工程力学工程静力学与材料力学第3版习题解答：静力学基本概念

工程力学（工程静力学与材料力学） 第 1 章静力学基本概念 1－1图 a、b 所示，Ox1y1 与 Ox2y2 分别为正交与斜交坐标系。试将同一方 F 分别对两坐标系 进行分解和投影，并比较分力与力的投影。 ab 习题 1-1 图 y F Fy1 Fy 1 y2 F F Fy 2  Fx 1 F Fx 1 x F Fy 2 F Fx 2 Fx 2 F F x2 （d） （c） 知识点力的分力与投影 难易程度易 解答 （a） ，图（c） F F  F cosi i1 F sinj j1 分力 F Fx1 F cosi i1 ， 投影 Fx1 F cos ， F Fy1 F sinj j1 Fy1 F sin 讨论 90时，投影与分力的模相等；分力是矢量，投影是代数量。 （b） ，图（d） 分力 F Fx2 F cos F sintani i2 ， F Fy2 Fsin j j2 sin 投影 Fx2 Fcos ， Fy2 Fcos 讨论≠90时，投影与分量的模不等。 F FAy1－2试画出图 a、b 两情形下各物体的受力图，并进行比较。 F F Ax A C F F B 13 ab 习题 1－2 图 D F F RD a-1 F FAyF F C F FAyF F C F F F FAx F FAx A B CA C B D 知识点受力分析与受力图 F FC DF F RD F F RD 难易程度易 b-1a-2 a-3 解答 比较图（a-1）与图（b-1）不同，因两者之 FRD 值大小也不同。 1－3试画出图示各物体的受力图。 F F BF FF F 1－3DC D 习题图 CC F F B AF FAxF FAx ABB A F FA F FB F FBF FAy F FAy a-1 或a-2 b-1 B F F BC D F FDF FB CF F B A  CWWF F AxF FA A D F F F F Ay F F A D F F C c-1或b-2 d-1 F F Ax F F C  A B C C B F F Ay D F F B F F D e-2 或d-2 A F FA F F A e-1 B 13 F Fc F FD D F F F FO F F A C F FO 1 1 A AF F OxO F F Ox O O 1 F F OyF F Oy BA F F AA F F AF F B WW WW知识点受力分析与受力图 f-2 e-3f-1 f-3 难易程度易 解答 1－4图 a 所示为三角架结构。力 F1 作用在 B 铰上。杆 AB 不计自重，杆 BD 杆自重为 W。试 画出图 b、c、d 所示的隔离体的受力图。 1 习题 1－4 图 知识点受力分析与受力图 难易程度一般 解答 F FA AB b-1 F F B x FFB B C F FDy F F B y F FDxD WW b-2 2 F FB 1 F FA A B FF B2x B C FF B2x F F 1 FF B2y WW F FDx D 1B FF B2x c-1 FF B2y c-2 2 FF B2y F F 1 b-3 13 F FBF FA AB d-1 1－5试画出图示结构中各杆的受力图。 1 F FDy FF B 2 B F F 1 F FDx D WW F FDy d-2 习题 1－5 图 知识点受力分析与受力图 难易程度一般 解答 F FC F F BB C C F F C C F F D D D F FAx D A F F D F FAy a-1 F F T T F FE E F F E E F F Cx C F F Cy a-2 E F F E WW b-1 b-2 B F FB a-3 F F B B F FAx A F FAy C F F Cx B F F Cy b-3 13 F F C F F C C F F B B C C F FDF F E F F E E F F D DD DE F F Ax E A B F F Ay F F B c 1－6图示刚性构件 ABC 由销钉 A 和拉杆 GH 支撑，在构件的点 C 作用有一水平力 F。试问如 果将力 F 沿其作用线移至点 D 或点 E（如图示） ，是否会改变销钉 A 的受力状况。 习题 1－6 图 知识点受力分析与受力图 难易程度一般 解答 由受力图 1－6a，1－6b 和 1－6c 分析可知，F 从 C 移至 E，A 端受力不变，这是因为力F 在自身 刚体 ABC 上滑移；而 F 从 C 移至 D，则 A 端受力改变，因为 HG 与 ABC 为不同的刚体。 F F A F F A F FA F F G G A GA DA F F DF F D CE C F FC HF F F F H F FH HH H F F H b ac 1－7试画出图示连续梁中的AC 和 CD 梁的受力图。 H 13 习题 1－7 图 知识点受力分析与受力图 难易程度一般 F F 1 F F 2 解答 F F F F Ax CxCx CA D F F Cx F F Dx B C F F Cy F F B F F Dy F F Ay F F CyCy b a 1－8图示压路碾子可以在推力或拉力作用下滚过100mm高的台阶。 假定力 F 都是沿着连杆 AB 的方向，与水平面成 30的夹角，碾子重为 250N。试比较这两种情形下所需力F 的大小。 习题 1－8 图 知识点受力分析与受力图 难易程度一般 解答 图（a）  arcsin 4 5 Fx 0 Fsin60 W sin 0 F 1672N 图（b）  53.13 Fx 0 F cos30W sin 0 F  217N 13 y y F Fx x F F B  3030 WW  WW  F F N F FN ba 1－9两种正方形结构所受力 F 均已知。试分别求其中杆1、2、3 所受的力。 习题 1－9 图 知识点受力分析与受力图 难易程度一般 解答  图（a） 2F3cos45 F  0 F3 2 F 2 （拉） F1 F3（拉） F2 2F 3 cos45  0 F2 F（受压） 图（b） F3 F3 0 F1 0 ∴F2 F（受拉） F F F F3 F F33 A45 1 F F   F F D A F F3 F F 3D 2 F F 2 F F1 a-1 a-2 F F 1