工程力学二试题及答案

工程力学二试题及答案姓名：____________________

一、选择题（每题2分，共20分）

1.在下列单位中，属于力的单位是：

A.牛顿（N）B.千克（kg）C.米/秒（m/s）D.焦耳（J）

2.在下列物理量中，属于标量的是：

A.力B.速度C.力矩D.动量

3.在弹性范围内，下列说法正确的是：

A.应力与应变成正比B.应力与应变成反比C.应变与位移成正比D.应力与位移成正比

4.在下列材料中，属于脆性材料的是：

A.钢B.铜合金C.铝合金D.石墨

5.在下列力学现象中，属于振动现象的是：

A.静止B.平动C.旋转D.振动

6.在下列物理量中，属于矢量的有：

A.力B.速度C.力矩D.动量

7.在下列力学模型中，属于理想模型的是：

A.质点B.刚体C.线性弹性体D.非线性弹性体

8.在下列力学问题中，属于静力学问题的是：

A.桥梁的承载能力分析B.流体力学问题C.静电场问题D.动力学问题

9.在下列力学问题中，属于动力学问题的是：

A.桥梁的承载能力分析B.流体力学问题C.静电场问题D.物体的运动分析

10.在下列力学问题中，属于材料力学问题的是：

A.桥梁的承载能力分析B.流体力学问题C.静电场问题D.物体的运动分析

二、填空题（每空2分，共20分）

1.力学是研究物体运动规律和物体之间相互作用的学科。

2.在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号为N。

3.在物理学中，速度和加速度都是矢量。

4.在弹性范围内，应力与应变成正比，即胡克定律。

5.材料的弹性模量是描述材料弹性性能的重要参数。

6.在材料力学中，梁的截面惯性矩是描述截面抵抗弯曲变形能力的参数。

7.力矩是力和力臂的乘积。

8.在牛顿第二定律中，力等于质量乘以加速度。

9.在材料力学中，梁的正应力是指垂直于截面方向的应力。

10.在材料力学中，梁的剪应力是指平行于截面方向的应力。

三、计算题（每题10分，共30分）

1.一物体质量为2kg，受到一个10N的水平力作用，求物体的加速度。

2.一根长为2m，截面为圆形的钢杆，直径为0.1m，受到一个10kN的拉力作用，求钢杆的应力和应变。

3.一根长为2m，截面为矩形的木杆，宽为0.1m，高为0.2m，受到一个10kN的拉力作用，求木杆的应力和应变。

四、简答题（每题5分，共20分）

1.简述牛顿运动定律的内容。

2.简述功和能的关系。

3.简述应力与应变的概念。

4.简述材料力学中梁的受力分析。

5.简述刚体运动的基本形式。

五、论述题（10分）

论述材料力学中梁的弯曲变形和强度计算的基本原理。

六、综合应用题（20分）

1.一根长为4m，截面为圆形的钢杆，直径为0.2m，受到一个20kN的拉力作用，求钢杆的应力、应变和拉力作用点的位移。

2.一根长为3m，截面为矩形的木杆，宽为0.1m，高为0.15m，受到一个15kN的拉力作用，求木杆的应力、应变和拉力作用点的位移。

3.一根长为5m，截面为圆形的钢杆，直径为0.3m，受到一个30kN的弯矩作用，求钢杆的最大弯曲应力、最大弯曲应变和最大弯曲变形。

试卷答案如下：

一、选择题答案：

1.A

2.A

3.A

4.D

5.D

6.A

7.A

8.A

9.D

10.A

解析思路：

1.力的单位是牛顿，故选A。

2.力是矢量，速度和加速度也是矢量，故选A。

3.在弹性范围内，应力与应变成正比，符合胡克定律，故选A。

4.脆性材料在外力作用下易断裂，石墨属于脆性材料，故选D。

5.振动是物体来回重复的运动，故选D。

6.力、速度、力矩和动量都是矢量，故选A。

7.质点是没有大小和形状的理想模型，故选A。

8.静力学问题研究物体在静力作用下的平衡状态，故选A。

9.动力学问题研究物体在动力作用下的运动状态，故选D。

10.材料力学问题研究材料的强度和变形，故选A。

二、填空题答案：

1.力学是研究物体运动规律和物体之间相互作用的学科。

2.在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号为N。

3.在物理学中，速度和加速度都是矢量。

4.在弹性范围内，应力与应变成正比，即胡克定律。

5.材料的弹性模量是描述材料弹性性能的重要参数。

6.在材料力学中，梁的截面惯性矩是描述截面抵抗弯曲变形能力的参数。

7.力矩是力和力臂的乘积。

8.在牛顿第二定律中，力等于质量乘以加速度。

9.在材料力学中，梁的正应力是指垂直于截面方向的应力。

10.在材料力学中，梁的剪应力是指平行于截面方向的应力。

三、计算题答案：

1.F=ma，a=F/m=10N/2kg=5m/s²

2.应力σ=F/A=10kN/(π(0.1m)²/4)=100MPa，应变ε=σ/E=100MPa/200GPa=5×10⁻⁴

位移δ=(F/A)(L²/12I)=(10kN/100MPa)(4m²/12(π(0.1m)⁴/64))=0.002m

3.应力σ=F/A=15kN/(0.1m×0.2m)=75MPa，应变ε=σ/E=75MPa/10GPa=7.5×10⁻³

位移δ=(F/A)(L²/12I)=(15kN/75MPa)(3m²/12(0.1m×0.2m/4))=0.0015m

四、简答题答案：

1.牛顿运动定律包括：

-第一定律：静止的物体将保持静止状态，运动的物体将保持匀速直线运动状态，除非受到外力作用。

-第二定律：物体的加速度与作用在它上面的外力成正比，与物体的质量成反比。

-第三定律：对于两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力大小相等，方向相反。

2.功和能的关系：功是能量转化的量度，功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积。

3.应力与应变的概念：

-应力：单位面积上的力，表示材料内部各部分之间的相互作用。

-应变：材料在受力作用下的形变量与原长度的比值