2009年秋季工程力学（一）第一次作业.docx

2009年秋季工程力学（一）第一次作业 一、单项选择题（20分，共 10 题，每小题 2 分） 1. 力偶可以在它的作用平面内 ，而不改变它对物体的作用。 A. 任意移动 B. 任意转动 C. 任意移动和转动 D. 既不能移动也不能转动 2. 如图，不计自重的AB杆，在中点受一力偶M，设杆在A、B两点受到的总约束力为NA、NB，现将力偶M向A端移动但不改变其大小和方向，则在移动过程中，AB杆在A、B两点的总约束力必定 。 A. 保持不变，且NANB B. 变化，且NA〉NB C. 变化，且NA〈NB。 3. 关于力偶与力偶矩的论述，其中（ ）是正确的。 A. 方向相反，作用线平行的两个力称为力偶 B. 力偶对刚体既产生转动效应又产生移动效应 C. 力偶可以简化为一个力，因此能与一个力等效 D. 力偶对任意点之矩都等于力偶矩 4. 作用在一个刚体上的两个力FA、FB，满足FA - FB的条件，则该二力可能是 。 A. 作用力和反作用力或一对平衡的力 B. 平衡的力或一个力偶 C. 一对平衡的力或一个力和一个力偶 D. 作用力和反作用力或一个力偶 5. 作用在一个刚体上的两个力FAˉ,FBˉ,满足FAˉFBˉ的条件，则该二力可能是（ ） A. 作用力和反作用力或一对平衡的力 B. 一对平衡的力或一个力偶 C. 一对平衡的力或一个力和一个力偶 D. 作用力和反作用力或一个力偶 6. 关于力和力偶对物体的作用效应，下列说法正确的是（ ）。 A. 力只能使物体产生移动效应 B. 力可以使物体产生移动和转动效应 C. 力偶只能使物体产生移动效应 D. 力和力偶都可以使物体产生移动和转动效应 7. 图示一重物重P，置于光滑的地面上。若以N表示地面对重物的约束反力，N表示重物对地面的压力。以下结论正确的是（）。 A. 力P与N是一对作用力与反作用力 B. 力N与N是一对作用力与反作用力 C. 力P与N是一对作用力与反作用力 D. 重物在P、N、N三个力作用下平衡。 8. 有一平面汇交力系，其力多边形如图所示，以下结论中哪个是正确的 A. 该力系是不平衡力系 B. 该力系是平衡力系 C. F4为力系的合力 D. 对角线矢量OA为力系的合力 9. 关于力偶，以下说法中哪个是正确的（ ） A. 组成力偶的两个力大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力 B. 组成力偶的两个力大小相等、方向相反，是平衡力系 C. 力偶对任一点之矩等于力偶矩矢量 D. 力偶在任一坐标轴的投影，等于该力偶矩的大小 10. 如图所示的三种情况，若不计梁的自重和摩擦，各力偶对 O 点的矩和各力偶对 x 、 y 轴的投影分别是（ ）。 A. 不相同的相同的 B. 各力偶对 O 点的矩是不相同的 C. 各力偶对 x ， y 轴的投影是相同的 D. 以上都不正确 二、判断题（10分，共 10 题，每小题 1 分） 1. 作用与反作用定律只适用于刚体。（ ） 2. 只要平面力偶的力偶矩保持不变，可将力偶的力和臂作相应的改变，而不影响其对刚体的效应。 （ ） 3. 力矩与力偶矩的单位相同，常用的单位为牛米，千牛米等 。 4. 作用与反作用定律只适用于刚体 。 5. 在理论力学中只研究力的外效应。 （ ） 6. 只要平面力偶的力偶矩保持不变，可将力偶的力和臂作相应的改变，而不影响其对刚体的效应 。 7. 力矩与力偶矩的单位相同，常用的单位为牛米，千牛米等。 （ ） 8. 力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。 （ ） 9. 在理论力学中只研究力的外效应 。 10. 同一个平面内的两个力偶，只要它们的力偶矩相等，这两个力偶就一定等效。 （ ） 三、填空题（20分，共 10 题，每小题 2 分） 1. 作用在刚体上的两个力等效的条件是 ______ 。 2. 图示系统在A、B两处设置约束，并受力F作用而平衡。其中A为固定铰支座，今欲使其约束力的作用线在AB成b135角，则B处应设置何种约束 ______ 。 3. 二力平衡和作用反作用定律中的两个力，都是等值、反向、共线的，所不同的是 ______ 。 4. 在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有 ______ ，可以确定约束力方向的约束有 ______ ，方向不能确定的约束有 ______ （各写出两种约束）。 5. 在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有 ______ ，可以确定约束力方向的约束有 ______ ，方向不能确定的约束有 ______ （各写出两种约束）。 6. 力对物体的作用效应取决于力的三要素，即力的 ______ 、 ______ 和 ______ 。 7. 互成平衡的两各力对同一点之矩的代数和等于 ______ 。 8. 在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有 ______ ，可以确定约束力方向的约束有 ______ ，方向不能确定的约束有 ______ （各写出两种约束）。 9. 已知力 F⇀ 沿直线 AB 作用，其中一个分力的作用与 AB 成 30 角，若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小，则此二分力间的夹角为 ______ 度。 10. ______ 是指与力偶系等效的一个力偶。 四、作图题（10分，共 1 题，每小题 10 分） 画出图 a 、 b 两图中滑块及推杆的受力图，并进行比较。图 a 是曲柄滑块机构，图 b 是凸轮机构。 五、计算题（20分，共 2 题，每小题 10 分） 1. 已知F1100N，F2200N，F3300N,F4400N,如图所示，求平面汇交力系的合力 2. 如图 所示，杆 AB 作用力偶矩 8kN.m ，杆 AB 长为 1 m ， CD 长为 0.8 m ，试求 作用在杆 CD 上的力偶 M 2 使机构保持平衡。 六、问答题（20分，共 2 题，每小题 10 分） 1. 理解力应注意些什么问题 2. 力矩与力偶矩有什么异同 答案 一、单项选择题（20分，共 10 题，每小题 2 分） 1. C 2. A 3. D 4. B 5. B 6. C 7. B 8. B 9. C 10. B 二、判断题（10分，共 10 题，每小题 1 分） 1. 2. √ 3. √ 4. 5. √ 6. √ 7. √ 8. √ 9. √ 10. √ 三、填空题（20分，共 10 题，每小题 2 分） 1. 参考答案 等值、同向、共线 解题方案 两个力等效的条件 评分标准 回答完整正确得3分 2. 参考答案 与AB杆成45的二力杆件 解题方案 平面约束 评分标准 3. 参考答案 前者作用在同一刚体上；后者分别作用在两个物体上 解题方案 二力平衡和作用反作用定律 评分标准 回答完整正确得3分 4. 参考答案 活动铰支座，二力杆件 光滑面接触，柔索 固定铰支座，固定端约束 解题方案 平面约束 评分标准 5. 参考答案 活动铰支座，二力杆件 光滑面接触，柔索 固定铰支座，固定端约束 解题方案 平面约束 评分标准 6. 参考答案 大小 方向 作用点 解题方案 力的三要素 评分标准 每空回答正确得2分 7. 参考答案 0 解题方案 平面力系 评分标准 8. 参考答案 活动铰支座，二力杆件 光滑面接触，柔索 固定铰支座，固定端约束 解题方案 平面约束 评分标准 每空回答正确得2分 9. 参考答案 90 解题方案 平面力系 评分标准 10. 参考答案 合力偶 解题方案 力偶 评分标准 四、作图题（10分，共 1 题，每小题 10 分） 0. 参考答案 解 分别取滑块、推杆为分离体，画出它们的主动力和约束反力，其受力b、c所示。滑块上作用的主动力F、FR与F的交点在滑块与滑道接触长度范围以内，其合力使滑块单面靠紧滑道，故产生一个与约束面相垂直的反力 FN ，F、 FR、 FN三力汇交。推杆上的主动力F、FR的交点在滑道之外，其合力使推杆倾斜而导致B、D两点接触，故有约束反力FNB ，FND。 解题方案 分别取滑块、推杆为分离体，画出它们的主动力和约束反力，受力图分析。 评分标准 文字叙述 5 分，受力分析图 5 分 五、计算题（20分，共 2 题，每小题 10 分） 1. 参考答案 解题方案 求各力大小，角度 评分标准 求各力大小 5 分，角度 5 分 2. 参考答案 解题方案 评分标准 受力图 5 分，列方程、求解各 5 分。 六、问答题（20分，共 2 题，每小题 10 分） 1. 参考答案 理解力的概念应注意下述几点。 （1）由于力是物体之间相互的机械作用，因此可知力不能脱离物体而单独存在； （2）既有力存在，就必定有施力物体和受力物体； （3）力是成对出现的，既有作用力就必有其反作用力存在。 力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形，如锤头可以把烧红的铁打扁等。力的前一种效果称为力的外效应；后一种效果称为力的内效应。这两种效应通常是同时发生的，只是有的明显有的不明显罢了。在理论力学中，我们只研究力的外效应。 解题方案 力的概念 评分标准 注意问题5分 2. 参考答案 解力可以使物体平动，也可以使物体转动。力使物体平动的效应取决于力的大小和方向，而力矩就是力使物体绕矩心转动效应的度量。力偶只能使物体转动，力偶矩就是力偶使物体转动效应的度量。 力F对O点的矩，简称为力矩，用符号mO（F）表示，其中O点称为矩心。对平面力系（即各力作用线位于同一平面内的力系）来说，力矩是代数量。力使物体绕矩心作逆时针转动者取正值；顺时针转动者取负值。可表示为mO（F）Fh 其中F是力的力的大小，h是矩心O点到力F的作用线之间的距离。因此，力矩的大小一般来说与矩心的位置有关。 力偶用（F，F＇）来表示；力偶矩则用m（F，F＇）或简便地用m来表示。对于平面力系来说力偶矩也是代数量，且其正负号的规定与力矩相同。力偶中的两个力对同平面内一点的矩的代数和为一常量，即等于力偶矩，因此，力偶矩的大小与矩心的位置无关，所以力偶矩的记号m不用加下标，但力矩的记号mO（F）就一定要加下标。力矩与力偶矩的单位相同，即牛米。 解题方案 力可以使物体平动，也可以使物体转动。力使物体平动的效应取决于力的大小和方向，而力矩就是力使物体绕矩心转动效应的度量。力偶只能使物体转动， 评分标准 相同点5分，不同点5分