_。12.位移互等定理的表达式是_。13.图示对称结构，截面K 弯矩的绝对值为_。14.图示结构，作用荷载P，不计轴向变形时，支座 A 的反力矩M A 等于 _。15.已知图示连续梁(a)

13、的弯矩图 (b) ，则A 端剪力等于 _kN 。16.用力矩分配法计算图示连续梁时，算至放松结点C 分配传递后，当前结点B 的结点不平衡力矩 (约束力矩 )等于 _kN.m17.力 P 在梁 ABC 上移动过程中，截面K 中产生的变矩 ( 绝对值 )的最大值为 _kN · m18. 图中给出了截面K 弯矩M K 影响线的形状，该影响线在截面K 下面的纵标等于_。三、计算题 (1922 小题，每小题7 分， 23 25 小题，每小题12 分，共 64 分 )19.计算图示桁架指定杆件1、 2、3 的内力。20.计算图示刚架A 、C 两截面的相对转角AC 。21.计算图示结构，并绘弯矩图

14、，各杆EI= 常数。22.用力矩分配法计算图示结构，并绘弯矩图。EI= 常数23.计算图示结构，绘弯矩图、剪力图、轴力图。24.用力法计算图示刚架，并绘弯矩图。(EI= 常数 )25.用位移法计算图示结构，并绘弯矩图。全国 2002 年 4 月高等教育自学考试结构力学 (一 )试卷参考答案课程代码： 02393一、单项选择题(本大题共10 小题，每小题2 分，共 20 分 )1.D2.D3.B4.A5.A6.B7.B8.B9.D10.C二、填空题 (本大题共8 小题，每小题2 分，共 16 分)11. 1 12. ij= ij 或 12= 2113.Pa/214. 015.13.6216. 2

15、1.417.2018.1 l3三、计算题 (本大题共7 小题， 19 22小题，每小题 7 分， 2325 小题，每小题12 分，共64 分)19.N 1=20kN,N 2=-10kN ，N 3=30 2 kN20.(1) 绘 Mp 图(2)作虚拟状态绘M 图(3) 计算 AC21 r11Z1 +R1p=0r 11=8i R ip=-plPlZ 1=8iM= M i Z1Mp24. 11X 112X 21p21X 122X 22 p004l 322, 11l 3,ql4ql4ql113EI21EI1p,xp, X 1X 26EI6EI14(1) 基本未知量(2) 力法典型方程M 1, M 2

16、,M p 图(3)11,12 , 221p ,2p（ 4） X1， X2 值（ 5） M图(2) 建立方程 r 11Z1+R1p=0(3) 计算系数与自由项令 iEIlr =18i, R1pP112lR 1pPl 2(4) 解方程： x1=18ir11(5) 绘 M图.工程力学复习资料一、填空题(每空1 分，共44 分)1.在分析两个或多个构件之间互相作用时，要注意2.作用于平面内A 点的力F=10kN ，如图示，向距量的大小为 _和主矩大小为_。_力与 _力的关系。A 点为 100cm 的 O 点平移后，得到主矢3.设有一个力 FX =0，力F，当力F 与 _ 轴 _ 但 _时有力F 对 x

17、 轴之矩 mx(F) 0。F 在X 轴上的投影4.由平面假设所得到的轴向变形时，截面上的计算公式 =N/A式不仅适用于 _变形，而且也适用于_变形。中的 是 _，这个公5.已知主动轮的 转 速A 输入功率为n=1400转80 马力，从动轮B 和 C 输出功率为30 马力和/分，那么，各轮上的外力偶矩的50 马力，传动轴大小分别为mA =_,mB =_,m C=_ 。6.图示结构中固定端A 的反力为 _、 _、 _。7.图示各结构是静定还是静不定，及其静不定次数。图(a)是 _， (b) 是 _， (c)是 _。8.力的可传原理只适用于_体，而不适用于_体，因此不适用于研究力对物体的 _效应。9

18、.若截面对于y 轴和 z 轴的惯性积I yz=0 ，则此对轴称为_轴，若此对轴又通过形心，则称此对轴为 _轴。对称图形中含有对称轴的一对坐标轴必为_轴。10.图示是梁的左段，A 点力 2P 为反力， B 点作用力P， C 点作用力偶Pa，此时截面C 的剪力 QC=_, 弯矩 M C=_ 。11.矩形截面弯曲剪应力公式为 =S*Z，其中*是所求剪应力的点，画平行于中性轴的横I Z bS z线 _截面面积对中性轴的面积矩，因此S*z 是 _量，截面上的最大剪应力发生在 _。12.用积分法求图示梁的变形时，以A 为原点写出AB 梁的微分方程 _及边界条件_、 _。注： B 点为弹簧支撑，已知弹簧的位

19、移P = ,P 为作用在弹簧上的C力， C 为弹簧的刚性系数。13.单元体是由三对_的面组成，由于单元体极其微小，可以认为它的每个面上的应力是 _分布的，而且在_的面上。14.图示折杆 ABCD ，在自由端 A 作用水平力 P1 及铅垂力 P2，请分别写出各段的变形， AB 段为 _变形， BC 段为变形， CD 段为 _变形。15.压杆稳定的欧拉公式适用于_范围内，用柔度 来表示则 _。16.动荷载、动应力是指荷载随_不断地变化，或构件在荷载作用下随_不断运动。但只要应力不超过材料的比例极限，_定律仍适用于动应力、动应变的计算。二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其

20、号码填在题干的括号内。每小题1 分，共 16 分)1.图示中四个力F1、 F2、 F3、 F4 对 B 点之矩是 ()A.m B (F1)=0B.m B(F2 )=F 2lC.mB(F3 )=F 3lcos45°D.mB (F4)=F4l2.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)3.物体在一个力系作用下，此时只能 ()不会改变原力系对物体的外效应。A. 加上由二个力组成的力系B.去掉由二个力组成的力系C.加上或去掉由二个力组成的力系D. 加上或去掉另一平衡力系4.图示 ABC 杆，固定端 A 的反力是 ()A.X A =P, YA =0

21、B.Y A=P， mA =PaC.X A=P, YA =0D.X A =P, YA =0,mA =Pa5.构件在外力作用下平衡时，可以利用()A. 平衡条件求出所有未知力B.平衡条件求出某些未知力C.力系的简化求未知力D. 力系的合成或分解求未知力6.图示传动轴中各轮的外力偶 矩分别为mA =20kN · m,mB=5kN · m,m C=10kN · m,mD=5kN · m,那么四个轮子布局中最合理的是()A. 图 (a)B. 图(b)C.图(c)D.图 (d)7.关于轴力 ()A. 是杆件轴线上的荷载B. 是杆件截面上的内力C.与杆件的截面面积有关

22、D. 与杆件的材料有关8.由 AB 和 CD 两杆组成，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，正确的选择是A.AB 杆为铸铁， CD 杆为铸铁B.AB 杆为铸铁， CD 杆为低碳钢C.AB 杆为低碳钢， CD 杆为铸铁D.AB 杆为低碳钢，CD 杆为低碳钢()9.图示截面，在圆截面中挖去一正方形，已知圆截面的直径为D ，正方形的边长为a，其惯性矩 IZ=( ) D4a 4A.1232 D4a4B.64 12 C. D4 a 432 6 D42a4D.16 1210.弯曲梁，当某截面的剪力Q=0 时， ()A. 此截面上弯矩有突变B. 此截面上弯矩有极值C. 此截面上弯矩一定为该梁的最大值D. 此截

23、面上的弯矩一定为零11.为了合理的利用钢材，在梁的弯曲问题中，在同样面积情况下，以下四种截面形状钢梁，使用哪种较为合理 ( )A.(a)B.(b)C.(c)D.(d)12.图示悬臂梁，其梁截面转角关系为()A. A =B=0B. A =0， B = maxC.从 A 到 B 各截面的转角均相等f BD. A =B=13.图示应力圆，其主应力及用第三强度理论求得相当应力 r3()，题中应力单位均为MPa。A. 1=70, 2=70, 3=0, r3=35B. 1=0, 2=0, 3=-70, r3=70C.1=0, 2=0, 3=-70, r3=-70E. 1=-70, 2=-70,3=0, r

24、3 =7014.竖立的折杆ABC ， C 端固定， A 端作用一垂直于AB 的水平力杆，外径 D=80mm ，内径 d=70mm ，用第四强度理论计算相当应力P=500N ， BC r4 为 (杆为空心圆)A.64MPa15.压杆稳定的欧拉公式适用的范围，以下四种情况哪种是错误的()A. 细长杆B. 1C.弹性范围内D. 屈服极限范围内16.(a),(b) 二根简支梁， E、I、 W 均同，同样的重物的动应力 d 与动荷系数K d 的比较应为 ()A. ad> bd,K ad>K bdB. ad< bd,K ad<K bdC.ad> bd,K ad<K bd

25、Q 从h 高度自由落下冲击梁，两根梁D. ad< bd,K ad>K bd三、计算题 (每小题 5 分，共 40 分 )1. 图示三铰拱， G=2kN,l=1.15m,h=0.173m ，试求 A 、B 处的反力。2. 两块钢板各厚t1=8mm,t 2=10mm, 用图所示。设铆钉的许用应力分别为5 个直径相同的铆钉搭接，受拉力P=200kN 的作用，如 =140MPa ， bs =320MPa ，试求铆钉的直径d。3. 一正方形的混凝土短柱，受轴向压力P 的作用 ,如图示，柱高为 l ，截面边长为 a=400mm,柱内埋有直径d=30mm 的钢筋四根。已知柱受压后混凝土内的应力值

26、，设钢筋与混凝土的弹性模量之比为E钢E混 混 =6MPa ，试求P=15。4. 图示桁架。 G1=G 2=20kN,W 1=W 2=10kN, 试求 A 、 B 的反力和杆、杆的内力。5. 悬臂梁 AB 上作用集中力 P 及集中力偶 Pa，试作梁的剪力图与弯矩图，并在图中注明各特征点值。6. 圆截面简支梁中间l 处，梁的下边缘，用标距S=20mm 的应变仪测得纵向伸长2S=0.01mm, 梁长 l =2m, 梁截面直径 D=80mm, 弹性模量 E=2.0× 105MPa,试求均布荷载 q 的大小。7. 梁 AB ，A 端为固定端，B 端为动铰支座，AC段作用均布荷载q,已知抗弯刚度EI ，求B点的支座反力RB 。8.已知平面应力状态中的 x=50MPa ， y=30MPa ， xy=40MPa ，试求其单元体的主应力及第三强度理论的相当应力 r3 。浙江省 2002 年 4 月高等教育自学考试工程力学 (二 )试卷参考答案课程代码： 02391一、填空题 (每空 1 分，共 44 分 )1. 作用 反作用2.主矢 F =F=10kN主矩 m0 (F)=5kN · m3. x 垂直不相交4.常量拉伸压缩5. mA =7024 ×