1-1 静力学基础(1)《机械基础》安徽省（分类招生和对口招生）装备制造类 知识点讲解

安徽省装备制造大类对口高考机械基础复习讲义 模块 1 构件的静力分析 1-1静力学基础（1） 考点3 力的基本性质（理解） 【考纲要求】 （1）识记力的概念。 （2）理解静力学基本公理及推论。 【知识网络】 【知识和技能要点】 一、力的概念 1.力的定义 力是使物体间的运动状态发生变化或使物体发生变形的物体间的相互机械作用。 2.力的作用效果 力是物体间相互的机械作用，它的作用效果表现在两个方面： ① 外效应：使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应。例如,打乒兵球时,乒乓球受力后运动状态发生改变。 ② 内效应：使物体发生变形的效应称为力的内效应。例如弹簧受力发生拉压变形。 3.力的三要素 力对物体的作用效果是由力的大小、方向和作用点三个要素决定的，称为力的三要素。 4.力的表示法 力是一个具有大小和方向的矢量，表示方法有描述法、解析法和图示法。 力用带箭头的有向线段表示，称为力的图示法。 矢量的长度按一定的比例表示力的大小。 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。 通过作用点,沿着力的方向引出的直线称为力的作用线。 5.力的单位 在国际单位制中,力的单位为N(牛)或 KN(千牛)。 二、静力学的基本公理 平衡:物体相对于惯性参考系处于静止或做匀速直线运动的状态。 刚体：在静力学中，常将研究的物体抽象为理想化的力学模型，即刚体。 (1)二力平衡公理 ① 内容：作用于刚体上的两个力,使刚体处于平衡状态的充分和必要条件是：两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。 ② 应用 二力构件：只受两个力作用而处于平衡状态的物体称为二力构件。 二力杆：当二力构件呈杆状时,称为二力杆。 (2)加减平衡力系公理 ① 内容：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。 ② 推论1 力的可传递原理：作用于刚体上某一点的力可沿其作用线移至刚体上的任一点,而不会改变原力系对刚体的作用效应。 ③ 提示：力的可传递性只适用于刚体,且只能沿其作用线移动,而不能移至作用线以外的位置。 ④ 要点：力不能移出刚体外；力不能移出作用线以外。 (3)力的平行四边形定则 ① 内容：作用于物体上同点的两个力可以合成为一个合力,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边构成的平行四边形的对角线来表示。即 FR=F1+F2 ② 力的三角形法则：为了简化力的平行四边形,常采用力的三角形来合成两个力(或者其他任何矢量),即将一个力平行移动,把它的起点移动到另一个力的终点上,从未移动力的起点指向所移动力的终点的力即为合力。 ③推论2 三力平衡汇交定理 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。 (4)作用与反作用定律 ① 内容：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。 ② 作用力与反作用力同二力平衡之间的主要区别：作用力与反作用力分别作用在两个物体上,而二力平衡条件中的两个力是作用在同一物体上。 【练习题】 一、选择题 1.力和物体的关系正确的是（ ）。 A.力能脱离物体而存在 B.力不能脱离物体而存在 C.只有施力物体而没有受力物体 D. 力不能改变物体形状 2.力对物体作用的外效应是（ ）。 A.发生变形 B.产生转动 C.运动状态发生改变 D.产生运动 3.力对刚体的作用效果取决于（ ）。 A.力的大小、方向、作用线 B.刚体的重量，力的大小、方向、作用线 C.力的大小、方向、作用点 D.刚体的质量，力的大小、方向、作用点 4.改变力的三要素中的一个，力对物体作用效果（ ）。 A.保持不变 B.不一定改变 C.有一定改变 D.随之改变 5.静力学中近似认为构件受力时不产生变形的物体称为（ ）。 A.杠杆 B.刚体 C.物体 D.钢体 6.静止在水平地面上的物体受到重力 G 和支持力 FN 的作用，物体对地面的压力为 F，则下列说法中正确的是（ ）。 A. F 和 FN 是一对平衡力 B. G 和 FN 是一对作用力和反作用力 C. G 和 FN 的性质相同，都是弹力 D. G 和 FN 是一对平衡力 7.下列说法正确的是（ ）。 A．合力一定比分力大 B．分力不可能与合力垂直 C．分力不可能等于合力 D．分力可能比合力大 8.同一平面内，由两个相互垂直共点的力组成力系，已知 F1 =6 kN， F2 =8 kN，则合力为（ ）。 A.14 kN B.2 kN C.48 kN D.10 kN 9.一刚体受到两共点力的作用,其中F１＝10N，F２＝６N,下列合力值不可能的是（ ）。 A．16N B．10N C．7N D．3N 10.小王健身时双手抓单杠吊于空中，他感到最费力的状态是（ ）。 A.两臂张开成 120° B.两臂张开成 90° C.两臂张开成 60° D.两臂垂直向上 11.在一条绳索中间挂一很小的重物，若不计绳索的自重和不考虑绳索被拉断，在水平方向握紧绳索两端往两边拉，则（ ）。 A.能将绳索拉成水平 B.能将绳索拉成直线 C.不可能将绳索拉成直线 D.以上都不正确 12.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（ ）。 A.不一定交于同一点 B.必交于同一点，但三个力的作用线不在同一平面内 C.只要交于同一点即可 D.必交于同一点，且三个力的作用线在同一平面内 13.作用有汇交于一点，互不平行三力的刚体（ ）。 A.一定处于平衡状态 B.处于不平衡状态 C. 处于运动状态 D.可能处于平衡状态 14.力 F1、F2和 F3 作用于一刚体，三个力均不等于 0，其中 F2和 F3 沿同一作用线，则刚体处于（ ）。 A.平衡状态 B.静止状态 C.非平衡状态 D.不确定 15.刚体受三个力作用而处于平衡状态，下列说法错误的是（ ）。 A．三个力可能平行 B．三个力可能相交 C．三个力可能不在同一平面内 D．三个力一定在同一平面内 16.刚体受到同平面内三个力作用，下列说法正确的是（ ）。 A．平衡必汇交 B．汇交必平衡 C．不平衡不汇交 D．不平行力平衡必汇交 17.根据三力平衡汇交条件，只要知道平衡刚体上作用线不平行的两个力，即可确定第三个 力的（ ）。 A.大小 B.方向 C.大小和方向 D.作用点 18.下列关于作用力和反作用力的说法中正确的是（ ）。 A.一个作用力和它的反作用力的合力等于零 B.作用力和反作用力可以是不同性质的力 C.作用力和反作用力同时产生、同时消失 D.只有两个物体处于相对静止时，它们之间的作用力和反作用力的大小才相等 19.两个力大小相等、方向相反，且作用线在同一直线上，则两力是（ ）。 A．一对平衡力 B．一对无关力 C．不确定 D．一对作用与反作用力 20.“二力平衡公理”和“力的可传性原理”适于（ ）。 A.任何物体 B.固体 C.弹性体 D.刚体 二、多项选择题 1.力和物体的关系描述不正确的是（ ）。 A.力能脱离物体而存在 B.力不能脱离物体而存在 C.只有施力物体而没有受力物体 D.只有受力物体而没有施力物体 2.力的作用效果有两个方面，可以使物体（ ）。 A.改变分子结构 B.改变运动状态 C.发生变质 D.发生变形 3.下列关于力的描述正确的是（ ）。 A.力是标量 B.力有大小 C.力有方向 D.力是矢量 4.将一个已知力分解成两个分力时，下列关于分力的叙述正确的是（ ）。 A.至少有一个分力小于已知力 B.分力不可能与已知力垂直 C.若已知两个分力的方向，则这两个分力的大小就唯一确定了 D.若已知一个分力的大小和另一个分力的方向，则这两个分力就唯一确定了 5.关于作用力和反作用力,下面说法中正确的是（ ）。 A．同时产生同时消失 B．大小相等、方向相反 C．作用在同一物体上 D．作用在两个物体上 6.下列关于作用力和反作用力的说法中不正确的是（ ）。 A.一个作用力和它的反作用力的合力等于0 B.作用力和反作用力可以是不同性质的力 C.作用力和反作用力同时产生、同时消失 D.只有当两个物体处于静止状态时，作用力和反作用力的大小才相等 7.下列关于作用力与反作用力的描述正确的是（ ）。 A.大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上 B.同时产生,同时消失 C.大小相等,方向相反,作用在同一个物体上 D.先有作用力,后有反作用力 三、填空题 1. 是指物体相对于惯性参考系处于静止或做匀速直线运动的状态。 2.在静力学中，常将研究的物体抽象为理想化的力学模型，即 。 3.力是使物体间的 发生变化或使物体产生 的物体间的相互机械作用。 4.力对物体的机械作用一般分为 效应和 效应。 5.使物体运动状态发生变化的效应称为力的 ，使物体产生变形的效应称为力的 。 6.力的 、 、 称为力的三要素，力是 量。 7.力可以用图示表示，矢量的长度表示 ；通过作用点沿着力的方向引出的直线称为 。 8.作用于刚体上的两个力,使刚体处于平衡状态的必要和充分条件是:两力大小相等,方向相反且作用在 上。 9.作用于刚体上某一点的力可沿其作用线移至刚体上的任一点,而不会改变 对刚体的作用效应。 10.两共点力合成时,合力的大小和方向不仅与两分力的 有关,而且还与两分力的 有关。 11.力的合成与分解应遵循 。 12.只受两个力作用而处于平衡状态的物体称为 ，其所受二力的大小 ，方向 ，且作用于 上。 13.作用在刚体上的三个相互平衡的力,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 (填交于或不交于)同一点,且三个力的作用线 (填在或不在)同一平面内。 14.作用力与反作用力总是同时存在，两力 相等， 相反，沿着 方向分别作用在 个物体上。 15.作用于刚体上的力,其作用点可以沿 在该刚体内任意移动,而不改变它对该刚体的作用效果。 四、简答题 1.简述力的概念、力的三要素及力的单位。 2.什么是力的平行四边形定则? 3.什么是二力平衡公理?它和作用与反作用定律有何异同? 4.什么是三力平衡汇交定理?汇交于同一点的三个力一定平衡吗? 5.力偶中的两个力是等值反向的,作用力与反作用力也是等值反向的,二力平衡条件中的两个力还是等值反向的,试问三者有何区别? 【答案】 一、单项选择题 1. B 2. C 3. C 4．D 5. B 6. D 7. D 8.D 9. D 10. A 11.C 12.D 13.D 14.D 15.C 16.D 17.C 18.C 19.C 20.D 二、多项选择题 1. ACD 2. BD 3. BCD 4.CD 5.ABD 6.ABD 7.AB 三、填空题 1. 平衡 2. 刚体 3. 运动状态 变形 4. 外 内 5. 外效应 内效应 6. 大小 方向 作用点 矢 7. 力的大小 力的作用线 8. 同一条直线 9. 原力系 10. 大小 夹角 11. 力的平行四边形法则 12. 二力构件 相等 相反 于同一直线 13. 交于 在 14. 大小 方向 作用点连线 两 15. 作用线 四、简述题 1.答：（1）力是使物体间的运动状态发生变化或使物体发生变形的物体间的相互机械作用。 （2）力对物体的作用效果是由力的大小、方向和作用点三个要素决定的。 （3）在国际单位制中，力的单位为 N（牛）或 KN（千牛）。 2.答：力的平行四边形定则:作用在物体上同一点的两力可以合成为一个力，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。 3.答：二力平衡公理是指，作用在同一物体上的两个力，使其保持平衡的充要条件是：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。 虽然两个公理都是两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，但是二力平衡公理两个力作用同一物体上，作用与反作用定律两力分别作用于这两个相互作用的物体上。 4. 答: 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，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。 汇交于同一点上的三个力并不一定平衡，需要三力作用线在同一平面内。 5. 答:力偶中两力作用在同一个物体上,作用线互相平行；作用力与反作用力两力作用在两个物体上,在同一条直线上；平衡力的两力作用在同一个物体、同一条直线上。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $