土木工程力學練習答案?一、靜力學基礎

（一）選擇題1.作用在一個剛體上的兩個力F1、F2，滿足F1=-F2的條件，則該二力可能是（）A.作用力和反作用力或一對平衡力B.一對平衡力或一個力偶C.一對平衡力或一個力和一個力偶D.作用力和反作用力或一個力偶

答案：B

解析：作用力與反作用力作用在兩個不同物體上，而題目中說作用在一個剛體上，所以A、D選項錯誤；一個力和一個力偶不能平衡，C選項錯誤；當F1=-F2時，可能是一對平衡力，也可能是一個力偶，B選項正確。

2.平面匯交力系向匯交點以外的一點簡化，其結果可能是（）A.一個力B.一個力和一個力偶C.一個合力偶D.一個力或一個力和一個力偶

答案：D

解析：平面匯交力系向匯交點以外的一點簡化，若主矢不為零，主矩為零，則結果為一個力；若主矢不為零，主矩也不為零，則結果為一個力和一個力偶，D選項正確。

3.平面一般力系向一點簡化的結果是主矢和主矩，主矢的大小和方向與簡化中心的位置（）A.有關B.無關C.主矢大小有關，主矢方向無關D.主矢大小無關，主矢方向有關

答案：B

解析：主矢是力系中各力的矢量和，其大小和方向與簡化中心的位置無關，B選項正確。

4.作用在剛體上的力可以沿其作用線移動到剛體內的任一點，而不改變該力對剛體的作用效應，這一原理稱為（）A.力的可傳性原理B.力的平行四邊形法則C.二力平衡公理D.作用與反作用定律

答案：A

解析：力的可傳性原理就是作用在剛體上的力可以沿其作用線移動到剛體內的任一點，而不改變該力對剛體的作用效應，A選項正確。

（二）填空題1.力的三要素是力的大小、方向和作用點。2.平面匯交力系平衡的幾何條件是力多邊形自行封閉。3.平面力偶系合成的結果是一個合力偶，其力偶矩等于各分力偶矩的代數(shù)和。4.平面一般力系平衡的充分必要條件是主矢和主矩都等于零。

（三）簡答題1.簡述二力平衡公理與作用與反作用定律的區(qū)別。答：二力平衡公理：作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是這兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。這兩個力是作用在同一個剛體上。作用與反作用定律：兩個物體間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，且沿同一條直線，分別作用在這兩個物體上。

區(qū)別在于：二力平衡公理中的兩個力作用在同一剛體上，而作用與反作用定律中的兩個力分別作用在兩個不同的物體上。

2.簡述平面力系簡化的結果有哪幾種情況。答：平面力系簡化的結果有以下幾種情況：（1）主矢為零，主矩也為零，力系平衡。（2）主矢為零，主矩不為零，力系簡化為一個力偶。（3）主矢不為零，主矩為零，力系簡化為一個力。（4）主矢不為零，主矩也不為零，力系簡化為一個力和一個力偶。

二、軸向拉伸與壓縮

（一）選擇題1.軸向拉伸（壓縮）時橫截面上的正應力（）分布。A.均勻B.線性C.假設均勻D.拋物線

答案：A

解析：根據(jù)軸向拉伸（壓縮）的應力計算公式σ=F/A，橫截面上的正應力是均勻分布的，A選項正確。

2.低碳鋼拉伸試驗的應力-應變曲線大致可分為四個階段，其中沒有明顯塑性變形的階段是（）A.彈性階段B.屈服階段C.強化階段D.頸縮階段

答案：A

解析：彈性階段應力與應變成正比，卸載后變形能完全恢復，沒有明顯塑性變形，A選項正確。

3.構件抵抗破壞的能力稱為（）A.強度B.剛度C.穩(wěn)定性D.耐久性

答案：A

解析：強度是指構件抵抗破壞的能力，A選項正確。

4.軸向拉伸（壓縮）桿件的變形與桿件的（）有關。A.外力、截面尺寸和材料性質B.外力、截面尺寸和形狀C.外力、材料性質和形狀D.截面尺寸、形狀和材料性質

答案：A

解析：根據(jù)胡克定律ΔL=FL/EA，軸向拉伸（壓縮）桿件的變形與外力、截面尺寸和材料性質有關，A選項正確。

（二）填空題1.軸向拉伸（壓縮）時橫截面上的內力稱為軸力，軸力的符號規(guī)定為拉為正，壓為負。2.軸向拉伸（壓縮）時的變形計算公式為ΔL=FL/EA，其中E為材料的彈性模量。3.低碳鋼拉伸試驗的四個階段是彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段。4.衡量構件承載能力的三個方面是強度、剛度和穩(wěn)定性。

（三）簡答題1.簡述軸向拉伸（壓縮）桿件橫截面上正應力的計算公式及應用條件。答：軸向拉伸（壓縮）桿件橫截面上正應力的計算公式為σ=F/A。應用條件：（1）桿件必須是等截面直桿。（2）外力必須作用在桿件的軸線上。

2.什么是強度條件？強度條件有哪些應用？答：強度條件是指構件的最大工作應力不超過材料的許用應力，即σmax≤[σ]。強度條件的應用主要有以下三個方面：（1）強度校核：已知構件的尺寸、外力和材料的許用應力，校核構件是否滿足強度要求。（2）設計截面：已知構件的外力和材料的許用應力，根據(jù)強度條件設計構件的截面尺寸。（3）確定許用荷載：已知構件的尺寸和材料的許用應力，根據(jù)強度條件確定構件所能承受的最大荷載。

三、剪切和擠壓

（一）選擇題1.剪切面與外力的關系是（）A.平行B.垂直C.相交成45°D.任意角度

答案：A

解析：剪切面是與外力平行的截面，A選項正確。

2.擠壓面面積的計算方法是（）A.實際擠壓面面積B.名義擠壓面面積C.實際擠壓面面積的一半D.名義擠壓面面積的一半

答案：B

解析：擠壓面面積的計算方法是名義擠壓面面積，即擠壓面在其垂直于擠壓力方向的投影面積，B選項正確。

3.剪切實用計算中，剪切許用應力[τ]與許用拉應力[σ]的關系是（）A.[τ]>[σ]B.[τ]<[σ]C.[τ]=[σ]D.無確定關系

答案：B

解析：一般情況下，材料的剪切許用應力小于許用拉應力，B選項正確。

4.當連接件受力較復雜時，采用（）計算比較合理。A.名義應力B.極限應力C.許用應力D.實際應力

答案：D

解析：當連接件受力較復雜時，采用實際應力計算比較合理，D選項正確。

（二）填空題1.剪切變形的受力特點是構件兩側面受到大小相等、方向相反、作用線相距很近的平行力作用。2.擠壓應力的計算公式為σbs=Fbs/Ab，其中Fbs為擠壓力，Ab為名義擠壓面面積。3.剪切強度條件的表達式為τmax=Fs/A≤[τ]，其中Fs為剪切力，A為剪切面面積。4.連接件的計算包括剪切計算和擠壓計算。

（三）簡答題1.簡述剪切和擠壓的概念及其實用計算方法。答：剪切是指構件兩側面受到大小相等、方向相反、作用線相距很近的平行力作用時，構件的變形。擠壓是指連接件和被連接件的接觸面上相互壓緊的力。剪切實用計算方法：通過剪切強度條件τmax=Fs/A≤[τ]計算，其中Fs為剪切力，A為剪切面面積。擠壓實用計算方法：通過擠壓強度條件σbs=Fbs/Ab≤[σbs]計算，其中Fbs為擠壓力，Ab為名義擠壓面面積。

2.確定剪切面和擠壓面時應注意什么？答：確定剪切面時應注意：剪切面是與外力平行的截面。確定擠壓面時應注意：擠壓面是構件與連接件的實際接觸面在其垂直于擠壓力方向的投影面，對于圓柱面擠壓，擠壓面面積取實際擠壓面在直徑平面上的投影面積，即名義擠壓面面積為直徑與厚度的乘積。

四、扭轉

（一）選擇題1.扭轉時桿件的受力特點是（）A.桿件受到一對大小相等、方向相反的力作用B.桿件受到一對大小相等、方向相反的力偶作用C.桿件受到一對大小不等、方向相反的力偶作用D.桿件受到一對大小不等、方向相同的力偶作用

答案：B

解析：扭轉時桿件的受力特點是桿件受到一對大小相等、方向相反的力偶作用，B選項正確。

2.圓軸扭轉時，橫截面上的切應力分布規(guī)律是（）A.均勻分布B.線性分布C.沿半徑呈線性分布，圓心處為零，圓周處最大D.沿半徑呈非線性分布

答案：C

解析：圓軸扭轉時，橫截面上的切應力沿半徑呈線性分布，圓心處為零，圓周處最大，C選項正確。

3.扭轉角的計算公式為（）A.φ=TL/GIρB.φ=TL/GIpC.φ=TL/GID.φ=TL/Ip

答案：B

解析：扭轉角的計算公式為φ=TL/GIp，其中T為扭矩，L為軸長，G為切變模量，Ip為極慣性矩，B選項正確。

4.對于受扭圓軸，有如下結論，正確的是（）A.最大切應力只出現(xiàn)在橫截面上B.在橫截面上和包含桿件軸線的縱向截面上均無正應力C.圓軸內最大拉應力的值和最大切應力的值相等D.以上均不正確

答案：B

解析：圓軸扭轉時，橫截面上只有切應力，最大切應力出現(xiàn)在圓周處；在包含桿件軸線的縱向截面上無正應力，B選項正確。

（二）填空題1.圓軸扭轉時，扭矩的符號規(guī)定為：右手螺旋法則，拇指指向截面外為正，反之為負。2.圓軸扭轉時的切應力計算公式為τ=Tr/Ip，其中r為所求點到圓心的距離。3.圓軸的極慣性矩Ip與截面的直徑d的關系為Ip=πd^4/32。4.扭轉強度條件的表達式為τmax=Tmax/Wt≤[τ]，其中Tmax為最大扭矩，Wt為抗扭截面模量。

（三）簡答題1.簡述圓軸扭轉時橫截面上切應力的分布規(guī)律及計算公式。答：圓軸扭轉時，橫截面上的切應力沿半徑呈線性分布，圓心處為零，圓周處最大。計算公式為τ=Tr/Ip，其中τ為切應力，T為扭矩，r為所求點到圓心的距離，Ip為極慣性矩。

2.什么是扭轉剛度？如何提高圓軸的扭轉剛度？答：扭轉剛度是指圓軸抵抗扭轉變形的能力，用單位長度扭轉角φ來度量。提高圓軸扭轉剛度的方法有：增大軸的直徑、選用剪切彈性模量G大的材料、減小軸的長度等。

五、梁的內力

（一）選擇題1.梁在平面彎曲時，其橫截面繞（）旋轉。A.梁的軸線B.中性軸C.截面形心D.截面重心

答案：B

解析：梁在平面彎曲時，其橫截面繞中性軸旋轉，B選項正確。

2.梁的內力主要有（）A.軸力和剪力B.軸力和彎矩C.剪力和彎矩D.軸力、剪力和彎矩

答案：C

解析：梁的內力主要有剪力和彎矩，C選項正確。

3.剪力的符號規(guī)定為（）A.使梁段產(chǎn)生順時針轉動趨勢為正B.使梁段產(chǎn)生逆時針轉動趨勢為正C.使梁段向上移動為正D.使梁段向下移動為正

答案：A

解析：剪力的符號規(guī)定為使梁段產(chǎn)生順時針轉動趨勢為正，A選項正確。

4.彎矩的符號規(guī)定為（）A.使梁段上側受拉為正B.使梁段下側受拉為正C.使梁段左側受拉為正D.使梁段右側受拉為正

答案：B

解析：彎矩的符號規(guī)定為使梁段下側受拉為正，B選項正確。

（二）填空題1.梁彎曲時的內力計算方法是截面法，其步驟為：截開、代替、平衡。2.梁的剪力和彎矩之間的關系為dM/dx=Fs。3.梁上某截面的剪力等于該截面一側所有外力在垂直于梁軸線方向投影的代數(shù)和，彎矩等于該截面一側所有外力對該截面形心的力矩的代數(shù)和。4.梁在集中力作用處，剪力圖有突變，突變值等于集中力的大小，彎矩圖有轉折。

（三）簡答題1.簡述梁平面彎曲的概念及梁發(fā)生平面彎曲的條件。答：梁平面彎曲是指梁在通過其軸線的平面內受到外力作用而產(chǎn)生的彎曲變形。梁發(fā)生平面彎曲的條件是：（1）梁必須是等截面直梁。（2）外力必須作用在梁的縱向對稱面內。

2.如何用截面法計算梁的內力？答：用截面法計算梁的內力步驟如下：（1）截開：在需求內力的截面處，假想地將梁截成兩段。（2）代替：用內力（剪力和彎矩）代替去掉部分對留下部分的作用。（3）平衡：對留下部分建立平衡方程，求解內力。根據(jù)平衡方程ΣFx=0可求剪力，ΣM=0可求彎矩。

六、梁的應力和強度計算

（一）選擇題1.梁彎曲時，橫截面上的正應力計算公式為（）A.σ=My/IzB.σ=M/IzC.σ=Fs/IzD.σ=Fs/Wz

答案：A

解析：梁彎曲時，橫截面上的正應力計算公式為σ=My/Iz，其中M為彎矩，y為所求點到中性軸的距離，Iz為截面慣性矩，A選項正確。

2.梁的抗彎截面模量Wz與截面的形狀和尺寸有關，對于矩形截面，Wz=（）A.bh^2/6B.b^2h/6C.bh^3/12D.b^3h/12

答案：A

解析：對于矩形截面，抗彎截面模量Wz=bh^2/6，A選項正確。

3.梁的強度條件為（）A.σmax=Mmax/Iz≤[σ]B.σmax=Mmax/Wz≤[σ]C.τmax=Qmax/Iz≤[τ]D.τmax=Qmax/W