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1、第一单元 杆件的静力分析练习题一、名词解释1力 力是物体间的相互作用。2刚体 受力后几何形状及尺寸均不发生任何变化的物体，称为刚体。3力矩 力矩是力与力臂的乘积。4力偶 在力学中，将作用在同一物体上的两个大小相等、方向相反、不共线的平行力称为力偶。5约束 对物体某些方向的运动起限制作用的周围物体，称为约束。6约束力 约束对物体的作用力称为约束力。7固定端约束 固定端约束是指将物体的一端完全固定，使物体既不能移动又不能转动的约束。8力系 一个物体或构件上有多个力（一般指两个以上的力）作用时，则这些力就组成一个力系。9平面汇交力系在平面力系中，如果各个力的作用线都汇交于同一点时，则称为平面汇交力系
2、。二、填空题1力对物体的作用效果有两种情形：一是使物体的 运动 状态发生变化，这一效应称为力的运动效应；二是使物体发生 变形 ，这一效应称为变形效应。2实践证明，力对物体的作用效应，由力的 大小 、 方向 和作用点的位置所决定，这三个因素称为力的三要素。这三个要素中任何一个改变时，力的作用效果就会改变。3在静力学中，当研究物体的运动效应时，可将物体看成 刚体 ；在材料力学研究时，当研究物体的变形效应时，就不能将物体看成 刚体 ，而是看成“变形体”。4作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的充分和必要条件是这两个力作用在同一直线上，而且它们的大小 相等 、指方 相反 。5加减平衡力系公理：在作
3、用于刚体上的任一力系中，加上或 减去 一个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效果。6如果刚体受到同一平面内互不平行的三个力作用而平衡时，则该三力的作用线必汇交于一点，此定理称为三力平衡 汇交 定理。7作用与反作用公理说明，力总是成对出现的，有 作用 力就有反作用力，二者永远是同时存在，又同时 消失 。8在力学中，物体的转动中心称为 矩心 ，矩心到力的作用线的距离称为 力臂 。9力矩是一个代数量，其正、负号表示力矩的转向，通常规定：力使物体产生逆时针方向转动时力矩为 正 ；反之，力使物体产生顺时针方向转动时力矩为 负 。10力偶中两个力所在的平面称为力偶 作用 面，两力作用线之间的垂直 距离 称
4、为力偶臂。11力偶的三要素是力偶矩的 大小 、 转向 和力偶的作用面，它们决定了力偶对刚体的作用效果。12力偶无合力，且不能与一个 力 平衡，即力偶必须用力偶来平衡。13只要保持力偶矩的大小和转向不变，力偶可以在其平面内任意 移动 ，且可以同时改变力偶中力的大小和力臂的长短，而不 改变 力偶对物体的作用效果。14力的平移定理是：作用在刚体上某点A的力F，可以将力F平行 移动 至任一指定点B，但需附加一个力偶矩M，附加一个力偶矩M等于原力对指定点B之 矩 。15对于直线运动来说，当机器的功率一定时，力与 速度 成反比，速度越 大 ，力越小；速度越小，力越大。16常见的约束类型有 柔性 约束、光滑
5、接触面约束、光滑圆柱铰链约束、 固定端 约束等。17光滑接触面约束只能阻止物体沿接触点（或接触面） 公法 线方向的运动，而不能限制物体沿接触面 切线 方向的运动。18根据被连接物体的形状、位置及作用进行分类，光滑圆柱铰链约束可分为 中间 铰链约束、 固定 铰链支座约束和活动铰链支座约束。19中间铰链对物体的约束特点是：约束力在 垂直 于圆柱销（或销钉）轴线的平面内，约束力的作用线通过圆柱销（或销钉）的中心，大小和方向不确定，通常用通过圆柱销（或销钉）中心的两个 正交 分力来表示。20固定端约束产生一个限制物体沿任何方向 移动 的约束力（或两个正交分力）和一个限制 转动 的约束力偶。21如果各个
6、力的作用线均在同一平面内时，则称该力系为 平面 力系。三、单项选择题1下列说法正确的是 A 。A作用力与反作用力同时存在； B作用力与反作用力是一对平衡力； C作用力与反作用力作用在同一物体上。2力偶对物体产生的运动效应是 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。3地面对电线杆的约束是 A 。A固定端约束； B光滑接触面约束； C柔性约束。4有一等边三角形板如图1-32所示，边长是a，沿三角形板的三个边分别作用有F1、F2和F3，且F1=F2=F3，则此三角形板所处的状态是 B 。A平衡； B转动； C移动； D既移动又转动。图1-32 等边三角形板5对
7、于回转运动来说，当机器的功率一定时，转矩与转速成 B 。A正比； B反比； C既不成正比又不成反比。四、判断题（认为正确的请在括号内打“”；反之，打“”）1在力的三个要素中，任何一个要素改变时，力的作用效果就会改变。（ ）2力是一个有大小和方向的矢量。( )3刚体是一种抽象的力学模型，实际上并不存在。（ ）4二力平衡公理适用于刚体，对于变形体也适用。（ ）5凡是受二力作用的物体就是二力构件（或二力杆）。（ ）6力的可传性原理只适用于刚体，而不适用于变形体。（ ）7作用力与反作用力是一对平衡力。（ ）8力矩是矢量。（ ）9力矩为零的条件是：力的作用线通过矩心。（ ）10力偶可用一个力来代替。（
8、）11力偶对其作用面内任意一点之矩恒等于力偶矩，而与矩心的位置无关。（ ）12约束力的方向总是与被限制物体的运动方向一致。（ ）13柔性约束对物体的约束力是沿着柔体的中心线背离被约束物体的拉力。（ ）14活动铰链支座的约束力通过圆柱销中心，并垂直于支承面。（ ）15平面汇交力系平衡的充分和必要条件是：该力系的合力等于零。（ ） 五、简答题1静力学研究的基本内容有哪些?答：（1）物体的受力分析。（2）力系的简化。（3）力系的平衡条件。2画受力图的一般步骤有哪些?答：（1）确定研究对象，解除约束，画出分离体简图。（2）进行受力分析，分析出研究对象上的主动力与约束力，明确受力物体与施力物体。（3）在
9、分离体解除约束处，画出作用在研究对象上的全部主动力与约束力。（4）注意作用力与反作用力的符号区别，通常采用加注角标“”进行区分。3陈述平面任意力系的平衡方程。答：平面汇交力系平衡的充分和必要条件是：该力系的合力等于零。用矢量式表示是：F =如果采用直角坐标系表示，则平面汇交力系平衡的充分和必要条件是：该力系中所有的力在x、y两坐标轴上投影的代数和分别等于零，即=0=0六、综合分析题1如图1-33所示的4个力偶中，力的单位是N，力偶臂的长度单位是m。试分析图中4个力偶中哪些是等效力偶？图1-33 力偶图答：图1-33a中的力偶矩是-36Nm，图1-33b中的力偶矩也是-36Nm，图1-33c中的
10、力偶矩是+36Nm，图1-33d中的力偶矩也是+36Nm。因此，图1-33a中的力偶与图1-31b中的力偶等效；图1-33c中的力偶与图1-33d中的力偶等效。2求图1-34所示力系的合力对O点的力矩。已知F1=100N，F2=60N，F3=80N，F4=50N。图1-34 力系图解 力系中的各力对O点之力矩是MO（F）=10+10-10-=1050+1080-1060-10100=433+565.6-300-1000=-30.14Nm答：力系的合力对O点的力矩是-30.14Nm。3力偶中的两力、作用力与反作用力、二力平衡条件中的两力都是等值反向，试问三者有何区别？答：力偶中的两力是作用在同一物体上、大小相等、方向相反、不共线的平行力；作用力与反作用力是作用在两个相互作用的不同物体上，它们大小相等，方向相反，而且在同一直线上；二力平衡条件中的两力都是作用的同一物体上，它们大小相等，方向相反，而且在同一直线上。 【做课外调研活动】深入社会进行观察或借助有关图书资料，了解常用机械(或工具)在使用过程中的受力情况，然后同学之间进行相互交流与探讨。建议：分析自行车在骑行中的受力情况。