约束与反约束《机械基础考点双析卷》第17卷-湖南省对口招生机电类专业

编写说明：湖南省普通高等学校对口招生考试《机械基础考点双析卷》，依据《2022年湖南省普通高等学校对口招生考试机电类专业综合知识考试基本要求及考试大纲》（以下简称考纲）编写。“考点双析”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷。助力师生构建 “讲练结合” 的学习闭环，特别适用于第一轮高考复习教学。 本专辑第17、第18卷精准对标考纲，知识模块（二）.机械基础： 2.工程力学：①基本知识：常见的约束类型及其约束反力的特点；②基本技能：物体的受力分析及受力图的绘制。 湖南省普通高等学校对口招生考试机电类专业 《机械基础考点双析卷》第17卷 约束与反约束 老师讲解卷 一、单选题（本大题共15小题，每题4分，共60分） 1．能在空间作自由运动的物体称为（   ） A．非自由体 B．自由体 C．刚体 D．变形体 【答案】B 【详解】物体按运动是否受到限制分为自由体和非自由体，在空间任何方向上运动都不受限制的物体叫自由体，否则就是非自由体。如空中飞行的飞机是自由体。 2．下列约束中，其约束反力的方向是沿接触点的公法线指向被约束物体的是（   ） A．柔体约束 B．光滑面约束 C．铰链约束 D．链杆约束 【答案】B 3．下列哪项不是约束反力的特点？（   ） A．约束反力的方向与约束所能阻止的物体的运动方向相反 B．约束反力的大小总是与主动力的大小相等 C．约束反力一定是静力 D．约束反力不受物体的质量影响 【答案】B 4．跳水跳板属于（   ） A．铰链约束 B．柔性约束 C．光滑接触面约束 D．固定端约束 【答案】D 【详解】跳水跳板一端完全固定，既不能移动也不能转动，这种约束属于固定端约束。 5．约束反力的方向不能直接确定的有（   ） A．光滑接触表面的约束 B．柔性约束 C．光滑活动铰链约束 D．固定端约束 【答案】D 【详解】A指向被约束体B背离被约束体。 D根据构件受力情况而定。 6．关于约束反力的方向确定，下列哪一个叙述是正确的（   ） A．约束反力的方向无法确定 B．约束反力的方向与约束对物体限制其运动趋势的方向相反 C．约束反力的方向随意 D．约束反力的方向与约束对物体限制其运动趋势的方向相同 【答案】B 【详解】约束反力的方向判断方法：受力分析时，先假设为正方向，然后列写平衡方程进行求解，最后根据结果的正负号来确定具体受力方向。正号表示实际方向与假设方向一致，负号表示实际方向与假设方向相反。 7．约束力方向可以确定的是（   ） A．固定端约束 B．柔体约束 C．光滑面约束 D．圆柱铰链约束 【答案】B 【详解】约束力方向可以确定的是柔体约束 8．图示平面直角弯杆ABC，AB=3 m，BC=4 m，受两个力偶作用，其力偶矩分别为M1=300N·m、M2=600N·m，转向如图所示。若不计杆重及各接触处摩擦，则A、C支座的约束反力的大小为（   ） A．FA=300N，FC=100N B．FA=300N，FC=300N C．FA=100N，FC=300N D．FA=100N，FC=100N 【答案】D 9．固定铰支座其约束反力一般用（   ）分量表示。 A．两个正交 B．平行 C．一个 D．三个 【答案】A 10．柔性约束只能限制物体沿柔性约束（   ）位移。 A．伸长方向 B．缩短方向 C．垂直方向 D．成任一角度 【答案】A 11．在下列几种约束中，约束力方向不能假设的是（   ） A．柔体约束 B．固定端约束 C．活动铰链约束 D．固定铰链约束 【答案】A 【详解】柔体约束也称柔性约束，其约束力可预先确定：作用点在接触点，方向沿柔体约束本身背离受力物体。 12．固定端约束反力：用一个（    ）和两个正交的分力表示（   ） A．力矩 B．力偶 C．力系 D．力臂 【答案】B 【详解】固定端约束就是把物体的一端加以固定，使它既不能转动，也不能移动的约束。如果不使物体转动，必须有一个约束反力偶与外力偶或外力矩平衡；如果不使物体移动，必须要有一个约束反力与外力平衡，约束反力的方向不能确定，决定于主动力，所以用两个相互垂直的分力来表示。 13．固定铰链支座的约束反力：方向决定于主动力，不能确定，用过铰链中心的两个互相（   ）的分力表示（   ） A．相交 B．垂直 C．交错 D．平行 【答案】B 【详解】任何一个力都可以分解为两个相互垂直的分力，用两个相互垂直的分力可以表示出平面内任何方向、任何大小的力。对于不知大小和方向和未知力，可以用两个相互垂直的分力来表示。 14．柔性约束的约束力方向：沿绳索（    ）物体，作用点即柔性体和物体的连接点。（   ） A．指向 B．垂直于 C．切于 D．背离 【答案】D 【详解】因为柔性约束是软的绳索，只能是拉力，所以约束反力必然背离物体。 15．光滑面约束的约束力方向：沿接触表面的（    ）并指向受力物体，作用点即接触点（   ） A．公切线 B．轴线 C．公法线 D．母线 【答案】C 【详解】光滑面约束是由光滑的平面或曲面构成的约束，是一种理想状态，实际并不存在，它认为两个接触面都绝对光滑，不会产生摩擦，两个接触面间没有了切向力，只有法向力，所以约束反力沿接触面的公法线，指向受力物体 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16．约束反力的方向总是与物体被限制运动的方向 。 【答案】相反 【详解】约束反力阻止物体运动，其方向与物体被限制的运动趋势方向相反，如绳子拉物体，绳子拉力与物体运动趋势相反。 17．固定端约束不仅能限制物体的 ，还能限制物体的 。 【答案】 移动； 转动 【详解】解析：固定端约束能限制物体在平面内的移动和转动。 18．柔软绳索 方向沿 背离物体。 【答案】 约束反力 绳索中心线 【详解】解析：柔软绳索只能承受拉力，约束反力沿绳索中心线背离被约束物体。 19．一个杆件的一端完全固定，既不能移动也不能够转动，这种约束称为 。 【答案】固定端约束 20．固定铰链支座的约束力用过铰链中心的 的分力表示。 【答案】两个互相垂直 21．对非自由体的某些位移起 的物体称为约束。 【答案】限制作用 22．固定铰链支座的约束反力方向不确定，故常用 来表示。 【答案】两个分力 23．约束反力方位可以确定的约束有 。 【答案】活动铰链支座 24．物体受到的力可以分为两类，一类是使物体运动或有运动趋势的力，称为主动力，另一类是周围物体限制物体运动的力，称为 。 【答案】约束力 25．光滑铰链约束和固定端约束的约束力方向均为假定，若计算结果为负值，则说明约束力方向与假定方向 。 【答案】相反 三、分析计算题（本大题共2小题，每题10分，共20分） 26．水平梁AB由铰链A和杆BC支持，如图所示。在梁的D处用销子安装半径为r=0.1m的滑轮。有一跨过滑轮的绳子，其一端水平地系在墙上，另一端悬挂有重为G=1800N的重物。若AD=0.2m，BD=0.4m，α=45°，且不计梁、滑轮和绳子的自重。求固定铰支座A和杆BC的约束力。 【答案】 【详解】 27．如图所示结构由两弯杆ABC和DE构成。构件重量不计，图中的长度单位为cm。已知F=200 N，试求支座A和E的约束力。 【答案】(1) 取DE为研究对象，DE为二力杆；FD = FE (2) 取ABC为研究对象，受力分析并画受力图；画封闭的力三角形： 【解析】略 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 编写说明：湖南省普通高等学校对口招生考试《机械基础考点双析卷》，依据《2022年湖南省普通高等学校对口招生考试机电类专业综合知识考试基本要求及考试大纲》（以下简称考纲）编写。“考点双析”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷。助力师生构建 “讲练结合” 的学习闭环，特别适用于第一轮高考复习教学。 本专辑第17、第18卷精准对标考纲，知识模块（二）.机械基础： 2.工程力学：①基本知识：常见的约束类型及其约束反力的特点；②基本技能：物体的受力分析及受力图的绘制。 湖南省普通高等学校对口招生考试机电类专业 《机械基础考点双析卷》第17卷 约束与反约束 老师讲解卷 一、单选题（本大题共15小题，每题4分，共60分） 1．能在空间作自由运动的物体称为（   ） A．非自由体 B．自由体 C．刚体 D．变形体 2．下列约束中，其约束反力的方向是沿接触点的公法线指向被约束物体的是（   ） A．柔体约束 B．光滑面约束 C．铰链约束 D．链杆约束 3．下列哪项不是约束反力的特点？（   ） A．约束反力的方向与约束所能阻止的物体的运动方向相反 B．约束反力的大小总是与主动力的大小相等 C．约束反力一定是静力 D．约束反力不受物体的质量影响 4．跳水跳板属于（   ） A．铰链约束 B．柔性约束 C．光滑接触面约束 D．固定端约束 5．约束反力的方向不能直接确定的有（   ） A．光滑接触表面的约束 B．柔性约束 C．光滑活动铰链约束 D．固定端约束 6．关于约束反力的方向确定，下列哪一个叙述是正确的（   ） A．约束反力的方向无法确定 B．约束反力的方向与约束对物体限制其运动趋势的方向相反 C．约束反力的方向随意 D．约束反力的方向与约束对物体限制其运动趋势的方向相同 7．约束力方向可以确定的是（   ） A．固定端约束 B．柔体约束 C．光滑面约束 D．圆柱铰链约束 8．图示平面直角弯杆ABC，AB=3 m，BC=4 m，受两个力偶作用，其力偶矩分别为M1=300N·m、M2=600N·m，转向如图所示。若不计杆重及各接触处摩擦，则A、C支座的约束反力的大小为（   ） A．FA=300N，FC=100N B．FA=300N，FC=300N C．FA=100N，FC=300N D．FA=100N，FC=100N 9．固定铰支座其约束反力一般用（   ）分量表示。 A．两个正交 B．平行 C．一个 D．三个 10．柔性约束只能限制物体沿柔性约束（   ）位移。 A．伸长方向 B．缩短方向 C．垂直方向 D．成任一角度 11．在下列几种约束中，约束力方向不能假设的是（   ） A．柔体约束 B．固定端约束 C．活动铰链约束 D．固定铰链约束 12．固定端约束反力：用一个（    ）和两个正交的分力表示（   ） A．力矩 B．力偶 C．力系 D．力臂 13．固定铰链支座的约束反力：方向决定于主动力，不能确定，用过铰链中心的两个互相（   ）的分力表示（   ） A．相交 B．垂直 C．交错 D．平行 14．柔性约束的约束力方向：沿绳索（    ）物体，作用点即柔性体和物体的连接点。（   ） A．指向 B．垂直于 C．切于 D．背离 15．光滑面约束的约束力方向：沿接触表面的（    ）并指向受力物体，作用点即接触点（   ） A．公切线 B．轴线 C．公法线 D．母线 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16．约束反力的方向总是与物体被限制运动的方向 。 17．固定端约束不仅能限制物体的 ，还能限制物体的 。 18．柔软绳索 方向沿 背离物体。 19．一个杆件的一端完全固定，既不能移动也不能够转动，这种约束称为 。 20．固定铰链支座的约束力用过铰链中心的 的分力表示。 21．对非自由体的某些位移起 的物体称为约束。 22．固定铰链支座的约束反力方向不确定，故常用 来表示。 23．约束反力方位可以确定的约束有 。 24．物体受到的力可以分为两类，一类是使物体运动或有运动趋势的力，称为主动力，另一类是周围物体限制物体运动的力，称为 。 25．光滑铰链约束和固定端约束的约束力方向均为假定，若计算结果为负值，则说明约束力方向与假定方向 。 三、分析计算题（本大题共2小题，每题10分，共20分） 26．水平梁AB由铰链A和杆BC支持，如图所示。在梁的D处用销子安装半径为r=0.1m的滑轮。有一跨过滑轮的绳子，其一端水平地系在墙上，另一端悬挂有重为G=1800N的重物。若AD=0.2m，BD=0.4m，α=45°，且不计梁、滑轮和绳子的自重。求固定铰支座A和杆BC的约束力。 27．如图所示结构由两弯杆ABC和DE构成。构件重量不计，图中的长度单位为cm。已知F=200 N，试求支座A和E的约束力。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$