题目
【单选题】梁在某一段内作用有向下的分布载荷时,在该段内它的弯矩图为()A. 上凸曲线B. 下凸曲线C. 带有拐点的曲线D. 斜直线
【单选题】梁在某一段内作用有向下的分布载荷时,在该段内它的弯矩图为()
A. 上凸曲线
B. 下凸曲线
C. 带有拐点的曲线
D. 斜直线
题目解答
答案
A. 上凸曲线
解析
考查要点:本题主要考查梁在分布载荷作用下弯矩图的形状判断,需理解分布载荷方向与弯矩图曲率方向的关系。
解题核心思路:
- 分布载荷与剪力的关系:向下的分布载荷会使剪力线性减小(剪力图斜率为负)。
- 剪力与弯矩的关系:弯矩是剪力的积分,剪力线性变化时,弯矩图呈现二次函数(抛物线)形状。
- 抛物线开口方向:向下的分布载荷导致弯矩图开口向下,即上凸曲线。
破题关键点:
- 明确分布载荷方向对剪力变化趋势的影响。
- 通过剪力的变化推导弯矩图的曲率方向。
分布载荷与剪力的关系
当梁承受向下的分布载荷$q$(单位长度上的载荷)时,剪力$V$的变化率为:
$\frac{dV}{dx} = -q$
因此,剪力$V$沿梁长呈线性减小趋势,剪力图是一条向下的斜线。
剪力与弯矩的关系
弯矩$M$是剪力$V$的积分:
$M(x) = \int V(x) \, dx$
由于$V(x)$是线性函数,积分后$M(x)$为二次函数,即抛物线。
抛物线开口方向
- 若剪力$V$从正值逐渐减小至零再变为负值,则弯矩$M$先增加后减小,形成开口向下的抛物线(上凸曲线)。
- 例如,简支梁在均布载荷作用下,跨中弯矩最大,两端弯矩为零,弯矩图即为上凸的抛物线。