清华大学理论力学课后习题答案大全 第1章受力分析概述习题解.docx

清华大学理论力学课后习题答案大全 第1章受力分析概述习题解第1篇 工程静力学基础 第1章 受力分析概述 11 图a、b所示，Ox1y1与Ox2y2分别为正交与斜交坐标系。试将同一力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。 习题11图 y Fy1F Fyax Fx1 Fx1 解：图：F=Fsoca i1+Fnisa j1 分力：Fx1=Fcosa i1 ， Fy1=Fsina j1 1y2Fy2Fy2Fx2Fx2Fx2 投影：Fx1=Fcosa ， Fy1=Fsina 讨论：j= 90°时，投影与分力的模相等；分力是矢量，投影是代数量。 图： 分力：Fx2=(Fcosa-Fsina cotj)i2 ，Fy2= 讨论：j90°时，投影与分量的模不等。 12 试画出图a和b两种情形下各物体的受力图，并进行比较。 FAx习题12图 Fsinaj2 sinj 投影：Fx2=Fcosa ， Fy2=Fcos(j-a) FAyACFBDFRDFAyFAxACFCFCFAxFAy(a-1) FCBAB 'FC FRD(a-2) FRD(a-3) 比较：图与图不同，因两者之FRD值大小也不同。 1 DD(b-1) 13 试画出图示各物体的受力图。 习题13图 FDCABFA(a-1) FB CCBFFBFAxAAFAy(b-1) FAFBAaFACBD(d-1) DFCAFAABFA FBFAFB (e-3) FDC FAxAB FBFAy或(a-2) B BFDFDC FB W FAy (c-1) 或(b-2) F FAxaA BC FAyD FD 或(d-2) FCD CC B FBFA (e-2) (e-1) 2 FAxFFOxFO1A'FAFO1O1OFOxAOFOyWFOyFAWA(f-1) (f-2) (f-3) 14 图a所示为三角架结构。荷载F1作用在铰B上。杆AB不计自重，杆BC自重为W。试画出b、c、d所示的隔离体的受力图，并加以讨论。 习题14图 FAAB(b-1) FB1FAABF'B2xF1F'B2y(c-1) FA ABFB1 FBxB CFDy FByWFDx D(b-2) C FDxDW (c-2) FDxD2F'B1F'B2xB2F'B2yF1F'B2xBF'B2y(b-3) BF'2BF1W(d-1) FDy(d-2) 15 图示刚性构件ABC由销钉A和拉杆D支撑，在构件C点作用有一水平力F。试问如果将力F沿其作用线移至D或E，是否会改为销钉A的受力状况。 解：由受力图15a，15b和15c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。 FAAG DF C FH H习题15图 (a) 3 FAxFAAEDCFAFGGAFFHH(b) FH¢DHFCH16 试画出图示连续梁中的AC和CD梁的受力图。 FH(c) AC'FCx习题16图 F1FCxCF2DBFAyFB(a) 'FCyFDxFCy(b) FDy 17 画出下列每个标注字符的物体的受力图，各题的整体受力图未画重力的物体的自重均不计，所有接触面均为光滑面接触。 FBFBFCC'FCC(a-2) 'FDDFAxAFAy(a-1) DFD(a-3) 'FB'FCFC E ' FE FE E TFCxCFCyFEE(b-1) W (b-2) 'FBBFB FAxAFAy'CFCxB'FCy(b-3) C'FDCFDD'FEFAxDAFEEEBFBFAy(c) 4 1-7d C P1P1 AA BP2BP2 FN4 ¢FN FN1FN1P1AAP1 FN2BP2FNFN3 1-7e F2F1 C ABF2 F1FCxDE ACB FREFCyFRD FByF2F1 ¢FBxDBEAF BBxFRE¢FByFRD 1-7f FRD DA DFEy¢FCy FExEFCxCGC¢CFCx EFCyF FFByFBxB B 1-7g FAyDE FAxFCxCADE CFT1FByFByFCyH ACFBx HFBxBPB PB P2BFN2FN3FCxCFCyFAyAG¢FExFAxE¢FEy¢FBxB¢FByDFT2FDxFT1FDy¢FAyFDyFAxAFT¢2FExEFEyFT3¢FEy¢CFCx¢FCy¢DFDxE¢FEx 5 1-7h 1-7i F2 C A 1-7j qFAxqB¢FByBFByAAFAyFBxFCxCFCyB¢FBxCPPDBF2DBF1FCxCFCyF1FCxF2CFCyBFRBFAx¢BFRDBF1FAxAFAyBDAFAyFGHACEBABDCFRC¢DFRDFRDFGEFRE¢GFRGFRBFRBFRGFRAHFRH 6