第一学期西南交大理论力学C第2次作业答案

1、精品文档本次作业是本口课程本学期的第2次作业，注释如下:一、单顶选择題(只有一个选项正确，共15道小題)1.平面任意力系有个独立的平衡方程。(B) 2(C) 3(D) 4你选择的答案：C 正爾正确答案：C解答参考：2平面平彳亍力系有一个独立的平御方程。(A) 1(B) 2(C) 3(D) 4你选择的笞案：B 正爾实用文档正爾答案:B解答参考：3图示结构是()。(A)静定(B) 一次静定(D)三次超静定你选择的笞案：B 正佛正确答案：B 解答参考:图示为两个相互8合的齿轮。作用在齿轮A上的切向力尸平移到 齿轮B的中心。(A)不可以(B) 可以(C) 不能爾定你选择的答案：A 正爾正爾答案:A解答

2、参考：5图示桁架中杆件内力等于零，即所增经零杆”为，10 kND1 m(A) BC, AC(B) BC, AC, AD(C) BC(D) AC保选择的答案：A 正优正确答案：A解答参考：6.沿正立方体的甫U面作用一力F ,则该力-。(A)对轴X、儿Z之矩均相等(B) 对辆兀、儿Z之矩均不相等(C) 对轴心儿之矩相等(D) 对轴丿、Z之矩相等保选择的答案：D 正确正确答案：D解答参考：7.空同力对点之矩是一。(A) 代数量(B) 滑动矢量(C) 定位矢量(D)自由矢量保选择的答案：C 正爾正确答案:C解答参考：8.力对轴之矩是“(A) 代数量(B) 渭动矢量(C) 定位矢量(D) 自由矢量你选择

3、的答案：A 正确正爾笞案:A解答参考：9.空同力假矩矢是_。(A) 代数量(B) 滑动矢量(C) 定位矢量(D) 自由矢量保览择的答案：D 正爾正爾笞案:D解答参考：10空间任意力系有个殺立的平橱方程。(A) 3(B) 4(C) 5(D)你选择的答案：DiE正确答案：D 解答参考:11空间汇交力系有个荻立的平衡方程。(A) 3(B) 4(C) 5(D) 6你选择的笞案：A 正爾正确答案：A解答参考:12空IOU系有一个独立的平衡方程。(A) 3(B) 4(C) 5(D) 6保选择的答案：A 正佛正确答案：A解答参考：13空间平有力系有个独立的平衡方程。(A) 3(B) 4(C) 5(D) 6你

4、选择的答案：A 正績正爾答案：A解答参考:已知物块与水平面同的摩援角申沪卅，今用力F1=0.5kN推动物块，P=lkN。则物块需o(A) 平衡(B) 滑动(C) 处于临界平飯状态(D) 滑动与否不能确定你选择的笞案：A 正确正确答案：A解答参考：15.物体1 P,与水平面之间的摩擦因数为办。今欲使物休滑动，分别用3）图与（b）图所示的两种施力方式，则省力的方衣“(B) ( b )图示(C) 不能确定保选择的答案：A 正确正确答案：A解答参考： 二、判断題(判断正误，井18道小題)16力对任一点之矩在通过该点的任意轴上的投影等于力对垓轴之矩。()你选择的答案：说法正确正确正确答案：说法正确解答参

5、考：17 当力与轴共面时，力对垓辆之矩等于零。()保览择的答案：说袪正爾正确正确答案：说法正爾解答参考：18若一平面力系向找A简化得到一个合力，而向肖B简化可以得到一合力例。()你选择的答案：说迭錯娱正爾正爾答案：猊法蜡娱解答参考：19 首尾相接枸成一自打封冈力多边形的平面力系是平衡力系。（）保选择的笞案：说狀錯娱正爾正确答案：说法錯娱解答参考：20 力系的主矢和主矩都与简化中心的位置有关。（）你选择的答案：说狀錯娱正爾正确笞案：说法錯误解答参考：21 当力系简化为合力例时，主拒与简化中心的位置无关。（）保览择的答案：说狀正爾正爾正确答案：说法正爾解答参考：22桁架中的零杆可以从结构中去掉。（

6、）保选择的答案：说法錯娱正确正确答案：说法錯娱解答参考：23在平面冋題中，力对找之矩是代数量。（）你选择的答案：说迭正爾正爾正确答案：说法正爾解答参考：24 力偎与一个力不等效，也不能与一个力平衡。（）保选择的笞案：说狀正爾正爾正确答案：说法正爾解答参考：25 力例对障休的转动效应与其在作用面内的位置有关。（）你选择的答案：说狀錯娱正爾正确笞案：说法錯误解答参考：26.力对H体的转动效应用力矩度量。（）保选择的笞案：说法正爾正爾正确答案：说法正爾解答参考：27 力假在任何坐标箱上的投影不等于零。（）你选择的答案：说迭錯娱正爾正确答案：说法蜡娱解答参考：28 力偎只能改变物体的转动状态。()保选

7、择的笞案：说狀正爾正爾正确答案：说法正爾解答参考：29 在同一平面内的两个力假，如它的力假拒大小相等，MlltB力例等效。()保选择的笞案：说法錯娱正爾正确答案：说法錯误解笞参考:30.平面力偶系合成的结果是一力假。()你选择的答案：说法正爾正爾正确答案：说法正禽解答参考：31 力偎对剧体的转动效应用力偎矩度量。()你选择的答案：说迭正爾正爾正爾答案：说法正爾解答参考：精品文档32 平面汇交力系的合力作用线通U汇交点。（）你选择的笞案：说联正爾正确正确答案：说法正爾解答参考：33三力平衡汇交定理表明：作用在物体上汇交于一康的三个力必是平畅 力系。（）保选择的答案：说迭錯娱正爾正确答案：说法錯娱

8、 解答参考:（注意：若有主现IS目，请按照題目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观題答案。）三、主现題（共21道小題）图示一起重机冬 乩c处均为光滑餃链，水平梁妬的重量P = 4kN, 荷载尸二10熾，有关尺寸如图所示，EC杆自重不计。试求杆EC所受的拉力和鮫链山给杆辽的约束力。3参考答案:F = 16.5kN5 F=4.5kN即较错.4给杆曲的约束力为凡=J+氏=17.1kN,它与X轴的夹角“ “V8 = arctan = 15.3 o p计算所得F处、耳皆为正值，表明假定的指向与实际的指向相同。（1）根据题意，选处3为研究对象。“（2）画受力图。作用于杆上的力有重

9、力戸，荷载戸，杆PC的拉力民和 较链加的约束力乙。EC杆（二力杆）的拉力民沿方向；乙方向未知， 故将其分解为两个分力心和心，指向暂时假定（图b）。a（3）根据平面任意力系的平衝条件列平衝方程，求未知量。屮E尺=0,心一fgs30J0（1）=0, .+FKsin30-P-F = 0（2）T.Ma（F） = 0,忌.4血30。一尸2-F3=0（3）由式（3）解得心F _WF_（2x4 3dQ）kXm_eQ4 sin 304 x 0.5m以用之值代入式（1）、（2）,可得亠35图a所示梁其/端为固定餃错支座，E端为活动餃链支座。梁的跨 度为=g梁的左半部分作用有集度为q的均布荷载，在D截面处有矩为

10、胚的力偶作用。梁的自重及各处摩擦均不计。试求/和处的支座约束力。(b)参考笞案:(1) 选梁的为研究对象。2(2) 画受力图。梁上的主动力有集度为g的均布荷载和矩为胚的力偶;梁所賀的约束力有固定较错支座A处的约束力冬和戸檢以及活动餃链支座B 处的约束力冬.，三个未知力的指向均假设如图b所示(3) 取坐标系如图。(4) 列平衝方程样匸”価 =0,心.牝-见-(2认=0(1)ZAf5(F) = Q, 一役=0(2)迁“，0解得，冬=0,比=詁+学,役|叶护36.汽车起重机，车身重严，转盘重尸2,起重机吊譬重匕，如图所示。 试求当吊臂在汽车纵向对称面内时，不至于使汽车翻倒的最大起重量為阴。，叫一 2

11、$m 卜 3Qn_|参考答案:(1)取汽车起重机为硏究对象。3(2)画受力图3当吊臂在汽车纵向对称面内时，A、E、月、戸、戸旬和甩构成一个平 面平彳亍力系。汽车的受力图如图4-15所不。2列平術方程为了求得最大起重量，应研究汽车将绕后轮B顺时针倾倒而又尚未倾倒 时的情形。此时bo = 0.由aS(/)=0, x2-x2.5-ZtK x5.5 = 0于是得仪二纠-2卑5.5这是汽车起重机的最大起重量(极限值)。为了保证安全，实际上允许的 最大起重量应小于这个极限值，使之有一定的安全储备。亍37试判别图示桁架中哪些杆其內力等于零，即所谓“零杆”。你能否总结出 判别零杆的规律？BG(a) DE r

12、EFr(b) BC , AC -实用文档参考答案：38.尸 7. P t(a)自重尸二1.0 K的物块置于水平支承面上， 受倾斜力i= 0.5kNj用，并分别如图a、b中 所示。物块与水平支承面之间的静摩擦因数 /s=0.40,动摩擦因数A=030,间在图中两种 情况下物块是否涓动？并求出摩擦力。心参考答案：假设物块处于平衡状态，求保持平衡所需的摩擦力。(1)对5-4 a所示的物块，画岀受力图(图5-4 c)o作用于物块上 的主动力有只E，约束力有摩擦力戸和法向约束力尺。列平衡方程EFx = 0 , 片cos30-F二0(1) F=Ficos30c=0.5 cos30ckN 二0.433 kN

13、EWWVVWYV込 =0,忌十耳sin 30尸=0(2)Fisin3 0=(1.00.5sin30) kN=0.75 Z最大静摩擦力为&Fnaaxh用=0-4x0.7亍 kN=0.3 kNu由于保持平衡所需的摩撫力F=O#33 kN Fmax=0.3 kN,因此物块不可能 平衡，而是向右滑动。此时的摩攥力2F=尸沪孙1=0-3况0_75 kN=0.225 kN*对图b所示的物块，画岀受力图(图d),作用于物块上的主动力有只斥, 约束力有摩擦力戸和法向约束力K o列平衡方程卩X= 0 ,/cos30s -F = 0(1)卍F=icos30=0.5 kN cos30=0.433 RNqSFr =0

14、,徐一斥血3(T P=0(2)卩Fn=P+ Fisin30=(1.0+0.5sm30) kN=1.25 kN最大静摩擦力为卩FhEFn=0.4x1.25 kN=0.5 kN由于保持平衡所需的摩擦力F=0.433 kN 列平衛方程屮XFx= 0Ft Fsina F=0(2)Xy 0戸n Pcosa =0(3)X (F)=0 A/-r + Prsina=0(4)将式、代入(4)有5P cos a r+P sin a) = P-sa = 20xcos0 kN = 0.1/31cN最大静摩擦力斗0.6*20cos3(PkN=ll3 kNu因此圆柱与斜面之间的实际摩擦力F=0.173kH圆柱滚动而未发生

15、滑动由式(2)得QF1=Psina+F= (20sin30c+0.173) kN=10.2 kN 心使圆柱沿斜面向上滚动所需施加的力Fr10.2kN。卩(2)取圆柱为研究对象,画受力图(图)圆柱即将向下滚动,即逆时针滚动，则滚动摩攥力偶M为顺时针。此时有卩M二込L(1)于X&=oFt Psina F=0莎尸o用一PcQsa =0工仲戸)=0-M 一片产+ZVsin 氏=0(4)将式(1).、(3)代入式(4)有a Pcos a /(F+P sin cz) +PrsinZ=OF = -P-cosa = -20xcos305kN = -0.173kN r0.5m负号说明摩擦力戸的实际指向沿斜面向上

16、，大小为0.173 kNo 由式(2)得“Fr=Psin(z+F= ( 205in30 - 0.173) kN=9.83 kN 卩阻止圆柱沿斜面向下滚动所需施加的力丹9.83 kNo亠40.图示物块独置于斜面上，斜面倾角30 ,物块自重P=350N,在物块上加一水平力Ft=100N,物块与斜面间的静摩擦因数妒0.30动摩攥因数/尸0-25。 试间物块是否平衡？并求岀摩擦力的大小和方向。-精品文档参考笞案：可以平衡,41图示物块/置于斜面上，斜面倾角*40，物块自重P=350N,在物块上 加一水平力t=50N,物块与斜面间的静摩擦因数人=0动摩擦因数/d=0.25o 试问物块是否平衡？并求岀摩攥

17、力的大小和方向。亠43.实用文档参考笞案.不能平衡,尸75.1N （厶42曲柄连杆机构的活塞（大小不计）上作用有力F= 400 N。B处静摩擦因数/s=0.2o如不计所有构件的重量，试问在曲柄Q4上应加多大的力偶矩胚方 能使机构在图示位置平衝？存参考答案:54.5 N-mM66.7 N-m精品文档图示均质圆柱自童P=100kN,半径r=280mm?滚动摩阻因数41.26mm。 试求使圆柱作匀速滚动所需的水平力片的大小。屮实用文档参考答案：FT=450N44.如图所示；长方体上作用了五个力，其中，Fi=100 N,Fz=150NF3=5OO Nt F4=200 H F5=220 Nr 各力方向如

18、图中所示。且 &=5m,=4m： c=3nu试求各力在坐标轴上的投影，p参考答案:根据图示各力的方向计算各力在坐标轴上的投影如下，dFix=O , Fi7=O ? Fiz=-1 OON acjF、=-F. =-xl50N=-90Nb4-X150N- 120NCOS& =0.515. sin = 0.858、= 0.825, sin & = 0.566 + 42+32Fjx=-F3COScos, Fsv= E3COS0sin修,F仃FsinO 其中N 召 Va2 + b2CDCOS0 =AD+c于是得：卩円计(500N)x0825x0515=2L2.4N,尺尸(500N)乂0.825乂0858=

19、3540NF3z= (5 OON)XO. 566=283.ONF収TOON? F=0 ?耳=0,Fyx=0 5 F5y=220N 图示立方体边长6(=0.5m?F=150N,试求力戸对轴枠忆之矩；力戸对点精品文档参考答案:500N,F2=600Nn试求两力的合力;参考答案: Fr=1004.4Nz66.8% 炉76.7。，尸 152一8： v A/x() = -16162N-m,(忌)=2775.5Nm，Afz() = O () = 3211.8N - m? Zr = 120.20 5 = 30 2% / = 90 Mo) = -1616.2 f + 2775.5j 47.已知刁=300凡F2

20、=220N,两力作用于点O,大小、方向如图所示，试求两力在坐标轴上的投影。我实用文档参考答案：Fi=130.0N3Fiv75N,Fi2=260.0N?F2x=100.0N,F2v=119.0N7局z=1560Ne机枸OABOi,在图示位置平衡。已知04 = 400 mm, OiB = 600 mm,作用在04上的力例的力假矩之大小| Mu | = 1 Nm。试 求力偎矩，皿2的大小和杆AB所受的力。各杆的重量及各处摩捺均不廿。参考答案：Mel = 3 N-m, Fab = 5 N (fi)49.在图示平板上作用有01个力和一个力習，其大小分别为：F1=80N, F2= 50 N, F3= 60 N, F4 = 40 N, Me = 140 N m,方向如图。试求其合成结果。参考答案： = 66.9N（-）, &=132.4N（t）,（F） = 598.6N-m,（F） = 997.1Nm, YM0 （尸）=729.7Nma二 50在图示结枸中，A、C处均为光滑钱接。巳知F = 400 N,杆重 不廿，尺寸如图所示。试求C点处的约東力。参考答案：Fcx = 880 N(t), FCy = 480 N( |)51.左端A固定而右端B自由的悬臂梁ABf自重不廿，魚受集度为？ (N/m)的满布均匀荷裁，并在