工程力學(xué)試題及答案語文姓名：____________________

一、選擇題（每題[3]分，共[30]分）

1.下列關(guān)于力的定義，正確的是：

A.力是物體之間的相互作用

B.力是物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因

C.力是物體變形的原因

D.以上都是

2.在力的合成中，下列說法正確的是：

A.兩個(gè)共點(diǎn)力的合力與這兩個(gè)力的大小和方向有關(guān)

B.兩個(gè)共點(diǎn)力的合力與這兩個(gè)力的大小和夾角有關(guān)

C.兩個(gè)共點(diǎn)力的合力與這兩個(gè)力的大小和作用點(diǎn)有關(guān)

D.以上都是

3.下列關(guān)于牛頓第三定律的說法，錯(cuò)誤的是：

A.作用力和反作用力大小相等

B.作用力和反作用力方向相反

C.作用力和反作用力在同一直線上

D.作用力和反作用力在同一個(gè)物體上

4.在下列選項(xiàng)中，屬于簡單結(jié)構(gòu)的是：

A.桁架結(jié)構(gòu)

B.橋梁結(jié)構(gòu)

C.桁架和橋梁的組合結(jié)構(gòu)

D.以上都不是

5.在下列選項(xiàng)中，屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的是：

A.桁架結(jié)構(gòu)

B.橋梁結(jié)構(gòu)

C.桁架和橋梁的組合結(jié)構(gòu)

D.以上都是

6.在下列選項(xiàng)中，下列哪個(gè)是結(jié)構(gòu)工程中的主要材料？

A.鋼筋

B.混凝土

C.砌體

D.以上都是

7.下列關(guān)于材料強(qiáng)度說法正確的是：

A.材料的抗拉強(qiáng)度是指材料抵抗拉伸變形的能力

B.材料的抗壓強(qiáng)度是指材料抵抗壓縮變形的能力

C.材料的抗剪強(qiáng)度是指材料抵抗剪切變形的能力

D.以上都是

8.下列關(guān)于應(yīng)力狀態(tài)的說法，錯(cuò)誤的是：

A.正應(yīng)力是指垂直于受力面方向的應(yīng)力

B.切應(yīng)力是指平行于受力面方向的應(yīng)力

C.拉應(yīng)力是指物體受拉時(shí)的應(yīng)力

D.壓應(yīng)力是指物體受壓時(shí)的應(yīng)力

9.在下列選項(xiàng)中，屬于彈性變形的是：

A.拉伸變形

B.壓縮變形

C.剪切變形

D.以上都是

10.下列關(guān)于材料彈性模量的說法，正確的是：

A.彈性模量越大，材料的剛度越小

B.彈性模量越大，材料的剛度越大

C.彈性模量越小，材料的剛度越小

D.彈性模量越小，材料的剛度越大

二、填空題（每題[2]分，共[20]分）

1.力的單位是_______。

2.下列哪個(gè)是力的三要素？_______、_______、_______。

3.牛頓第一定律又稱為_______定律。

4.下列哪個(gè)是力的合成法則？_______法則。

5.在力的分解中，若一個(gè)力可以分解為兩個(gè)大小分別為F1和F2的力，則F1和F2的夾角應(yīng)滿足_______。

6.下列哪個(gè)是結(jié)構(gòu)工程中的主要材料？_______。

7.在下列選項(xiàng)中，下列哪個(gè)是結(jié)構(gòu)工程中的主要材料？_______。

8.材料的抗拉強(qiáng)度是指材料抵抗_______的能力。

9.材料的抗壓強(qiáng)度是指材料抵抗_______的能力。

10.材料的抗剪強(qiáng)度是指材料抵抗_______的能力。

三、計(jì)算題（每題[10]分，共[30]分）

1.已知一物體的質(zhì)量為10kg，受到兩個(gè)共點(diǎn)力的作用，其中一個(gè)力的大小為20N，方向與水平方向成30°角，另一個(gè)力的大小為30N，方向與水平方向成45°角。求這兩個(gè)力的合力的大小和方向。

2.一根直徑為20mm，長度為2000mm的鋼桿，受到100N的拉力作用。若鋼桿的彈性模量為200GPa，求鋼桿的伸長量。

3.一根長度為2000mm，直徑為30mm的鋼柱，受到100kN的壓力作用。若鋼柱的彈性模量為200GPa，求鋼柱的壓縮變形量。

四、判斷題（每題[2]分，共[20]分）

1.在靜力學(xué)中，物體的平衡條件是指物體所受合力為零，且所受合力矩為零。（）

2.當(dāng)兩個(gè)力的合力為零時(shí)，這兩個(gè)力稱為平衡力。（）

3.力的平行四邊形法則適用于任何兩個(gè)力的合成。（）

4.任何兩個(gè)大小相等、方向相反的力，其合力為零。（）

5.材料的彈性模量越大，其剛度越小。（）

6.材料的屈服強(qiáng)度是指材料開始塑性變形時(shí)的應(yīng)力值。（）

7.在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量選擇抗壓強(qiáng)度高的材料。（）

8.材料的剪切強(qiáng)度是指材料抵抗剪切變形的能力。（）

9.在彈性變形范圍內(nèi)，材料的應(yīng)力與應(yīng)變成正比。（）

10.在實(shí)際工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。（）

五、簡答題（每題[5]分，共[25]分）

1.簡述力的合成法則。

2.簡述牛頓第三定律。

3.簡述材料的彈性模量和強(qiáng)度之間的關(guān)系。

4.簡述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如何保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5.簡述工程力學(xué)在工程中的應(yīng)用。

六、論述題（每題[10]分，共[20]分）

1.論述力的平行四邊形法則在工程力學(xué)中的應(yīng)用。

2.論述材料強(qiáng)度在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性。

試卷答案如下：

一、選擇題答案及解析思路：

1.D（力的定義涉及物體之間的相互作用、運(yùn)動狀態(tài)改變的原因以及物體變形的原因）

2.B（力的合成與夾角有關(guān)，因?yàn)楹狭Φ拇笮『头较蛉Q于兩個(gè)力的大小和夾角）

3.D（牛頓第三定律指出作用力和反作用力作用在不同的物體上）

4.A（桁架結(jié)構(gòu)是簡單結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗啥鄠€(gè)桿件組成，桿件之間通過鉸接連接）

5.D（復(fù)雜結(jié)構(gòu)通常包含多種簡單結(jié)構(gòu)的組合，如桁架和橋梁的組合）

6.D（鋼筋、混凝土和砌體都是結(jié)構(gòu)工程中的主要材料）

7.D（材料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度都是衡量材料抵抗相應(yīng)變形的能力）

8.D（正應(yīng)力、切應(yīng)力和拉應(yīng)力、壓應(yīng)力都是描述應(yīng)力狀態(tài)的不同方式）

9.D（彈性變形包括拉伸、壓縮和剪切變形）

10.B（彈性模量越大，材料的剛度越大，即材料越不容易變形）

二、填空題答案及解析思路：

1.牛頓

2.大小、方向、作用點(diǎn)

3.慣性

4.平行四邊形

5.0°≤θ≤180°

6.鋼筋、混凝土、砌體

7.鋼筋、混凝土、砌體

8.拉伸變形

9.壓縮變形

10.剪切變形

三、計(jì)算題答案及解析思路：

1.合力大?。篎合=√(F1^2+F2^2+2F1F2cosθ)=√(20^2+30^2+2*20*30*cos(30°))≈40N

合力方向：與F1的夾角θ=arctan(F2/F1)≈36.87°

2.伸長量：ΔL=(F*L)/(A*E)=(100N*2000mm)/(π*(20mm)^2*200GPa)≈0.012mm

3.壓縮變形量：ΔL=(F*L)/(A*E)=(100kN*2000mm)/(π*(30mm)^2*200GPa)≈0.008mm

四、判斷題答案及解析思路：

1.√（物體的平衡條件是指物體所受合力為零，且所受合力矩為零）

2.√（平衡力是指大小相等、方向相反、作用在同一直線上的兩個(gè)力）

3.√（力的平行四邊形法則適用于任何兩個(gè)力的合成）

4.√（兩個(gè)大小相等、方向相反的力，其合力為零）

5.×（材料的彈性模量越大，其剛度越大）

6.√（材料的屈服強(qiáng)度是指材料開始塑性變形時(shí)的應(yīng)力值）

7.×（在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮材料的抗壓、抗拉和抗剪強(qiáng)度）

8.√（材料的剪切強(qiáng)度是指材料抵抗剪切變形的能力）

9.√（在彈性變形范圍內(nèi)，材料的應(yīng)力與應(yīng)變成正比）

10.√（在實(shí)際工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度）

五、簡答題答案及解析思路：

1.力的合成法則是通過構(gòu)造一個(gè)平行四邊形，其中兩個(gè)力作為鄰邊，合力作為對角線，來表示兩個(gè)力的合成。

2.牛頓第三定律指出，對于任何兩個(gè)相互作用的物體，它們之間的作用力和反作用力大小相等、方向相反，作用在同一直線上。

3.材料的彈性模量越大，其剛度越大，即材料越不容易變形。

4.在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要考慮結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料選擇、連