工程力学习题测验答案

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1、ABW600CDE8003004-19起重构架如题4-19图所示，尺寸单位为mm。滑轮直径d=200mm，钢丝绳的倾斜部分平行于杆BE。吊起的载荷W=10kN，其它重量不计，求固定铰链支座A、B的约束力。ABW600CDE800300FByFBxFAyFAxWxy解：(1)研究整体，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2)选坐标系Bxy，列出平衡方程；(3)研究ACD杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；ACDFAyFAxFDyFDxFC(4)选D点为矩心，列出平衡方程；(5)将FAy代入到前面的平衡方程；约束力

2、的方向如图所示。ABCDEFF45o4-20AB、AC、DE三杆连接如题4-20图所示。DE杆上有一插销F套在AC杆的导槽内。求在水平杆DE的E端有一铅垂力F作用时，AB杆上所受的力。设AD=DB，DF=FE，BC=DE，所有杆重均不计。解：(1)整体受力分析，根据三力平衡汇交定理，可知B点的约束力一定沿着BC方向；(2)研究DFE杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；DEFFDyFDx45oBFF(3)分别选F点和B点为矩心，列出平衡方程；(4)研究ADB杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；ABDF’DyF’

3、DxFAyFAxFBxy(5)选坐标系Axy，列出平衡方程；约束力的方向如图所示。ABCDEMxyzabh5-4一重量W=1000N的匀质薄板用止推轴承A、径向轴承B和绳索CE支持在水平面上，可以绕水平轴AB转动，今在板上作用一力偶，其力偶矩为M，并设薄板平衡。已知a=3m，b=4m，h=5m，M=2000N×m，试求绳子的拉力和轴承A、B约束力。ABCDEMxyzabhFAyFAxFAzFBzFByFCW解：(1)研究匀质薄板，受力分析，画出受力图(空间任意力系)；(2)选坐标系Axyz，列出平衡方程；约束力的方向如图

4、所示。5-5作用于半径为120mm的齿轮上的啮合力F推动皮带绕水平轴AB作匀速转动。已知皮带紧边拉力为200N，松边拉力为100N，尺寸如题5-5图所示。试求力F的大小以及轴承A、B的约束力。(尺寸单位mm)。ABCDF100100150160200N100N20oABCDF100100150160200N100N20oFAyFAxFByFBxxyz解:(1)研究整体，受力分析，画出受力图(空间任意力系)；(2)选坐标系Axyz，列出平衡方程；约束力的方向如图所示。ABCD11.220o22xyzdFEMzxME20oF

5、5-6某传动轴以A、B两轴承支承，圆柱直齿轮的节圆直径d=17.3cm，压力角a=20o。在法兰盘上作用一力偶矩M=1030N×m的力偶，如轮轴自重和摩擦不计，求传动轴匀速转动时的啮合力F及A、B轴承的约束力(图中尺寸单位为cm)。解:(1)研究整体，受力分析，画出受力图(空间任意力系)；ABCD11.220o22xyzdFEMzxME20oFFBzFAxFAzFBxFAzFBzFAxFBx(2)选坐标系Axyz，列出平衡方程；约束力的方向如图所示。6-9已知物体重W=100N，斜面倾角为30o(题6-9图a，tan30

6、o=0.577)，物块与斜面间摩擦因数为fs=0.38，f’s=0.37，求物块与斜面间的摩擦力？并问物体在斜面上是静止、下滑还是上滑？如果使物块沿斜面向上运动，求施加于物块并与斜面平行的力F至少应为多大？W(a)aW(b)aF解：(1)确定摩擦角，并和主动力合力作用线与接触面法向夹角相比较；Waajf(2)判断物体的状态，求摩擦力：物体下滑，物体与斜面的动滑动摩擦力为(3)物体有向上滑动趋势，且静滑动摩擦力达到最大时，全约束力与接触面法向夹角等于摩擦角；WaFajfFRWFFRa+jfa(4)画封闭的力三角形，求力F；

7、F30oABC6-10重500N的物体A置于重400N的物体B上，B又置于水平面C上如题图所示。已知fAB=0.3，fBC=0.2，今在A上作用一与水平面成30o的力F。问当F力逐渐加大时，是A先动呢？还是A、B一起滑动？如果B物体重为200N，情况又如何？解：(1)确定A、B和B、C间的摩擦角：(2)当A、B间的静滑动摩擦力达到最大时，画物体A的受力图和封闭力三角形；F130oAFR1WAjf1WAFR1F130ojf1(3)当B、C间的静滑动摩擦力达到最大时，画物体A与B的受力图和封闭力三角形；F230oABCWA+

8、BFR2jf230oWA+BFR2jf2F2(4)比较F1和F2；物体A先滑动；(4)如果WB=200N，则WA+B=700N，再求F2；物体A和B一起滑动；6-11均质梯长为l，重为P，B端靠在光滑铅直墙上，如图所示，已知梯与地面的静摩擦因数fsA，求平衡时q=？PABCqlPABCqminlDjfjfFRFB解：