2022年工程力学试卷及答案详解. .pdf
优秀学习资料欢迎下载工程力学（一）试卷及答案详解第一部分选择题一、单项选择题（本大题共10 小题，每小题2 分，共 20 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1已知为作用于刚体上的平面汇交力系，其力系关系如图所示，由此可知2一平面任意力系向O点简化后，得到如图所示的一个力一个矩为MO的力偶，则该力系的最后合成结果是A一个合力偶 B作用在O点的一个合力C作用在O点右边某点的一个合力 D作用在O点左边某点的一个合力题 2 图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载题 3 图3小物块重P=lOkN，用 F=40kN 的力把物块压在铅垂墙面上，如图所示，力与水平线成300 夹角，物块与墙面之间的静摩擦因数则作用在物块上的摩擦力大小等于A. lOkN B. 15kN C. 20kN D. 20 kN 4动点 A作曲线运动，某瞬时A点所在处的曲率半径为 ，速度大小为，则此时 A点加速度的大小为5工程上区分塑性材料和脆性材料的标准是看其延伸率 大于等于还是小于A1% B 3% C5% D 10% 6直径和长度相同而材料不同的圆轴，在相同扭矩作用下，它们的A最大切应力相同，而扭转角不同 B最大切应力相同，扭转角也相同C最大切应力不同，而扭转角相同 D最大切应力不同，扭转角也不同7梁在弯曲变形时，其中性层的曲率A与弯矩成反比，与抗弯刚度成正比B与弯矩成正比，与抗弯刚度成反比C与弯矩及抗弯刚度均成正比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载D与弯矩及抗弯刚度均成反比8图示矩形截面对x、y，两形心轴的惯性矩分别为A. IZ=(1/12)bh2, Iy=(1/12) hb2B. IZ=(1/12) hb2, Iy=(1/12)bh2C. IZ=(1/12) hb3, Iy=(1/12)bh3D. IZ=(1/12)bh3, Iy=(1/12) hb3题 8 图9用积分法求一悬臂梁受力后的变形时，边界条件为：在梁的固定端处A挠度为零，转角也为零 B挠度为零，转角不为零C挠度不为零，转角为零 D挠度不为零，转角也不为零10. 影响构件疲劳强度的三个主要因素是：构件的A外形、尺寸大小、残余应力B残余应力、尺寸大小、表面加工质量C外形、残余应力、表面加工质量D外形、尺寸大小、表面加工质量第二部分非选择题二、填空题本大题共15 小题，每小题2 分，共 30 分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11. 已知力的大小 F= 10kN，如果将该力沿图示斜坐标系的x、y 轴分解，则在y 方向上分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载力的大小为 _。题 11 图12. 同一平面内二力偶等效的条件是它们的_相等。13. 空间平行力系的独立平衡方程个数是_。14. 如图所示作定轴转动的刚体上某点A的速度、加速度均不等于零，则该刚体角速度大小增大时， 角的取值范围为_。题 14 图15. 在图示摆式运输机构中，摆杆 O1A=O2B=10cm ，O1O2=AB ，已知当 O1A与 O1O2成 =60角时，铰接在摆杆上的平板CD的端点 D的加速度大小aD=lOcm/s2，方向平行于AB向左，则该瞬时杆 O1A的角加速度大小为=_。题 15 图16. 均质细长直杆AB的质量为m ，长度为l，可在铅垂面内绕水平固定轴A转动，杆在图示位置时，其角速度为，则该瞬时杆AB的动能 T= _ 。题 16 图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载题， l7 图17. 图示处于铅垂平面内的单摆，摆绳的长度为Z，且不可伸长，质量不计；小球A 的质量为 m ，则关于摆角p的运动微分方程为_。18. 杆件基本的变形有拉伸与压缩、_ 、扭转、弯曲。19. 求解超静定问题，除静力平衡方程外，还须建立与超静定次数相同数目的补充方程，这些补充方程可根据杆件变形之间的_以及物理关系得到。20. 已知连接件剪力Fs 和剪切面面积A，则该连接件的剪切强度条件_ 。21. 实验表明，在小变形条件下，圆轴扭转时各横截面的形状、大小及间距不变，半径保持为_。22. 单元体在纯剪切受力状态下，各侧面上只有_而无正应力。23. 梁纯弯曲时，横截面上最大正应力发生在距离_最远的各点处。24. 度量梁弯曲变形的两个基本量是挠度和_。25. 工程上常采用增大构件_的方法来减少冲击载荷，提高构件抗冲击能力。三、计算题（本大题共5 小题，每小题6 分，共 30 分）26. 如图所示直角刚杆ABCD上的集中力，均布载荷集度q=2kN/m，力偶矩M=4kN m CD =3m 。不计刚杆的莺量和各处摩擦试求A、B处的约束反力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载17. 图示处于铅垂平面内的单摆，摆绳的长度为Z，且不可伸长，质量不计；小球A 的质量为 m ，则关于摆角 的运动微分方程为_。18. 杆件基本的变形有拉伸与压缩、_ 、扭转、弯曲。19. 求解超静定问题，除静力平衡方程外，还须建立与超静定次数相同数目的补充方程，这些补充方程可根据杆件变形之间的_以及物理关系得到。20. 已知连接件剪力Fs 和剪切面面积A，则该连接件的剪切强度条件_ 。21. 实验表明，在小变形条件下，圆轴扭转时各横截面的形状、大小及间距不变，半径保持为_。22. 单元体在纯剪切受力状态下，各侧面上只有_而无正应力。23. 梁纯弯曲时，横截面上最大正应力发生在距离_最远的各点处。24. 度量梁弯曲变形的两个基本量是挠度和_。25. 工程上常采用增大构件_的方法来减少冲击载荷，提高构件抗冲击能力。三、计算题（本大题共5 小题，每小题6 分，共 30 分）26. 如图所示直角刚杆ABCD上的集中力，均布载荷集度q=2kN/m，力偶矩M=4kN m CD=3m 。不计刚杆的莺量和各处摩擦试求A、B处的约束反力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载27. 如图所示， 均质圆盘的质量为m ，半径为 r ，可绕通过边缘O点且垂直于盘面的水平轴转动，已知当圆盘中心C与轴 O的连线经过水平位置的瞬时，圆盘的转动角速度，若不计轴承O处摩擦，试求该瞬时圆盘的角加速度，以及轴承O处的约束反力。28. 变截面直杆如图所示，Fl=12kN，F2= 60kN；横截面面积Al=400mm2，A2= 250mm2；长度l1=2m ，l2=lm；材料的弹性模量E=200GPa.试求杆 AB和 BC段的轴力及杆的总伸长。29. 试画出图示外伸梁的剪力图和弯矩图，并写出|Fs|max和|M|max。30. 图示钢质圆截面细长压杆，直径d=25mm ，材料的弹性模量E=200Gpa ，试求杆的临界压力。四、综合题（本大题共2 小题，每小题10 分，共 20 分）31. 如图所示的两根水平梁AB和 BC由铰链 B连接， A为固定端约束， D为滚动支座。 已知作精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载用在梁上的载荷F=lOkN，q=2kN/m，M=4kN m ，不计梁重和各处摩擦，试求A和 D处的约束反力。32. 图示传动轴AB ，已知电动机通过联轴器作用在A 截面上的力偶矩M1=lkNm 。皮带轮直径 D =400mm ，自重不计，紧边与松边的拉力分别为F1=7. 5kN ，F2=12. 5kN 。轴用钢制成，许用应力 =160MPa，l=200mm ， Wz= 9000mm3，试按第三强度理论校核轴的强度。20XX年（下）工程力学（一）试卷答案详解一、 1C 解析 利用平面汇交力系几何法求合力求得。2D 解析 利用平面任意力系简化结果分析求解。3A 解析 利用滑动摩擦时的平衡问题求解。4B 解析 利用点作曲线运动时，加速度公式求解。5C 解析】利用工程上区分塑性材料和脆性材料的标准求得。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载6A 解析】利用圆轴扭转时最大切应力公式和扭转角公式求得。7B 解析 l 利用公式矗 =爱求得。8D 解析 利用矩形截面的惯性矩公式求得。9A 解析】利用积分法求挠度和转角的固定端边界条件求得。10.D 解析 利用影响构件疲劳强度的主要因素求得。二、 11. lOkN 12. 力偶矩13. 3 140 90.1516. (1/6)ml221718. 剪切19 几何关系（或协调条件） 20 =Fs/A 21 直线 22. 切应力23. 中性轴 24. 转角25. 静变形三、 26. 取刚杆为研究对象。受力如图所示（1 分） ，列写平衡方程。Fx=0,FBx+ Fsin45 =0,FBx= 4kN(I 分) MB=0,M+q2l FA4+Fsin453+Fcos452=0,FA=7kN(2 分) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载Fy=0， FA+Fcos45 FByq 2 =0,.FBy=7kN(2 分) 27取圆盘为研究对象。受力与运动分析如图所示。（1 分）动力学方程MaCn= mrw2= FOx（1 分）maC= mr = mgFOy（ 1 分）JO=(1/2)mr2+mr2 =mgr（1 分）解得：角加速度 =2g/3r （1 分）FOx=(4/3)mg, FOy =(1/3)mg(1分) 28 (1) 轴力 FNAB =48kN,FNBC =60kN(1 分) (2)AB 段伸长lAB=FNABl1/EA1（1 分）=(48 1032)/(200 10940010-6)m=1.2 10-3m (1 分) BC段伸长lBC=FNBCl1/EA2（1 分）=(60 1031)/(200 10925010-6)m=1.2 10-3m (1 分) (3) 总伸长lAC=lAB+lBC=(1.2 10-3+1.210-3)m=2.410-3（1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载答 28 图29 (1) 作剪力图（ 2 分）|F|max=M0/l（ 1 分）(2) 作弯矩图（ 2 分）|M|max=M0（1 分）答 29 图30. 临界压力四、 31(1) 先取 BC梁为研究对象。受力如图所示。（1 分）答 31(a) 图(2) 再取整体为研究对象。受力如图所示。（2 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载答 31(b) 图Fx=0,FAxFcos60=0,FAx=5kN(l 分) 32 (1) 外力分析F=F1+F2=(7.5+12.5)kN=20kN(l分) (2) 内力分析精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 12 页
