工程力学习题集及部分解答指导

本文格式为Word版，下载可任意编辑——工程力学习题集及部分解答指导

安徽机电职业技术学院学生内部学习参考资料

丁梅龙何俊编

前言

工程力学是我院机械类、机电类、近机类专业必修的一门重要技术基础课。工程力学陈述的基本理论、基本方法，在基础课和专业课之间起桥梁作用。它为各类机械的设计、专业设备及机器的机械运动分析和强度计算提供必要的理论基础。因此，学好该课程，理解把握其“实用型知识结构体系〞的基本理论和基本方法，对我院机械类及相关专业的学生尤为重要。

为了使学生更好的学习，较好的理解把握本课程的基本理论、基本知识、基本方法，我们依照本院《工程力学》课程教学大纲（适用于机制、模具、焊接、数控、汽车专业2023年8月）及对学生考核的要求编写了本“工程力学习题集及部分解答指导〞。以便使学生在“教与学〞的互动中，同步练习。

本“工程力学习题集及部分解答指导〞的内容与我院所选教材——张秉荣、章剑青主编《工程力学》及教学大纲要求的教学内容配套，按各章讲授内容编写。主要有四部分：判断题、单项选择题、计算与作图题、应用题。其中：计算与作图题、应用题主要以“必需、够用〞为原则从讲授教材中选定；对于一些具有代表性的习题，着重从方法性的角度作了解答；每章后附有参考答案。对于习题集中带“*〞号的习题，学生可选做，以此提高运用工程力学的基本原理和方法解决机械工程中的简单的力学问题的综合能力。

特别说明的是，本习题集作为学习资料，仅适用于我院机械类及相关专业的学生内部学习使用。

编者2023年10月

第一章静力学基础

一、判断题

1-1、如物体相对于地面保持静止或匀速运动状态,则物体处于平衡。（）

1-2、作用在同一刚体上的两个力,使物体处于平衡的必要和充分条件是：

这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。()1-3、静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理仅适用于刚体。()1-4、二力构件是指两端用铰链连接并且指受两个力作用的构件。()1-5、对刚体而言，力是滑移矢量，可沿其作用线移动。（）1-6、对非自由体的约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动

趋势的方向相反。（）1-7、作用在同一刚体的五个力构成的力多边形自行封闭，则此刚体一

定处于平衡状态。（）1-8、只要两个力偶的力偶矩相等，则此两力偶就是等效力偶。（）

二、单项选择题

1-1、刚体受三力作用而处于平衡状态,则此三力的作用线()。

A、必汇交于一点B、必相互平行

C、必都为零D、必位于同一平面内1-2、力的可传性（）。

A、适用于同一刚体B、适用于刚体和变形体

C、适用于刚体系统D、既适用于单个刚体，又适用于刚体系统1-3、假使力FR是F1、F2二力的合力,且F1、F2不同向，用矢量方程表示为

FR=F1+F2，则三力大小之间的关系为()。

A、必有FR=F1+F2B、不可能有FR=F1+F2C、必有FR＞F1,FR＞F2D、必有FR＜F1,FR＜F2

1-4、作用在刚体上的一个力偶，若使其在作用面内转移，其结果是（）。

A、使刚体转动B、使刚体平移C、不改变对刚体的作用效果D、将改变力偶矩的大小

三、计算题

1-1、已知：F1=2000N，F2=150N，F3=200N，F4=100N，各力的方向如图1-1所示。试求各力在x、y轴上的投影。

解题提醒

计算方法：Fx=+Fcosα

Fy=+Fsinα注意：力的投影为代数量；

式中：Fx、Fy的“+〞的选取由力F的

指向来确定；

α为力F与x轴所夹的锐角。

图1-1

1-2、铆接薄钢板在孔A、B、C、D处受四个力作用，孔间尺寸如图1-2所示。已知：F1=50N，F2=100N，F3=150N，F4=220N，求此汇交力系的合力。

解题提醒——计算方法。一、解析法

FRx=F1x+F2x+……+Fnx=∑Fx

FRy=F1y+F2y+……+Fny=∑Fy

FR=√FRx2+FRy2tanα=∣FRy/FRx∣

二、几何法

按力多边形法则作力多边形，从图1-2图中量得FR的大小和方向。

1-3、求图1-3所示各种状况下力F对点O的力矩。

图1-3

解题提醒——计算方法。

①按力矩的定义计算MO（F）=+Fd

②按合力矩定理计算MO（F）=MO（Fx）+MO（Fy）

1-4、求图1-4所示两种情况下G与F对转心A之矩。解题提醒

此题按合力矩定理计算各力矩较便利、简捷。以图1-4a为例：

力F、G至A点的距离不易

确定，如按力矩的定义计算力矩图1-4

既繁琐，又简单出错。若将力F、G分别沿矩形两边长方向分解，则各分力的力臂不需计算、一目了然，只需计算各分力的大小，即可按合力矩定理计算出各力的力矩。

MA（F）=-Fcosαb-Fsinαa

MA（G）=-Gcosαa/2-Gsinαb/2

1-5、如图1-5所示，矩形钢板的边长为a=4m，b=2m，作用力偶M（F，F′）。当F=F′=200N时，才能使钢板转动。试考虑选择加力的位置与方向才能使所吃力为最小而达到使钢板转一角度的目的，并求出此最小力的值。

解题提醒

力偶矩是力偶作用的唯一度量。只要保持力偶矩的大小和力偶的转向不变，可以改变力偶中力的大小和力偶臂的长度，而不改变它对刚体的作用效应。

此题可通过改变力的方向、增大力偶臂的长度，求得使钢板转动所吃力的最小值。