内容正文:
专题一.力的基本知识(讲义)-《土木工程力学基础》(高教版)专题复习讲练测
[考纲要求]
1.1.理解力的概念和基本属性
2.能够描述力的三要素及其相互关系
3.理解力的单位和量纲
4.掌握力的合成与分解方法
5.能够应用平衡条件解决力的平衡问题
[课时安排]
2课时
[知识梳理]
1.综合无数事例,可以概括出力的概念是:力是物体间的相互作用这种作用引起物体的运动状态发生变化或使物体产生变形。物体的运动状态变化是指物体运动速度大小或运动方向的改变,物体的变形是指物体的形状或大小产生变化。
在土木工程力学中,力的作用方式一般有两种情况:一种是两个物体相互接触时,它们之间相互产生拉力或压力,例如吊车和构件之间的拉力、打夯机与地基土之间的压力等;另一种是物体与地球之间相互产生吸引力,对物体来说,这种吸引力就是重力。
2.由实践可知,力对物体的作用效果取决于三个要素:力的大小力的方向、力的作用点。
力的大小是指物体间相互作用的强弱程度,力大则力对物体的作用效果也大,力小则作用效果也小。力的大小可以用测力器测定。在国际单位制中,力的常用单位是N(牛)和KN(千牛)。
3.力具有方向。假设我们用同样大小的力推动木块:从木块左面推木块向右运动(图 1-2a);从木块右面推木块向左运动(图 1-2b);从木块上方往下方推,木块保持不动(图 1-2c)。可见,力的作用方向不同对物体的作用效果也不同。
力对物体的作用效果还与力在物体上的作用点有关。用同样大小和方向的推力推木块,如推力作用点较低,木块将向前移动(图1-2a);如推力作用点较高,木块将翻倒(图 1-2d)。
力的大小方向和作用点决定了力对物体的作用效果,改变这三个因素中的任一个,都会改变力对物体的作用效果。因此,我们把力的大小方向和作用点称为力的三要素。
4.力是一个既有大小又有方向的量,因此力是矢量。我们可用一个带箭头的线段来表示力。图 1-3a 所示为力的图示,按一定比例尺画出的线段的长度表示力的大小,线段的方位和箭头的指向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点;图 1-3b 所示为力的示意图,用线段的长度表示力的大小,力的方向、作用点表示方法同图1-3a。常用力的示意图来绘制物体的受力图。代表力矢量的符号用粗体字母表示,如 F、FN;有时为了方便,也可在细体字母上加一箭线来表示力矢量。
[真题练讲]
1. 一个物体受到一个10牛顿向右的力和一个5牛顿向左的力,它的净受力是多少?( )。
A. 5 N向右
B. 5 N向左
C. 10 N向右
D. 15 N向右
答案:A
解析:净受力等于右向力减去左向力,即10 N - 5 N = 5 N向右。
2. 一辆汽车以20 m/s²的加速度行驶,如果它的质量是2000千克,那么受到的合力是多少?( )。
A. 40 N
B. 4000 N
C. 20000 N
D. 40000 N
答案:B
解析:根据牛顿第二定律 F=ma,合力等于质量乘以加速度,即2000 kg × 20 m/s² = 4000 N。
3. 一个人用10牛顿的力拉一个物体,物体的质量是2千克,它的加速度是多少?( )。
A. 5 m/s²
B. 20 m/s²
C. 12 m/s²
D. 8 m/s²
答案:B
解析:根据牛顿第二定律 F=ma,解得加速度 a = F/m = 10 N / 2 kg = 5 m/s²。
4. 下列哪个选项描述了力的方向?( )。
A. 10 m/s²
B. 5 kg
C. 20 N向上
D. 15 J
答案:C
解析:选项C描述了力的方向,指出了力的向上方向和大小。
5.一个物体受到一个向右的20牛顿的力和一个向左的10牛顿的力,它的净受力的方向是( )。
A. 向右
B. 向左
C. 上下方向
D. 无法确定
答案:A
解析:净受力等于右向力减去左向力,即20 N - 10 N = 10 N向右。
[限时练讲]
1.一个物体在水平面上匀速运动,摩擦力的方向是( )。
A. 与运动方向相同
B. 与运动方向相反
C. 垂直向上
D. 垂直向下
答案:B
解析:摩擦力的方向与运动方向相反。
2.一个物体受到的合力为零,则它的加速度也为零。这个说法( )。
A. 正确
B. 错误
答案:A
解析:合力为零意味着物体处于静止或匀速直线运动状态,加速度为零。
3.下列哪个选项不是表示力的单位?( )。
A. 千克·米/秒²
B. 牛顿/米
C. 千瓦
D. 牛顿·米
答案:C
解析:千瓦是功率的单位,不是力的单位。
4.一个物体在水平面上匀速运动,则摩擦力的大小( )。
A. 等于零
B. 大于零
C. 小于零
D. 等于重力的大小
答案:B
解析:物体在水平面上匀速运动时,摩擦力等于外力,即摩擦力大于零。
5.