《金属加工基础》静力学基础（举一反三考点练）课后自测（卷2）

举一反三考点练 《金属加工基础》静力学基础-课后自测（2） 知识点一 静力学的基本概念 1.力F在坐标系中的第三象限，方向如图所示，请写出力F的投影Fx、Fy。 【答案】Fx=-Fcosɑ、Fy=-Fsinɑ 【解析】力是矢量，既有大小又有方向，该题力F沿X轴和Y轴的分力均为负的。 2.如图所示，在固定环上套有三根绳索，它们分别受拉力F1=30N，F2=60N，F3=150N作用。试求作用于环上的合力。 【答案】165N，合力位于第一象限逆时针偏角的正切值为0.291，作用点在各力的汇交点O上。 【解析】选取坐标系0xy如题图所示，应用合力投影定理分别计算各力在两个坐标轴上投影的代数和。 合力的大小， 合力的方向 因为与均为正值，所以合力位于第一象限并通过各力的汇交点0。 3.什么是平面一般力系？它和平面汇交力系、平面平行力系和平面力偶系有什么联系？ 【答案】平面一般力系是指在平面力系中，各力的作用线既不汇交于一点，也不全部平行的力系。平面汇交力系、平面力偶系和平面平行力系是平面一般力系的特殊形式。 4.什么是合力与分力？ 【答案】如果一个力系与一个力作用效应相同时，则称这个力是该力系的合力，而力系中的各力都是此合力的分力。 5.试用图表示大小为4kN，与水平方向夹角为45°的力。 【答案】图见解析 【解析】作图如图所示，因题中未明确夹角所在象限，则图中的4种情况均可。 知识点二 静力学的基本公理及其推论 1.如图所示的三铰拱桥，由左、右拱铰接而成，不计拱的重量，在左拱AC上作用载荷F，试分别画出拱AC、CB的受力图。 【解析】（1）先分析右拱BC的受力。由于拱BC为二力构件，则在B、C处所受力FNB=-FNC，方向如图（a）所示。 （2）取左拱AC为研究对象，主动力只有F，C处受拱BC产生的约束力F’NC=-FNC。A处的约束力用FxA、 FyA两个大小未知的正交分力代替，如图（b）所示。根据三力平衡汇交公理，三力必汇交于一点，可确定A点受力为FNA，如图（c）所示。 【答案】见解析 2.汇交于同一点的三个力一定平衡吗？什么是三力平衡汇交定理？ 【答案】汇交于同一点的三个力并不一定平衡，需要三个力的作用线在同一平面内且大小及方向合适。三力平衡汇交定理是指，当刚体受三个力作用而处于平衡状态时，此三个力的作用线必定汇交于一点，且三个力的作用线在同一平面内。 3.静力学的基本公理有哪几个？含义是什么？ 【答案】静力学的基本公理主要包括以下四个公理： （1）二力平衡公理。作用在刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的充分必要条件是：两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。 （2）加减平衡力系公理。在已知力系上加上或减去任一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。 （3）力的平行四边形定则。作用于物体上同点的两个力，可以合成一个合力，合力的作用点仍在该点，合力的大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线表示。 （4）作用与反作用定律。作用力和反作用力总是同时存在，且等值、反向，沿着同一直线分别作用在两个相互作用的物体上。 4.什么是力的平行四边形定则？ 【答案】力的平行四边形定则：作用于物体上同一点的两力可以合成一个力，合力的作用点仍在该点，合力的大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。 5.什么是三力平衡汇交定理？ 【答案】当刚体受三个力作用而处于平衡状态时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点，且三个力的作用线在同一平面内。 知识点三 力矩和力偶的基本概念及其平衡条件 1.如图所示，已知F=200N，a=2m，α=30°，试计算力F对B点的矩。 【答案】、、 【解析】图（a）中， 图（b）中， 图（c）中， 2.如图所示，锥齿轮宽度中点分度圆半径rm=50mm，受轴向力Fx=300N，径向力Fr=200N，试分析此 两力对轴的作用。 【答案】压缩轴，并使轴发生弯曲 【解析】由力的可传动性原理，可将力F，沿其作用线移到轴线上C点，根据力的平移定理，可将力F。平移到轴线上，同时附加一个力偶，其力偶矩为 ， 轴向力=300N，显然，力压缩轴，力偶矩M和力，将使轴发生弯曲。 3.用手拔钉子拔不动，而用羊角锤就容易拔起，这是为什么？用手握钢丝钳，为什么不用很大的力就能 剪断铁丝？ 【答案】根据力矩的概念，是力对点的矩，所以使相同的力F，力臂d越长，它的力矩就越大。同理，力矩相同情况下，力臂d越长所使的力F就越小。 4.试比较力矩和力偶矩的异同。 【答案】（1）相同之处：都有力作用于物体上；转动效应用力矩大小来表示；单位相同； （2）不同之处如表所示： 5.用丝锥攻内螺纹时，需用双手转动丝锥手柄，而不允许仅用一只手操作，为什么？ 【答案】根据力的平移原理，若用单手操作，该力等效于直接作用在丝锥，并附加一力偶，此时丝锥受双重力作用更容易折断。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 举一反三考点练 《金属加工基础》静力学基础-课后自测（2） 知识点一 静力学的基本概念 1.力F在坐标系中的第三象限，方向如图所示，请写出力F的投影Fx、Fy。 2.如图所示，在固定环上套有三根绳索，它们分别受拉力F1=30N，F2=60N，F3=150N作用。试求作用于环上的合力。 3. 什么是平面一般力系？它和平面汇交力系、平面平行力系和平面力偶系有什么联系？ 4. 什么是合力与分力？ 5.试用图表示大小为4kN，与水平方向夹角为45°的力。 知识点二 静力学的基本公理及其推论 1.如图所示的三铰拱桥，由左、右拱铰接而成，不计拱的重量，在左拱AC上作用载荷F，试分别画出拱AC、CB的受力图。 2. 汇交于同一点的三个力一定平衡吗？什么是三力平衡汇交定理？ 3. 静力学的基本公理有哪几个？含义是什么？ 4. 什么是力的平行四边形定则？ 5. 什么是三力平衡汇交定理？ 知识点三 力矩和力偶的基本概念及其平衡条件 1.如图所示，已知F=200N，a=2m，α=30°，试计算力F对B点的矩。 2.如图所示，锥齿轮宽度中点分度圆半径rm=50mm，受轴向力Fx=300N，径向力Fr=200N，试分析此 两力对轴的作用。 3.用手拔钉子拔不动，而用羊角锤就容易拔起，这是为什么？用手握钢丝钳，为什么不用很大的力就能 剪断铁丝？ 5. 试比较力矩和力偶矩的异同。 6. 用丝锥攻内螺纹时，需用双手转动丝锥手柄，而不允许仅用一只手操作，为什么？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$