工程力学课后习题答案

河南理工大学资料库 工程力学答案 竹五616打印室 TEL:15138012751 第一章 静力学基本概念与物体的受力分析

下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。 解：如图

FA FAP W(a) FBTFAFB(b) (c) W FB(d) FAFAA C FFBB FBFD(e) FFBFA YA (f) (g) ?FAFA FBC B qFBB FA YA FC FBB q??FA X(j) (h) (i)

1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。 解：如图

FCCACFFA?FCBFAx F1A?FCCCF2BFBFBFFAyF1FNCFCF2BCA(a)BFAxAFB?FAFB

FAyFN(b)

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河南理工大学资料库 工程力学答案 竹五616打印室 TEL:15138012751 FBBAF?DFD FBCBFBBAWFDDCFCFAAWFC?FCCFDCFAACFCFBB(d)

FBC(c)

?FCFCCDC FCE FADA ?FDD FBB AFDFFAFBCFDC FCE ADFAA FBD B FFA(e)FD(f) FOAAOB F

AFFAFD? FAOA D C FOAOFODB FAFOAFBOFOBOEBWFOEFEODAODFD FCFODEBWFCC FBO(g) (h) FBO

FBCKF12 W2FBCF21FF?FF?FE C B BFD K W2 D W1A FA YFD W1K FA XFAFEFA Y F E EFA X(i) 2

河南理工大学资料库 工程力学答案 竹五616打印室 TEL:15138012751 F ?FCY?FCXFCXFCYCF CCDAFDEFEDEFBDXEBAFBXFA(j) FBYFAFBY

F2DF1BFBF2DBC?FDFDDFB?AFCxF1FCxBACFCyαEFEEFCy(k)FE

1.3 铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解：如图

FFAx'D 'FByF'FCx'ADBCBF'FBxFBx'FCyBFAyFByDFDW

1.4 题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解：

F?Fo x1Fo x2FFo y1

Fo y21.5 结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。

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河南理工大学资料库 工程力学答案 竹五616打印室 TEL:15138012751 解：

第二章 汇交力系

2.1 在刚体的A点作用有四个平面汇交力。其中F1＝2kN，F2=3kN，F3=lkN， F4=2.5kN，方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 FRx?0X?Fcos30?F4?10cos?4F52c0?oFs6300?cosKN45

1.29FRy??Y?F1sin300?F4cos450?F2sin600?F3cos450?2.54KN

22FR?FRx?FRy?2.85KN

?(FR,X)?arctanFRyFRx?63.070

2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F1＝1kN，F2=2kN，F3=l.5kN。求该力系的合成结果。

解：2.2图示可简化为如右图所示

F1FRx??X?F2?F3cos600?2.75KN

FRy??Y?F1?F3sin600??0.3KN

22FR?FRx?FRy?2.77KN

F2?(FR,X)?arctanFRyFRx??6.20

F3 2.3 力系如题2.3图所示。已知：F1＝100N，F2=50N，F3=50N，求力系的合力。

解：2.3图示可简化为如右图所示

?BAC???arctan80?530 60F1F2FRx??X?F3?F2cos??80KN FRy??Y?F1?F2sin??140KN

22FR?FRx?FRy?161.25KN

?(FR,X)?arctanFRyFRx?60.25

0F3 2.4 球重为W＝100N，悬挂于绳上，并与光滑墙相接触，如题2.4 图所示。已知??30，

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河南理工大学资料库 工程力学答案 竹五616打印室 TEL:15138012751 试求绳所受的拉力及墙所受的压力。 解：2.4图示可简化为如右图所示

F拉?X?F?Y?F推拉?F拉sin??0 cos??W?0

F推O?F拉?115.47N，F推?57.74N ?墙所受的压力F=57.74N

2.5 均质杆AB重为W、长为 l ，两端置于相互垂直的两光滑斜面上，如题2.5图所示。己知一斜面与水平成角?，求平衡时杆与水平所成的角?及距离OA。 解：取 AB杆为研究对象，受力如图所示

由于杆件再三力作用下保持平衡，故三力应汇交于C点。

AB杆为均质杆，重力作用在杆的中点，则W作用线为矩形ACBO的对角线。由几何关系得 ?COB??CAB??

所以??90?2? 又因为AB?l 所以OA?lsin?

2.6 一重物重为20kN，用不可伸长的柔索AB及BC

悬挂于题2.6图所示的平衡位置。设柔索的重量不计，AB与铅垂线夹角

W??30，BC水平，求柔索AB及BC的张力。

解：图示力系可简化如右图所示

FAFC???X?0 F?Fsins?W??Y?0 Fco?CAA 0 0W?FA?23.09KN,FC?11.55KN

2.7 压路机的碾子重W=20 kN,半径r=40 cm，若用一通过其中心的水平力 F拉碾子越过高h=8 cm的石坎，问F应多大？若要使F值为最小，力 F与水平线的夹角?应为多大，此时F值为多少？

解：（1）如图解三角形OAC

sin?OAC?OCr?h??0.8 OArOCAFFAcos?OAC?1?0.82?0.6

A?X?0,F?Fcos?OAC?0

W Y?0,Fsin?OAC?W?0?A解得：F?15KN

（2）力 F与水平线的夹角为?

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