静力学基础教案

一、 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) 1.加减平衡力系公理适用于( )。 A.刚体 B.变形体 C.任意物体

D.由刚体和变形体组成的系统

2.平面汇交力系的独立平衡方程数目为（ ）。 A.6 B.4 C.3 D.2

3.在下列原理、法则、定理中，只适用于刚体的是( )。

A.二力平衡原理

B.力的平行四边形法则 C.力的可传性原理 D.作用与反作用定理

4.柔索对物体的约束反力，作用在连接点，方向沿柔索( )。

A.指向该被约束体，恒为拉力 B.背离该被约束体，恒为拉力 C.指向该被约束体，恒为压力 D.背离该被约束体，恒为压力

5．图示平面机构，正方形平板与直角弯杆ABC在C处铰接。平板在板面内受矩为M=8N·m的力偶作用，若不计平板与弯杆的重量，则当系统平衡时，直角弯杆对板的约束反力大小为( )。 A.2N B.4N C.2 N D.4 N

6．一力F的大小为60KN，其在X轴上的分力的大小为30KN，力F与X轴的夹角应为（ ）。 A.60o

B.无法确定 C.30o D.90o

7.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、

静力学

汇交力系：各力作用线相交于一点； 平行力系：各力作用线相互平行；

一般力系：各力作用线既不相交于一点，又不相互平行。

两个不同的力系，如果对同一物体产生相同的外效应，则该两力系互为等效力系。 刚体是指在力的作用下保持其形状和大小均不变的物体。。 静力学五大公理

1. 二力平衡公理：作用于刚体的两个力平衡的充要条件是这两个力等大，反向，共线。

2. 加减平衡力系公理：在作用于刚体的任意一个力系上，加上或减去任意个平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。

推论：作用于刚体某点的力，可沿其作用线任意移动作用点而不改变该力对刚体的效应。

3. 力的平行四边形法则：作用于物体同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作用於这点，其大小和方向由以两力为邻边所构成的平行四边形的对角线表示，即合力矢等于这两个力矢的矢量和。 4. 推论（三力平衡汇交定理）：刚体受不平行的三个力作用（其中两个力的作用线相交于一点）而平衡时，此三个力的作用线在同一平面内且必汇交于一点。

5. 作用和反作用定律：两物体间相互作用的一对力，总是等大反向共线，并分别作用于这两个物体。 6. 钢化公理：设变形体在某力系作用下平衡，如将这个已变形但平衡的变形体变成刚体（钢化），则其平衡

教 案 用 纸

学 科 机械工程基础 绪论 第 一 章 第 1 节 课 题 1．绪论 2．力的概念及静力学公理 2 累计时间 授课班级 2 数控50303 授 课 时 数 授 课 日 期 教 学 目 的 与 要 求 教 学 重 点 与 难 点 授 课 方 法 教 具 执行后摘记 1．了解本课程的研究对象、主要内容、性质和任务 2．了解工程力学的性质、内容 3．明确力的概念、刚体概念和平衡的概念 4．掌握静力学基本公理 重点：静力学基本公理 难点：静力学基本公理 讲授 机械工程基础（静力学）

教 案 用 纸

绪论

一、本课程的研究对象——机械。是指机器与机构的总称。 二、本课程的主要内容 1．工程力学

2．机械工程材料及热加工 3．常用机构和机械传动 4．联接与轴系零部件 三、本课程的性质和任务

1．性质：是工科有关专业的一门重要技术基础课。 2．任务

1）初步掌握分析解决工程实际中简单力学问题的方法； 2）初步掌握对杆件进行强度和刚度计算的方法；

3）掌握常用机械工程材料的性能、用途及选用原则，初步掌握机械零

第一篇 刚体静力学

静力学研究物体在力系作用下平衡的普遍规律，即研究物体平衡时作用在物体上的力应该满足的条件。在本篇的静力学分析中，我们将物体视为刚体。刚体静力学主要研究三方面的问题:（1）刚体的受力分析；（2）力系的等效与简化；（3）力系的平衡条件及应用。

刚体静力学的理论和方法在工程中有着广泛的应用，许多机器零件和结构件，如机器的机架、传动轴、起重机的起重臂、车间天车的横梁等，正常工作时处于平衡状态或可以近似地看作平衡状态。为了合理地设计这些零件或构件的形状、尺寸，选用合理的材料，往往需要首先进行静力学分析计算，然后对它们进行强度、刚度和稳定性计算。所以静力学的理论和计算方法是机器零件和结构件静力设计的基础。

1

第一章 刚体的受力分析

第一节 基本概念

一、力的概念

人用手拉悬挂着的静止弹簧，人手和弹簧之间有了相互作用，这种作用引起弹簧运动和变形。运动员踢球，脚对足球的力使足球的运动状态和形状都发生变化。太阳对地球的引力使地球不断改变运动方向而绕着太阳运转。锻锤对工件的冲击力使工件改变形状等。人们在长期的生产实践中，通过观察分析，逐步形成和建立了力的科学概念：力是物体之间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态发生变化或使物体形状发

章节测试 第一篇 静力学

第一篇 静力学

一、判断题（每题2分，共10分）

1．力可以沿着作用线移动而不改变它对物体的运动效应。 （ ） 2．平面力系若其力多边形闭合，则其合力必然为零。 （ ） 3．一个力不可能分解为一个力偶；一个力偶也不可能合成为一个力。 （ ） 4．在某平面力系作用面内任取两点A、B，如该力系对这两点的主矩都为零，则该力系不可能合成为一个力。 （ ） 5．一重P的物体自由地放在倾角为?的斜面上，物体与斜面间的静滑动摩擦因数为fs，若tan??fs，则物体将静止在斜面上。 （ ） 二、选择题（每题2分，共20分）

??1．若作用在A点的两个大小不等的力F1和F2，沿同一直线但

? 第一章 静力学基础 教学要求：

1、熟悉工程力学的研究对象、内容， 2、掌握刚体、平衡、力的概念 3、掌握五个公理 第1、2学时 绪论

第一篇 静力学

第1章 静力学的基本概念 1.1 力的概念 1.2 静力学公理 1.3 力对点之矩

? 刚体

? 在力的作用下，其物体内部任意两点之间的距离始终保持不变 ? 刚体是静力学中对物体进行分析所简化的力学模型

? 力

? 力是物体间的相互机械作用 ? 力对物体作用效应

? 外效应：使物体的运动状态发生改变； ? 内效应：使物体的形状发生改变

? 力是矢量

? 力的三要素：力的大小、方向、作用线 ? 力的单位：牛[顿]（N）或千牛（kN） ? 分布力和集中力

力系

? 合力：

? 若一个力和一个力系等效，则这个力就称为该力系的合力；力系中的每个力

就称为力系的分力；

? 将一个复杂力系简化为一个简单力系或一个力的过程，称为力系的简化。

? 力系的分类：

? 平面力系：力的作用线均在同一个平面内

? 汇交力系：力的作用线汇交于一点； ? 平行力系：力的作用线相互平行；

? 一般力系：力的作用线既不完全汇交，又不完全平行；

? 空间力系

? 汇交力系 ? 平行力系

? 一般力系

平衡

? 定义：

四、受力分析

1.试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。

F O W O B W B (a) (b)

O W O W (d)

(e)

解： F O O FB B W W FA

B FA FB (a)

(b)

FB FB FA O W O W FA (d)

(e)

2. 试画出以下各题中AB杆的受力图。

(a)

(b)

A O W (c)

FO O FA

W (c)

(c)

解：

A C B (d)

(e) A C B FE FD FB

(a) A FA C B FA FA FD FB

(b)

A FA C FB B (e)

(c)

FB

FB

(d)

3. 试画出以下各题中AB梁的受力图。

解：

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(a) (b)

(c)

(d) (e)

4. 试画出以下各题中指定物体的受力图。

(a) 拱ABCD；(b) 半拱AB部分；(c) 踏板AB；(d) 杠杆AB；(e) 方板ABCD；(f) 节点B。 (a)

(b)

(d)

(e)

解： (a)

静力学、运动学

静力学、运动学综合练习提

1.如图所示，Ｏ为杆秤重心，称重物ｍ时，秤砣在Ａ点平衡，若使秤砣的质量增为原来的２倍，秤砣仍挂在Ａ点，则应在左边挂ｍ的重物称才平衡，则（ ） （Ａ）ｍ＝２ｍ （Ｂ）ｍ<２ｍ （Ｃ）ｍ>２ｍ (Ｄ)无法判断

2.质量均匀分布的长方体木块，长为ａ，高为ｂ，放在桌边上．木块质量为ｍ，与水平桌面间动摩擦因数为?．今用水平推力Ｆ缓缓将木块沿桌面向右推，则需推动 距离木块才会从桌上掉下．

3.质量为M的一均匀圆板的边缘上，固定一个质量为m的小物体。圆板静止在倾角为α的斜面上时，m与圆板圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。求sinθ的值并说明圆板静止的条件。

////

4、用一根长为L2、重为G2的均匀撬棒CD把一块长为L1、重为G1的均匀预制板AB支起，静止时，AB、CD与水平面的夹角分别为α、β，如图所示。若AB与CD间接触是光滑的，AB与水平面间的接触是粗糙的，求加在D点的最小作用力是多大？

5、质量为m、半径为R的均匀球体，用长度为2R的轻绳悬挂于竖直墙壁的A点，静止时绳恰好与球相切于B点，球于墙壁相切于C点，如图所示。求绳中拉力

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静力学、运动学

6、一均匀薄

浙江大学宁波理工学院2010–2011学年第一学期

《理论力学》课程期中考试试卷

开课分院： 机能分院 ，考试形式： 闭卷 ，允许带 计算器 入场 考试日期： 2010 年 11 月 8 日，考试所需时间： 120 分钟 考生姓名 学号 考生所在分院： 专业班级： .

题序 一 二 三 四 计算题 题型 判断题 选择题 作图题 1 得分 评卷人

命题（组）老师签名：____________________ 年 月 日

分院主管教学院长或首席主讲教授签名：_______________ 年 月 日

第 1 页 （共 8 页）

2 3 4 总 分

一、判断题（每小题2分，共10分；请在答题栏将您认为是对的打“√”，错 的打“×”）

题号 判断 1 2 3

1、所谓刚体，其实是一种理想化的力学模型。 2、加减平衡力系定理适用于一切物体。

3、若某平面力系向同平面内任一点简化的结果均相同，则此力

第二章 水静力学

2-1 如图所示为一U形水银测压计用来测量水管中A点的压强。已测得△h=0.3m，h1=0.2m，试确定：（1）A点的相对静水压强；（2）若在管壁装一测压管（如图），则该测压管长度h至少需要多少米？

2-2 一容器如图所示，上层为空气，中层为容重8170N/m3的石油，下层为容重12250N/m3的甘油，求当测压管中的甘油表面高程为9.0m时压力表G的读数。

2-3 如图所示比压计，已知水银柱高差h1=0.53m，A、B两容器高差h2=1.2m，试求容器中心处的压强差。

2-4 两液箱具有不同的液面高程，液体容重均为γ，用两个测压计连接如图，试证：

???1h1??2h2h1?h2

2-5 图示为一封闭容器，右侧安装一U形水银测压计，已知H=5.5m，h1=2.8m，h2=2.4m，求液面上的相对压强及绝对压强。

2-6 有一水银测压计与盛水容器相连，如图所示。已知H=0.7m，h1=0.3m，h2=0.5m，试计算容器内A点的相对压强。

2-7 图示为一盛水的封闭容器，两侧各装一测压管。左管顶端封闭，其水面绝对压强P’0=86.5kN/m2。右管水面与大气相接触。已知h0=2m。求（1）容器内水面的绝对压强P