【正确答案】解:(1)如图1(a)所示
①求B截面的竖直位移
在B面上增加一个竖直向下的虚力F
0,并建立坐标系,如图2(a
1)所示,由静力平衡条件可得固定端C截面支反力:R=F+F
0,M=2Fa+F
0a。
图2 由此可列出各段弯矩方程:
AB段:M(x
1)=-Fx
1,(0≤x
1≤a)
BC段:M(x
2)=-[Fx
2+F
0(x
2-a)],(a≤x
2≤2a)
故梁内应变能:

由卡氏定理得B截面铅垂位移:

②求A截面转角
在A截面增加一逆时针方向的虚力偶矩M
0,并建立坐标系,如图2(a
2)所示,由静力平衡条件可得C截面上:R=F,M'=2Fa+M
0 由此可列出各段弯矩方程:
AB段:M(x
1)=-(Fx
1+M
0),(0≤x
1≤a)
BC段:M(x
2)=-(Fx
2+M
0),(a≤x
2≤2a)
由卡氏定理可得A截面转角:

(2)如图1(b)所示
用图乘法,根据题意,作在已知载荷F作用下的弯矩图,如图2(b)所示。为求得B截面位移和A截面转角,在B点施加单位载荷F
0=1,在A点加施单位力偶矩M
0=1,并作出相应的弯矩图,分别如图2(b
1)、(b
2)所示。
由图乘法可得B截面的竖向位移为:

A截面转角:
