《《理論力學》課后習題解答赫桐生,高教版.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《理論力學》課后習題解答赫桐生,高教版.doc（53頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、.第一章習題1-1畫出下列指定物體的受力圖。 解：習題1-2畫出下列各物系中指定物體的受力圖。解：習題1-3畫出下列各物系中指定物體的受力圖。解：第二章習題2-1鉚接薄鋼板在孔心A、B和C處受三力作用如圖，已知P1=100N沿鉛垂方向，P2=50N沿AB方向，P3=50N沿水平方向；求該力系的合成結(jié)果。解：屬平面匯交力系；合力大小和方向： 習題2-2圖示簡支梁受集中荷載P=20kN，求圖示兩種情況下支座A、B的約束反力。解：(1) 研究AB，受力分析： 畫力三角形：相似關(guān)系： 幾何關(guān)系： 約束反力： (2) 研究AB，受力分析：畫力三角形： 相似關(guān)系： 幾何關(guān)系： 約束反力： 習題2-3電機重

2、P=5kN放在水平梁AB的中央，梁的A端以鉸鏈固定，B端以撐桿BC支持。求撐桿BC所受的力。解：(1)研究整體，受力分析：(2) 畫力三角形： (3) 求BC受力 習題2-4簡易起重機用鋼絲繩吊起重量G=2kN的重物，不計桿件自重、磨擦及滑輪大小，A、B、C三處簡化為鉸鏈連接；求桿AB和AC所受的力。解：(1) 研究鉸A，受力分析（AC、AB是二力桿，不計滑輪大小）：建立直角坐標Axy，列平衡方程： 解平衡方程： AB桿受拉，BC桿受壓。 (2) 研究鉸A，受力分析（AC、AB是二力桿，不計滑輪大?。航⒅苯亲鴺薃xy，列平衡方程： 解平衡方程： AB桿實際受力方向與假設相反，為受壓；BC桿

3、受壓。 習題2-5三鉸門式剛架受集中荷載P作用，不計架重；求圖示兩種情況下支座A、B的約束反力。解：(1) 研究整體，受力分析（AC是二力桿）；畫力三角形： 求約束反力： (2) 研究整體，受力分析（BC是二力桿）； 畫力三角形： 幾何關(guān)系： 求約束反力： 習題2-6四根繩索AC、CB、CE、ED連接如圖，其中B、D兩端固定在支架上，A端系在重物上，人在E點向下施力P，若P=400N，=4o，求所能吊起的重量G。解：(1) 研究鉸E，受力分析，畫力三角形：由圖知： (2) 研究鉸C，受力分析，畫力三角形： 由圖知： 習題2-7夾具中所用的兩種連桿增力機構(gòu)如圖所示，書籍推力P作用于A點，夾緊平衡

4、時桿AB與水平線的夾角為；求對于工件的夾緊力Q和當=10o時的增力倍數(shù)Q/P。解：(1) 研究滑塊A，受力分析，畫力三角形：由圖知： 研究AB桿（二力桿）和滑塊B，受力分析，畫力三角形： 由圖知： (2) 研究鉸A，受力分析，畫力三角形：由圖知： 研究AB桿（二力桿）和滑塊B，受力分析，畫力三角形： 由圖知： 習題2-8圖示F1=F1=150N，F(xiàn)2=F2=200N，F(xiàn)3=F3=250N。求合力偶。解：(1) 求各個力偶的力偶矩：(2) 求合力偶矩： 合力偶轉(zhuǎn)向是逆時針。 習題2-9構(gòu)件的支承及荷載情況如圖，求支座A、B的約束反力。解：(1) 研究AB，受力分析，畫受力圖：列平衡方程： 解方程

5、 (2) 研究AB，受力分析，畫受力圖： 列平衡方程： 解方程 習題2-10鍛錘工作時，若鍛件給它的反作用力有偏心，就會使錘頭發(fā)生偏斜，在導軌上產(chǎn)生很大的壓力，從而加速導軌的磨損，影響鍛件的精度。已知打擊力P=1000kN，偏心矩e=20mm，錘頭高度h=200mm；求錘頭給兩側(cè)導軌的壓力。解：(1) 研究錘頭，受力分析，畫受力圖：(2) 列平衡方程： 解方程： 習題2-11圖示軋鋼機工作機構(gòu)，機架和軋輥共重G=650kN，為了軋制鋼板，在軋輥上各作用一力偶，力偶矩大小為m1=m2=828kN，機架的支點距離l=1380mm；當發(fā)生事故時，m1=0，m2=1656kN.m；求在正常工作與發(fā)生事

6、故兩種情形下支點A、B的反力。解：(1) 正常工作時，m1和m2的合力偶為零。整體受力分析：由對稱性可知： (2) 非正常工作時，分別討論m2和G作用的情況： G單獨作用時，情況同(1)： m2單獨作用時，列平衡方程： 共同作用情況時： NA的實際方向向下，NB的實際方向向上。 習題2-12四連桿機構(gòu)OABO1在圖示位置平衡，已知OA=40cm，O1B=60cm，作用在曲柄OA上的力偶矩大小為m1=1N.m，不計桿重；求力偶矩m2的大小及連桿AB所受的力。 解：(1) 研究OA桿，受力分析，畫受力圖：列平衡方程： (2) 研究AB（二力桿），受力如圖： 可知： (3) 研究O1B桿，受力分析，

7、畫受力圖： 列平衡方程： 第三章習題3-1求圖示平面力系的合成結(jié)果，長度單位為m。解：(1) 取O點為簡化中心，求平面力系的主矢：求平面力系對O點的主矩： (2) 合成結(jié)果：平面力系的主矢為零，主矩不為零，力系的合成結(jié)果是一個合力偶，大小是260Nm，轉(zhuǎn)向是逆時針。 習題32求下列各圖中平行分布力的合力和對于A點之矩。解：(1) 平行力系對A點的矩是：取B點為簡化中心，平行力系的主矢是： 平行力系對B點的主矩是： 向B點簡化的結(jié)果是一個力RB和一個力偶MB，且： 如圖所示； 將RB向下平移一段距離d，使?jié)M足： 最后簡化為一個力R，大小等于RB。 其幾何意義是：R的大小等于載荷分布的矩形面積，作

8、用點通過矩形的形心。 (2) 取A點為簡化中心，平行力系的主矢是： 平行力系對A點的主矩是： 向A點簡化的結(jié)果是一個力RA和一個力偶MA，且： 如圖所示； 將RA向右平移一段距離d，使?jié)M足： 最后簡化為一個力R，大小等于RA。其幾何意義是：R的大小等于載荷分布的三角形面積，作用點通過三角形的形心。 習題33求下列各梁和剛架的支座反力，長度單位為m。解：(1) 研究AB桿，受力分析，畫受力圖：列平衡方程： 解方程組： 反力的實際方向如圖示。 校核： 結(jié)果正確。 (2) 研究AB桿，受力分析，將線性分布的載荷簡化成一個集中力，畫受力圖： 列平衡方程： 解方程組： 反力的實際方向如圖示。 校核： 結(jié)

9、果正確。 (3) 研究ABC，受力分析，將均布的載荷簡化成一個集中力，畫受力圖： 列平衡方程： 解方程組： 反力的實際方向如圖示。 校核： 結(jié)果正確。 習題34重物懸掛如圖，已知G=1.8kN，其他重量不計；求鉸鏈A的約束反力和桿BC所受的力。 解：(1) 研究整體，受力分析（BC是二力桿），畫受力圖：列平衡方程： 解方程組： 反力的實際方向如圖示。 習題35圖示鉆井架，G=177kN，鉛垂荷載P=1350kN，風荷載q=1.5kN/m，水平力F=50kN；求支座A的約束反力和撐桿CD所受的力。 解：(1) 研究整體，受力分析（CD是二力桿），畫受力圖： 列平衡方程： 解方程組： 反力的實際方

10、向如圖示。 習題36圓柱O重G=1000N放在斜面上用撐架支承如圖；不計架重，求鉸鏈A、B、C處反力。 解：(1) 研究圓柱，受力分析，畫受力圖： 由力三角形得： (2) 研究AB桿，受力分析（注意BC為二力桿），畫受力圖： 圖中的幾何關(guān)系是： (3) 列平衡方程 (4) 解方程組： 反力實際方向如圖示；(5) 研究BC桿，是二力桿，畫受力圖：由圖知： 習題37靜定多跨梁的荷載及尺寸如圖所示，長度單位為m；求支座反力和中間鉸處壓力。 解：(1) 研究BC桿，受力分析，畫受力圖： 列平衡方程： 解方程組：研究BC桿，受力分析，畫受力圖：列平衡方程： 解方程組： (2) 研究CD桿，受力分析，畫受

11、力圖： 列平衡方程： 解方程組： 研究AC桿，受力分析，畫受力圖： 列平衡方程： 解方程組： (3) 研究BC桿，受力分析，畫受力圖： 列平衡方程： 解方程組： 研究鉸B，受力分析，畫受力圖：列平衡方程： 解方程： 研究AB桿，受力分析，畫受力圖： 列平衡方程： 解方程組： 習題38組合結(jié)構(gòu)的荷載及尺寸如圖所示，長度單位為m；求支座反力和各鏈桿的力。 解：(1) 研究整體，受力分析（注意1桿是二力桿），畫受力圖：列平衡方程： 解方程組： (2) 研究1桿（二力桿），受力分析，畫受力圖： 由圖得： (3) 研究鉸C，受力分析，畫受力圖： 由力三角形得： 桿1和桿3受壓，桿2受拉。 習題39圖示破

12、碎機傳動機構(gòu)，活動顎板AB=60cm，設破碎時對顎板作用力垂直于AB方向的分力P=1kN，AH=40cm，BC=CD=60cm，OE=10cm；求圖示位置時電機對桿OE作用的轉(zhuǎn)矩M。 解：(1) 研究AB桿，受力分析（注意BC是二力桿），畫受力圖： 列平衡方程： (2) 研究鉸C，受力分析（注意BC、CD、CE均是二力桿），畫受力圖： 由力三角形： 其中： (3) 研究OE，受力分析，畫受力圖： 列平衡方程： 習題310圖示液壓升降裝置，由平臺和兩個聯(lián)動機構(gòu)所組成，聯(lián)動機構(gòu)上的液壓缸承受相等的力（圖中只畫了一副聯(lián)動機構(gòu)和一個液壓缸）。連桿EDB和CG長均為2a，桿端裝有滾輪B和C，桿AD鉸結(jié)于

13、EDB的中點。舉起重量W的一半由圖示機構(gòu)承受。設W=9800N，a=0.7m，l=3.2m，求當=60o時保持平衡所需的液壓缸的推力，并說明所得的結(jié)果與距離d無關(guān)。 解：(1) 研究ABC部分，受力分析（注意AC是二力桿），畫受力圖：列平衡方程： 解方程組： (2) 研究滾輪C，受力分析（注意BC、CG是二力桿），畫受力圖： 由力三角形得： (3) 研究平臺和聯(lián)動機構(gòu)，受力分析（注意CG、DH為二力桿），畫受力圖： 列平衡方程： 解方程得： 可見結(jié)果與d無關(guān)； 由幾何關(guān)系知： 第四章習題41.用圖示三腳架ABCD和絞車E從礦井中吊起重30kN的30的重物，ABC為等邊三角形，三腳架的三只腳及繩

14、索DE均與水平面成60o角，不記架重；求當重物被勻速吊起時各叫所受的力。解：鉸鏈D為研究對象，坐標系如圖示，受力分析為一空間匯交力系，O為D在水平面上的投影。 平衡方程為：習題42.重物M放在光滑的斜面上，用沿斜面的繩AM與BM拉住。已知物重W=1000N，斜面的傾角=60o，繩與鉛垂面的夾角分別為=30o和=60o。如物體尺寸忽略不記，求重物對于斜面的壓力和兩繩的拉力。解：重物M為研究對象，坐標系如圖示，受力分析為一空間匯交力系，平衡方程為：習題43.起重機裝在三輪小車ABC上，機身重G=100kN，重力作用線在平面LMNF之，至機身軸線MN的距離為0.5m；已知AD=DB=1m，CD=1.

15、5m，CM=1m；求當載重P=30kN，起重機的平面LMN平行于AB時，車輪對軌跡的壓力。解：起重機為研究對象，坐標系如圖示，受力為一空間平行力系，平衡方程為：習題44.水平軸上裝有兩個凸輪，凸輪上分別作用已知P力=800N和未知力F；如軸平衡，求力F和軸承反力。 解：取凸輪與軸為研究對象，坐標系如圖示，受力分析為一空間任意力系，平衡方程為：習題45.水平軸上裝有兩個帶輪C和D，輪的半徑r1=20cm，r2=25cm，輪C的膠帶是水平的，共拉力T1=2t1=5000N，輪D的膠帶與鉛垂線成角=30o，其拉力T2=2t2；不計輪、軸的重量，求在平衡情況下拉力T2和t2的大小及軸承反力。 解：取帶

16、輪與軸為研究對象，坐標系如圖示，受力分析為一空間任意力系，平衡方程為：習題46.手搖鉆由支點B、鉆頭A和一個彎曲手柄組成，當在B處施力P并在手柄上加力F后，即可帶動鉆頭繞軸轉(zhuǎn)動而切削（支點B不動）。已知力P的垂直分量Pn=50N, F =150N，求材料對鉆頭的阻抗作用力及力P在軸x和y方向的分量Px、Py之值。解：取手搖鉆為研究對象，坐標系如圖示，受力分析為一空間任意力系，平衡方程為：習題47.勻質(zhì)長方形板ABCD重G=200N，用球鉸鏈A和蝶形鉸鏈B固定在墻上，并用繩EC維持在水平位置；求繩的拉力和支座的反力。解：取ABCD為研究對象，坐標系如圖示，受力分析為一空間任意力系，平衡方程為：第

17、五章習題5-1.重為G的物體放在傾角為的斜面上，摩擦系數(shù)為f；問要拉動物體所需拉力T的最小值是多少，這時的角多大？ 解：(1) 研究重物，受力分析（支承面約束用全反力R表示），畫受力圖：(2) 由力三角形得 (3) 當T與R垂直時，T取得最小值，此時有： 習題5-2.欲轉(zhuǎn)動一放在V形槽中的鋼棒料，需作用一矩M=15N.m的力偶，已知棒料重400N，直徑為25cm；求棒料與槽間的摩擦系數(shù)f。 解：(1) 研究鋼棒料，受力分析（支承面約束用全反力R表示），畫受力圖： (2) 由力三角形得： (3) 列平衡方程： 由(2)、(3)得： (4) 求摩擦系數(shù)： 習題5-3.尖劈頂重裝置如圖所示，尖劈A的

18、頂角為，在B塊上受重物Q的作用，A、B塊間的摩擦系數(shù)為f（其他有滾珠處表示光滑）；求：（1）頂起重物所需力P之值；（2）取支力P后能保證自鎖的頂角之值。 解：(1) 研究整體，受力分析，畫受力圖： 列平衡方程 (2) 研究尖劈A，受力分析，畫受力圖 由力三角形得 (3) 撤去P力后要保持自鎖，則全反力與NA成一對平衡力 由圖知 習題5-4.圖示為軋機的兩個軋輥，其直徑為d=500mm，輥面間開度為a=5mm，兩軋輥的轉(zhuǎn)向相反，已知燒紅的鋼板與軋輥間的摩擦系數(shù)為f=0.1；試問能軋制的鋼板厚度b是多少？ 解：(1) 研究鋼塊，處于臨界平衡時，畫受力圖： (2) 由圖示幾何關(guān)系： 習題5-5.攀登

19、電線桿用的腳套鉤如圖所示，設電線桿的直徑d=30cm，A、B間的垂直距離b=10cm，若套鉤與電線桿間的摩擦系數(shù)f=0.5；試問踏腳處至電線桿間的距離l為多少才能保證安全操作？ 解：(1) 研究腳套鉤，受力分析（A、B處用全反力表示），畫受力圖： (2) 由圖示幾何關(guān)系： 習題5-6.梯子重G、長為l，上端靠在光滑的墻上，底端與水平面間的摩擦系數(shù)為f；求：（1）已知梯子傾角，為使梯子保持靜止，問重為P的人的活動圍多大？（2）傾角多大時，不論人在什么位置梯子都保持靜止。 解：(1) 研究AB桿，受力分析（A處約束用全反力表示），畫受力圖： (2) 由力三角形得： (3) 列平衡方程： 由(2)、(3)得： (4) 取AD=l，表示無論人在何處，都能保持平衡；則得： 習題5-7.圓柱滾子重3kN，半徑為30cm，放在水平面上；或滾動摩擦系數(shù)=0.5cm，求=0及=30o兩種情況下，拉動滾子所需的力P之值。 解：(1) 研究滾子，受力分析，畫受力圖： (2) 列平衡方程： (3) 滾動摩擦關(guān)系是： 由(2)、(3)得： (4) 取=0得： 所以拉動滾子至少需50N力； (5) 取=30o得： 所以拉動滾子至少需57.2N力； .