工程力学试题和答案解析汇总备课讲稿.doc

工程力学试题和答案解析汇总

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工程力学试题及答案
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=O2B=R，O1O2=L，当φ=60°时，O1A杆绕O1轴转动，角速度ω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ρ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<RB
B.RA>RB
C.RA=RB
D.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f1=0.25，物块B与地面间的摩擦系数f2=0.2，拉动B物块所需要的最小力为( )
A.0.14kN
B.0.265kN
C.0.213kN
D.0.237kN

3.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C
B.最大拉应力位于截面C，最大压应力位于截面D
C.最大拉应力位于截面D，最大压应力位于截面C
D.最大拉应力和最大压应力位于同一截面D

6.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)
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θ，试以角θ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α，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［σ］1=160MPa，横截面面积A1=6cm2；2杆为木杆，其许用压应力［σ］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)试题参考答案
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
3.180N 150N
4.轨迹形状 相同
5.Fgh=mRω2 过质心C平行O1A指向向下
6.屈服点σs 抗拉和抗压强度σb
7.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.C 2.A 3.C 4.C 5.B 6.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，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。
Σm=0
RA·AD=M
∴RA=RB=
==17.7kN
方向如图所示。
2.解：选A点作为基点，
则C点的速度有

由图中几何关系，可解得
vCA=vA·sinθ=vsinθ
又vCA=AC·ω
∴ω=
3.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
T2=TA+TB=
T1=0
系统外力作功之和
ΣW12=PS·sinα-QS
由动能定理，得

v2=
对上式两边求导，并注意=v
得a=
4.解：两杆均为二力杆，取结点A为研究对象，
受力图如图所示。
Σy=0,N1sin30°-P=0
∴N1=P/sin30°=80kN
Σx=0,-N1cos30°+N2=0
∴N2=N1cos30°=69.3kN
1杆：σ1= =133MPa<［σ］1
2杆：σ2= =6.93MPa<［σ］2
两杆均满足强度。
5.RA=2qa,RB=qa

6.解：求主应力
=±
=±
=MPa
∴σ1=26MPa,σ2=0,σ3=-96MPa,
τmax= =66MPa

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端转角的值为( )
A． B. C. D.
5.图示桁架C点水平位移的值为( )
A．
B．
C．
D．0
6.图示刚架的超静定次数为
A.1
B.2
C.3
D.4
7.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MA等于________。
15.已知图示连续梁(a)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.m

17.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·m

18.图中给出了截面K弯矩MK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(19～22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，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)试题参考答案
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.D 2.D 3.B 4.A 5.A
6.B 7.B 8.B 9.D 10.C
二、填空题(本大题共8小题，每小题2分，共16分)
11. 1 12. δij=δij或δ12=δ21
13. Pa/2 14. 0
15. 13.62 16. 21.4
17. 20 18. l
三、计算题(本大题共7小题，19～22小题，每小题7分，23～25小题，每小题12分，共64分)
19.N1=20kN, N2=-10kN， N3=30kN
20.(1)绘Mp图 (2)作虚拟状态绘图 (3)计算AC

21．r11Z1+R1p=0
r11=8i Rip=-pl
Z1=
M=

24.

(1) 基本未知量
(2) 力法典型方程
图
(3)

（4）X1，X2值
（5）M图

(2)建立方程r11Z1+R1p=0
(3)计算系数与自由项
令i
r11=
(4)解方程：x1=
(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________力与________力的关系。
2.作用于平面内A点的力F=10kN，如图示，向距A点为100cm的O点平移后，得到主矢量的大小为________和主矩大小为________。

3.设有一个力F，当力F与________轴________但________时有力F在X轴上的投影FX=0，力F对x轴之矩mx(F)≠0。
4.由平面假设所得到的轴向变形时，截面上的计算公式σ=N/A中的σ是________，这个公式不仅适用于________变形，而且也适用于________变形。
5.已知主动轮A输入功率为80马力，从动轮B和C输出功率为30马力和50马力，传动轴的转速n=1400转/分，那么，各轮上的外力偶矩的大小分别为mA=____ ,mB=______, mC=______。
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.若截面对于y轴和z轴的惯性积Iyz=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MC=________。

11.矩形截面弯曲剪应力公式为τ=，其中S*z是所求剪应力的点，画平行于中性轴的横线________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，已知弹簧的位移λ=,P为作用在弹簧上的力，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λ来表示则λ≥________。
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.mB(F1)=0
B.mB(F2)=F2l
C.mB(F3)=F3lcos45°
D.mB(F4)=F4l

2.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.XA=P, YA=0
B.YA=P， mA=Pa
C.XA=P, YA=0
D.XA=P, YA=0,mA=Pa

5.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,mC=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 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=( )
A.
B.
C.
D.

10.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.θA=θB=0
B.θA=0，θB=θmax
C.从A到B各截面的转角均相等
D.θA=θB=

13.图示应力圆，其主应力及用第三强度理论求得相当应力σr3( )，题中应力单位均为MPa。
A.σ1=70,σ2=70,σ3=0,σr3=35
B.σ1=0,σ2=0,σ3=-70,σr3=70
C.σ1=0,σ2=0,σ3=-70,σr3=-70
E. σ1=-70,σ2=-70,σ3=0,σr3=70

14.竖立的折杆ABC，C端固定，A端作用一垂直于AB的水平力P=500N，BC杆为空心圆杆，外径D=80mm，内径d=70mm，用第四强度理论计算相当应力σr4为( )
A.64MPa
B.25.45MPa
C.101.8MPa
D.50.9Mpa

15.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.λ≥λ1
C.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Q从h高度自由落下冲击梁，两根梁
的动应力σd与动荷系数Kd的比较应为( )
A.σad>σbd,Kad>Kbd
B.σad<σbd,Kad<Kbd
C.σad>σbd,Kad<Kbd
D.σad<σbd,Kad>Kbd

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,t2=10mm,用5个直径相同的铆钉搭接，受拉力P=200kN的作用，如图所示。设铆钉的许用应力分别为〔τ〕=140MPa，〔σbs〕=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σ混=6MPa，试求P值，设钢筋与混凝土的弹性模量之比为E钢∶E混=15。

4. 图示桁架。G1=G2=20kN,W1=W2=10kN,试求A、B的反力和杆①、杆②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. 圆截面简支梁中间处，梁的下边缘，用标距S=20mm的应变仪测得纵向伸长△S=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σx=50MPa，σy=30MPa，τxy=40MPa，试求其单元体的主应力及第三强度理论的相当应力σr3。

浙江省2002年4月高等教育自学考试
工程力学(二)试题参考答案
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·m
3. x 垂直 不相交
4. 常量 拉伸 压缩
5. mA=7024×=401.4N·m mB=150.5N·m mC=250.86N·m
6. xA=0 YA=0 mA=Pa
7. 图(a)为一次静不定 图(b)为静定 图(c)为静定
8. 刚体 变形体 内效应
9. 主轴 形心主轴 主轴
10. QC=P MC=2Pa
11. 以外部分 变量 中性轴
12. EIy″=-RAx+12qx2 yA=0 yB=λ=
13. 互相垂直 均匀 互相平行
14. 弯曲变形 压、弯、扭变形 拉、弯、扭变形
15. 弹性 λ1
16.时间 时间 胡克
二、单项选择题(每小题1分，共16分)
1.A 2.B 3.D 4.D 5.B
6.B 7.B 8.C 9.B 10.B
11.B 12.B 13.B 14.D 15.D 16.A
三、计算题(每小题5分，共40分)
1.YA=G/2=1kN YB=1kN
xB=3.32kN
xA=3.32kN
2.θ=P/5=40kN Pbs=P/5=40kN
d≥=19.1mm σbs=≤〔σbs〕=320
d≥15.63mm 取d=20mm
3.N1=15.1 N2=0.79P
N2=P/19.1
P=1214.3kN
σ钢=90MPa
4.RBX=0 RBy=35kN
RA=25kN
S1=-30kN S2=25.98kN≈26kN
5.

6.ε=5×10-4
σ=εE=5×10-4×2×105×106=100MPa
100×106
q=
=10.05KN/m
7.fBq=
fBRB=
fBq+fBRB=0
RB=qa
8.σ=MPa
σ1=81.23MPa, σ2=0, σ3=-1.23MPa
σr3=82.46MPa

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