内容正文:
专题一 力和受力图
1、 填空题
1.链杆是指不计自重并两端用 与物体相连的 杆,它对物体的约束力必定沿着 方向,但指向 。
答案:光滑销钉、直、链杆轴线、不定。
解析:链杆是指不计自重并两端用光滑销钉与物体相连的直杆,它对物体的约束力必定沿着链杆轴线方向,但指向不定。
2. 圆柱铰链约束不能限制物体绕销钉 ,但能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内任意方向的_____。
答案:转动、移动。
解析:圆柱铰链约束是用圆柱形销钉将两个构件连接在一起而形成的约束。由于圆柱铰链的结构特点,它允许连接的构件绕销钉轴线转动,所以不能限制物体绕销钉转动。
3.固定端支座的约束力除了对物体产生 约束力和______约束力外,还有一个阻止转动的____。
答案:水平、竖向、力偶矩。
解析:固定端支座对物体的约束作用比较强。在水平方向和竖向会产生约束力,分别阻止物体在水平方向和竖向的移动。同时,由于固定端支座限制了物体在该点的转动,所以还会产生一个阻止转动的力偶矩。这个力偶矩的作用是使物体保持在固定端处不能发生转动。
4.作用于物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力,该合力的大小和方向由力的 法则确定。
答案:平行四边形。
解析:作用于物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力,该合力的大小和方向由力的平行四边形法则确定。平行四边形法则是:以这两个力为邻边作平行四边形,那么这两个力所夹的对角线就表示合力的大小和方向。
5.作用与反作用公理:揭示了物体间 作用的关系,是物体间____分析的基础。
答案:相互、受力。
解析:作用与反作用公理揭示了物体间相互作用的关系。即两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
6.物体的平衡状态是指物体相对于地球保持 或 的状态。
答案:静止、做匀速直线运动。
解析:当物体处于静止状态时,物体在各个方向上的速度都为零,加速度也为零。当物体做匀速直线运动时,物体在运动方向上的速度保持不变,加速度也为零。在这两种情况下,物体所受的合外力为零,符合平衡条件。
7.能够限制物体转动的约束为 ,只能限制物体沿垂直于支承面方向移动的支座为 。
答案:固定端支座、可动铰支座。
解析:对于固定端支座,它不仅能限制物体在水平和竖直方向的移动,还能限制物体在任意方向的转动,是一种较强的约束。可动铰支座只能限制物体沿垂直于支承面方向的移动,而不能限制物体在支承面内的移动和绕铰点的转动。
8.作用于物体的力沿其 移到任一点,不改变力对物体的 效果。
答案:作用线、运动。
解析:这是因为力的三要素是力的大小、方向和作用点,当力沿着其作用线移动时,力的大小和方向都没有改变,只是作用点发生了变化,而对于刚体来说,力的作用点在其作用线上的位置变化不影响力对物体的运动效果。但需要注意的是,力的作用线平移可能会改变力对物体的转动效果,这里强调的是对物体的运动效果不改变。
9.力的大小是指物体间相互作用的 程度,力的大小可以用 测定。
答案:强弱、测力计。
解析:力的大小是指物体间相互作用的强弱程度。力能使物体发生形变或改变物体的运动状态,作用越强,产生的形变或运动状态的改变就越明显。力的大小可以用测力计测定。测力计是一种根据力的作用效果来测量力的大小的工具,常见的测力计有弹簧测力计等。
10.那些限制物体运动的物体,在力学中称为 ,其约束力的方向总是与它所能限制的运动方向_______。
答案:约束、相反。
解析:在力学中,那些限制物体运动的物体称为约束。约束通过对被约束物体施加力的作用来限制其运动。其约束力的方向总是与它所能限制的运动方向相反。这是因为约束力的作用是阻止被约束物体沿着被限制的运动方向运动,所以约束力的方向必然与被限制的运动方向相反,这样才能起到限制作用。
2、 判断题
1.力是物体间的相互作用,所以任何力都是成对出现的。 ( )
答案:正确。
解析:力是物体间的相互作用。根据牛顿第三定律,两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。当一个物体对另一个物体施加力的时候,必然会同时受到另一个物体对它的反作用力。所以任何力都是成对出现的。该说法正确。
2.静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于不考虑变形的物体。 ( )
答案:正确。
解析:这两个公理都是在不考虑物体变形的情况下,仅从力的平衡和力系的等效性角度来研究刚体的受力情况。对于会发生变形的物体,这些公理不再完全适用。所以该说法正确。
3.链杆是指两端用光滑铰链连接且中间不受外力的杆件。 ( )
答案:错误。
解析:链杆是两端用铰链与其他物体连接而中间不受力的刚性直杆。题干中 “光滑铰链连接” 表述不准确,一般只说用铰链连接即可。所以该说法错误。
4.力沿其作用线移动到物体内的任一点,不改变力对物体的运动效果。 ( )
答案:正确。
解析:当力沿其作用线移动到物体内的任一点时,力的大小和方向都没有改变,而由于是刚体,力的作用点在作用线上的移动不影响力对物体的运动效果。力对物体的运动效果主要体现在使物体产生加速度,改变物体的速度大小和方向等方面。只要力的大小和方向不变,力对刚体的运动效果就不会改变。
5.柔体约束的约束力通过接触点,其方向沿着柔体约束的中心线,且为拉力。 ( )
答案:正确。
解析:柔体只能承受拉力,不能承受压力。当柔体约束作用于物体时,约束力通过接触点,其方向沿着柔体约束的中心线,且为拉力,因为柔体只能通过拉紧来限制物体的运动。
6.约束力与主动力是一对作用力与反作用力。 ( )
答案:错误。
解析:作用力与反作用力是两个物体之间相互作用的一对力,它们大小相等、方向相反、作用在同一直线上,分别作用在两个不同的物体上。而约束力是约束对被约束物体的力,主动力是使物体产生运动或有运动趋势的力,它们虽然大小可能相等、方向相反,但不是作用在两个相互作用的物体上,所以不是一对作用力与反作用力
7.主动力撤销后约束力就自然消失了。 ( )
答案:正确。
解析:当主动力撤销后,物体不再有运动或运动趋势,那么约束物体对被约束物体的限制作用也就不再需要,所以约束力就自然消失了。
8.链杆必定是二力杆。 ( )
答案:正确。
解析:对于链杆,由于其两端是铰链约束,其受力只能沿着杆的轴线方向,且链杆一般处于平衡状态,所以链杆必定是二力杆。
9.光滑接触面约束的约束力是通过接触点,沿接触面在该点的垂线方向作用的压力。 ( )
答案:正确。
解析:光滑接触面约束的特点是只能限制物体沿接触面的公法线方向指向接触面的运动,而不能限制物体沿接触面切线方向的运动。所以光滑接触面约束的约束力是通过接触点,沿接触面在该点的垂线方向作用的压力,它阻止物体离开接触面。该说法正确。
10.只要两个物体相互接触就一定受到力的作用。 ( )
答案:错误。
解析:只有当两个物体相互接触且发生挤压、相对运动或有相对运动趋势等情况时,才会有力的作用。
三、选择题
1.下列约束可看成圆柱铰链的是( )。
A.横梁支撑在墙上
B.屋架与柱子之间通过垫板焊接连接
C.柱子插入杯形基础中,并用细石混凝土浇筑
D.门窗用的合页
答案:D
解析:门窗用的合页,其作用与圆柱铰链类似,能限制门窗沿某一方向的移动,但不能限制门窗绕合页轴的转动,可看成圆柱铰链。
2.作用在物体上的力可沿其作用线移到物体的任一点,而不改变该力对物体的( )效果。
A.作用
B.运动
C.转动
D.变形
答案:B
解析:根据力的可传性原理,对于刚体而言,力的作用点在作用线上的移动不影响力对物体的运动效果。力对物体的运动效果主要体现在使物体产生加速度,改变物体的速度大小和方向等方面。
3.约束力一定垂直于支承面,且指向被约束物体的约束是( )。
A.可动铰支座
B.柔体约束
C.光滑接触面约束
D.链杆约束
答案:C
解析:光滑接触面约束的约束力通过接触点,沿接触面在该点的法线方向(即垂直于支承面)作用,且指向被约束物体,阻止物体离开接触面。
4.一个物体的重力为W,置于光滑的地面上。若用Fn表示地面对物体的支持力,F'n表示物体对地面的压力,以下结论正确的是( )。
A.力W与Fn是一对作用力与反作用力
B.力n与 F'n是一对作用力与反作用力
C.力W与F'n是一对作用力与反作用力
D.物体在W、Fn、F'n三个力作用下平衡
答案:B
解析:Fn(地面对物体的支持力)与 F'n(物体对地面的压力),这两个力大小相等、方向相反、作用在两个不同物体(地面和物体)上,是一对作用力与反作用力,B项正确。
5.关于静力学公理,下列说法正确的是( )。
A.二力平衡公理中的物体是指不发生变形的物体
B.加减平衡力系公理适用于任何物体
C.作用与反作用公理中的作用力与反作用力是指作用于同一物体上的一对力
D.加减平衡力系公理揭示了物体间相互作用的关系
答案:A
解析:二力平衡公理中的物体是指不发生变形的刚体,A项正确。
6.下列约束中,其约束力未知数个数是两个的是( )。
A.柔体约束
B.光滑接触面约束
C.链杆约束
D.圆柱铰链约束
答案:D
解析:圆柱铰链约束的约束力通常用两个正交分力来表示,所以其约束力未知数是两个。
7.作用力与反作用力是一对作用在( )物体上的等大、反向、共线力。
A.一个
B.两个
C.三个
D.四个
答案:B
解析:作用力与反作用力是一对作用在两个物体上的等大、反向、共线力。
8.二力杆是指( )。
A.两端用光滑铰链连接的杆件
B.只受两个力作用的直杆
C.只受两个力作用且处于平衡状态的杆件
D.只受两个力作用且处于平衡状态的直杆
答案:C
解析:二力杆是指仅受两个力作用而处于平衡状态的杆件。
9.作用在一个物体上的两个力Fa、Fb,满足 Fa=Fb的条件,则这两个力( )。
A.必定是作用力和反作用力
B.必定是一对平衡的力
C.大小相等,方向相反
D.大小相等,方向相同
答案:C
解析:因为Fa=Fb,可得出这两个力大小相等,对于同一物体上的两个力,若大小相等且用字母表示一般可认为方向相反。
10.力的三要素不包括( )。
A. 大小
B. 方向
C. C. 作用点
D. D. 作用线
答案:D。
解析:力的三要素是大小、方向和作用点,没有作用线。
11.关于力的示意图,以下说法正确的是( )。
A. 只需要画出力的大小
B. 只需要画出力的方向
C. 只需要画出力的作用点
D. 要画出力的大小、方向和作用点
答案:D
解析:力的示意图需要把力的大小、方向和作用点都表示出来。
12.作用与反作用公理中,两个力的关系是( )。
A. 大小相等,方向相反,作用在同一直线上
B. 大小相等,方向相同,作用在同一直线上
C. 大小不等,方向相反,作用在同一直线上
D. 大小不等,方向相同,作用在同一直线上
答案:A
解析:作用与反作用公理是指两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
13. 下列属于柔性约束的是( )。
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
答案:B
解析:柔索约束是柔性约束,光滑接触面约束、固定铰链约束和活动铰链约束都不是柔性约束。
14. 光滑接触面约束的约束力方向是( )。
A. 沿接触面法线方向
B. 沿接触面切线方向
C. 任意方向
D. 无法确定
答案:A
解析:光滑接触面约束的约束力方向总是沿接触面的法线方向。
15. 固定铰链约束的约束力方向是( )。
A. 沿支撑面法线方向
B. 沿支撑面切线方向
C. 任意方向
D. 无法确定
答案:D
解析:固定铰链约束的约束力方向不能确定,但可以用两个正交分力表示。
16. 活动铰链约束的约束力方向是( )。
A. 沿支撑面法线方向
B. 沿支撑面切线方向
C. 垂直于支撑面
D. 无法确定
答案:C
解析:活动铰链约束的约束力方向垂直于支撑面。
17. 一个物体受到两个力的作用处于平衡状态,若其中一个力大小为 10N,方向水平向右,另一个力的大小为( ),方向水平向左。
A. 10N
B. 20N
C. 5N
D. 15N
答案:A
解析:根据二力平衡公理,两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
18. 一根绳子一端固定,另一端悬挂一重物,绳子对重物的约束属于( )。
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
答案:B
解析:绳子对重物的约束是柔索约束。
19. 一个物体放在水平地面上,受到地面的约束属于( )。
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
答案:A
解析:物体与水平地面接触,属于光滑接触面约束。
20. 力的三要素可以用( )来表示。
A. 一个带箭头的线段
B. 一个圆形
C. 一个三角形
D. 一个正方形
答案:A
解析:带箭头的线段可以表示力的大小、方向和作用点,即力的三要素。
21. 作用与反作用公理中,作用力和反作用力( )。
A. 同时产生,同时消失
B. 作用力先产生,反作用力后产生
C. 作用力先消失,反作用力后消失
D. 没有时间关系
答案:A
解析:作用力和反作用力总是同时产生,同时消失。
22. 下列哪种约束的约束力方向总是指向被约束物体?( )
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
答案:A
解析:光滑接触面约束的约束力方向总是沿接触面法线指向被约束物体。
23.七种常见约束中,哪种约束可以限制物体在一个平面内运动?( )
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
答案:C
解析:固定铰链约束可以限制物体在一个平面内运动。活动铰链约束只能限制物体在垂直于支撑面的方向运动;光滑接触面约束和柔索约束对物体的运动限制方式与题目要求不符。
24.一个物体受到大小为 8N 的力 F₁和另一个未知力 F₂的作用处于平衡状态,若力 F₁的方向水平向右,那么力 F₂的大小和方向是( )。
A. 8N,水平向左
B. 4N,水平向左
C. 16N,水平向左
D. 8N,水平向上
答案:A。
解析:根据二力平衡公理,作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。已知一个力大小为 8N 且方向水平向右,那么另一个力大小也为 8N,方向水平向左。
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专题一 力和受力图
1、 填空题
1.链杆是指不计自重并两端用 与物体相连的 杆,它对物体的约束力必定沿着 方向,但指向 。
2. 圆柱铰链约束不能限制物体绕销钉 ,但能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内任意方向的_____。
3.固定端支座的约束力除了对物体产生 约束力和______约束力外,还有一个阻止转动的____。
4.作用于物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力,该合力的大小和方向由力的 法则确定。
5.作用与反作用公理:揭示了物体间 作用的关系,是物体间____分析的基础。
6.物体的平衡状态是指物体相对于地球保持 或 的状态。
7.能够限制物体转动的约束为 ,只能限制物体沿垂直于支承面方向移动的支座为 。
8.作用于物体的力沿其 移到任一点,不改变力对物体的 效果。
9.力的大小是指物体间相互作用的 程度,力的大小可以用 测定。
10.那些限制物体运动的物体,在力学中称为 ,其约束力的方向总是与它所能限制的运动方向_______。
2、 判断题
1.力是物体间的相互作用,所以任何力都是成对出现的。 ( )
2.静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于不考虑变形的物体。 ( )
3.链杆是指两端用光滑铰链连接且中间不受外力的杆件。 ( )
4.力沿其作用线移动到物体内的任一点,不改变力对物体的运动效果。 ( )
5.柔体约束的约束力通过接触点,其方向沿着柔体约束的中心线,且为拉力。 ( )
6.约束力与主动力是一对作用力与反作用力。 ( )
7.主动力撤销后约束力就自然消失了。 ( )
8.链杆必定是二力杆。 ( )
9.光滑接触面约束的约束力是通过接触点,沿接触面在该点的垂线方向作用的压力。 ( )
10.只要两个物体相互接触就一定受到力的作用。 ( )
三、选择题
1.下列约束可看成圆柱铰链的是( )。
A.横梁支撑在墙上
B.屋架与柱子之间通过垫板焊接连接
C.柱子插入杯形基础中,并用细石混凝土浇筑
D.门窗用的合页
2.作用在物体上的力可沿其作用线移到物体的任一点,而不改变该力对物体的( )效果。
A.作用
B.运动
C.转动
D.变形
3.约束力一定垂直于支承面,且指向被约束物体的约束是( )。
A.可动铰支座
B.柔体约束
C.光滑接触面约束
D.链杆约束
4.一个物体的重力为W,置于光滑的地面上。若用Fn表示地面对物体的支持力,F'n表示物体对地面的压力,以下结论正确的是( )。
A.力W与Fn是一对作用力与反作用力
B.力n与 F'n是一对作用力与反作用力
C.力W与F'n是一对作用力与反作用力
D.物体在W、Fn、F'n三个力作用下平衡
5.关于静力学公理,下列说法正确的是( )。
A.二力平衡公理中的物体是指不发生变形的物体
B.加减平衡力系公理适用于任何物体
C.作用与反作用公理中的作用力与反作用力是指作用于同一物体上的一对力
D.加减平衡力系公理揭示了物体间相互作用的关系
6.下列约束中,其约束力未知数个数是两个的是( )。
A.柔体约束
B.光滑接触面约束
C.链杆约束
D.圆柱铰链约束
7.作用力与反作用力是一对作用在( )物体上的等大、反向、共线力。
A.一个
B.两个
C.三个
D.四个
8.二力杆是指( )。
A.两端用光滑铰链连接的杆件
B.只受两个力作用的直杆
C.只受两个力作用且处于平衡状态的杆件
D.只受两个力作用且处于平衡状态的直杆
9.作用在一个物体上的两个力Fa、Fb,满足 Fa=Fb的条件,则这两个力( )。
A.必定是作用力和反作用力
B.必定是一对平衡的力
C.大小相等,方向相反
D.大小相等,方向相同
10.力的三要素不包括( )。
A. 大小
B. 方向
C. C. 作用点
D. 作用线
11.关于力的示意图,以下说法正确的是( )。
A. 只需要画出力的大小
B. 只需要画出力的方向
C. 只需要画出力的作用点
D. 要画出力的大小、方向和作用点
12.作用与反作用公理中,两个力的关系是( )。
A. 大小相等,方向相反,作用在同一直线上
B. 大小相等,方向相同,作用在同一直线上
C. 大小不等,方向相反,作用在同一直线上
D. 大小不等,方向相同,作用在同一直线上
13. 下列属于柔性约束的是( )。
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
14. 光滑接触面约束的约束力方向是( )。
A. 沿接触面法线方向
B. 沿接触面切线方向
C. 任意方向
D. 无法确定
15. 固定铰链约束的约束力方向是( )。
A. 沿支撑面法线方向
B. 沿支撑面切线方向
C. 任意方向
D. 无法确定
16. 活动铰链约束的约束力方向是( )。
A. 沿支撑面法线方向
B. 沿支撑面切线方向
C. 垂直于支撑面
D. 无法确定
17. 一个物体受到两个力的作用处于平衡状态,若其中一个力大小为 10N,方向水平向右,另一个力的大小为( ),方向水平向左。
A. 10N
B. 20N
C. 5N
D. 15N
18. 一根绳子一端固定,另一端悬挂一重物,绳子对重物的约束属于( )。
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
19. 一个物体放在水平地面上,受到地面的约束属于( )。
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
20. 力的三要素可以用( )来表示。
A. 一个带箭头的线段
B. 一个圆形
C. 一个三角形
D. 一个正方形
21.作用与反作用公理中,作用力和反作用力( )。
A. 同时产生,同时消失
B. 作用力先产生,反作用力后产生
C. 作用力先消失,反作用力后消失
D. 没有时间关系
22. 下列哪种约束的约束力方向总是指向被约束物体?( )
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
23.七种常见约束中,哪种约束可以限制物体在一个平面内运动?( )
A. 光滑接触面约束
B. 柔索约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
24.一个物体受到大小为 8N 的力 F₁和另一个未知力 F₂的作用处于平衡状态,若力 F₁的方向水平向右,那么力 F₂的大小和方向是( )。
A. 8N,水平向左
B. 4N,水平向左
C. 16N,水平向左
D. 8N,水平向上
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