力学第二章答案

姓名 __________ 学号 ____________ 《大学物理Ⅰ》答题纸 第二章

第二章 力学 一．选择题

1【基础训练4】、如图2-14，物体A、B质量相同，B在光滑水平桌面上．滑轮与绳的质量以及空气阻力均不计，滑轮与其轴之间的摩擦也不计．系统无初速地释放，则物体A下落的加速度是 (A) g. (B) 4g/5 .

B (C) g/2 . (D) g/3 . Tb?mbab,mag?Ta?maa,4g Tb?2Ta,ab?aa/2,aa?.5A 2【自测1】、在升降机天花板上拴有轻绳，其下端系一重物，当升降机以加速度a1上升时，绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半，问升降机以多大加速度上升时，绳子刚好被拉断？

(A) 2a1． (B) 2(a1+g)．

(C) 2a1＋g． (D) a1＋g．

［C］

m T?mg?ma物对地?m（a物对机?a机对地）?ma1T?Tmax2Tm

第二章 平面汇交力系与平面力偶系

一、判断题

1. 两个力F1、F2在同一轴上的投影相等，则这两个力大小一定相等。 （ ） 2. 两个力F1、F2大小相等，则它们在同一轴上的投影大小相同。 （ ） 3. 力在某投影轴方向的分力总是与该力在该轴上的投影大小相同。 （ ） 4. 平面汇交力系的平衡方程中，选择的两个投影轴不一定要满足垂直关系。 （ ） 5．力偶各力在其作用平面上任意轴上投影的代数和都等于零。 （ ） 6. 因为构成力偶的两个力满足F＝－F′，所以力偶的合力等于零。 （ ） 7．在图7中圆轮在力偶矩为M的力矩和力F的共同作用下保持平衡，则说明一个力偶可由一适合的力平衡。 （ ）

F O W

题7图

题10图

二、填空题

1.平面汇交力系平衡的几何条件是 ；平衡的解析条件是 。

2.平面内两个力偶等效的

2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m，液体的密度为850kg/m3，求液面压

强。

p0h

解：p0?pa??gh?pa?850?9.807?1.8

相对压强为：15.00kPa。 绝对压强为：116.33kPa。

答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。

2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在水下1.5m，，

求水面压强。

p01.5m0.4mA

解：p0?pa?p?1.1?g

?pa?4900?1.1?1000?9.807

?pa?5.888（kPa）

相对压强为：?5.888kPa。 绝对压强为：95.437kPa。

答：水面相对压强为?5.888kPa，绝对压强为95.437kPa。

1m3m1m1m3m3m

解：（1）总压力：PZ?A?p?4?g?3?3?353.052（kN） （2）支反力：R?W总?W水?W箱?W箱??g?1?1?1?3?3?3?

?W箱?9807?28?274.596kN?W箱

不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体??g。而支座反力与水体

重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积??g。 答：水箱底面

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2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m，液体的密度为850kg/m3，求液面压

强。

p0h

解：p0?pa??gh?pa?850?9.807?1.8

相对压强为：15.00kPa。 绝对压强为：116.33kPa。

答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。

2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在水下1.5m，，

求水面压强。

p01.5m0.4mA

解：p0?pa?p?1.1?g

?pa?4900?1.1?1000?9.807

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?pa?5.888（kPa）

相对压强为：?5.888kPa。 绝对压强为：95.437kPa。

答：水面相对压强为?5.888kPa，绝对压强为95.437kPa。

1m3m1m1m3m3m

解：（1）总压力：PZ?A?p?4?g?3?3?353.052（kN） （2）支反力：R?W总?W水?W箱?W箱??g?1?1?1?3?3?3?

?W箱?9807?28?274.596kN?W箱

不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体??g。而支座反力与水体

重量及箱体重

第二章习题简答

2-1 题2-1图示中的A、B点的相对压强各为多少？(单位分别用N/m2和mH2O表示)

题2-1图

解：

PA??ghA?1000?9.8??3.5?3???4900Pa??0.5mH2OPB??ghB?1000?9.8?3?29400Pa?3mH2O

2-2 已知题2-2图中z = 1m， h = 2m，试求A点的相对压强。

解：取等压面1-1，则

PA??gz???ghPA??gz??gh?1000?9.8?(1?2)??9.8?103Pa3h2?0.2m，?油?800kg/m，求h1为多少米？

2-3 已知水箱真空表M的读数为0.98kPa，水箱与油箱的液面差H=1.5m，水银柱差

解：取等压面1-1，则

Pa?P??g?H?h1?h2??Pa??油gh1??Hggh2?Hggh2?P??g?H?h2?h1?????油?g133280?0.2?980?9800??1.5?0.2???1000?800??9.8?5.6m

2-4 为了精确测定密度为?的液体中A、B两点的微小压差，特设计图示微压计。测定时的各液面差如图示。试求?与??的关系及同一高程上A、B两点的压差。

解：如图取等压面1-1，则

?'gb??g?b

流体静力学概述一、流体静压强特性二、重力场中流体静压强的分布静止流体平衡微分方程、压强测量

三、相对静止状态下流体的平衡四、作用在壁面上的流体静压力西安交通大学流体力学课程组

2.1流体静压强的特性流体静压强rΔP p= limΔS→ 0Δ SrΔPBΔS

流体静压强的方向垂直于作用面，并指向流体内部p

s

西安交通大学流体力学课程组

流体静压强的特性2静止流体任意点处静压强的大小与其作用面方位无关，只是作用点位置的函数质量力r 1 f ρ dxdydz 6pydx z C

pndz

pxdy B y

表面力1 p x dydz 2 1 p y dxdz 2A x

O

pz

西安交通大学流体力学课程组

流体静压强的特性3表面力1 pz dxdy 2

pnΔAz C

所受合力为零py

pndz

pxdy B y

O

p= f ( x, y, z )x

dx A

pz

理想流体压强西安交通大学流体力学课程组

p= f ( x, y, z )

2.2静止流体平衡微分方程质量力 r f ρδxδyδz表面力δz

p 1δz p+ z 2

z

p 1δx x p x 2

y

p 1 p δy y 2 p 1δx p+ x 2西安交通大学流体力学课程组

O(p)

δy

δx

p 1 p+δy y 2

p 1δ

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习 题

2.1试画出图示各杆的轴力图

题2.1图

2.2 图示中段开槽的杆件，两端受轴向载荷P 作用，试计算截面1 - 1和截面2 – 2上的正应力。已知：

，mm b 20=，mm b 100=，mm t 4=。

题2.2图

2.3图示等直杆的横截面直径mm d 50=，轴向载荷

。

( 1 ) 计算互相垂直的截面AB 和BC 上正应力和切应力；

( 2 ) 计算杆内的最大正应力和最大切应力。

2.4图示为胶合而成的等截面轴向拉杆，杆的强度由胶缝控制，已知胶的许用切应力[]τ为许用正应力[]σ的1/2。问α为何值时，胶缝处的切应力和正应力同时达到各自的许用应力。

2．5图示用绳索起吊重物，已知重物,绳索直径。许用应力,试校核绳索的强度。绳索的直径应多大更经济。 ，

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2.6冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压工件时连杆接近水平位置，镦压力P=1100KN。连杆矩形截面的高度h与宽度b之比为：h/b=1.4。材料为45钢，许用应力【σ】=58MPa,试确定截面尺寸h及b。

2.7图示结构杆1与杆2由同一种材料制成，其许用应力[σ]=100MPa。杆1横截面面积A1=300

习 题

2.1试画出图示各杆的轴力图

题2.1图

2.2 图示中段开槽的杆件，两端受轴向载荷P作用，试计算截面1 - 1和截面2 – 2上的正应力。已知：

，b?20mm，b0?10mm，t?4mm。

题2.2图

2.3图示等直杆的横截面直径d?50mm，轴向载荷

( 1 ) 计算互相垂直的截面AB和BC上正应力和切应力；

( 2 ) 计算杆内的最大正应力和最大切应力。

。

2.4图示为胶合而成的等截面轴向拉杆，杆的强度由胶缝控制，已知胶的许用切应力[?]为许用正应力[?]的1/2。问?为何值时，胶缝处的切应力和正应力同时达到各自的许用应力。

2．5图示用绳索起吊重物，已知重物

,绳索直径

。许用应力

,

试校核绳索的强度。绳索的直径应多大更经济。

，

2.6冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压工件时连杆接近水平位置，镦压力P=1100KN。连杆矩形截面的高度h与宽度b之比为：h/b=1.4。材料为45钢，许用应力【?】=58MPa,试确定截面尺寸h及b。

2.7图示结构杆1与杆2由同一种材料制成，其许用应力[?]=100MPa。杆1横截面面积A1=300mm2,杆2横截面面积

山东大学授课教案

课程名称 材料力学 本次授课内容 第二章 杆件的内力 教学日期 第2～5讲

授课教师姓名 李文娟 职称 讲师 授课对象 本科二年级 授课时数 2

教材名称及版本 材料力学（蔺海荣主编） 授课方式（讲课 实验 实习 设计） 讲课

本单元或章节的教学目的与要求

1. 理解轴向拉伸和压缩的概念，熟练掌握轴力的计算和轴力图的绘制。

2. 理解扭转变形的概念，掌握外力偶矩的计算方法，熟练掌握扭矩的计算和扭矩图的绘制。

3. 理解弯曲变形和平面弯曲的概念，熟练写出剪力方程和弯矩方程并且画剪力图和弯矩图。

4. 熟练掌握根据载荷集度、剪力和弯矩的关系做剪力图和弯矩图。

授课主要内容及学时分配：

轴向拉伸或压缩的概念.轴力与轴力图（50min），扭转的概念.扭矩与扭矩图（50min），弯曲的概念.剪力与弯矩（30min）剪力方程与弯矩方程.剪力图和弯矩图（40min），载荷集度、剪力与弯矩之间的关系（50min）平面刚架与平面曲杆的弯矩内力（30min）

重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

重点：各种基本变形杆件内力的计算及其内力图的绘制

难点：内力的正负号的判定，载

一、选择题

1、一运动质点在某瞬时位于矢径r的端点处，其速度大小的表达式为（ ） (A)

drdt?； （B）

?drdt； （C）

?d|r|dt?dx??dy??dz?； （D）?????????dt??dt??dt?222

??22?2、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为r=ati+btj（其中a、b为

常数），则该质点作 ( )

（ ） （A）匀速直线运动； （B）变速直线运动；

（C）抛物线运动； （D）一般曲线运动 3、如图所示，湖中有一个小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动，设该人以匀速率V0收绳，绳不伸长，湖水静止，则小船的运动是( )

（A）匀加速运动； （B）匀减速运动； （C）变加速运动；

（D）变减速运动； （E）匀速直线运动 4、某物体的运动规律为

dVdt??kVt2选3 ，式中k为常数。当t=0时，初速为V0，则V与时

间t的函数关系为：