2.1.2 约束和约束力 （同步练习）-《产品设计基础 增材制造》上好课（高教版）

2.1.2 分析构件的受力 同步练习 一、选择题 1.下列哪种约束只能承受拉力，其约束力方向沿柔索背离被约束物体？ A. 光滑面约束 B. 柔性约束 C. 固定铰链支座约束 D. 活动铰链支座约束 2.光滑面约束的约束力方向是怎样的？ A. 沿接触面切向 B. 垂直于接触面，指向被约束物体 C. 平行于接触面 D. 与接触面成45°角 3.固定铰链支座的约束力通常如何表示？ A. 一个沿竖直方向的力 B. 一个沿水平方向的力 C. 一个力偶 D. 两个相互垂直的分力（一般未知方向） 4.活动铰链支座的约束力方向有什么特点？ A. 方向任意，大小不定 B. 垂直于支承面，且通过铰链中心 C. 沿支承面切向 D. 与固定铰链支座一样，用两个分力表示 5.下列哪种约束既可以限制物体的移动，又可以限制物体的转动？ A. 活动铰链支座 B. 固定铰链支座 C. 固定端约束 D. 柔性约束 6.画受力图时，第一步应该做什么？ A. 直接画出约束力 B. 列出平衡方程 C. 确定研究对象并把它从系统中隔离出来 D. 标注所有已知力的数值 二、填空题 1.约束是对物体运动的_______，而约束力是约束对物体作用的_______。 2.柔性约束的_______约束力方向总是沿着方向，并且被约束物体。 3. 画受力图时，应注意正确判断类型，准确表示约束力的和_______。 三、判断题： 1.作用在同一个物体上的两个力，只要大小相等、方向相反，就一定是平衡力。( ) 2.活动铰链支座的约束力方向总是竖直向上。( ) 四、简答题： 1.请简要说明柔性约束、光滑面约束和固定铰链支座约束各自的特点，并分别指出它们的约束力方向或作用特点。 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 $ 2.1.2 约束和约束力 同步练习答案及解析 一、选择题 1.下列哪种约束只能承受拉力，其约束力方向沿柔索背离被约束物体？ A. 光滑面约束 B. 柔性约束 C. 固定铰链支座约束 D. 活动铰链支座约束 答案：B 解析：柔性约束（如绳索、链条）只能提供拉力，不能承受压力，其约束力方向沿柔索中心线背离被约束物体。 2.光滑面约束的约束力方向是怎样的？ A. 沿接触面切向 B. 垂直于接触面，指向被约束物体 C. 平行于接触面 D. 与接触面成45°角 答案：B 解析：光滑面约束没有摩擦，其约束力方向总是垂直于接触面，并指向被约束物体，用来阻止物体穿透接触面。 3.固定铰链支座的约束力通常如何表示？ A. 一个沿竖直方向的力 B. 一个沿水平方向的力 C. 一个力偶 D. 两个相互垂直的分力（一般未知方向） 答案：D 解析：固定铰链支座的约束力通过铰链中心，方向通常未知，一般用两个相互垂直的分力（Fx 和 Fy）表示。 4.活动铰链支座的约束力方向有什么特点？ A. 方向任意，大小不定 B. 垂直于支承面，且通过铰链中心 C. 沿支承面切向 D. 与固定铰链支座一样，用两个分力表示 答案：B 解析：活动铰链支座（如辊轴支座）只能限制物体垂直于支承面方向的移动，其约束力方向垂直于支承面，且通过铰链中心。 5.下列哪种约束既可以限制物体的移动，又可以限制物体的转动？ A. 活动铰链支座 B. 固定铰链支座 C. 固定端约束 D. 柔性约束 答案：C 解析：固定端约束既限制物体在平面内的移动（水平和竖直方向），也限制其转动，相当于既有两个正交的约束力，也有一个约束力矩。 6.画受力图时，第一步应该做什么？ A. 直接画出约束力 B. 列出平衡方程 C. 确定研究对象并把它从系统中隔离出来 D. 标注所有已知力的数值 答案：C 解析：画受力图的首要步骤是明确研究对象（即要分析哪个物体），并将其从周围物体中隔离出来，之后再画主动力和约束力。 二、填空题 1.约束是对物体运动的_______，而约束力是约束对物体作用的_______。 答案：限制；反作用力 解析：约束限制了物体的某些运动自由度，而约束力是约束对物体产生的反方向作用力，以阻止其违反约束条件。 2.柔性约束的_______约束力方向总是沿着方向，并且被_______约束物体。 答案：柔索中心线；背离 解析：柔性约束（如绳、链）只能拉不能压，其约束力方向沿柔索指向外，即背离被约束物体。 3.画受力图时，应注意正确判断类型，准确表示约束力的和_______。 答案：约束；方向；作用点 解析：画受力图的关键在于识别约束类型，从而正确推断约束力的方向和作用位置，避免方向画反或漏掉约束力。 三、判断题： 1.作用在同一个物体上的两个力，只要大小相等、方向相反，就一定是平衡力。( ) 答案：错误 解析：两个力要成为平衡力，不仅需要大小相等、方向相反，还必须作用在同一条直线上（共线）且作用在同一个物体上。仅大小和方向相反并不足以保证平衡。 2.活动铰链支座的约束力方向总是竖直向上。( ) 答案：错误 解析：活动铰链支座的约束力方向是垂直于支承面的，如果支承面不是水平的（比如斜面），那么约束力就不是竖直方向。 四、简答题： 1.请简要说明柔性约束、光滑面约束和固定铰链支座约束各自的特点，并分别指出它们的约束力方向或作用特点。 答案：柔性约束（如绳索、链条）： 特点：只能承受拉力，不能承受压力。 约束力方向：沿柔索的中心线方向，且背离被约束物体（即拉紧的方向）。 光滑面约束（如光滑墙面、支撑面）： 特点：忽略摩擦，只能限制物体沿接触面法线方向向约束内部的运动。 约束力方向：垂直于接触面，且指向被约束物体（即阻止物体穿透接触面）。 固定铰链支座约束： 特点：通过铰链中心连接物体，允许物体绕铰链中心任意转动，但限制其水平和竖直方向的移动。 约束力方向：约束力通过铰链中心，方向一般未知，常用两个相互垂直的分力（如水平力与竖直力）表示。 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 $