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2012年理论力学期末考试试题讲解--受力分析题

(2013-02-18 11:51:54)
标签:

理论力学

分类: 教学

从今天开始到开学前,我们将陆续讲解上次期末考试时的理论力学试题。一方面会讲解参考解法,也会对部分同学的特殊解法做出一些评论。由于重考试题与这次考试试题的题型及内容分布十分接近,所以希望这次的讲解对大家的重考成绩会有所帮助。

先考察第一题。为醒目起见,抄录题目如下

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分析:

该题目属于受力分析题,要做出两根杆件的受力图。

这样的问题拿到手以后,首先要浏览一下整个结构,它由几根构件组成,各个构件如何连接,最需要关注的就是二力杆的问题。

可以看到,它由两根杆件铰接而成,其中,AB杆两点受力,处于平衡状态,是二力杆。所以,首先应当绘制出AB的受力图,然后在绘制CD的受力图。

既然AB是二力杆,那么,这两个力应该在AB连线上;而且可以知道,AB是受拉的,所以绘制其受力图如下

image

接着绘制CD杆的受力图。它上面有一个主动力,然后是C,B两点与外界连接,有两个约束力。其中,C点是固定铰支座,因此按照固定铰支座的反力方式绘制,而B点则与上图中B点构成了作用与反作用力,因此按照规定绘制。

image

这样,该题就做完了。

我们出该题的目的,一是考察二力杆的概念,第二是关于作用于反作用力的绘制,第三也就是想送分,此题实际上是一道送分题。

讨论:

在判断AB是二力杆以后,实际上CD是受到三力作用,按照三力汇交,可以完全确定C点力的方向如下

image

所以,对于CD杆做出上述受力图,当然也是正确的。

我们在批改该题目的时候,发现有些同学并没有判断AB是二力杆,而是按照如下方式绘制其受力图

image

这种受力图不能说错。但是我们要提醒部分同学,有很多理论力学老师并不认同这种绘制受力图的方式,他们认为,二力杆是很简单的情况,应该按照二力平衡的方式绘制出,所以,对于这种受力图,会直接判断错。

所以,我建议,大家为了安全起见,对于二力杆,最好按照二力平衡的方式绘制其受力图。上述受力图的确不能说是错误,但是老师们有老师们的看法,我们很难在考试后与他们去辩论是非,还是适应他们的爱好吧。

另外,在监考的时候,也有些同学问到,这里的杆件是否有重力。希望大家务必注意,对于杆件,凡是在题目中没有说明其有重力的,通通忽略重力。因此,下述的受力图是不合适的。

image

以上是关于第一题的讲解。

下次的考试,受力图会加大难度,但是方法都是一样的。希望大家把握以下几个要点:

(1)看清楚题目,到底要绘制几个图形。

(2)用铅笔画图。

(3)首先绘制二力杆的受力图。

(4) 注意作用力和反作用力的负号标注。

(5)整体受力图不绘制内力。

(6)如果在铰链处有集中力作用,选取销钉为研究对象是合适的方法。

注意这些要点就足够了。

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