专题七 力矩（教案）-浙江省职教高考《土木工程-力学基础》（高教版）专题复习讲练测

专题七 力矩 [考纲要求] 1.理解力矩的概念，能够准确描述力矩的定义和计算方法。 2.能够应用力矩原理解决简单的平衡问题，如杠杆平衡。 3.具备分析和计算复杂体系力矩的能力，例如多个作用力的情况。 4.掌握力矩的单位及其换算。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1.点 O称为矩心。矩心 O到力 F作用线的垂直距离d 称为力臂。通常规定:使物体沿逆时针方向转动的力矩为正，使物体沿顺时针方向转动的力矩为负。 力矩的单位是力的单位和距离的单位的乘积。在国际单位制中力矩的常用单位是N·m(牛·米)或 kN·m(千牛·米)。 由力矩的定义可知力矩具有如下性质 (1)当力F的大小等于零,或者力的作用线通过矩心(即力臂d=0)时,力矩等于零。 (2)当力沿作用线移动时,不会改变力对某点的矩。这是因为力的大小、方向及力臂的大小均未改变 2.荷载的分类 荷载按作用的范围不同可分为集中荷载和分布荷载。如果荷载作用在结构上的面积与结构的尺寸相比很小,就称为集中荷载,用F表示,其常用单位为 N(牛)KN(千牛)。例如梁对柱或墙的压力属于集中荷载。如果荷载连续地作用在整个结构上或结构的一部分(不能看成集中荷载时),就称为分布荷载。例如水压力属于分布荷载,还有风荷载雪荷载等 沿着构件轴线方向分布且各处的大小均相同的分布荷载称为均布线荷载,如图2-17a 所示过梁受到的自重荷载,它沿过梁轴线方向均匀分布,属于均布线荷载,用q 表示,其常用单位为 N/m(牛/米)kN/m千牛/米)。当分布荷载在各处的大小不相同时,称为非均布荷载衡状态,它本身也归属于不稳定平衡状态。 [真题练讲] 1. (2016年•河南省统一考试) 什么是力矩的定义？（ ） A) 力作用在物体上的效果 B) 物体受力后的移动距离 C) 物体受到的合力 D) 物体的重量 答案：A。 解析：力矩是力作用在物体上产生的旋转效果，与力的大小和作用点位置有关。 2. (2014年•山西省统一考试) 下列哪个公式正确地描述了力矩？（ ） A) 力矩 = 力 × 质量 B) 力矩 = 力 × 加速度 C) 力矩 = 力 × 臂长 D) 力矩 = 力 × 速度 答案：C。 解析：力矩的计算公式为力矩 = 力 × 臂长，其中臂长是力作用点到物体转轴的距离。 3. (2019年•江西省统一考试)牛顿第二定律的转动形式也被称为什么定理？（ ） A) 牛顿第一定律 B) 牛顿第二定律 C) 牛顿-欧拉定理 D) 牛顿第三定律 答案：C。 解析：牛顿第二定律的转动形式也称为牛顿-欧拉定理。 4. (2015年•广东省统一考试) 在工程力学和物理学中，力矩的单位是什么？（ ） A) 牛顿（N） B) 米（m） C) 牛顿·米（N·m） D) 焦耳（J） 答案：C。 解析：力矩的单位是牛顿·米（N·m），表示力在臂长上产生的旋转效果 5. (2014年•北京市统一考试) 当一个物体受到多个力作用时，它们对该物体的力矩求和等于什么？（ ） A) 物体的质量 B) 物体的加速度 C) 物体的合力对该物体的力矩 D) 物体的速度 答案：C。 解析：根据牛顿第二定律的转动形式，多个力对物体的力矩求和等于物体的合力对物体的力矩。 [限时练讲] 1. 如果一个物体的质量分布不均匀，应该如何计算其总力矩？（ ） A) 将物体分解为小部分，对每个部分计算它所受的力矩，然后相加 B) 忽略质量分布的不均匀性，直接计算整个物体的力矩 C) 只计算物体的重心处的力矩 D) 不需要计算总力矩，直接应用力的合力 答案：A。 解析：当物体的质量分布不均匀时，应将其分解为小部分，对每个部分计算力矩，最后相加得到总力矩。 2. 在哪个领域力矩应用最广泛？（ ） A) 化学工程 B) 电子工程 C) 机械工程 D) 环境工程 答案：C。 解析：力矩在机械工程领域应用最广泛，用于设计转动机械等 3. 如果一台机械需要更大的力矩来实现所需的转动效果，应该怎么做？（ ） A) 减小力的大小 B) 增大臂长 C) 减小臂长 D) 不需要调整，只需增加力的数量 答案：B。 解析：增大臂长可以增加力矩的大小，从而实现更大的转动效果。 4. 下列哪个因素对力矩没有影响？（ ） A) 力的大小 B) 力的方向 C) 力的作用点位置 D) 物体的质量 答案：D 解析：物体的质量与力矩无直接关系，力矩的大小受力的大小、方向和作用点位置的影响。 5. 如果两个力的大小相等，但作用在物体上的位置不同，它们对物体的力矩会怎样？（ ） A) 力矩相等 B) 力矩不相等 C) 力矩的大小与位置无关 D) 取决于物体的形状 答案：B 解析：力的大小相等但作用点位置不同，力矩大小不同，因为力矩的大小与作用点位置有关。 6.什么是力矩？它的作用是什么？ 答案：力矩是力