《《理论力学》课后习题解答(赫桐生版)12513.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《理论力学》课后习题解答(赫桐生版)12513.pdf（53页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、理论力学（郝桐生）第一章 习题 1-1画出下列指定物体的受力图。解：习题 1-2画出下列各物系中指定物体的受力图。解：习题 1-3画出下列各物系中指定物体的受力图。解：第二章 习题 2-1铆接薄钢板在孔心 A、B 和 C 处受三力作用如图，已知 P1=100N 沿铅垂方向，P2=50N 沿 AB 方向，P3=50N 沿水平方向；求该力系的合成结果。解：属平面汇交力系；合力大小和方向：习题 2-2图示简支梁受集中荷载 P=20kN，求图示两种情况下支座 A、B 的约束反力。解：(1)研究 AB，受力分析：画力三角形：相似关系：几何关系：约束反力：(2)研究 AB，受力分析：画力三角形：相似关系：
2、几何关系：约束反力：习题 2-3电机重 P=5kN 放在水平梁 AB 的中央，梁的 A 端以铰链固定，B 端以撑杆 BC 支持。求撑杆 BC 所受的力。解：(1)研究整体，受力分析：(2)画力三角形：(3)求 BC 受力 习题 2-4简易起重机用钢丝绳吊起重量 G=2kN 的重物，不计杆件自重、磨擦及滑轮大小，A、B、C 三处简化为铰链连接；求杆 AB 和 AC 所受的力。解：(1)研究铰 A，受力分析（AC、AB 是二力杆，不计滑轮大小）：建立直角坐标 Axy，列平衡方程：解平衡方程：AB 杆受拉，BC 杆受压。(2)研究铰 A，受力分析（AC、AB 是二力杆，不计滑轮大小）：建立直角坐标
3、Axy，列平衡方程：解平衡方程：AB 杆实际受力方向与假设相反，为受压；BC 杆受压。习题 2-5三铰门式刚架受集中荷载 P 作用，不计架重；求图示两种情况下支座A、B 的约束反力。解：(1)研究整体，受力分析（AC 是二力杆）；画力三角形：求约束反力：(2)研究整体，受力分析（BC 是二力杆）；画力三角形：几何关系：求约束反力：习题 2-6四根绳索 AC、CB、CE、ED 连接如图，其中 B、D 两端固定在支架上，A 端系在重物上，人在 E 点向下施力 P，若 P=400N，=4o，求所能吊起的重量 G。解：(1)研究铰 E，受力分析，画力三角形：由图知：(2)研究铰 C，受力分析，画力三角
4、形：由图知：习题 2-7夹具中所用的两种连杆增力机构如图所示，书籍推力 P 作用于 A 点，夹紧平衡时杆 AB 与水平线的夹角为；求对于工件的夹紧力 Q 和当=10o时的增力倍数 Q/P。解：(1)研究滑块 A，受力分析，画力三角形：由图知：研究 AB 杆（二力杆）和滑块 B，受力分析，画力三角形：由图知：(2)研究铰 A，受力分析，画力三角形：由图知：研究 AB 杆（二力杆）和滑块 B，受力分析，画力三角形：由图知：习题 2-8图示 F1=F1=150N，F2=F2=200N，F3=F3=250N。求合力偶。解：(1)求各个力偶的力偶矩：(2)求合力偶矩：合力偶转向是逆时针。习题 2-9构件
5、的支承及荷载情况如图，求支座 A、B 的约束反力。解：(1)研究 AB，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程 (2)研究 AB，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程 习题 2-10锻锤工作时，若锻件给它的反作用力有偏心，就会使锤头发生偏斜，在导轨上产生很大的压力，从而加速导轨的磨损，影响锻件的精度。已知打击力 P=1000kN，偏心矩 e=20mm，锤头高度 h=200mm；求锤头给两侧导轨的压力。解：(1)研究锤头，受力分析，画受力图：(2)列平衡方程：解方程：习题 2-11图示轧钢机工作机构，机架和轧辊共重 G=650kN，为了轧制钢板，在轧辊上各作用一力偶，力偶矩大小为 m1=m2=
6、828kN，机架的支点距离l=1380mm；当发生事故时，m1=0，m2=；求在正常工作与发生事故两种情形下支点 A、B 的反力。解：(1)正常工作时，m1和 m2的合力偶为零。整体受力分析：由对称性可知：(2)非正常工作时，分别讨论 m2 和 G 作用的情况：G 单独作用时，情况同(1)：m2 单独作用时，列平衡方程：共同作用情况时：NA 的实际方向向下，NB 的实际方向向上。习题 2-12四连杆机构 OABO1在图示位置平衡，已知 OA=40cm，O1B=60cm，作用在曲柄 OA 上的力偶矩大小为 m1=，不计杆重；求力偶矩 m2的大小及连杆 AB 所受的力。解：(1)研究 OA 杆，受
7、力分析，画受力图：列平衡方程：(2)研究 AB（二力杆），受力如图：可知：(3)研究 O1B 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：第三章 习题 3-1求图示平面力系的合成结果，长度单位为 m。解：(1)取 O 点为简化中心，求平面力系的主矢：求平面力系对 O 点的主矩：(2)合成结果：平面力系的主矢为零，主矩不为零，力系的合成结果是一个合力偶，大小是260Nm，转向是逆时针。习题 32求下列各图中平行分布力的合力和对于 A 点之矩。解：(1)平行力系对 A 点的矩是：取 B 点为简化中心，平行力系的主矢是：平行力系对 B 点的主矩是：向 B 点简化的结果是一个力 RB和一个力偶 MB，且：如图
8、所示；将 RB向下平移一段距离 d，使满足：最后简化为一个力 R，大小等于 RB。其几何意义是：R 的大小等于载荷分布的矩形面积，作用点通过矩形的形心。(2)取 A 点为简化中心，平行力系的主矢是：平行力系对 A 点的主矩是：向 A 点简化的结果是一个力 RA和一个力偶 MA，且：如图所示；将 RA向右平移一段距离 d，使满足：最后简化为一个力 R，大小等于 RA。其几何意义是：R 的大小等于载荷分布的三角形面积，作用点通过三角形的形心。习题 33求下列各梁和刚架的支座反力，长度单位为 m。解：(1)研究 AB 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程组：反力的实际方向如图示。校核：结果正确
9、。(2)研究 AB 杆，受力分析，将线性分布的载荷简化成一个集中力，画受力图：列平衡方程：解方程组：反力的实际方向如图示。校核：结果正确。(3)研究 ABC，受力分析，将均布的载荷简化成一个集中力，画受力图：列平衡方程：解方程组：反力的实际方向如图示。校核：结果正确。习题 34重物悬挂如图，已知 G=，其他重量不计；求铰链 A 的约束反力和杆BC 所受的力。解：(1)研究整体，受力分析（BC 是二力杆），画受力图：列平衡方程：解方程组：反力的实际方向如图示。习题 35图示钻井架，G=177kN，铅垂荷载 P=1350kN，风荷载 q=m，水平力F=50kN；求支座 A 的约束反力和撑杆 CD
10、所受的力。解：(1)研究整体，受力分析（CD 是二力杆），画受力图：列平衡方程：解方程组：反力的实际方向如图示。习题 36圆柱 O 重 G=1000N 放在斜面上用撑架支承如图；不计架重，求铰链A、B、C 处反力。解：(1)研究圆柱，受力分析，画受力图：由力三角形得：(2)研究 AB 杆，受力分析（注意 BC 为二力杆），画受力图：图中的几何关系是：(3)列平衡方程 (4)解方程组：反力实际方向如图示；(5)研究 BC 杆，是二力杆，画受力图：由图知：习题 37静定多跨梁的荷载及尺寸如图所示，长度单位为 m；求支座反力和中间铰处压力。解：(1)研究 BC 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：解
11、方程组：研究 BC 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程组：(2)研究 CD 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程组：研究 AC 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程组：(3)研究 BC 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程组：研究铰 B，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程：研究 AB 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：解方程组：习题 38组合结构的荷载及尺寸如图所示，长度单位为 m；求支座反力和各链杆的内力。解：(1)研究整体，受力分析（注意 1 杆是二力杆），画受力图：列平衡方程：解方程组：(2)研究 1 杆（二力杆），受力分析，画受力图：由图得：(3)研究铰
12、 C，受力分析，画受力图：由力三角形得：杆 1 和杆 3 受压，杆 2 受拉。习题 39图示破碎机传动机构，活动颚板 AB=60cm，设破碎时对颚板作用力垂直于 AB 方向的分力 P=1kN，AH=40cm，BC=CD=60cm，OE=10cm；求图示位置时电机对杆 OE 作用的转矩 M。解：(1)研究 AB 杆，受力分析（注意 BC 是二力杆），画受力图：列平衡方程：(2)研究铰 C，受力分析（注意 BC、CD、CE 均是二力杆），画受力图：由力三角形：其中：(3)研究 OE，受力分析，画受力图：列平衡方程：习题 310图示液压升降装置，由平台和两个联动机构所组成，联动机构上的液压缸承受相等
13、的力（图中只画了一副联动机构和一个液压缸）。连杆 EDB 和 CG 长均为 2a，杆端装有滚轮 B 和 C，杆 AD 铰结于 EDB的中点。举起重量 W 的一半由图示机构承受。设 W=9800N，a=，l=，求当=60o时保持平衡所需的液压缸的推力，并说明所得的结果与距离 d 无关。解：(1)研究 ABC 部分，受力分析（注意 AC 是二力杆），画受力图：列平衡方程：解方程组：(2)研究滚轮 C，受力分析（注意 BC、CG 是二力杆），画受力图：由力三角形得：(3)研究平台和联动机构，受力分析（注意 CG、DH 为二力杆），画受力图：列平衡方程：解方程得：可见结果与 d 无关；由几何关系知：第
14、四章 习题 41.用图示三脚架 ABCD 和绞车 E 从矿井中吊起重 30kN 的 30 的重物，ABC 为等边三角形，三脚架的三只脚及绳索 DE 均与水平面成 60o角，不记架重；求当重物被匀速吊起时各叫所受的力。解：铰链 D 为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间汇交力系，O 为 D 在水平面上的投影。平衡方程为：习题 42.重物 M 放在光滑的斜面上，用沿斜面的绳 AM 与 BM 拉住。已知物重W=1000N，斜面的倾角=60o，绳与铅垂面的夹角分别为=30o和=60o。如物体尺寸忽略不记，求重物对于斜面的压力和两绳的拉力。解：重物 M 为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间汇交
15、力系，平衡方程为：习题43.起重机装在三轮小车 ABC上，机身重G=100kN，重力作用线在平面 LMNF之内，至机身轴线 MN 的距离为；已知 AD=DB=1m，CD=，CM=1m；求当载重 P=30kN，起重机的平面 LMN 平行于 AB 时，车轮对轨迹的压力。解：起重机为研究对象，坐标系如图示，受力为一空间平行力系，平衡方程为：习题 44.水平轴上装有两个凸轮，凸轮上分别作用已知 P 力=800N 和未知力 F；如轴平衡，求力 F 和轴承反力。解：取凸轮与轴为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间任意力系，平衡方程为：习题 45.水平轴上装有两个带轮 C 和 D，轮的半径 r1=20c
16、m，r2=25cm，轮 C 的胶带是水平的，共拉力 T1=2t1=5000N，轮 D 的胶带与铅垂线成角=30o，其拉力 T2=2t2；不计轮、轴的重量，求在平衡情况下拉力 T2和 t2的大小及轴承反力。解：取带轮与轴为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间任意力系，平衡方程为：习题 46.手摇钻由支点 B、钻头 A 和一个弯曲手柄组成，当在 B 处施力 P 并在手柄上加力 F 后，即可带动钻头绕轴转动而切削（支点 B 不动）。已知力 P 的垂直分量 Pn=50N,F=150N，求材料对钻头的阻抗作用力及力 P 在轴 x 和 y 方向的分量 Px、Py 之值。解：取手摇钻为研究对象，坐标系如
17、图示，受力分析为一空间任意力系，平衡方程为：习题 47.匀质长方形板 ABCD 重 G=200N，用球铰链 A 和蝶形铰链 B 固定在墙上，并用绳 EC 维持在水平位置；求绳的拉力和支座的反力。解：取 ABCD 为研究对象，坐标系如图示，受力分析为一空间任意力系，平衡方程为：第五章 习题 5-1.重为 G 的物体放在倾角为 的斜面上，摩擦系数为 f；问要拉动物体所需拉力 T 的最小值是多少，这时的角 多大 解：(1)研究重物，受力分析（支承面约束用全反力R表示），画受力图：(2)由力三角形得 (3)当 T 与 R 垂直时，T 取得最小值，此时有：习题 5-2.欲转动一放在 V 形槽中的钢棒料，
18、需作用一矩 M=的力偶，已知棒料重400N，直径为 25cm；求棒料与槽间的摩擦系数 f。解：(1)研究钢棒料，受力分析（支承面约束用全反力R表示），画受力图：(2)由力三角形得：(3)列平衡方程：由(2)、(3)得：(4)求摩擦系数：习题 5-3.尖劈顶重装置如图所示，尖劈 A 的顶角为，在 B 块上受重物 Q 的作用，A、B 块间的摩擦系数为 f（其他有滚珠处表示光滑）；求：（1）顶起重物所需力 P 之值；（2）取支力 P 后能保证自锁的顶角 之值。解：(1)研究整体，受力分析，画受力图：列平衡方程 (2)研究尖劈 A，受力分析，画受力图 由力三角形得 (3)撤去 P 力后要保持自锁，则全
19、反力与 NA成一对平衡力 由图知 习题 5-4.图示为轧机的两个轧辊，其直径为 d=500mm，辊面间开度为 a=5mm，两轧辊的转向相反，已知烧红的钢板与轧辊间的摩擦系数为 f=；试问能轧制的钢板厚度 b 是多少 解：(1)研究钢块，处于临界平衡时，画受力图：(2)由图示几何关系：习题 5-5.攀登电线杆用的脚套钩如图所示，设电线杆的直径 d=30cm，A、B 间的垂直距离 b=10cm，若套钩与电线杆间的摩擦系数 f=；试问踏脚处至电线杆间的距离l为多少才能保证安全操作 解：(1)研究脚套钩，受力分析（A、B 处用全反力表示），画受力图：(2)由图示几何关系：习题 5-6.梯子重 G、长为
20、 l，上端靠在光滑的墙上，底端与水平面间的摩擦系数为 f；求：（1）已知梯子倾角，为使梯子保持静止，问重为 P的人的活动范围多大（2）倾角 多大时，不论人在什么位置梯子都保持静止。解：(1)研究 AB 杆，受力分析（A 处约束用全反力表示），画受力图：(2)由力三角形得：(3)列平衡方程：由(2)、(3)得：(4)取 AD=l，表示无论人在何处，都能保持平衡；则得：习题 5-7.圆柱滚子重 3kN，半径为 30cm，放在水平面上；或滚动摩擦系数=，求=0 及=30o两种情况下，拉动滚子所需的力 P 之值。解：(1)研究滚子，受力分析，画受力图：(2)列平衡方程：(3)滚动摩擦关系是：由(2)、(3)得：(4)取=0 得：所以拉动滚子至少需 50N 力；(5)取=30o得：所以拉动滚子至少需力；