2025年大學(xué)《物理學(xué)》專業(yè)題庫——固體力學(xué)中的受力分析與應(yīng)力計(jì)算考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.一物體懸掛于光滑墻壁上，靠在光滑的斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面對(duì)物體的約束力方向（）。A.垂直于斜面向上B.垂直于水平面向左C.沿斜面向上D.水平向左2.判斷下列說法正確的是（）。A.物體處于平衡狀態(tài)，則其受到的所有力的合力一定為零B.物體受到的合外力為零，則其一定處于靜止?fàn)顟B(tài)C.平衡方程ΣFx=0表示物體在水平方向不受力D.平衡方程ΣM=0表示力矩臂一定為零3.一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的均勻桿，其一端固定，在自由端作用一個(gè)與水平方向成α角的力F，欲使桿保持平衡，約束力的大?。ǎ?。A.只與F有關(guān)B.只與α有關(guān)C.與F和α都有關(guān)D.無法確定4.關(guān)于正應(yīng)力的描述，正確的是（）。A.正應(yīng)力是單位長(zhǎng)度的內(nèi)力B.正應(yīng)力只能由拉力產(chǎn)生C.正應(yīng)力作用方向與截面法線方向平行D.壓應(yīng)力是負(fù)的正應(yīng)力5.兩塊物體接觸面間存在靜摩擦力，當(dāng)增大作用在物體上的水平推力時(shí)，下列說法正確的是（）。A.靜摩擦力一定增大B.靜摩擦力一定減小C.靜摩擦力可能不變D.最大靜摩擦力一定增大6.一矩形截面桿受到軸向拉伸，其橫截面上的應(yīng)力分布情況是（）。A.上部拉應(yīng)力大，下部拉應(yīng)力小B.上部拉應(yīng)力小，下部拉應(yīng)力大C.全截面拉應(yīng)力均勻分布D.僅邊緣處有拉應(yīng)力7.兩塊物體接觸面間存在動(dòng)摩擦力，下列說法正確的是（）。A.動(dòng)摩擦力一定小于最大靜摩擦力B.動(dòng)摩擦力與相對(duì)滑動(dòng)速度成正比C.動(dòng)摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反D.動(dòng)摩擦系數(shù)總是一個(gè)固定值，與相對(duì)滑動(dòng)速度無關(guān)8.一桿件受到一對(duì)大小相等、方向相反、作用線平行的力作用，此桿件（）。A.一定處于平衡狀態(tài)B.一定發(fā)生彎曲變形C.一定發(fā)生剪切變形D.可能發(fā)生拉伸或壓縮變形二、填空題（請(qǐng)將答案填在題后的橫線上）1.繪制研究對(duì)象受力圖時(shí)，首先應(yīng)解除約束，并將作用在研究對(duì)象上的主動(dòng)力和約束力全部畫出來，約束力通常需要根據(jù)______來確定方向。2.靜力學(xué)平衡方程的基本形式為ΣFx=______,ΣFy=______,ΣM=______。3.單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力，應(yīng)力的國(guó)際單位是______。4.垂直于截面法線方向的應(yīng)力稱為______應(yīng)力，其又可分為拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。5.平行于截面法線方向的應(yīng)力稱為______應(yīng)力。6.作用在物體接觸面上，阻礙物體相對(duì)滑動(dòng)的力稱為______力。7.靜摩擦力的大小是一個(gè)變量，其范圍在零和______之間。8.當(dāng)物體沿接觸面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力稱為______力。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述靜力學(xué)平衡的必要條件。2.解釋什么是約束力，并舉例說明幾種常見的約束類型及其約束力的特點(diǎn)。3.區(qū)分正應(yīng)力和剪應(yīng)力的主要區(qū)別是什么？四、計(jì)算題1.一重為W的均質(zhì)球，放在光滑的斜面上，斜面與水平面成α角。一與斜面平行且指向下方的外力F作用在球上，使球處于靜止?fàn)顟B(tài)。試畫出球的受力圖，并求斜面對(duì)球的支持力N和摩擦力f的大?。ㄓ肳,α,F表示）。2.一懸臂梁，自由端受集中力F作用，梁長(zhǎng)為L(zhǎng)，梁的自重忽略不計(jì)。求固定端A處的約束反力（包括水平分力Fx和豎直分力Fy）以及約束反力偶M的大小。3.一邊長(zhǎng)為a的正方形截面桿，受到軸向拉伸，產(chǎn)生的軸向力為F。求該桿橫截面上的正應(yīng)力σ。4.一矩形截面桿，寬度為b，高度為h，受到純剪切作用，剪力為V。求該桿橫截面上的剪應(yīng)力τ。---試卷答案一、選擇題1.A2.A3.C4.D5.C6.C7.D8.D二、填空題1.約束的性質(zhì)2.0；0；03.帕斯卡(Pa)4.正5.剪6.靜7.靜摩擦力的最大值（或最大靜摩擦力）8.動(dòng)三、簡(jiǎn)答題1.靜力學(xué)平衡的必要條件是物體所受合外力為零，即ΣFx=0,ΣFy=0(對(duì)于平面問題)，同時(shí)物體對(duì)任意點(diǎn)的合外力矩也為零，即ΣM=0。這意味著物體不發(fā)生平動(dòng)加速度，也不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)加速度，處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.約束力是物體與周圍其他物體接觸時(shí)，為限制物體的某些自由運(yùn)動(dòng)而相互作用產(chǎn)生的力。常見的約束類型有：固定鉸鏈支座（產(chǎn)生兩個(gè)未知的約束反力分量）、滾動(dòng)鉸鏈支座（產(chǎn)生一個(gè)垂直于支承面的約束反力）、活動(dòng)鉸鏈支座/可動(dòng)鉸支座（產(chǎn)生一個(gè)垂直于支承面的約束反力）、拉桿/繩索（只產(chǎn)生沿桿方向的拉力）、固定端支座（產(chǎn)生兩個(gè)垂直于支承面的約束反力分量和一個(gè)約束反力偶）。約束力的方向通常根據(jù)約束的性質(zhì)確定，一般與被約束物體可能沿約束限制方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)相反。3.正應(yīng)力是垂直于截面法線方向的應(yīng)力，也稱為法向應(yīng)力，通常由拉伸或壓縮變形產(chǎn)生。剪應(yīng)力是平行于截面法線方向的應(yīng)力，也稱為切向應(yīng)力，通常由剪切變形產(chǎn)生。兩者的作用方向與截面關(guān)系不同，正應(yīng)力與截面法線平行，剪應(yīng)力與截面法線垂直。四、計(jì)算題1.解析思路：首先選取球?yàn)檠芯繉?duì)象。由于球處于靜止?fàn)顟B(tài)，球受到的力系必須滿足靜力學(xué)平衡條件。畫出球的受力圖，包括重力W（作用點(diǎn)在球心，豎直向下），外力F（作用點(diǎn)在接觸點(diǎn)，沿斜面向下），斜面的支持力N（垂直于斜面向上），以及斜面的摩擦力f（沿斜面向上，阻止球沿斜面向下運(yùn)動(dòng)）。然后，建立直角坐標(biāo)系（例如，x軸沿斜面向下，y軸垂直于斜面向上），列出平衡方程ΣFx=0和ΣFy=0。求解這兩個(gè)方程即可得到支持力N和摩擦力f的大小。*ΣFx=F+f-Wsinα=0*ΣFy=N-Wcosα=0*解得：N=Wcosα,f=Wsinα-F2.解析思路：選取懸臂梁為研究對(duì)象。由于梁處于靜止?fàn)顟B(tài)，梁受到的力系必須滿足靜力學(xué)平衡條件。畫出梁的受力圖，包括集中力F（作用點(diǎn)在自由端，方向豎直向下），固定端A處的約束反力Fx（水平方向，方向假設(shè)向右）和Fy（豎直方向，方向豎直向上），以及固定端A處的約束反力偶M（方向假設(shè)為順時(shí)針）。然后，列出三個(gè)平衡方程：ΣFx=0,ΣFy=0,ΣM=0（矩心選擇在A點(diǎn)）。求解這三個(gè)方程即可得到Fx,Fy和M的大小。*ΣFx=Fx=0=>Fx=0*ΣFy=Fy-F=0=>Fy=F*ΣMA=M-FL=0=>M=FL3.解析思路：正應(yīng)力定義為單位面積上的正應(yīng)力，其計(jì)算公式為σ=F/A。在本題中，桿受到軸向拉伸力F，橫截面積為正方形，面積A=a2。將力F和面積A代入