专题四 力矩、力偶（课件）-四川省职教高考《土木工程-力学基础》(高教版）专题复习讲练测

专题四 力矩、力偶 《土木工程-力学基础》（高教社） 专题复习讲练测 1 目录 01 考纲解读 03 考题讲解 05 归纳小结 02 知识点梳理 04 课内练习 2 常见考点： 力矩的概念和计算：强调力矩是力对物体产生转动效应的量度，计算公式为 M = F * d，其中 F 是力的大小，d 是力臂的长度。 力偶的特性：解释力偶由大小相等、方向相反的平行力组成，其产生的转动效果取决于力偶的大小和力臂的长度。 力偶的作用：说明力偶不会引起物体的平移运动，而是使物体产生转动运动，通常转轴位于力偶两个作用力的中点。 平面力偶系的平衡条件：描述平面力偶系在平衡时，合力为零，且合力矩也为零，这是保持系统静止或稳定转动的基本条件。 一.考纲解读 3 一.考纲解读 考试要求 01 2.理解力偶由平行且大小相等、方向相反的两个力组成，其性质和转动效应。 02 3. 理解平面力偶系在保持平衡时，合力为零，合力矩也为零的条件，以及如何应用这些条件解决问题。 03 1. 理解力矩是力对物体产生转动效应的物理量，学习如何通过公式 M = F * d 计算力矩。 4 易考题型： 定义题：例如问“什么是力矩？”或“力偶的定义是什么？”学生需要简洁明了地给出定义。 性质题：例如问“力偶对物体有什么影响？”或“力偶与单个力的区别是什么？”学生需要描述力偶与单个力在作用效果上的不同。 平衡条件题：例如问“平面力偶系的平衡条件是什么？”学生需要清楚地列出平面力偶系在平衡时的条件。 应用题：例如问“力偶在日常生活或工程中的应用有哪些？”学生需要举例说明力偶在不同场景中的实际应用。 一.考纲解读 5 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 6 知识点梳理： 一、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。 二.知识点梳理和重点概念复习 7 知识点梳理： 二、力偶的概念 上述实例都是由两个大小相等、方向相反、不在同一作用线上的注意:组成力偶的两个力虽然大小相等、平行力使物体产生转动的情况。实践证明,这样的两个力F、F"组成方向相反,但不在同-的力系对物体只产生转动效应，而不产生移动效应，这种力系称为力作用线上,所以不是偶,用符号(F,F’)表示。组成力偶的两个力F、F"所在的平面称为力对平衡力。偶作用面。力偶的两个力作用线之间的垂直距离称为力偶臂,用d表示(图 2-24)。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： 三、力偶的性质 性质1 力偶在任意轴上的投影等于零。 性质2 力偶没有合力,因而不能用一个力来代替,也不能与一个力平衡,力偶只能与力偶平衡。 性质3 力偶对其作用面内任一点的矩都等于力偶矩，而与矩心的位置无关。 性质4 作用于一个平面内的两个力偶,若它们的力偶矩大小相等、转向相同,则这两个力偶等效。 推论 在保持力偶矩大小和力偶转向不变的情况下，力偶可在其作用面内任意搬移,或同时改变力和力偶臂的大小，力偶对物体的转动效应不变。 二.知识点梳理和重点概念复习 9 重点概念复习： 力矩的概念和计算：理解力矩是力对物体产生转动效应的量度，掌握计算公式 M = F * d，其中 F 是力的大小，d 是力臂的长度。 力偶的特性：理解力偶由大小相等、方向相反的平行力组成，能够描述力偶产生的纯转动效应。 平面力偶系的平衡条件：确保理解平面力偶系在平衡时的两个基本条件：合力为零和合力矩为零。 力矩和力偶的应用：理解它们在工程设计、物理学等领域中的实际应用，例如在机械设计中的平衡设计和力学分析中的应用场景。 二.知识点梳理和重点概念复习 10 1. 一个质点同时受到一组力偶和一个力的作用，若质点作匀速直线运动，则该力偶的力矩之和为？ A. 零 B. 不为零 C. 无法确定 D. 保持不变 答案：A 解析：质点作匀速直线运动，说明总力矩为零，意味着该力偶的力矩之和为零。 三.常考习题练习与讲解 选择题 11 2.如果一个物体在受到一个力偶和一个力的情况下保持静止，那么这个力偶的力对物体的作用线通过该物体的哪一点？ A. 重心 B. 作用点 C. 质心 D. 旋转轴 答案：D 解析：当物体受到一个力偶和一个力的作用而保持静止时。 三.常考习题练习与讲解 选择题 12 3. 在平面力偶系中，如果一个物体受到一个力偶的作用，力偶的力矩大小与力矩的两倍之积等于？ A. 力矩的算术平方根 B. 力矩的几何平方根 C. 力的大小 D. 力偶的力矩之和 答案：C 解析：在平面力偶系中，力偶的力矩大小与力矩的两倍之积等于力的大小。 三.常考习题练习与讲解 选择题 13 4. 若一个物体在受到一个力和一个力偶的作用下产生匀速旋转，那么？ A. 力和力偶的力矩之和为零 B. 力和力偶的力矩之和不为零 C. 力和力偶的合成力不为零 D. 力和力偶的合成力矩不为零 答案：A 解析：当物体产生匀速旋转时，受到的力和力偶的力矩之和为零。 三.常考习题练习与讲解 选择题 14 5. 如果一个平衡的物体同时受到多组力偶的作用，那么多组力偶的力矩之间是？ A. 相等 B. 平行 C. 垂直 D. 可能相等也可能不相等 答案：B 解析：多组力偶叠加在平衡的物体上时，各力偶的力矩方向一般是平行的。 三.常考习题练习与讲解 选择题 15 6.在一个平面上，一个物体受到一个力和一个力偶的同时作用，若物体保持平衡，则？ A. 力和力偶的大小相等 B. 力和力偶的方向相同 C. 力和力偶的方向相反 D. 力和力偶的大小与方向无关 答案：A 解析：物体保持平衡时，受到的力和力偶的合成力和合成力矩均为零。 三.常考习题练习与讲解 选择题 16 7. 一个物体在做匀速旋转时受到一个力偶的作用，那么该力偶的力对物体的作用点应该？ A. 在物体表面 B. 在物体内部 C. 在物体的旋转轴上 D. 不影响 答案：C 解析：一个物体在做匀速旋转时受到一个力偶的作用。 三.常考习题练习与讲解 选择题 17 8.当一个物体在受到一个力和一个力偶的作用下产生直线运动，说明？ A. 力和力偶的力矩之和不为零 B. 力和力偶的合成力不为零 C. 力和力偶的大小相等 D. 力和力偶的方向相同 答案：B 解析：当物体在受到一个力和一个力偶的作用下产生直线运动时，说明力和力偶的合成力不为零。 三.常考习题练习与讲解 选择题 18 9.下列哪个不是描述力矩的正确方式？ A. 力的大小乘以力臂的长度。 B. 力的作用线与物体轴线的夹角的正弦值乘以力的大小。 C. 力的作用线与物体轴线的距离乘以力的大小。 D. 力的大小除以力臂的长度。 答案：D 解析：描述力矩的正确方式是力的大小乘以力臂的长度，即选项 A。 三.常考习题练习与讲解 选择题 19 10.在力偶中，两个构成力偶的力的作用线是否需要重合？ A. 需要重合。 B. 不需要重合。 C. 只要方向相反即可。 D. 只要大小相等即可。 答案：A 解析：力偶是由两个大小相等、方向相反且作用线重合的力组成。 三.常考习题练习与讲解 选择题 20 11.若一个物体在受到一个力偶作用时产生角加速度，说明该力偶的力矩和为？ A. 零 B. 不为零 C. 可能为零也可能不为零 D. 无法确定 答案：B 解析：角加速度的产生表明力矩和不为零。 三.常考习题练习与讲解 选择题 21 12.平面力偶系对物体的作用导致物体产生哪种运动？ A. 直线运动 B. 匀速旋转 C. 加速度运动 D. 静止 答案：B 解析：平面力偶系对物体的作用会导致物体产生匀速旋转运动。 三.常考习题练习与讲解 选择题 22 13.如果一个平衡的刚体受到多组力偶的作用，总力矩一定为？ A. 零 B. 正数 C. 负数 D. 不确定 答案：A 解析：多组力偶作用在平衡的刚体上时，总力矩为零。 三.常考习题练习与讲解 选择题 23 1.在力偶中，两个力的________是相等的。 答案：大小 解析：力偶中的两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。 2.如果物体受到的多个力矩的和为零，则它将处于________。 答案：平衡状态 解析：力矩的合力为零是物体平衡的必要条件之一。 三.常考习题练习与讲解 填空题 24 3.一个物体受到的一对力偶的力的方向是________。 答案：相反的 解析：力偶的两个力方向相反，且它们大小相等。 4.平面力偶系的平衡条件要求所有力的________为零。 答案：合力 解析：平面力偶系的平衡条件是合力为零，力偶的合力矩也为零。 三.常考习题练习与讲解 填空题 25 5. 一个力的力矩等于力的________与力臂的乘积。 答案：大小 解析：力矩的大小取决于施加的力的大小和力臂的长度。 6.力偶的力矩等于其中一个力的大小与力臂的乘积再乘以________。 答案：2 解析：力偶的力矩等于其中一个力的大小与力臂的乘积再乘以2。 三.常考习题练习与讲解 填空题 26 1.力偶的结果力矩大小与力的大小成正比。（ ） 答案：错误 解析：力偶的结果力矩大小与两个力的乘积成正比，与单个力的大小无直接关系。 2.在平面力偶系中，所有力偶的合力和合力矩都为零是平衡的充分条件。（ ） 答案：正确 解析：平面力偶系要达到平衡，除了合力为零外，所有力偶的合力矩也必须为零。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3. 一个物体受到的多个力偶的合力矩一定为零。（ ） 答案：错误 解析：一个物体受到的多个力偶的合力矩不一定为零，这取决于它们的大小、方向和作用点的位置。 4.力偶的结果力可以在空间中的任意点产生相同的效果。（ ） 答案：错误 解析：力偶的结果力在空间中产生的效果取决于其作用点的位置，不同的作用点会影响力矩的大小和方向。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5. 平面力偶系的任意力偶的合力都可以通过几何法则求解。（ ） 答案：错误 解析：平面力偶系的合力矩可以通过几何法则求解，但合力需要考虑力的大小和方向，以及力臂的长度。 6.力矩的大小与所选的转轴位置有关，但与力的方向无关。（ ） 答案：正确 解析：力矩的大小取决于施力点到转轴的正交距离，与力的具体方向无直接关系。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1. 力偶与单个力在作用效果上有何不同？ 答案与解析： 单个力可以引起平移和转动，而力偶只能引起转动而不会引起平移。 2.描述平面力偶系的平衡条件。 答案与解析： 平面力偶系在平衡时，其合力必须为零，同时合力矩也必须为零。 四.课内练习与讲解 3.力矩与动量的区别是什么？ 答案与解析： 力矩是用来描述物体在受力时的转动效果，而动量是描述物体运动状态的量。 4.如何通过调整力臂来改变力矩的大小？ 答案与解析： 调整力臂的长度可以改变力矩的大小，力臂越长，力矩越大。 四.课内练习与讲解 5. 力偶是否一定要是平行力？ 答案与解析： 是的，力偶必须由平行的力组成，且力大小相等、方向相反。 四.课内练习与讲解 6.力矩的单位是什么？ 答案与解析： 力矩的单位通常是牛顿米（N·m）。 7.力偶在日常生活中的应用有哪些？ 答案与解析： 力偶在开关门时的作用、剪刀剪切物体时的作用等，都是力偶的应用实例。 四.课内练习与讲解 8. 为什么力偶的力臂长度对其效果影响很大？ 答案与解析： 力臂长度影响力偶产生的力矩大小，较长的力臂会产生更大的转动效果。 四.课内练习与讲解 根据本节课，可以对力矩和力偶的基本概念、计算方法以及其在平衡条件和应用中的作用进行系统的学习和理解。重点包括力矩的定义与计算、力偶的特性、力偶对物体的转动影响以及平面力偶系的平衡条件等内容。通过这些题目，学生可以逐步深入了解力学中关于力矩和力偶的重要概念和应用场景。 五.课程小结 重点复习知识点： 1.力偶矩：由实验可知，力偶对物体的作用效果的大小，既与力F的大小成正比,又与力偶臂d的大小成正比,因此,可用两者的乘积 Fd 加上正负号来度量力偶的作用效果,这个乘积称为力偶矩,用M表示。 2.由两个大小相等、方向相反、不在同一作用线上的注意:组成力偶的两个力虽然大小相等、平行力使物体产生转动的情况。实践证明,这样的两个力F、F"组成方向相反,但不在同-的力系对物体只产生转动效应，而不产生移动效应，这种力系称为力作用线上,所以不是偶,用符号(F,F’)表示。组成力偶的两个力F、F"所在的平面称为力对平衡力。 五.课程小结 感谢观看 $$