工程力學(xué)模擬試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題1.力的作用線都匯交于一點(diǎn)的力系稱(chēng)（）力系。A.空間匯交B.平面匯交C.平行D.一般答案：B2.作用在剛體上的兩個(gè)力，使剛體處于平衡的必要和充分條件是（）。A.這兩個(gè)力大小相等B.這兩個(gè)力大小相等，方向相反C.這兩個(gè)力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上D.這兩個(gè)力大小相等，方向相反，且作用在同一剛體上答案：C3.柔索對(duì)物體的約束反力，作用在連接點(diǎn)，方向沿柔索（）。A.指向該物體B.背離該物體C.與該物體成一定角度D.以上都不對(duì)答案：B4.一個(gè)物體上的作用力系，滿足（）條件，就稱(chēng)這種力系為平面匯交力系。A.作用線都在同一平面內(nèi)，且匯交于一點(diǎn)B.作用線都在同一平面內(nèi)，但不匯交于一點(diǎn)C.作用線在不同一平面內(nèi)，且匯交于一點(diǎn)D.作用線在不同一平面內(nèi)，且不匯交于一點(diǎn)答案：A5.力的可傳性原理適用的對(duì)象是（）。A.剛體B.變形體C.剛體和變形體D.任何物體答案：A6.二力平衡公理適用于（）。A.剛體B.變形體C.剛體和變形體D.任何物體答案：A7.平面力偶系合成的結(jié)果是一個(gè)（）。A.合力B.合力偶C.主矢D.主矩答案：B8.力的大小、方向和（）稱(chēng)為力的三要素。A.作用點(diǎn)B.作用線C.作用面D.以上都不對(duì)答案：A9.約束反力的方向總是與約束所能阻止的物體的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向（）。A.相同B.相反C.無(wú)關(guān)D.以上都不對(duì)答案：B10.下列哪種情況不屬于二力桿（）。A.不計(jì)自重，兩端用鉸鏈連接的直桿B.不計(jì)自重，兩端用鉸鏈連接且中間不受力的曲桿C.不計(jì)自重，一端固定一端自由的直桿D.不計(jì)自重，只在兩端受力且處于平衡的直桿答案：C二、多項(xiàng)選擇題1.以下屬于靜力學(xué)公理的有（）A.二力平衡公理B.加減平衡力系公理C.力的平行四邊形法則D.作用與反作用定律答案：ABCD2.平面匯交力系平衡的幾何條件是（）A.力多邊形自行封閉B.力多邊形不封閉C.合力為零D.合力不為零答案：AC3.以下關(guān)于力偶的說(shuō)法正確的是（）A.力偶沒(méi)有合力B.力偶不能與一個(gè)力等效C.力偶只能與力偶平衡D.力偶可以在其作用面內(nèi)任意移轉(zhuǎn)而不改變它對(duì)剛體的作用效應(yīng)答案：ABCD4.約束的種類(lèi)有（）A.柔性約束B(niǎo).光滑接觸面約束C.圓柱鉸鏈約束D.固定端約束答案：ABCD5.力的三要素會(huì)影響（）A.力對(duì)物體作用的外效應(yīng)B.力對(duì)物體作用的內(nèi)效應(yīng)C.物體的平衡狀態(tài)D.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)答案：ABCD6.平面力系按其各力作用線的分布情況可分為（）A.平面匯交力系B.平面力偶系C.平面平行力系D.平面一般力系答案：ABCD7.關(guān)于剛體的說(shuō)法正確的是（）A.剛體是理想化的力學(xué)模型B.在力的作用下，其內(nèi)部任意兩點(diǎn)之間的距離始終保持不變C.實(shí)際物體都可視為剛體D.剛體在自然界中是不存在的答案：ABD8.作用與反作用定律表明（）A.作用力和反作用力總是同時(shí)存在B.作用力和反作用力大小相等C.作用力和反作用力方向相反D.作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上答案：ABCD9.力的分解可以有（）A.唯一解B.無(wú)數(shù)解C.有限個(gè)解D.無(wú)解答案：AB10.以下屬于靜定問(wèn)題的是（）A.未知量的數(shù)目等于獨(dú)立平衡方程的數(shù)目B.未知量的數(shù)目多于獨(dú)立平衡方程的數(shù)目C.未知量的數(shù)目少于獨(dú)立平衡方程的數(shù)目D.僅用靜力學(xué)平衡方程就能求解全部未知量答案：AD三、判斷題1.力是物體間相互的機(jī)械作用，這種作用使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。（）答案：錯(cuò)（還會(huì)使物體發(fā)生變形）2.剛體是在力的作用下，其內(nèi)部任意兩點(diǎn)之間的距離始終保持不變的物體。（）答案：對(duì)3.二力平衡公理中的兩個(gè)力和作用與反作用定律中的兩個(gè)力，都是等值、反向、共線，所以它們是相同的。（）答案：錯(cuò)（二力平衡公理中的兩個(gè)力作用在同一剛體上，作用與反作用定律中的兩個(gè)力分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上）4.平面匯交力系平衡的解析條件是力系中各力在兩個(gè)任選的坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和分別等于零。（）答案：對(duì)5.力偶對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)與它在作用面內(nèi)的位置有關(guān)。（）答案：錯(cuò)（力偶對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)與它在作用面內(nèi)的位置無(wú)關(guān)）6.光滑接觸面約束的約束反力，其方向是沿著接觸面的公法線，指向受力物體。（）答案：對(duì)7.一個(gè)力可以分解為兩個(gè)分力，在已知兩分力方向的情況下，其分解結(jié)果是唯一的。（）答案：對(duì)8.平面一般力系向作用面內(nèi)一點(diǎn)簡(jiǎn)化，主矢與簡(jiǎn)化中心的位置有關(guān)，主矩與簡(jiǎn)化中心的位置無(wú)關(guān)。（）答案：錯(cuò)（主矢與簡(jiǎn)化中心的位置無(wú)關(guān)，主矩與簡(jiǎn)化中心的位置有關(guān)）9.力的作用線通過(guò)矩心時(shí)，力對(duì)該點(diǎn)的矩為零。（）答案：對(duì)10.對(duì)于作用于剛體上的力，力的三要素是大小、方向和作用點(diǎn)。（）答案：對(duì)四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述靜力學(xué)公理中二力平衡公理、加減平衡力系公理的內(nèi)容。二力平衡公理：作用在剛體上的兩個(gè)力，使剛體處于平衡的必要和充分條件是這兩個(gè)力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。加減平衡力系公理：在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效應(yīng)。這兩個(gè)公理是靜力學(xué)分析的重要基礎(chǔ)，用于力系的簡(jiǎn)化和平衡問(wèn)題的求解。2.什么是約束和約束反力？并舉例說(shuō)明常見(jiàn)約束類(lèi)型。約束是對(duì)非自由體的位移起限制作用的物體。約束反力是約束對(duì)被約束物體作用的力。常見(jiàn)約束類(lèi)型如柔性約束，像繩索，其約束反力沿繩索背離物體；光滑接觸面約束，反力沿接觸面公法線指向物體，如放在水平面上的物體；圓柱鉸鏈約束，限制物體在垂直銷(xiāo)釘軸線平面內(nèi)的相對(duì)移動(dòng)；固定端約束，能限制物體的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，如一端嵌入墻內(nèi)的梁。3.簡(jiǎn)述平面匯交力系平衡的幾何條件和解析條件及其應(yīng)用。平面匯交力系平衡的幾何條件是力多邊形自行封閉。即各力首尾相連，最后一個(gè)力的終點(diǎn)與第一個(gè)力的起點(diǎn)重合。解析條件是力系中各力在兩個(gè)任選的坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和分別等于零。在實(shí)際應(yīng)用中，幾何條件常用于簡(jiǎn)單的力系平衡分析，通過(guò)作圖直觀判斷。解析條件則適用于復(fù)雜力系，通過(guò)建立坐標(biāo)系，列投影方程求解未知力。4.說(shuō)明力偶的性質(zhì)。力偶具有以下性質(zhì)：力偶沒(méi)有合力，不能與一個(gè)力等效，也不能用一個(gè)力來(lái)平衡，力偶只能與力偶平衡；力偶對(duì)其作用面內(nèi)任一點(diǎn)的矩恒等于力偶矩，與矩心位置無(wú)關(guān)；力偶可在其作用面內(nèi)任意移轉(zhuǎn)，也可同時(shí)改變力偶中力的大小與力偶臂的長(zhǎng)短，而不改變它對(duì)剛體的作用效應(yīng)。這些性質(zhì)在分析物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)和平衡問(wèn)題時(shí)非常關(guān)鍵。五、討論題1.在實(shí)際工程中，如何運(yùn)用靜力學(xué)原理來(lái)分析結(jié)構(gòu)的受力情況？請(qǐng)舉例說(shuō)明。在實(shí)際工程中，首先要明確研究對(duì)象，將其從周?chē)矬w中分離出來(lái)，畫(huà)出受力圖。例如橋梁結(jié)構(gòu)，把橋梁看作剛體，分析它受到的重力、車(chē)輛的壓力等主動(dòng)力，以及橋墩的約束反力。運(yùn)用靜力學(xué)公理和平衡條件，如二力平衡公理、平面力系平衡方程等。對(duì)于簡(jiǎn)單的梁結(jié)構(gòu)，若處于平衡，可通過(guò)建立坐標(biāo)系，利用力的投影和力矩平衡方程求解未知的約束反力，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供力學(xué)依據(jù)。2.力的合成與分解在工程實(shí)際中有哪些重要應(yīng)用？結(jié)合具體例子闡述。力的合成與分解在工程中應(yīng)用廣泛。比如在吊裝作業(yè)中，當(dāng)用多根繩索吊起一個(gè)重物時(shí)，可將重物的重力看作合力，繩索的拉力看作分力。通過(guò)力的分解原理，根據(jù)繩索的布置角度，計(jì)算出每根繩索所承受的拉力大小，從而選擇合適強(qiáng)度的繩索，確保吊裝安全。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，分析斜梁上的荷載時(shí)，將荷載分解為沿梁軸向和垂直梁軸向的分力，以便準(zhǔn)確計(jì)算梁的內(nèi)力，進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。3.討論平面力系平衡方程的不同形式及其適用情況。平面力系平衡方程有基本形式、二矩式和三矩式?；拘问绞橇ο抵懈髁υ趦蓚€(gè)任選坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和分別等于零，以及力系對(duì)平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩的代數(shù)和等于零。適用于各種平面力系的平衡分析。二矩式是力系對(duì)平面內(nèi)某兩點(diǎn)的矩的代數(shù)和分別等于零，以及力系在與兩點(diǎn)連線垂直的軸上投影的代數(shù)和等于零，適用于某些特殊情況，可簡(jiǎn)化計(jì)算。三矩式是力系對(duì)平面內(nèi)不共線的三點(diǎn)的矩的代數(shù)和分別等于零，常用于特定條件下快速求解未知力。4.結(jié)合生活實(shí)例，談?wù)剬?duì)約束和約束反力的理解。以門(mén)為例，門(mén)與門(mén)框通過(guò)合頁(yè)連接