土木工程力学（第三版） 习题答案 王秀丽.doc

PAGE

PAGE59

《土木工程力学》（第2版）题解

教材中一些习题留有足够空间

学生可在教材上做这些习题

第1章力与受力图

1-2-1图1-28中各杆的自重不计，试在A、B两点各画一力，使杆处于平衡状态。标出其中的链杆。

图1-28二力杆件

1-2-3简述作用与反作用公理（填空）。试在图1-29的右图上画出运动员脚蹬地的力和地撑脚的力，并标相同的字符表示大小相等。作用力与反作用力：作用线共线；指向相反；大小相等；分别作用在两个物体上。

图1-29作用力与反作用力

图1-31水压力分布

1-2-5用一个力等效替换一个力系的过程叫做力系的合成；用一个力系等效替代一个力的过程称为力的分解。将两个共点力合成一个力，或者将一个力分解为两个力的法则是平行四边形法则。

1-2-6有人问“合力大还是分力大？”试完成下列作业，自己寻求答案。

（1）在图1-30a中，按照给定的比例尺，用画平行四边形的方法求合力。

（2）在图1-30b中，按照给定的比例尺，用画平行四边的方法求力沿水平、竖直方位分解的分力。

图1-30合力与分力

1-3-3小实验沿纯净水瓶子的高度等距离钻几个小孔，将瓶装满水，观察发生的现象，并说出道理。图1-31表示盛有水的游泳池，试沿池壁、池底画出水压力的分布图。

1-3-4如图1-32所示，试按杆件、支座、荷载的顺序画出梁的计算简图，在图上用汉字标注各部分的名称，并用力学小实验元件拼出梁的模型。

说明：悬臂梁本身自重是线性分布的，但是与其所承担的楼道荷载或阳台荷载相比要小得多，所以一般将其抽象为均布荷载。

图1-32计算简图

1-4-1小实验：如图1-33a所示，让一根火柴伸出桌面，将铁丝的一头弯成钩，挂上手表，另一头挽成小圈套在火柴的悬出段上，要求小圈不能进入桌面范围。你能松开手让手表挂在火柴上吗？试从图1-33b中得到启发，做成这个实验。再以火柴铁丝一起为隔离体画受力图（图b），分别以火柴、铁丝为受力对象画受力图（图c）。

图1-33小实验火柴挂手表

图1-34约束力改错

1-4-2试指出图1-34中各物体受力图的错误，请改正（或重画）。

1-4-3图1-35所示悬臂式吊车的A、B、C三处均为铰链，AB杆、BC杆的重量不计。试画重物在图示位置时横梁（用轴线代替）AB的受力图。

图1-35梁的受力图

图1-36塔桅结构起扳时的受力图

1-4-4画图1-36所示塔桅结构（包括人字架OA）的受力图。该塔桅结构正在起扳中，塔身连同人字架OA重W，O为铰链，AD为拉索。

1-4-5画图1-37示连续梁的受力图。

图1-37连续梁的受力图

1-4-6画图1-38所示两铰拱的受力图。

图1-38拱的受力图

图1-39刚架的受力图

图1-40桁架的受力图

1-4-7画图1-39所示简支刚架的受力图。

1-4-8画图1-40所示桁架的受力图。

1-4-9设梁上承受均布荷载，试画图1-41所示组合结构的受力图。

图1-41组合结构的受力图

图1-42人字梯的受力图

1-4-10如图1-42所示，各杆的自重不计，地面光滑。作人字梯ABC、杆件AC、BC及绳DE的受力图。

第2章平面力系的平衡

2-1-1在图2-27中画出力投向坐标轴的“影子”，并计算力在坐标轴上的投影。

图2-27力在坐标轴上的投影

2-1-2试计算各力在坐标轴上的投影，并求力系各力在该坐标轴上投影的代数和。

单位/kN

Fix/kN

Fiy/kN

F1=10

10

0

F2=10

0

-10

F3=10

-7.07

7.07

F4=10

6

8

∑Fx=8.93

∑Fy=5.07

单位/kN

Fix/kN

Fiy/kN

F1=10

-7.07

7.07

F2=20

-17.32

-10

F3=30

0

-30

F4=40

24

-32

∑Fx=-0.39

∑Fy=-64.93

2-2-3小实验并计算：如图2-28所示，在辞典的中央捆一根绳，在绳上拴两根细线。让细线分别挂在左右手的食指上，使辞典平衡。两食指对称地逐渐分开，看细线什么时候拉断。设辞典重量为W，以表示拉力F的倾角，用平衡方程求出每根细绳拉力F的大小。然后，代入指定的值计算，并分析结果。

图2-28F随变化

，

，F=0.5W

，F=0.707W

，F=1W

，F=