工程力学形考过关试题及答案

工程力学形考过关试题及答案

一、单选题（每题1分，共10分）

1.在静力学中，作用在刚体上的两个力平衡的必要与充分条件是（）A.大小相等，方向相同B.大小相等，方向相反，作用在同一直线上C.大小相等，作用在同一直线上D.大小相等，方向相反，作用线平行但不一定在同一直线上【答案】B【解析】静力学中两个力平衡的必要与充分条件是大小相等，方向相反，作用在同一直线上

2.力矩的单位是（）A.牛顿（N）B.帕斯卡（Pa）C.牛·米（N·m）D.焦耳（J）【答案】C【解析】力矩的单位是牛顿·米（N·m）

3.在材料力学中，描述材料抵抗变形能力的指标是（）A.弹性模量B.屈服强度C.硬度D.断裂韧性【答案】A【解析】弹性模量描述了材料抵抗变形的能力

4.构件在受到外力作用时，其内部产生的附加力称为（）A.应力B.应变C.荷载D.力矩【答案】A【解析】构件在受到外力作用时，其内部产生的附加力称为应力

5.梁的弯曲变形中，弯矩与（）A.梁的长度成正比B.梁的宽度成正比C.梁的惯性矩成正比D.梁的截面面积成正比【答案】C【解析】梁的弯曲变形中，弯矩与梁的惯性矩成正比

6.在结构力学中，描述结构在外力作用下变形程度的量是（）A.应力B.应变C.荷载D.力矩【答案】B【解析】应变描述了结构在外力作用下变形的程度

7.在工程力学中，描述物体运动状态的量是（）A.速度B.加速度C.位移D.力【答案】A【解析】速度描述了物体运动状态的量

8.在材料力学中，描述材料抵抗断裂能力的指标是（）A.屈服强度B.硬度C.断裂韧性D.弹性模量【答案】C【解析】断裂韧性描述了材料抵抗断裂的能力

9.在静力学中，作用在刚体上的三个力平衡的必要与充分条件是（）A.大小相等，方向相同B.大小相等，方向相反，作用在同一直线上C.大小相等，方向相反，作用线平行但不一定在同一直线上D.三力交于一点，且各力的大小和方向满足三角形法则【答案】D【解析】静力学中三个力平衡的必要与充分条件是三力交于一点，且各力的大小和方向满足三角形法则

10.在材料力学中，描述材料抵抗压缩变形能力的指标是（）A.弹性模量B.屈服强度C.硬度D.压缩强度【答案】D【解析】压缩强度描述了材料抵抗压缩变形的能力

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些属于静力学的基本公理？（）A.二力平衡公理B.加减平衡力系公理C.作用力与反作用力公理D.力的平行四边形法则E.力的三角形法则【答案】A、B、C、D【解析】静力学的基本公理包括二力平衡公理、加减平衡力系公理、作用力与反作用力公理和力的平行四边形法则

2.以下哪些属于材料力学的研究内容？（）A.应力B.应变C.强度D.刚度E.韧性【答案】A、B、C、D、E【解析】材料力学的研究内容包括应力、应变、强度、刚度和韧性

3.以下哪些属于梁的弯曲变形形式？（）A.弯曲B.扭转C.压缩D.拉伸E.剪切【答案】A、B、C、D、E【解析】梁的弯曲变形形式包括弯曲、扭转、压缩、拉伸和剪切

4.以下哪些属于结构力学的研究内容？（）A.结构的稳定性B.结构的变形C.结构的内力D.结构的强度E.结构的刚度【答案】A、B、C、D、E【解析】结构力学的研究内容包括结构的稳定性、变形、内力、强度和刚度

5.以下哪些属于工程力学的研究内容？（）A.静力学B.运动学C.动力学D.材料力学E.结构力学【答案】A、B、C、D、E【解析】工程力学的研究内容包括静力学、运动学、动力学、材料力学和结构力学

三、填空题（每题4分，共32分）

1.力的三要素是指力的大小、方向和______【答案】作用点

2.应力的单位是______【答案】帕斯卡（Pa）

3.应变的单位是______【答案】无量纲

4.弹性模量的单位是______【答案】帕斯卡（Pa）

5.屈服强度的单位是______【答案】帕斯卡（Pa）

6.断裂韧性的单位是______【答案】帕斯卡（Pa）·米^1/

27.梁的惯性矩的单位是______【答案】米^

48.结构的稳定性是指结构在______作用下的保持其原有形式的性能【答案】荷载

四、判断题（每题2分，共20分）

1.两个力平衡的必要与充分条件是大小相等，方向相反，作用在同一直线上（）【答案】（√）

2.应力是构件内部产生的附加力（）【答案】（√）

3.应变是构件在外力作用下变形的程度（）【答案】（√）

4.弹性模量描述了材料抵抗变形的能力（）【答案】（√）

5.屈服强度描述了材料开始发生塑性变形时的应力（）【答案】（√）

6.断裂韧性描述了材料抵抗断裂的能力（）【答案】（√）

7.梁的弯曲变形中，弯矩与梁的惯性矩成正比（）【答案】（√）

8.结构力学研究结构在外力作用下的变形和内力（）【答案】（√）

9.工程力学包括静力学、运动学、动力学、材料力学和结构力学（）【答案】（√）

10.静力学研究物体在力作用下的平衡问题（）【答案】（√）

五、简答题（每题5分，共20分）

1.简述力的三要素及其意义【答案】力的三要素是指力的大小、方向和作用点力的大小决定了力的作用效果，方向决定了力的作用方向，作用点决定了力的作用位置

2.简述应力和应变的区别【答案】应力是构件内部产生的附加力，单位是帕斯卡（Pa）；应变是构件在外力作用下变形的程度，单位是无量纲

3.简述材料力学的研究内容【答案】材料力学的研究内容包括应力、应变、强度、刚度和韧性等，主要研究材料在力作用下的变形和破坏规律

4.简述结构力学的研究内容【答案】结构力学的研究内容包括结构的稳定性、变形、内力、强度和刚度等，主要研究结构在外力作用下的变形和内力分布规律

六、分析题（每题15分，共30分）

1.分析一个简单的悬臂梁在自由端受到集中力作用时的应力分布情况【答案】对于简单的悬臂梁在自由端受到集中力作用时，梁的弯矩从固定端到自由端逐渐减小，应力分布也相应地发生变化在固定端，弯矩最大，应力也最大；在自由端，弯矩为零，应力也为零应力分布沿梁的高度呈线性变化，最大应力出现在梁的最外层

2.分析一个简单的桁架结构在受到外力作用时的内力分布情况【答案】对于简单的桁架结构在受到外力作用时，各杆件主要承受拉力或压力，内力分布取决于外力的作用位置和大小通过节点法或截面法可以计算出各杆件的内力，从而分析结构的稳定性桁架结构通过合理的杆件布置，可以有效地分散外力，提高结构的承载能力

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.一个简单的悬臂梁长为2米，截面为矩形，宽度为100mm，高度为200mm，材料为钢，弹性模量为200GPa在自由端受到一个集中力为10kN的作用，求梁的最大弯矩和最大应力【答案】最大弯矩M=F×L=10kN×2m=20kN·m截面惯性矩I=b×h^3/12=100mm×200^3mm^3/12=

6.67×10^7mm^4最大应力σ=M×h/2/I=20kN·m×200mm/2/

6.67×10^7mm^4=150MPa

2.一个简单的桁架结构由三根杆件组成，分别承受拉力、压力和剪力已知各杆件的长度分别为2m、2m和

1.5m，材料的弹性模量为150GPa，泊松比为

0.3在外力作用下，各杆件的内力分别为20kN、-30kN和10kN求各杆件的应力和应变【答案】拉力杆件的应力σ1=F1/A1=20kN/A1压力杆件的应力σ2=F2/A2=-30kN/A2剪力杆件的应力σ3=F3/A3=10kN/A3应变ε=σ/E=σ1+σ2+σ3/E其中，A

1、A

2、A3分别为各杆件的截面面积，E为弹性模量

八、标准答案

一、单选题

1.B

2.C

3.A

4.A

5.C

6.B

7.A

8.C

9.D

10.D

二、多选题

1.A、B、C、D

2.A、B、C、D、E

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C、D、E

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.作用点

2.帕斯卡（Pa）

3.无量纲

4.帕斯卡（Pa）

5.帕斯卡（Pa）

6.帕斯卡（Pa）·米^1/

27.米^

48.荷载

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（√）

4.（√）

5.（√）

6.（√）

7.（√）

8.（√）

9.（√）

10.（√）

五、简答题

1.力的三要素是指力的大小、方向和作用点力的大小决定了力的作用效果，方向决定了力的作用方向，作用点决定了力的作用位置

2.应力是构件内部产生的附加力，单位是帕斯卡（Pa）；应变是构件在外力作用下变形的程度，单位是无量纲

3.材料力学的研究内容包括应力、应变、强度、刚度和韧性等，主要研究材料在力作用下的变形和破坏规律

4.结构力学的研究内容包括结构的稳定性、变形、内力、强度和刚度等，主要研究结构在外力作用下的变形和内力分布规律

六、分析题

1.对于简单的悬臂梁在自由端受到集中力作用时，梁的弯矩从固定端到自由端逐渐减小，应力分布也相应地发生变化在固定端，弯矩最大，应力也最大；在自由端，弯矩为零，应力也为零应力分布沿梁的高度呈线性变化，最大应力出现在梁的最外层

2.对于简单的桁架结构在受到外力作用时，各杆件主要承受拉力或压力，内力分布取决于外力的作用位置和大小通过节点法或截面法可以计算出各杆件的内力，从而分析结构的稳定性桁架结构通过合理的杆件布置，可以有效地分散外力，提高结构的承载能力

七、综合应用题

1.最大弯矩M=F×L=10kN×2m=20kN·m截面惯性矩I=b×h^3/12=100mm×200^3mm^3/12=

6.67×10^7mm^4最大应力σ=M×h/2/I=20kN·m×200mm/2/

6.67×10^7mm^4=150MPa

2.拉力杆件的应力σ1=F1/A1=20kN/A1压力杆件的应力σ2=F2/A2=-30kN/A2剪力杆件的应力σ3=F3/A3=10kN/A3应变ε=σ/E=σ1+σ2+σ3/E其中，A

1、A

2、A3分别为各杆件的截面面积，E为弹性模量。