力学竞赛试题

力学竞赛试题篇1

出题学校：西北工业大学

满分：120分时间：3 小时

一、小球在高脚玻璃杯中的运动(20 分)

一半球形高脚玻璃杯，半径 r =5cm，其质量 m1=0.3 kg，杯底座半径 R =5 cm，厚度不计，杯脚高度 h =10 cm。如果有一个质量 1.0 2 = m kg 的光滑小球自杯子的边缘由静止释放后沿杯的内侧滑下，小球的半径忽略不计。已知杯子底座与水平面之间的静摩擦因数 fs = 0.5。试分析小球在运动过程中：（1）高脚玻璃杯会不会滑动；（2）高脚玻璃杯会不会侧倾（即一侧翘起）。

二、杂耍圆环(40 分)

1.杂技演员将一个刚性圆环沿水平地面滚出，起始圆环一跳一跳地向前滚动，随后不离开地面向前滚动，为什么？

2.杂技演员拿出一个匀质圆环，沿粗糙的水平地面向前抛出，不久圆环又自动返回到演员跟前。设圆环与地面接触瞬时圆环中心 O 点的速度大小为 v0，圆环的角速度为 ω0，圆环半径为 r，质量为 m，圆环与地面间的静摩擦因数为 s f，不计滚动摩阻，试问：

（1）圆环能自己滚回来的条件是什么？

（2）圆环开始向回滚动直到无滑动地滚动，在此运动过程中，圆环所走过的距离是多少？

（3）当圆环在水平地面上无滑动地滚动时，其中心的速度大小为 v1，圆环平面保持在铅垂平面内。试分析圆环碰到高为的无弹性台阶后，能不脱离接触地爬上该台阶所应满足的条件。

3.演员又用细铁棍推动题 2中匀质圆环在水平地面上匀速纯滚动，假设圆环保持在铅垂平面内滚动，如图所示。又知铁棍与圆环之间的静摩擦因数为 ft，圆环与地面间的滚动摩阻系数为 δ。试求为使铁棍的推力（铁棍对圆环的作用力）最小，圆环上与铁棍的接触点的位置。

三、趣味单杠(30 分)

单杠运动是奥运会、世界体操锦标赛、世界杯体操比赛中男子体操比赛项目之一。单杠是体操比赛中最具观赏性的项目，也是观众最喜欢的运动，在学校和健身场所拥有众多的爱好者，小李和小张就是其中之一。一天，他们准备在单杠上进行大回环比赛。假设单杠的横杆和立柱均为直径 D=28mm的钢杆，弹性模量E=200GPa，许用应力[σ]=160MPa，横杆长 L=2.4m，立柱高 H=2.6m。立柱与地面、横杆与立柱之间均为固定联结。假设两人旋转到单杠所在平面内时的惯性载荷均为 F=1000N，不计人的自重。

1.试分析两人同步旋转到单杠所在平面内时，结构中的最大应力。

2.若两人相差 180°旋转到单杠所在平面内，对结构中的最大应力有什么影响。

3.为提高结构承载能力，有人提出在单杠距地面 0.6m 处增加一个直径 20mm的拉杆。试定性分析该杆对上述两种情况的影响。

四、跳板跳水(30 分)

举世瞩目的第 29 届北京奥林匹克运动会上，具有“梦之队”之称的中国跳水队获得了跳水比赛8枚金牌中的7枚，囊括了3m跳板跳水的4枚金牌。Duraflex 的 Maxiflex Model B 跳水板是奥林匹克跳水比赛和国际级跳水比赛唯一指定使用的产品，它的具体尺寸如图所示，其中横截面尺寸为 b=0.5m，h= 0.05m，跳板的弹性模量E=70GPa，比重γ= 25kN/m3，a=3.2m，l=m 1.6。运动员从跳板上上跃至距地面最高点后落至跳板端点C，再从跳板上

弹起至空中完成动作后落水。若运动员体重 G=700N，最大弹跳高度H= 0.6m，取 g =9.8m/s2。

1.根据所学知识，建立相应的力学分析模型。

2.为保证运动员落水安全，运动员从空中落入水中时，在跳板所在平面处，运动员质心距跳板 C端最小距离s应大于 0.5m。试求运动员从跳板上跃时所需最小水平速度（假设水平方向为匀速运动）？

3.不计跳板质量，将运动员视为刚体时，运动员冲击跳板时，跳板中的最大动应力为多少？

4.如运动员为弹性体，定性说明在冲击时跳板中的最大动应力增大还是减小？

5.如考虑跳板质量，试计算跳板中的最大动应力。

第七届全国周培源大学生力学竞赛试题参考答案

一、小球在高脚玻璃杯中的运动(20 分)

当小球自杯子的边缘由静止释放后沿杯子的内侧滑下到与铅垂方向夹角时，高脚玻璃杯侧倾（一侧翘起）。

二、杂耍圆环(40 分)

1.圆环不是匀质的，质心不在圆环的中心。开始滚动角速度大，圆环一跳一跳地向前滚动；随后角速度减小，所以圆环不离开地面向前滚动。

2.（1）圆环自己滚回的条件为：方向如图所示。

（2）距离：

（3）圆环能不脱离接触地爬上台阶所应满足的条件为：

3．当接触点 A与圆环中心 C 的连线与铅垂线间的夹角时，推力 F 取最小值。

三、趣味单杠(30 分)

（1）结构中的最大应力

（2）结构中的最大应力

（3）在结构中增加拉杆后，（2）中为反对称结构，在对称面上只有反对称内力，故 AB 杆轴力为零，无影响；（1）中为对称结构，在对称面上只有对称内力，故 AB杆轴力不为零，有影响。

四、跳板跳水(30 分)

（1）根据跳板的受力情况，可以将其简化为下图所示外伸梁。

（2）最小水平速度为

（3）跳板的最大动应力为

（4）如运动员为弹性体，冲击时跳板中的最大动应力将减小。

力学竞赛试题篇2

某学生设计了3个力学试验,其条件和器材都很简单:已知光滑半圆盘质量为m,半径为r,可在水平面上左右移动。坐标系Oxy与半圆盘固结,其中O为圆心,x轴水平,y轴竖直。小球Pi (i=1,2,3)的质量均为m.重力加速度g平行于y轴向下,不考虑空气阻力和小球尺寸.每次试验初始时刻半圆盘都处于静止姿态.

(1)如果她扔出小球P1,出手的水平位置x0≥r,但高度、速度大小和方向均可调整,问小球P1能否直接击中半圆盘边缘最左侧的A点?证明你的结论.(6分)

(2)如果她把小球P2从半圆盘边缘最高处B点静止释放,由于微扰动小球向右边运动。求小球P2与半圆盘开始分离时的角度价.(12分)

(3)如果她让小球P3竖直下落,以v0的速度与半圆盘发生完全弹性碰撞(碰撞点在Φ=45°处),求碰撞结束后瞬时小球P3与半圆盘的动能之比。(12分)

2 组合变形的圆柱体(20分)

圆柱AB的自重不计,长为L,直径为D,材料弹性模量为E,,泊松比为v,剪切屈服应力为Ts。其中圆柱A端固定,B端承受引起50%屈服的扭矩MT作用.

(1)求作用于圆柱上的扭矩MT。(6分)

(2)应用第三强度理论(最大剪应力理论),求在圆柱B端同时施加多大的轴向拉伸应力而不产生屈服.(6分)

(3)求圆柱体的体积改变量.(8分)

3 顶部增强的悬臂梁(30分)

有一模量为E1的矩形截面悬臂梁AB,A端固定,B端自由。梁长为L,截面高度为h1,宽度为b.梁上表面粘着模量为E2=2E1的增强材料层,该层高度h2=0.1h,长度和宽度与梁AB相同。工作台面D距离B端下表面高度为△.在B端作用垂直向下的载荷FP。不考虑各部分的自重.

(1)求组合截面形心的位置.(6分)

(2)求使梁B端下表面刚好接触D台面所需的力FP,(8分)

(3)求此时粘接面无相对滑动情况下的剪力.(6分)

(4)计算梁的剪应力值并画出其沿梁截面高度的分布图.(10分)

4 令人惊讶的魔术师(20分)

一根均质细长木条AB放在水平桌面上,已知沿着AB方向推力为F1时刚好能推动木条.但木条的长度、重量和木条与桌面间的摩擦因数均未知。

魔术师蒙着眼睛,让观众把N个轻质光滑小球等间距地靠在木条前并顺序编号(设N充分大),然后在任意位置慢慢用力推木条(如图),要求推力平行于桌面且垂直于AB.当小球开始滚动时,观众只要说出运动小球的最小号码nmin和最大号码nmax,魔术师就能准确地说出推力的作用线落在某两个相邻的小球之间。

魔术师让观众撤去小球后继续表演,观众类似前面方式在任意位置推动木条,只要说出刚好能推动木条时的推力F2,魔术师就能准确地指出推力位置.

(1)简单说明该魔术可能涉及的力学原理.(4分)

(2)如何根据滚动小球的号码知道推力作用在哪两个相邻小球之间?(12分)

(3)如果观众故意把F2错报为F2,魔术师是否有可能发现?(4分)

5 对称破缺的太极图(20分)

某宇航员在太空飞行的空闲时间,仔细地从一块均质薄圆板上裁出了半个太极图形,并建立了与图形固结的坐标系Oxz.

他惊奇地发现:虽然该图形不具有对称性,但仍具有很漂亮的几何性质:惯性矩Ix=Iz.他怀疑上述性质是否具有普遍性,于是随意地将Oxz坐标系绕O点转动α角,得到新的坐标系Ox'z',仍然发现Ix'=lz'。

接着他发现该图形在太空失重情况下不可能绕z轴平稳地旋转。看到手边正好有一些钢珠,质量分别为mi=×i,(i=1,2,…,16),其中m是半太极图形的质量,他想尝试把钢珠粘在图形上……

(1)试证明该图形Ix=Iz=Ix'=Iz,是否成立.(10分)

力学竞赛与实验教学的互促机制篇3

关键词：力学竞赛实验教学互促机制

力学竞赛和力学实验教学属于两个不同的概念，是两个不同的研究对象，它们在时间、内容方面都呈现不协调性。目前，很多学校忽视力学竞赛和力学实验教学，力学竞赛只是为了取得成绩而竞赛，力学实验教学只是单纯理论知识的灌输。实践证明，竞赛与实验教学存在紧密的联系，两者相互制约、相互牵连。将竞赛与教学有机结合，可以达到在教学中竞赛、在竞赛中教学的良好效果，故探讨力学竞赛与力学实验教学的互促机制具有重要的意义。

1.力学竞赛组织方案的优化

土木工程专业力学竞赛主要包括全国周培源大学生力学竞赛和省级大学生力学竞赛。力学竞赛的目的之一在于促进高等学校力学课程的改革与建设，力学实验课程作为力学课程的小分支，急需结合竞赛进行改革。有必要在制订力学竞赛的组织方案中融入力学实验教学元素，可在力学竞赛的报名、校内选拔赛的组织、竞赛的准备和培训、竞赛的考试等环节不断添加力学实验教学的内容。

在力学竞赛报名环节，通过传递力学实验课程的趣味性等相关信息，一方面提高学生的报名热情，另一方面促进学生对力学竞赛的认识，达到营造良好力学氛围的目的；在力学竞赛校内选拔赛的组织环节，结合本校学生具体情况，制定校内选拔机制，通过选拔赛培训和命题环节，融入力学实验知识。校内选拔赛培训中，不仅在教室培训力学理论知识，还使学生亲临力学实验室，现场讲解力学实验的相关规律和性质，培养学生的力学思维和学习兴趣。在选拔赛命题时，针对力学竞赛题型的灵活性，通过力学实验教学促进学生对理论知识的理解；在力学竞赛的准备和培训环节，结合参赛学生的具体情况，面对难于掌握的力学理论知识点，通过融入力学实验教学内容，提高学生的领悟力和理解能力；在力学竞赛的考试环节，针对学生的畏考和弃考心理，通过力学实验室的现场模拟教学，增强学生的备考信心。

力学竞赛组织过程中，通过优化竞赛组织方案，融入力学实验教学元素，寻求竞赛和实验教学的契合点，让学生在竞赛中学习实验理论，既可以消除单纯理论辅导的枯燥性，又可以提高学生的竞赛热情和学习兴趣，形成力学竞赛组织的良性循环模式。

2.力学实验教学的转型

土木工程专业力学实验是力学课程的重要分支，旨在加深学生对理论知识的理解，进一步培养学生实验操作技能和实践能力。实验教学是课堂理论教学的深化和拓展，用于检验和探索理论知识的正确性，主要培养和训练学生的实践能力。目前在我校力学实验教学过程中，实验教学与工程实践比较疏远，欠缺实验教学资源，学生积极性不高，实验效果不好。通过将力学竞赛引入实验教学过程中，实现竞赛向实验教学资源成果的转化。

力学实验教学在重视实验操作技能的同时，容易忽略力学理论知识的理解和学习，对于实验现象和实验结果，学生容易进入知其然、不知其所以然的误区。故将竞赛理论知识融入实验教学体系，加深学生对实验结果的理解深度，实现实验技能和实验理论的双丰收。力学竞赛是力学实验教学的“催化剂”，在实验教学中添加竞赛知识，避免实验教学进入“机械化”误区，学生在掌握实验实践能力的同时，也深刻理解了力学理论和实验知识。故有必要在力学实验教学中添加竞赛元素，促进实验教学的完善和发展，借竞赛促进力学实验教学的转型。

3.力学竞赛与实验教学的互促机制

以力学实验教学为衬托，强化力学竞赛的效果，以力学竞赛为契机，促进力学实验教学的转型。探究力学竞赛和实验教学的有效机制，可激发学生的力学学习兴趣，提高学生的力学素养和实践能力。

针对力学竞赛的短期性和参赛群体的稳定性，可制定一套短期的力学竞赛和实验教学互动机制，实现竞赛与实验、理论与实践的完美结合。考虑竞赛的规律性和参赛群体的长期波动性，在力学竞赛中优化实验教学，在实验教学中引进竞赛技能，消除力学竞赛和实验教学的差异性和矛盾性，建立“以赛促学、以赛促教、赛教结合”的有效模式，构建力学竞赛和实验教学的互促机制。

4.互促机制的成效

力学竞赛与实验教学互促机制在我校取得了显著的成效，一是营造了良好的力学竞赛氛围，提高了学生的参赛积极性，消除了部分学生的畏考和弃考心理；二是取得了良好的力学竞赛成绩，我校在“第十届全国周培源大学生力学竞赛”中取得优秀奖两名，在“第十一届湖南省大学生力学竞赛”中取得三等奖一名；三是提高了学生对力学实验课程的学习兴趣，实现了教学互促的良性循环模式。

5.结语

构建力学竞赛与实验教学的互促机制，消除竞赛与教学的矛盾性，一方面提高了力学竞赛的参赛积极性，取得了良好的效果，另一方面形成了“以赛促教、以赛促学”的良好局面，提高了学生对力学实验技能的学习热情。力学竞赛与实验教学的互促机制虽然取得了一定的成效，但是这种互促机制具有联动性和机动性，在后续竞赛和教学过程中需要进一步改善，以满足竞赛和实验教学的需求。

建筑力学试题和答案篇4

1.若刚体在二个力作用下处于平衡，则此二个力必( )。

A.大小相等

B.大小相等，作用在同一直线

C. 方向相反，作用在同一直线

D.大小相等，方向相反，作用在同一直线

2.由两个物体组成的物体系统，共具有( )独立的平衡方程。

A.3B.4

C.5D.6

3.静定结构的几何组成特征是( )。

A.体系几何不变

B.体系几何不变且无多余约束

C. 体系几何可变

D.体系几何瞬变

4.低碳钢的拉伸过程中，胡克定律在( )范围内成立。

A.弹性阶段B.屈服阶段

C. 强化阶段D. 颈缩阶段

9.一个点在平面内的自由度有( )个。

A.2 B.3

C. 4 D.5

10.力偶可以在它的作用平面内( )，而不改变它对物体的作用。

A.任意移动

B.任意转动

C. 任意移动和转动

D.既不能移动也不能转动

二、判断题(每小题2分，共计30分。将判断结果填入括弧，以√表示正确，以X表示错误)

1.约束是阻碍物体运动的限制物。

2.力沿坐标轴方向上的分力是矢量，力在坐标轴上的投影是代数量。()

3.力系简化所得的合力的投影和简化中心位置有关，而合力偶矩和简化中心位置有关。()

4.几何不变体系是指在荷载作用下，不考虑材料的位移时，结构的形状和位置都不可能变化的结构体系。()

5.没有多余约束的几何不变体系组成的结构是超静定结构。()

6.平行于梁横截面的内力是剪力，作用面与梁横截面垂直的内力偶是弯矩。()

7.轴向拉伸(压缩)的正应力大小和轴力的大小成正比，规定拉为正，压为负。()

8.安全因素取值大于1的目的是为了使构件具有足够的.安全储备。()

9.压杆上的压力大于临界荷载，是压杆稳定平衡的前提。()

10.梁横截面竖向线位移称为挠度，横截面绕中性轴转过的角度称为转角。()

11.图乘法的正负号规定为：面积与纵坐标在杆的同一边时，乘积应取正号;面积与纵坐标在杆的不同边时，乘积应取负号。()

12.结点角位移的数目就等于结构超静定的次数。()

13.物体系统是指由若干个物体通过约束按一定方式连接而成的系统。()

14.有面积相等的正方形和圆形，比较两图形对形心轴惯性矩的大小，可知前者比后者大。 ()

15.计算简图是指经过简化后可以用于对实际结构进行受力分析的图形。()

三、计算题(共40分)

1.计算下图所示桁架的支座反力及1、2杆的轴力。(10分)

2.画出下图所示梁的内力图。(10分)

结构力学试题及答案篇5

一、填空题。

1、在梁、刚架、拱、桁架四种常见结构中，主要受弯的是主要承受轴力的是

2、选取结构计算简图时，一般要进行杆件简化、简化、简化。

3、分析平面杆件体系的几何组成常用的规律是两刚片法则、和二元体法则。

4、建筑物中用以支承荷载的骨架部分称为，分为三大类。

5、一个简单铰相当于个约束。

6、静定多跨梁包括部分和部分，内力计算从部分开始。

7、刚结点的特点是，各杆件在连接处既无相对也无相对，可以传递。

8、平面内一根链杆自由运动时的自由度等于

二、判断改错题。

1、三刚片用三个铰两两相联必成为几何不变体系。( )

2、对静定结构，支座移动或温度改变会产生内力。( )

3、力法的基本体系必须是静定的。( )

4、任何三铰拱的.合理拱轴都是二次抛物线。( )

5、图乘法可以用来计算曲杆。( )

6、静定结构的影响线全部都由直线段组成。( )

7、多跨静定梁若附属部分受力，则只有附属部分产生内力。( )

8、功的互等定理成立的条件是小变形和线弹性。( )

9、力法方程中，主系数恒为正，副系数可为正、负或零。( )

三、选择题。

1、图示结构中当改变B 点链杆方向(不能通过A 铰)时，对该梁的影响是( )

A 、全部内力没有变化 B 、弯矩有变化

C 、剪力有变化 D 、轴力有变化

2、图示桁架中的零杆为( )

A 、DC, EC, DE, DF, EF

B 、DE, DF, EF

C 、AF , BF, DE, DF, EF

工程力学考试卷试题及答案篇6

学生证号：

姓名：

题号一二三四五六七总分得分一、选择题（每小题3分，共15分）1、如图所示，在刚体上A、B、C三点分别作用三个大小相等的力Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3，则（）。

A、刚体平衡 B、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力 C、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力偶 D、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力和一个力偶 MA MB MC A B C l l 2、如图所示轴受3个转矩，则AB段轴内部受扭矩为（）A、Ma B、Mb C、Mc D、Ma+Mb 3、力偶对物体产生的运动效应为()。

A、只能使物体转动 B、只能使物体移动 C、既能使物体转动,又能使物体移动 D、它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同 F1 F1 F2 A B C 4、如图所示，F1、F2（方向如图，大小为正）分别作用于刚体上A、B两点，且F1、F2与刚体上另一点C点共面，则下述说法正确的是()：

A、在A点加一个适当的力可以使系统平衡。

B、在B点加一个适当的力可以使系统平衡。

C、在C点加一个适当的力可以使系统平衡。

D、在系统上加一个适当的力偶可以使系统平衡。

5、如图所示AC、BC杆受力F作用处于平衡，则下列说法正确的是（）。

A、AC杆是二力构件，BC杆不是；

B、BC杆是二力构件，AC杆不是；

C、AC杆、BC杆都是二力构件；

D、AC杆、BC杆都不是二力构件。

二、是非题（每小题3分，共15分）1、如物体相对于地面保持静止或匀速运动状态,则物体处于平衡。

()2、成力偶的两个力F=-F，所以力偶的合力等于零。

()3、静力学公理中，二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。

()4、杆件的基本变形有四种：轴向拉伸或压缩、剪切、挤压和弯曲。

()5、作用在同一物体上的两个力，使物体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。

()三、填空题（每个空2分，共30分）1、力对物体的作用效果一般分为效应和效应。

2、求杆件受力后的内力所用的方法是。

3、平面汇交力系平衡的几何条件是合力为。

4、作用在刚体上的两个力偶的等效条件是、和作用于同一平面。

5、工程中把以变形为主要变形的杆件成为轴。

6、柔索的约束反力T通过，沿柔索而物体。

7、当杆件受到一对垂直于轴线的大小相等、方向相反、作用线相距很近的力作用时，将产生。

8、平面内两个力偶等效的条件是这两个力偶处于；

上述两平面力偶平衡的充要条件是。

9、工程中把以变形为主要变形的杆件成为梁。

10、工程中把以变形为主要变形的杆件成为轴。

11、材料力学的任务就是在满足的前提下，经济、合理、安全的设计构件。

四、问答题（每小题3分，共6分）1、简述杆件变形的四种基本形式。

答：

2、什么是力偶三要素？答：

五、绘图题（每小题6分，共18分）1、画出下图中球的受力图。

2、如下图所示，作梁AB的受力图。

3、作BC杆、DE杆受力图。

六、计算题（每小题8分，共16分）1、如下图左面所示已知AB杆处于平衡状态，A段以铰链固定于墙上，B端置于光滑地面上，尺寸及角度如图，力F=20N，求地面对杆的约束力Ft。

2、如图所示，等直圆截面轴ABC，承受扭转力偶矩MA、MB和MC作用，已知MA＝180 N·m，MB＝320 N·m，MC＝140 N·m。计算AB段、BC段的扭矩。

MA MB MC A B C l l 答案部分一、选择题（每小题3分，共15分）1、如图所示，在刚体上A、B、C三点分别作用三个大小相等的力Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3，则（C）。

A、刚体平衡 B、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力 C、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力偶 D、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力和一个力偶 MA MB MC A B C l l 2、如图所示轴受3个转矩，则AB段轴内部受扭矩为（A）A、Ma B、Mb C、Mc D、Ma+Mb 3、力偶对物体产生的运动效应为(A)。

A、只能使物体转动 B、只能使物体移动 C、既能使物体转动,又能使物体移动 D、它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同 F1 F1 F2 A B C 4、如图所示，F1、F2（方向如图，大小为正）分别作用于刚体上A、B两点，且F1、F2与刚体上另一点C点共面，则下述说法正确的是(A)：

A、在A点加一个适当的力可以使系统平衡。

B、在B点加一个适当的力可以使系统平衡。

C、在C点加一个适当的力可以使系统平衡。

D、在系统上加一个适当的力偶可以使系统平衡。

5、如图所示AC、BC杆受力F作用处于平衡，则下列说法正确的是（B）。

A、AC杆是二力构件，BC杆不是；

B、BC杆是二力构件，AC杆不是；

C、AC杆、BC杆都是二力构件；

D、AC杆、BC杆都不是二力构件。

二、是非题（每小题3分，共15分）1、如物体相对于地面保持静止或匀速运动状态,则物体处于平衡。

(错)2、成力偶的两个力F=-F，所以力偶的合力等于零。

(对)3、静力学公理中，二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。

(对)4、杆件的基本变形有四种：轴向拉伸或压缩、剪切、挤压和弯曲。

(错)5、作用在同一物体上的两个力，使物体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。

(对)三、填空题（每个空2分，共30分）1、力对物体的作用效果一般分为内效应和外效应。

2、求杆件受力后的内力所用的方法是截面法。

3、平面汇交力系平衡的几何条件是合力为零。

4、作用在刚体上的两个力偶的等效条件是大小相等、方向相反和作用于同一平面。

5、工程中把以扭转变形为主要变形的杆件成为轴。

6、柔索的约束反力T通过接触点，沿柔索而背离物体。

7、当杆件受到一对垂直于轴线的大小相等、方向相反、作用线相距很近的力作用时，将产生剪切变形。

8、平面内两个力偶等效的条件是这两个力偶处于同一平面内；

上述两平面力偶平衡的充要条件是大小相等，方向相反。

9、工程中把以弯曲变形为主要变形的杆件成为梁。

10、工程中把以扭转变形为主要变形的杆件成为轴。

11、材料力学的任务就是在满足使用性能的前提下，经济、合理、安全的设计构件。

四、问答题（每小题3分，共6分）1、简述杆件变形的四种基本形式。

答：拉伸与压缩变形，剪切变形，扭转变形，弯曲变形 2、什么是力偶三要素？答：力偶三要素是指：力偶矩的大小、力偶的转向和力偶作用面的方位。

五、绘图题（每小题6分，共18分）1、画出下图中球的受力图。

2、如下图所示，作梁AB的受力图。

3、作BC杆、DE杆受力图。

2、如图所示，等直圆截面轴ABC，承受扭转力偶矩MA、MB和MC作用，已知MA＝180 N·m，MB＝320 N·m，MC＝140 N·m。计算AB段、BC段的扭矩。

MA MB MC A B C l l 解：

用截面法，AB段截开，取左端：

BC段截开，取左端：

1、工程力学试题及答案......................1 2、2010－2011学年第二学期《工程力学》期末试卷（A）....................................4 3、工程力学复习资料........................9 4、XX省2002年4月高等教育自学考试工程力学试题参考答案............................11 5、2011年课程考试复习题及参考答案........28 6、2010-2011学年第2学期《工程力学》复习要点填空、选择与判断题参考答案................44 工程力学试题及答案一、选择题（每题4分，共20分）（abc）1.工程设计中工程力学主要包含以下内容：

A分析作用在构件上的力，分清已知力和未知力。

B选择合适的研究对象，建立已知力和未知力的关系。

C应用平衡条件和平衡方程，确定全部未知力 D确定研究对象，取分离体（a）2下列说法中不正确的是：

A力使物体绕矩心逆时针旋转为负 B平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和 C力偶不能与一个力等效也不能与一个力平衡 D力偶对其作用平面内任一点的矩恒等于力偶矩，而与矩心无关（ab）3平面汇交力系向汇交点以外的一点简化，其结果可能是：

A一个力 B一个力和一个力偶 C一个合力偶 D一个力矩（abcd）4.杆件变形的基本形式：

A拉伸与压缩 B 剪切 C 扭转 D平面弯曲（ad）5.低碳钢材料由于冷作硬化，会使（）提高：

A比例极限 B塑性 C强度极限 D屈服极限二．填空题（每空1.5分，共36分）6.工程中遇得到的物体，大部分是非自由体，那些限制或阻碍非自由体运动的物体称为____约束____。

7.由链条、带、钢丝绳等构成的约束称为柔体约束，这种约束的特点：只能承受___拉力_____不能承受__压力______，约束力的方向沿__柔体约束拉紧______的方向。

8.力矩是使物体产生____转动____效应的度量，其单位__N*M_______，用符号_____m___表示，力矩有正负之分，____逆时针____旋转为正。.平面一般力系的平衡方程的基本形式：___ _____、________、________。

10.根据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：________连续性假设________、____均匀性假设____________、___各向同性假设_____________。

11.拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：___弹性阶段_______轴力指向截面外部为正______________。

12.塑性材料在拉伸试验的过程中，其—曲线可分为四个阶段，即：___弹性阶段屈服阶段强化阶段局部变形阶段________、___________、___________、___________。

13.构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件____ _______.14.扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：_______.四指指向扭矩的转向，若大拇指指向截面的外部，则扭矩为正_______________________________________________。

15．力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。根据约束情况的不同静定梁可分为：___.简支梁外伸梁悬臂梁________、___________、__________三种常见形式。

三．判断题：（每题3分，共15分）16.杆件两端受等值、反向、共线的一对外力作用，杆件一定发生地是轴向拉（压）变形。

（）17.标准试件扎起常温、静载作用下测定的性能指标，作为材料测定力学性能指标。

（）18．当挤压面为圆柱形侧面时，挤压面的计算面积按该圆柱侧面的正投影面积算。

（）19.由于空心轴的承载能力大且节省材料，所以工程实际中的传动轴多采用空心截面。

（）20.梁的横截面上作用有负值弯矩，其截面中性轴上侧各点受到压应力作用，下侧各点受到拉应力作用。

（）四．作图题：（9分）21．如图所示，三铰拱桥又左右两拱铰接而成，在BC作用一主动力。忽略各拱的自重，分别画出拱AC、BC的受力图。

C F A B 五.计算题:（每题10分，共20分）22.如图所示钢制拉杆承受载荷F=32kN，若材料的许用应力=120MPa，杆件横截面积为圆形，求横截面的最小半径。

F F 23.如图所示，等直杆AD，左端固定，F1=100KN，F2=80KN，F3=60KN,求各段杆的轴力，做出轴力图。

F1 F2 F3 Ａ B C D 1m 3m 1.5m 试题答案一．选择题1ABC 2A　3 AB 4ABCD 5AD 二．填空题6.约束 7.拉力压力柔体约束拉紧 8.转动 N·M M 逆时针 9.10连续性假设均匀性假设各向同性假设11.轴力指向截面外部为正 12.弹性阶段屈服阶段强化阶段局部变形阶段13． 14.四指指向扭矩的转向，若大拇指指向截面的外部，则扭矩为正 15.简支梁外伸梁悬臂梁三判断题16 错 17对18对19错20对四作图题 21.解：（1）选AC拱为研究对象，画分离体，AC杆为二力杆。受力如图（2）选BC拱为研究对象，画出分析体，三力汇交原理。

FNC F C C FNC’ FNA B FNB 五．计算题 22.解：由截面法可知，轴力FN=F=32kN,拉杆的横截面面积A==266.7mm2 即r2266.7 mm2，故r 9.2mm 横截面的最小半径为9.2mm 23.解：（1）求支座反力。

即FN+F1-F2+F3=0 得FN=-F1+F2-F3=-100+80-60=-80kN结果为负号，说明支座反力水平向左。

（2）分段计算轴力。AB段，取左段为隔离体：

即N1-FN=0 N1 =FN=80kN(内力为拉力)BC段，取左段为隔离体：

即N2+F1-FN=0 N2= FN-F1=-20 kN(内力为拉力)CD段，取右段为隔离体：

即-N3+F3=0 N3=F3=60 kN（3）做轴力图。

+ +-2010－2011学年第二学期《工程力学》期末试卷（A）班级专业：

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一、填空（25分）1.力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点，这三个因素称为力的三要素。

2.两物体相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向、共线，分别作用于两个物体。这两个力互为作用与反作用的关系。

3.力偶是由一对等值、反向、不共线的平行力组成的特殊力系组合而成的 4.常用的约束有柔性约束、光滑接触面约束、铰链约束、固定端约束。

5.空间力系根据力系各力作用线的分布情况，可分为空间汇交力系、空间平行力系和空间任意力系。

6.平面弯曲梁剪力和弯矩正负判定口诀为：左上右下，剪力为正，左顺右逆，弯矩为正。

7.刚体做平移运动时，其上各点的运动轨迹形状相同且彼此平行。

8.动点相对于定参考系的运动称为绝对运动，对于动参考系的运动称为相对运动；

把动参考系相对于定参考系的运动称为牵连运动。

9.动点相对于动参考系的速度，称为动点的相对速度，动点相对于定参考系的速度称为动点的绝对速度。

二、判断（10分）1．力是物体之间的相互机械作用。（√）2．刚体是在力的作用下不变形的物体。（√）3．刚体受三个共面但互不平行的力作用而平衡时，三力必汇交于一点。（√）4．力矩的单位是N·M或者kN·M。（√）5．活动铰链支座的约束力通过销钉的中心，垂直于支承面，指向被约束的物体，恒为压力。（╳）6．若力系中各力的作用线在同一个平面内，该力系称为平面力系。（√）7．力学中仅用静力学平衡方程不能求得全部未知力的情况称为静定问题。（╳）8．物体的摩擦力方向总是与运动方向相反。（╳）9．平面弯曲梁的受力特点是所受外力均在过梁轴线的平面内。（√）10．刚体做平移时，它的质心运动的情况与单个质点的运动情况相同，可直接用质心代替刚体进行分析。（√）三、选择（20分）1.静力学研究的对象是（D）A、物体 B、流体 C、物质 D、刚体 2.两个大小为3N、4N的力合成一个力时，此合力最大值为（B）A、5N B、7N C、12N D、1N 3.在研究拉伸与压缩应力应变时，我们把杆件单位长度的绝对变形称为（B）A、应力 B、线应变 C、变形 D、正应力 4.质点动力学基本方程为（D）A、W=FS B、P=MV C、I=FT D、F=ma 5.以下关于截面上内力的大小的结论哪一个是正确的？（A）A、与截面的尺寸和形状无关 B、与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关 C、与截面的尺寸和形状有关 D、与截面的形状有关，但与截面的尺寸无关 6.当作用在质点系上外力系的主矢在某坐标轴上的投影为零时，则质点系质心的(D)A．速度一定为零 B．速度在该轴上的投影保持不变 C．加速度在该轴上的投影一定不为零 D．加速度在该轴上的投影保持不变 7.一空间力系中各力的作用线均平行于某一固定平面，而且该力系又为平衡力系，则可列独立平衡方程的个数是(A)A．6个 B．5个 C．4个 D．3个 8.已知点的运动方程为x=2t3+4，y=3t3－3，则其轨迹方程为(B)A.3x +4y－36 =0 B.3x－2y－18 =0 C.2x－2y－24 =0 D.2x－4y－36 =0 9.如图所示，质量为m、长度为Z的均质细直杆OA，一端与地面光滑铰接，另一端用绳AB维持在水平平衡位置。若将绳AB突然剪断，则该瞬时，杆OA的角速度ω和角加速度仅分别为(B)A.ω=0, α=0 B.ω=0, α≠0 C.ω=10, α=0 D.ω≠0, α≠0 10.一受扭圆棒如图所示，其m-m截面上的扭矩等于(D)A．Tm-m=M+M=2M B.Tm-m=M－M=0 C．Tm-m=2M－M=M D.Tm-m=－2M+M=－M 四、做图题（每小题7分，共35分）1、画出下图中杆AB，轮C,以及整体受力图。

2、拉伸或压缩杆如图所示，试用截面法求杆上各段轴力，并画出各干的轴力图。

五、计算题图示简易起重机用钢丝吊起重力G=2KN的重物，不计杆件自重。摩擦及滑轮大小，A,B,C三处简化为铰链连接，求杆AB和AC所受的力。

答案：-0.414kN-3.15kN（负号表示压力）工程力学复习资料一、填空题(每空1分，共16分)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.RARB 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)XX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.XX省2002年4月高等教育自学考试工程力学(二)试题参考答案一、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,Kadσbd,KadKbd 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。

XX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 2011年课程考试复习题及参考答案工程力学一、填空题：

1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。

2.构件抵抗的能力称为强度。

3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。

4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。

5.偏心压缩为的组合变形。

6.柔索的约束反力沿离开物体。

7.构件保持的能力称为稳定性。

8.力对轴之矩在情况下为零。

9.梁的中性层与横截面的交线称为。

10.图所示点的应力状态，其最大切应力是。

11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。

12.外力解除后可消失的变形，称为。

13.力偶对任意点之矩都。

14.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力为。

15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有。

16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。

17.外力解除后不能消失的变形，称为。

18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。

19.图所示，梁最大拉应力的位置在点处。

20.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。

21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为。

22.在截面突变的位置存在集中现象。

23.梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有。

24.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。

25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。

26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。

27.作用力与反作用力的关系是。

28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。

29.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则截面C的位移为。

30.若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为。

二、计算题：

1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。

2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知Iz=60125000mm4，yC=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。

3.传动轴如图所示。已知Fr=2KN，Ft=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。试求：①力偶M的大小；

②作AB轴各基本变形的内力图。③用第三强度理论设计轴AB的直径d。

4.图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知Iz=4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料许用压应力[σc]=120MPa，许用拉应力[σt]=35MPa，a=1m。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。

5.如图6所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F1，水平力F2，实心轴AB的直径d，长度l，拐臂的长度a。试求：①作AB轴各基本变形的内力图。②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。

6.图所示结构，载荷P=50KkN，AB杆的直径d=40mm，长度l=1000mm，两端铰支。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=2.0，[σ]=140MPa。试校核AB杆是否安全。

7.铸铁梁如图5，单位为mm，已知Iz=10180cm4，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa，试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。

8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。已知M=200GPa，μ=0.3，[σ]=140MPa。试求：①作图示圆轴表面点的应力状态图。②求圆轴表面点图示方向的正应变。③按第四强度理论校核圆轴强度。

9.图所示结构中，q=20kN/m，柱的截面为圆形d=80mm，材料为Q235钢。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=3.0，[σ]=140MPa。试校核柱BC是否安全。

10.如图所示的平面桁架，在铰链H处作用了一个20kN的水平力，在铰链D处作用了一个60kN的垂直力。求A、E处的约束力和FH杆的内力。

11.图所示圆截面杆件d=80mm，长度l=1000mm，承受轴向力F1=30kN，横向力F2=1.2kN，外力偶M=700N·m的作用，材料的许用应力[σ]=40MPa，试求：①作杆件内力图。②按第三强度理论校核杆的强度。

12.图所示三角桁架由Q235钢制成，已知AB、AC、BC为1m，杆直径均为d=20mm，已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=3.0。试由BC杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。

13.槽形截面梁尺寸及受力图如图所示，AB=3m，BC=1m，z轴为截面形心轴，Iz=1.73×108mm4，q=15kN/m。材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=80MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。

14.图所示平面直角刚架ABC在水平面xz内，AB段为直径d=20mm的圆截面杆。在垂直平面内F1=0.4kN，在水平面内沿z轴方向F2=0.5kN，材料的[σ]=140MPa。试求：①作AB段各基本变形的内力图。②按第三强度理论校核刚架AB段强度。

15.图所示由5根圆钢组成正方形结构，载荷P=50KkN，l=1000mm，杆的直径d=40mm，联结处均为铰链。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=2.5，[σ]=140MPa。试校核1杆是否安全。（15分）16.图所示为一连续梁，已知q、a及θ，不计梁的自重，求A、B、C三处的约束力。

17.图所示直径为d的实心圆轴，受力如图示，试求：①作轴各基本变形的内力图。②用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表达式。

18.如图所示，AB=800mm，AC=600mm，BC=1000mm，杆件均为等直圆杆，直径d=20mm，材料为Q235钢。已知材料的弹性模量E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa。压杆的稳定安全系数nst=3，试由CB杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。

参考答案一、填空题：

1.刚体 2.破坏 3.正 4.二次抛物线 5.轴向压缩与弯曲 6.柔索轴线 7.原有平衡状态 8.力与轴相交或平行 9.中性轴 10.100MPa 11.变形效应（内效应）与运动效应（外效应）12.弹性变形 13.相等 14.5F/2A 15.突变 16.接触面的公法线 17.塑性变形 18.不共线 19.C 20.2τx≤[σ] 22.平衡 22.应力 23.突变 24.25.大柔度（细长）26.二力构件 27.等值、反向、共线 28.力、力偶、平衡 29.7Fa/2EA 30.斜直线二、计算题：

1.解：以CB为研究对象，建立平衡方程解得：

以AC为研究对象，建立平衡方程解得：

2.解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：

②梁的强度校核拉应力强度校核 B截面 C截面压应力强度校核（经分析最大压应力在B截面）所以梁的强度满足要求 3.解：①以整个系统为为研究对象，建立平衡方程解得：

（3分）②求支座约束力，作内力图由题可得：

③由内力图可判断危险截面在C处 4.解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：

②梁的强度校核拉应力强度校核 C截面 D截面压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面）所以梁载荷 5.解：① ② 由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为 6.解：以CD杆为研究对象，建立平衡方程解得：

AB杆柔度由于，所以压杆AB属于大柔度杆工作安全因数所以AB杆安全 7.解：① ②梁的强度校核拉应力强度校核 A截面 C截面压应力强度校核（经分析最大压应力在A截面）所以梁载荷 8.解：①点在横截面上正应力、切应力点的应力状态图如下图：

②由应力状态图可知σx=89.1MPa，σy=0，τx=30.6MPa 由广义胡克定律 ③强度校核所以圆轴强度满足要求 9.解：以梁AD为研究对象，建立平衡方程解得：

BC杆柔度由于，所以压杆BC属于大柔度杆工作安全因数所以柱BC安全 10.解：以整个系统为研究对象，建立平衡方程解得：

过杆FH、FC、BC作截面，取左半部分为研究对象，建立平衡方程解得：

11.解：① ②由内力图可判断危险截面在固定端处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为所以杆的强度满足要求 12.解：以节点C为研究对象，由平衡条件可求 BC杆柔度由于，所以压杆BC属于大柔度杆解得：

13.解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：

②梁的强度校核拉应力强度校核 D截面 B截面压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面）所以梁的强度满足要求 14.解：① ②由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为所以刚架AB段的强度满足要求 15.解：以节点为研究对象，由平衡条件可求 1杆柔度由于，所以压杆AB属于大柔度杆工作安全因数所以1杆安全 16.解：以BC为研究对象，建立平衡方程解得：

以AB为研究对象，建立平衡方程解得：

17.解：① ② 由内力图可判断危险截面在固定端处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为 18.解：以节点B为研究对象，由平衡条件可求 BC杆柔度由于，所以压杆AB属于大柔度杆解得：

2010-2011学年第2学期《工程力学》复习要点填空、选择与判断题参考答案一、填空题 1．力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和形状发生改变。

2．力的基本计量单位是牛顿（N）或千牛顿（kN）。

3．力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点（作用线）三要素。

4．若力对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果相同，则称为该力系的合力，力系中的每个力都是的分力。

5．平衡力系是合力（主矢和主矩）为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静止或作匀速直线运动。

6．力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画出。

7．刚体是理想化的力学模型，指受力后大小和形状始终保持不变的物体。

8．若刚体受二力作用而平衡，此二力必然大小相等、方向相反、作用线重合。

9．作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必然大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个不同的物体上。

10．约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。

11．受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。

12．柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。

13．光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束的物体，恒为压力。

14．活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。

15．将单独表示物体简单轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体的受力图。在受力图上只画受力，不画施力；

在画多个物体组成的系统受力图时，只画外力，不画内力。

16．合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在同一轴上投影的代数和，这就是合力投影定理。若有一平面汇交力系已求得和，则合力大小=________。

17．画力多边形时，各分力矢量首尾相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的起点指向最后一个分力矢量的终点。

18．如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于平衡状态。

19．平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。

20．平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。

21．力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为或。

22．力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。

23．力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。

24．力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。

25．力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。

26．同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。

27．力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系，它只对物体产生转动效果，不产生移动效果。

28．力偶没有合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量；

29．力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。

30．平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。这个力称为原力系的主矢，它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；

这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。

31．平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零；

应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对象最多可以求解三个未知量。

32．空间汇交力系的平衡条件是__________、__________、__________。

33．空间平行力系与y轴平行，在，，，六个方程中，三个方程恒等于零的应是________、________、________。

34．重心是物体重力的作用点点，它与物体的大小、形状和质量分布有关；

形心是由物体的形状和大小所确定的几何中心，它与物体的质量分布无关；

质心是质点系的质量中心；

对于均质物体，重心与形心重合，在重力场中，任何物体的重心与质心重合。

35．作用于直杆上的外力（合力）作用线与杆件的轴线重合时，杆只产生沿轴线方向的伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。

36．轴力的大小等于截面一侧所有轴向外力的代数和；

轴力得正值时，轴力的方向与截面外法线方向相同，杆件受拉伸。

37．杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意两相邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为扭转。

38．若传动轴所传递的功率为P千瓦，转速为n转/分，则外力偶矩的计算公式为。

39．截面上的扭矩等于该截面一侧（左或右）轴上所有外力偶矩的代数和；

扭矩的正负，按右手螺旋法则确定。

40．强度是指构件抵抗_破坏_的能力，刚度是指构件抵抗_弹性变形_的能力，稳定性是指受压杆件要保持_原有直线平衡状态的能力。

41．杆件轴向拉压可以作出平面假设：变形前为平面的横截面，变形后仍保持为平面，由此可知，横截面上的内力是均匀分布的。

42．低碳钢拉伸可以分成：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。b σ ε o a c 43．用三种不同材料制成尺寸相同的试件，在相同的实验条件下进行拉伸试验，得到的应力—应变曲线如右图所示。比较三种材料的曲线，可知拉伸强度最高、弹性模量最大、塑性最好。

44．EA称为抗拉压刚度，反映了杆件抵抗拉伸或压缩变形的能力。

45．衡量材料塑性的两个重要指标是延伸率、断面收缩率。

46．低碳钢的曲线如右图，则：

材料的弹性模量 GPa 材料的屈服应力＝ MPa 材料的抗拉强度＝ MPa 47．如果安全系数取得过大，许用应力就偏小；

需用的材料就偏多而造成浪费；

反之，安全系数取得太小，构件的强度就可能不够。

48．延伸率和面积收缩率是衡量材料塑性性能的两个重要指标。工程上通常把延伸率δ≥5%的材料称为塑性材料，延伸率δ＜5%的材料称为脆性材料。

49．在国际单位制中，应力的单位是帕，1帕=1牛/米，工程上常以Pa、MPa、GPa为应力的单位。

50．轴向拉伸和压缩强度条件的表达式是：，用该强度条件可解决的三类强度问题是：校核强度、设计截面、确定许用载荷。

51．拉压虎克定律在≤的条件下才能适用，其表达式为或，其中E称为拉压弹性模量，EA称为杆件的拉压刚度。

52．当切应力不超过材料的_剪切比例极限_时，切应力与_切应变_成正比。这一结论称为剪切虎克定律。

53．圆轴扭转时，横截面上的切应力方向与半径垂直，在同一半径的圆周上各点的切应力大小相等，同一半径上各点的切应力按线性规律分布，轴线上的切应力为零，外圆周上各点切应力最大。

54．圆轴扭转时的平面假设指出：扭转变形后，横截面本身的形状、大小不变，相邻截面间的距离保持不变，各截面在变形前后都保持为平面，只是绕轴线转过一个角度，因此推出：横截面上只存在切应力，而不存在正应力。

55．扭转绝对变形的大小是用两个截面间绕轴线的相对旋转角度来度量的，称为扭转角，单位是弧度或度。

56．在没有分布载荷作用（q＝0）的一段梁内，剪力图为水平直线；

弯矩图为斜直线。

57．在有均布载荷作用（q＝常数）的一段梁内，剪力图为斜直线；

弯矩图为抛物线，在剪力Fs=0处，弯矩取极值。

58．在集中力作用处，剪力图发生突变；

弯矩图发生转折。

59．在集中力偶作用处，剪力图不受影响，弯矩图发生突变。

60．梁在弯曲变形时，梁内有一层纵向纤维长度保持不变，叫做中性层，它与横截面的交线称为中性轴。

61．一般情况下，直梁平面弯曲时，对于整个梁来说中性层上的正应力为零；

对于梁的任意截面来说中性轴上的正应力为零。

62．提高梁强度和刚度的主要措施有：

合理安排梁的支承、合理地布置载荷、选择梁的合理截面。

二、选择题 1．约束力的方向必与（B）的方向相反。

A．主动力；

B．物体被限制运动；

C．重力；

D．内力。

2．柔性约束的约束力方向总是（C）受约束物体。

A．铅垂指向；

B．沿绳索指向；

C．沿绳索背离；

D．水平指向。

3．光滑面约束的约束力总对受力物体形成（A）作用。

A．压力；

B．拉力；

C．牵引力；

D．摩擦力。

4．凡能使物体运动或有运动趋势的力称为（A）。

A．主动力；

B．约束力；

C．内力；

D．外力。

5．物体系中的作用力和反作用力应是（）。

A.等值、反向、共线；

B.等值、反向、共线、同体；

C.等值、反向、共线、异体；

D.等值、同向、共线、异体。

6．作用有汇交于一点，互不平行三力的刚体（D）状态。

A．一定处于平衡；

B．处于不平衡；

C．运动状态；

D．可能处于平衡。

7．物体的受力效果取决于力的（D）。

A．大小；

B．方向；

C．作用点；

D．大小、方向、作用点。

8．力是物体之间相互的（A），这种作用使物体的（C）或（D）发生改变。

A．机械作用；

B．摩擦；

C．运动状态；

D．形状。

9．静力学研究的对象主要是（D）。

A．受力物体；

B．施力物体；

C．运动物体；

D．平衡物体。

10．改变力的三要素中的一个，力对物体作用效果（D）。

A．保持不变；

B．不一定改变；

C．有一定改变；

D．随之改变。

11．“二力平衡公理”和“力的可传性原理”适于（D）。

A．任何物体；

B．固体；

C．弹性体；

D．刚体。

12．根据三力平衡汇交条件，只要知道平衡刚体上作用线不平行的两个力，即可确定第三个力的（C）。

A．大小；

B．方向；

C．大小和方向；

D．作用点。

13．某刚体连续加上（或减去）若干个平衡力系，对该刚体的作用效应（A）。

A．不变；

B．不一定改变；

C．改变；

D．可能改变。

14．力使物体绕定点转动的效果用（A）来度量。

A．力矩；

B．力偶矩；

C．力的大小和方向；

D．力对轴之矩。

15．（C）是一种自身不平衡，也不能用一个力来平衡的特殊力系。

A．重力；

B．共点二力；

C．力偶；

D．力矩。

16．作用在同一刚体上的一对等大、反向、作用线平行的力构成（C）。

A．一对平衡力；

B．作用力和反作用力；

C．一个力偶；

D．力矩。

17．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）18．力偶向某坐标轴投影为（B）；

对坐标轴上任意点取矩等于（A）。

A．力偶矩；

B．零；

C．变化值；

D．不确定。

19．图示多轴钻床同时加工某工件上的四个孔。

钻孔时每个钻头的主切削力组成一个力偶矩为，mm，那么加工时两个固定螺钉A和B所受的力是（）。

A．FA=FB=150N；

B．FA=FB =300N；

C．FA=FB =200N；

D．FA=FB =250N。

20．平面汇交力系最多可列出的独立平衡方程数为（）A．2个 B．3个 C．4个 D．6个 21．同一刚体上，一力向新作用点平移后，新作用点上有（D）。

A．一个力；

B．一个力偶；

C．力矩；

D．一个力和一个力偶。

22．一力作平行移动后，新作用点上的附加力偶一定（A）。

A．存在且与平移距离有关；

B．存在且与平移距离无关；

C．不存在；

D．等于零。

23．平面任意力系平衡的充分必要条件是（D）。

A．合力为零；

B．合力矩为零；

C．各分力对某坐标轴投影的代数和为零；

D．主矢与主矩均为零。

24．若平面任意力系向某点简化后主矩为零，则其合力（D）。

A．一定为零；

B．一定不为零；

C．与主矩相等；

D．不一定为零。

25．若某刚体在平面任意力系作用下平衡，则此力系各分力对刚体（C）之矩的代数和必为零。

A．特定点；

B．重心；

C．任意点；

D．坐标原点。

26．图示ABC杆，固定端A的约束力是（）。

A．FAx=F，FAy=0，MA＝0；

B．FAx=F，FAy=0，MA＝Fa；

C．FAx=F，FAy=0，MA＝Fl；

D．FAx=0，FAy= F，MA＝Fa。

27．衡量构件承载能力的主要因素是()。

A.轴向拉伸或压缩；

B.扭转；

C.弯曲；

D.强度、刚度和稳定性。

28．经过抛光的低碳钢试件，在拉伸过程中表面会出现滑移线的阶段是（B）A．弹性阶段；

B．屈服阶段；

C．强化阶段；

D．颈缩阶段。

29．两个拉杆轴力相等、截面积相等但截面形状不同，杆件材料不同，则以下结论正确的是（C）。

A．变形相同，应力相同；

B．变形相同，应力不同；

C．变形不同，应力相同；

D．变形不同，应力不同。

30．由①和②两杆组成的支架，从材料性能和经济性两方面考虑，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，合理的选择是（）。

A、①杆为铸铁，②杆为铸铁；

B、①杆为铸铁，②杆为低碳钢；

C、①杆为低碳钢，②杆为铸铁；

D、①杆为低碳钢，②杆为低碳钢。

31．在弹性范围内，杆件的变形与（A、B、C、D）有关；

杆件的刚度与（A、B）有关；

杆件的应力与（B、D）有关。

A．弹性模量；

B．截面面积；

C．杆长；

D．轴力。

32．A B C D F 图示阶梯形杆，段为钢，段为铝，在外力F作用下Ａ、AB段轴力最大；

Ｂ、BC段轴力最大Ｃ、CD段轴力最大Ｄ、三段轴力一样大 33．如图所示，拉杆的材料为钢，在拉杆与木材之间放一金属垫圈，该垫圈的作用是D。

A．同时增加挤压面积和剪切面积；

B．增加杆的抗拉强度；

C．增加剪切面积；

D．增加挤压面积。

34．直径相同、材料不同的两根等长实心轴，在相同扭矩作用下，以下说法正确的是（B）。

A．相同；

B．相同；

C．相同；

D．相同。

35．外径为D、内径为的空心圆轴，其扭转截面系数为（C）。

A．；

B．；

C．；

D．。

36．如下图所示，其中正确的扭转切应力分布图是(a)、(d)。

37．以下关于图示AC杆的结论中，正确的是（B）。

A．BC段有变形，没有位移；

B．BC段没有变形，有位移；

C．BC段没有变形，没有位移；

D．BC段有变形，有位移。

38．长度相同、横截面积相同、材料和所受转矩均相同的两根轴，一根为实心轴，一根为空心轴，和分别表示实心轴和空心轴的扭转角，则（B）。

A．=；

B．＞；

C．＜；

D．与无法比较。

39．梁的合理截面形状依次是（D、A、C、B）。

A．矩形；

B．圆形；

C．圆环形；

D．工字形。

40．梁弯曲时横截面的中性轴，就是梁的（B）与（C）的交线。

A．纵向对称面；

B．横截面；

C．中性层；

D．上表面。

三、判断题 1、材料力学是专门研究物体机械运动一般规律的科学。（）2、作用于物体同一平面上的三个力汇交，并不一定平衡；

作用于物体同一平面上的三个力不汇交，并不一定不平衡。（）3、力偶不能用一个力来代替，也不能用一个力来平衡。（）4、作用在刚体上的力平行移动的等效条件是必须附加一个力偶，附加力偶矩等于原来力对新作用点之矩。（）5、力偶系的主矢为零。（）6、若一平面力系向其作用面内某点简化后主矩为零，主矢也为零，则该力系为平衡力系。（）7、从应力—应变曲线可以看出，低碳钢拉伸试验大致可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段。（）8、材料力学中，力的可传性原理和加减平衡力系公理仍然适用。（）9、简支梁受均布荷载发生平面弯曲，跨中截面中性轴上正应力最大，切应力为零。（）10、内外直径分别为d和D的空心圆轴，则横截面的扭转截面系数为。

力学竞赛试题篇7

长期以来, 工程力学实验的理论考试基本上是任课教师根据个人教学实践和经验命题。其优点主要是教学经验丰富的教师可以根据学生的实际情况和学术动态组织试题, 考查学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。其缺点主要是命题具有较大的主观随意性, 缺乏科学的、统一的命题标准。同一学期的考试, 不同教学班级学生的考试成绩与其实际水平可能会有较大的差异, 会对教师教学质量评估、学生学习效果检查、教学方法改进等方面产生一些负面影响。如果采用试题库系统统一组卷考试, 则能在一定程度上消除这些影响。因为试题库系统自身具有一套统一的量化指标体系, 能够对教师的教学质量、学生的学习效果作出较为科学的评估;同时, 试题库系统给出的试卷具有一定的知识覆盖面, 能较为全面、科学地反映学生掌握基础知识的情况和运用知识的能力。因此, 根据工程力学实验课程教学大纲, 笔者开发了一套工程力学实验学科题库管理系统, 以提高考试命题的规范性、科学性和可比性, 实现力学实验学科教学管理现代化, 实现对教学质量进行有效监控的目标。

试题库系统的架构

传统的试题库通常是指印刷出来的试题册。这种题库一般以某种方式 (课程、章节、知识点等) 进行分类和编著, 缺点很多。现代试题库系统是以计算机技术、数据库技术、网络技术为基础的综合性试题库系统。其中, 单机版试题库从成卷要求到数据库响应到生成试卷, 都属于单用户单线程模式, 这种题库已经不适应时代发展要求了。目前, 较为常见的是基于网络技术的多用户多线程模式题库。

笔者选择目前常用的、技术上已经比较成熟的浏览器/服务器 (B/S) 模式作为信息平台。该平台为由客户端、服务器和数据库组成的3层结构, 如图1所示。客户端采用统一的浏览器作为对网络服务器的访问工具;服务器端安装着WEB服务器软件以及各种系统应用组件;数据信息存储在数据库服务器和文件服务器。其优点是用户只要通过浏览器, 连接网络, 便可在图形用户界面的引导下轻松使用, 大大降低了对题库使用者的技术要求;同时, 这种题库便于集中管理、共享使用、开放使用。

整个系统采用Microsoft.NET作为基础开发平台, 开发工具采用Visual studio.NET 2005。其总体技术实现架构如图2所示。

表示层表示层为用户提供友好的使用界面。客户端应用程序模型采用B/S模式, 具有易于安装和部署、维护的优势。该层实现技术采用ASP.NET技术和C#语言。

业务外观层业务外观层是一个隔离业务层和表示层的中间层, 这有利于项目团队的分工协作。业务外观层通过封装业务层组件, 为客户端提供统一界面, 同时为客户端程序和其他外部系统提供服务。该层实现技术采用Mierosoft.NET平台的ASP.NET和XML Web Services。

业务层业务层是整个试题库系统的核心, 业务层封装的是业务逻辑和规则。用户注册、登录、题库采编、组卷管理等及各种查询都是具体的业务逻辑。业务层被封装为.NET组件。每个业务逻辑都有相应的类/对象与之对应。业务逻辑表现为对象之间的交互。

数据访问层数据访问层主要负责业务层和数据层之间的交互。使用ADO.NET技术实现对数据库的连接、查询、插入、修改和删除等操作。

数据层数据层用于完成系统中的数据管理工作。该层实现技术采用Microsoft SQL Server 2000。

组卷算法的实现

组卷过程是在考试大纲的题分、难度系数、试题覆盖面、题型比例等条件约束下, 根据考试目的, 通过对不同的知识点赋予恰当的题型组合, 完成组卷的决策过程。在题库试题质量较高的前提下, 自动组卷的效率与质量完全取决于抽题算法的设计。如何既快又好地组成一套最符合考试要求的试卷, 是一个涉及全局寻优和收敛速度快慢的问题。组卷算法是试题库系统的核心与灵魂。国内外许多学者对其进行了研究, 但至今没有一种十分有效的自动组卷算法。以往的组卷算法常采用随机选取法和回溯试探法。

随机选取法根据状态空间的控制指标, 随机抽取一道试题, 此过程不断重复, 直到组卷完毕或已无法从题库中抽取满足条件的试题为止。该算法的主要优点是简单、快速;缺点是很难全面考虑试题的相关参数, 形成的试卷在覆盖面、难易度、重复题率等指标上不可能有令人满意的结果, 组卷成功率低。

回溯试探法是按用户设置的组卷参数的要求建立一个过滤模型, 将随机选取法产生的每一状态都记录下来, 当搜索失败时释放上次记录的状态类型, 然后再依据一定的规律变换一种新的状态类型进行试探, 通过不断地回溯试探直到试卷生成完毕或退回出发点为止。这种有条件的深度优先法, 对于状态类型和出题量都较小的题库系统而言, 组卷成功率较好, 但在实际应用时发现这种算法对内存的占用量较大, 程序结构相对比较复杂, 而且选取试题缺乏随机性, 组卷时间较长。

遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化而形成的一种搜索算法, 具有内在并行性、高鲁棒性、全局寻优和收敛速度快的特点。对于解决随机选取法的盲目随机性, 提高搜索效率, 有独特的优势。因此, 笔者选择遗传算法为组卷算法, 其组卷算法流程如图3所示。

试题库系统的功能

试题库系统共划分为五个功能模块:用户管理、试卷管理、查询管理、统计分析和系统管理, 如图4所示。

用户管理用户管理模块包括新增用户、修改密码、删除用户和权限分配等功能。

试卷管理试卷管理模块包括组卷、试卷显示、修改、打印、存档等功能。组卷方式有成套抽取、自动组卷和交互组卷三种: (1) 成套抽取。成套抽取方式是将以前抽取的试卷在需要时重新抽出。在试卷成套抽取时, 不需要重新从题库中抽取试题。 (2) 自动组卷。自动组卷方式是首先输入试卷要求参数, 例如知识点、题型、分数比例、题目数、难度系数、考试时间等。然后系统根据参数自动生成试卷, 并允许在试卷抽取之后进行调整。 (3) 交互组卷。交互组卷方式是用户通过人机对话方式逐题指定试题的指标, 系统在试题库中查找符合要求的试题并将查找结果显示出来, 用户查看试题内容和答案后选定所要的试题, 最终生成试卷。

查询管理试卷管理模块包括试题查询、试卷查询、成绩查询和用户查询等功能。

统计分析统计分析模块包括试题情况统计分析、试卷情况统计分析、成绩统计分析等功能。试题情况统计分析主要用来统计题库的各类指标分布情况, 供用户参考。试卷情况统计分析主要用来统计以往试卷的各类指标分布情况, 供用户参考。成绩统计分析主要用来对考试结果进行统计分析, 以反映考生的学习情况和教学质量, 对各次考试情况进行对比。成绩统计分析包括试卷统计属性分析、最高分、最低分、平均分、各个分数段的累计人数、标准差分析、题目分析和知识点情况分析等, 然后给出试卷和试题的难度、区分度等指标的实测值。

系统管理系统管理模块包括系统基本信息设置、试题录入、删除与修改、帮助等功能。

工程力学实验题库共编入试题257道, 所有试题难度分初、中、高三个等级, 每个等级又按教学要求分“掌握”和“了解”两个类别。题型充分采用当前惯用的形式, 即客观型与主观型。试题叙述部分力求言简意明, 解释唯一, 防止歧义。题图、表达式均采用Word录入, 题图线条规整光滑, 尺寸及其他标注符合要求, 视觉效果较好。

试题库系统采用合理的数据库设计方法, 运用面向对象的程序设计技术实现了试题库的实时管理, 较好地保证了系统的开放性、可扩展性、可移植性。同时, 系统利用遗传算法的全局寻优和收敛速度快的特点, 提高了组卷的成功率和速度, 具有较强的实用价值。

参考文献

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[3]王宏军.基于WEB的网络试题库系统开发[D].西安:西安理工大学, 2007.

[4]黄勇.基于SOA的高校试题库系统的研究与实现[D].上海:华东师范大学, 2007.

[5]黄蔚, 王朝晖.计算机应用基础试题库组卷系统的设计[J].计算机时代, 2008, (4) :52-54.