2025年工程力學補考試卷及答案

一、單項選擇題1.下列關于力的說法中，正確的是（）A.力是使物體運動的原因B.力是維持物體運動的原因C.力是改變物體運動狀態(tài)的原因D.力只能改變物體的形狀答案：C2.平面匯交力系平衡的必要與充分條件是該力系的（）為零。A.合力B.合力偶C.主矢D.主矩答案：A3.作用在剛體上的兩個力，使剛體處于平衡的必要和充分條件是（）A.這兩個力大小相等，方向相反B.這兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上C.這兩個力大小相等，方向相同D.這兩個力大小不等，方向相反答案：B4.柔索對物體的約束反力，作用在連接點，方向是（）A.沿著柔索背離物體B.沿著柔索指向物體C.垂直于柔索D.任意方向答案：A5.力的可傳性原理適用于（）A.剛體B.變形體C.剛體系統(tǒng)D.任何物體答案：A6.平面力偶系平衡的必要和充分條件是（）A.力偶系中各力偶矩的代數(shù)和為零B.力偶系中各力偶矩的矢量和為零C.力偶系中各力的代數(shù)和為零D.力偶系中各力的矢量和為零答案：A7.研究一點應力狀態(tài)的任務是（）A.了解不同截面的應力變化情況B.了解橫截面上的應力變化情況C.找出一點在不同方向截面上的應力變化規(guī)律D.找出一點在同一方向截面上的應力變化規(guī)律答案：C8.軸向拉壓桿，在與其軸線平行的縱向截面上（）A.正應力為零、剪應力不為零B.正應力不為零、剪應力為零C.正應力和剪應力均為零D.正應力和剪應力均不為零答案：C9.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，圓心處為零，圓周處最大C.拋物線分布D.雙曲線分布答案：B10.梁在集中力作用的截面處，它的內力圖為（）A.Q圖有突變，M圖無變化B.Q圖有突變，M圖有轉折C.Q圖無變化，M圖有突變D.Q圖無變化，M圖有轉折答案：B二、多項選擇題1.下列關于力的性質，說法正確的有（）A.力的作用效果與力的大小、方向和作用點有關B.力可以沿其作用線滑移而不改變對剛體的作用效果C.作用力與反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上D.力的合成與分解都遵循平行四邊形法則答案：ABCD2.平面力系按各力作用線分布情況可分為（）A.平面匯交力系B.平面平行力系C.平面力偶系D.平面任意力系答案：ABCD3.約束的基本類型有（）A.柔索約束B.光滑接觸面約束C.固定鉸鏈約束D.可動鉸鏈約束答案：ABCD4.下列關于力矩的說法，正確的有（）A.力矩是度量力使剛體繞某點轉動效應的物理量B.力矩的大小等于力的大小與力臂的乘積C.力矩的正負號通常規(guī)定為：使剛體逆時針轉動為正，順時針轉動為負D.力沿其作用線移動時，力矩不變答案：ABCD5.平面力偶的性質有（）A.力偶無合力，不能與一個力等效B.力偶對其作用面內任一點之矩恒等于力偶矩，與矩心位置無關C.力偶可在其作用面內任意移轉而不改變它對剛體的轉動效應D.在同一平面內的兩個力偶，如果它們的力偶矩大小相等、轉向相同，則這兩個力偶等效答案：ABCD6.關于應力狀態(tài)分析，以下說法正確的是（）A.主應力是指切應力為零的截面上的正應力B.主平面是指切應力為零的平面C.一點的應力狀態(tài)可以用應力圓來直觀表示D.最大切應力所在平面與主平面成45°角答案：ABCD7.軸向拉壓桿的強度計算，需要考慮的因素有（）A.桿的軸力B.桿的橫截面積C.材料的許用應力D.桿的長度答案：ABC8.圓軸扭轉時，影響扭轉強度的因素有（）A.扭矩B.圓軸的直徑C.材料的許用切應力D.圓軸的長度答案：ABC9.梁的內力有（）A.軸力B.剪力C.彎矩D.扭矩答案：BC10.提高梁彎曲強度的措施有（）A.合理安排梁的支座和荷載，降低最大彎矩值B.選擇合理的截面形狀，提高抗彎截面系數(shù)C.采用變截面梁，使材料得到充分利用D.增加梁的長度答案：ABC三、判斷題1.力的三要素中只要有一個要素發(fā)生變化，力的作用效果就會改變。（）答案：對2.作用于剛體上的力可沿其作用線移動到剛體內任意一點，而不改變該力對剛體的作用效應。（）答案：對3.二力平衡公理對于剛體和變形體都是適用的。（）答案：錯4.力的合成與分解都遵循三角形法則。（）答案：對5.平面力偶系的合力偶矩等于各分力偶矩的代數(shù)和。（）答案：對6.切應力互等定理只適用于純剪切應力狀態(tài)。（）答案：錯7.軸向拉壓桿的正應力大小與軸力成正比，與橫截面面積成反比。（）答案：對8.圓軸扭轉時，橫截面上的切應力與該點到圓心的距離成正比。（）答案：對9.梁的剪力圖在某截面處有突變，突變值等于該截面處的集中力大小。（）答案：對10.提高梁的抗彎剛度可以減小梁的變形。（）答案：對四、簡答題1.簡述力的平行四邊形法則。力的平行四邊形法則是指作用于物體上同一點的兩個力，可以合成為一個合力，合力也作用于該點上，合力的大小和方向由這兩個力為鄰邊所構成的平行四邊形的對角線來確定。即合力矢等于這兩個分力矢的矢量和。用數(shù)學表達式表示為R=F1+F2。該法則是力系簡化與合成的基本依據(jù)。2.簡述平面任意力系向一點簡化的結果。平面任意力系向作用面內任一點O簡化，可得一個主矢和一個主矩。主矢等于原力系中各力的矢量和，它的大小和方向與簡化中心的位置無關；主矩等于原力系中各力對簡化中心O之矩的代數(shù)和，它的大小和方向與簡化中心的位置有關。簡化結果有四種情況：主矢不為零，主矩為零，此時力系合成為一個合力；主矢為零，主矩不為零，力系合成為一個力偶；主矢和主矩都不為零，可進一步合成為一個合力；主矢和主矩都為零，力系平衡。3.簡述軸向拉壓桿的強度計算步驟。首先，根據(jù)桿的受力情況，用截面法求出桿的軸力；其次，確定桿的橫截面積；然后，根據(jù)材料的性質確定其許用應力；最后，利用強度條件σ=N/A≤[σ]進行強度計算。強度計算包括強度校核、設計截面尺寸和確定許用荷載三種類型，通過該強度條件判斷桿件是否滿足強度要求，或者求解相關未知量。4.簡述梁彎曲時正應力的分布規(guī)律。梁彎曲時，橫截面上正應力的分布規(guī)律為：沿截面高度呈線性分布。中性軸處正應力為零，離中性軸越遠正應力越大，在截面上下邊緣處正應力達到最大值。其大小與該點到中性軸的距離成正比，與彎矩成正比，與截面的抗彎截面系數(shù)成反比。表達式為σ=My/Iz，其中M為截面上的彎矩，y為所求應力點到中性軸的距離，Iz為截面對于中性軸的慣性矩。五、討論題1.試討論力的可傳性原理在工程實際中的應用及意義。在工程實際中，力的可傳性原理有諸多應用。例如在起吊重物時，若將作用在吊鉤上的力沿其作用線滑移到鋼繩的另一端，對起吊過程的力學效果并無影響，方便了對力的分析和計算。它的意義在于，當研究剛體的外效應時，可將力在其作用線上移動，簡化了力系的分析過程，使復雜的受力情況變得易于理解和處理，有助于工程師更高效地進行結構的力學分析和設計，確保工程結構的安全性和可靠性。2.結合實際工程，討論平面力系平衡方程在結構受力分析中的應用。在實際工程中，如橋梁結構。通過建立平面力系平衡方程，可以分析橋梁各個構件的受力情況。例如，對于簡支梁橋，以橋墩為支座，將車輛荷載等簡化為平面力系。利用平衡方程ΣFx=0可分析水平方向的力，確保橋梁在水平力作用下不發(fā)生位移；ΣFy=0可計算豎向反力，為橋墩等基礎設計提供依據(jù)；ΣM=0能分析各點的力矩平衡，確定梁內彎矩分布，合理設計梁的截面尺寸，保證橋梁在各種荷載作用下處于平衡狀態(tài)，安全可靠地工作。3.討論如何根據(jù)應力狀態(tài)分析來優(yōu)化工程構件的設計。根據(jù)應力狀態(tài)分析，首先要確定構件危險點的應力狀態(tài)。若危險點處于單向應力狀態(tài)，可按相應的強度理論進行強度計算和設計。對于復雜應力狀態(tài)，利用應力圓等工具分析主應力大小和方向。例如在壓力容器設計中，通過應力分析可知環(huán)向應力較大，可適當增加壁厚來提高其承載能力；在軸類零件設計時，考慮扭轉和彎曲組合應力狀態(tài)，合理設計軸的直徑和形狀，提高其抗疲勞性能。通過應力狀態(tài)分析優(yōu)化設計，可使構件材料得到充分利用，降低成本，同時提高構件的安全性和可靠性。4.結合具體工程實例，討論提高梁抗彎強度的措施及其應用效果。以工業(yè)廠房的吊車梁為例。合理安排梁的支座和荷載方