第一节 机件的受力分析《机械及零件识图》云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解

云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解 第一节 机件的受力分析 【考情分析】 在云南省中职职教高考交通运输类职业技能考试中，机件的受力分析是机械及零件识图模块的核心基础考点，主要考查构件受力分析的基本方法和受力图绘制的规范流程。题型以选择题为主，题量占该模块的15%-20%，命题侧重结合交通运输类专业场景（如汽车底盘构件、工程机械连杆等），考查对约束类型、受力分析步骤、受力图正误判断的掌握程度，难度中等，注重理论与实际应用的结合。 【学习目标】 · 能准确区分常见约束类型（柔索约束、光滑接触面约束、铰链约束、固定铰支座、可动铰支座、固定端约束）的特点及约束力方向。 · 掌握构件受力分析的基本步骤：确定研究对象、画主动力、画约束力。 · 能规范绘制单个构件及简单构件系统的受力图，判断受力图的正误。 · 熟练解答受力分析相关选择题，准确识别错误选项的问题根源。 【考点梳理】 1.  构件的受力分析 定义：构件的受力分析是指确定研究对象所受的全部主动力和约束力，并分析其大小、方向和作用点的过程。 主动力：使构件产生运动或运动趋势的力，如重力、牵引力、压力等，其大小和方向通常已知或可通过计算确定。 约束与约束力：限制构件自由运动的周围物体称为约束；约束对构件的作用力称为约束力，其方向与约束限制的运动方向相反，大小未知。 常见约束类型及约束力特点约束类型 约束力方向特点 约束类型 约束力方向特点 柔索约束 沿柔索中心线，背离研究对象（拉力） ； 光滑接触面约束 沿接触面公法线，指向研究对象（支持力）； 铰链约束 约束力通过铰链中心，方向待定，通常用两个正交分力 表示 ； 固定铰支座 与铰链约束相同，用两个正交分力表示 ； 可动铰支座 沿接触面法线方向，垂直于支承面 ； 固定端约束 包含水平分力、竖直分力和约束力偶，限制移动和转动； 受力分析基本步骤 ① 确定研究对象，画出分离体简图；② 在分离体上画出所有主动力；③ 根据约束类型，画出相应的约束力。 2. 受力图绘制 定义：受力图是在分离体简图上，用带箭头的有向线段完整表示研究对象所受全部主动力和约束力的图形。 绘制原则 ① 明确研究对象，避免多画、漏画力；② 只画研究对象受到的力，不画研究对象对其他物体的作用力；③ 约束力方向必须严格遵循约束类型的特点，不能随意假设；④ 构件系统受力分析时，内力（系统内各构件间的相互作用力）不画出，只画外力（系统外物体对系统的作用力）。 受力图正误判断要点：检查主动力是否遗漏、约束力方向是否符合约束类型、是否多画内力、力的作用点是否准确。 【例题】 1. 下列属于主动力的是（） A. 铰链对构件的约束力 B. 绳子对物体的拉力 C. 物体的重力 D. 光滑面对物体的支持力 答案：C 解析：主动力是使构件产生运动或运动趋势的力，重力属于主动力；铰链约束力、绳子拉力、光滑面支持力均属于约束力。 2. 柔索约束的约束力方向是（） A. 沿柔索中心线，指向研究对象 B. 沿柔索中心线，背离研究对象 C. 垂直于柔索中心线 D. 任意方向 答案：B 解析：柔索只能承受拉力，不能承受压力，因此约束力沿柔索中心线，背离研究对象。 3. 光滑接触面约束的约束力方向是（） A. 沿接触面切线方向 B. 沿接触面公法线方向，指向研究对象 C. 沿接触面公法线方向，背离研究对象 D. 无法确定 答案：B 解析：光滑接触面无摩擦力，约束力沿公法线方向，且为支持力，指向研究对象。 4. 固定铰支座的约束力通常用（）表示 A. 一个沿水平方向的分力 B. 一个沿竖直方向的分力 C. 两个正交分力 D. 一个约束力偶 答案：C 解析：固定铰支座限制构件水平和竖直方向的移动，约束力通过铰链中心，方向待定，需用水平和竖直两个正交分力表示。 5. 可动铰支座的约束力方向是（） A. 平行于支承面 B. 垂直于支承面 C. 沿任意方向 D. 沿支承面法线方向的反方向 答案：B 解析：可动铰支座只限制构件垂直于支承面方向的移动，约束力方向垂直于支承面。 6. 绘制受力图时，研究对象的分离体简图上不需要画出的力是（） A. 主动力 B. 外力 C. 内力 D. 约束力 答案：C 解析：受力图只画研究对象受到的外力（主动力+外部约束力），系统内各构件间的内力无需画出。 7. 汽车停在水平地面上，对汽车进行受力分析，以下说法正确的是（） A. 汽车受到重力和地面的支持力，二力平衡 B. 汽车受到重力、地面的支持力和向前的牵引力 C. 汽车受到重力、地面的支持力和向后的摩擦力 D. 汽车受到重力、地面的支持力、牵引力和行 答案：A 解析：汽车静止在水平地面时，无运动趋势，水平方向无牵引力和摩擦力，仅受竖直方向的重力和地面支持力，二力平衡。 8. 关于固定端约束，下列说法错误的是（） A. 限制构件的移动和转动 B. 约束力包含水平分力、竖直分力 C. 约束力包含一个约束力偶 D. 约束力方向沿固定端的法线方向 答案：D 解析：固定端约束限制构件水平、竖直移动和转动，约束力有水平分力、竖直分力和约束力偶，并非沿固定端法线方向。 【高考题实战】 1. 交通运输中常用的钢丝绳起吊货物，钢丝绳对货物的约束力属于（）约束类型 A. 光滑接触面 B. 柔索 C. 固定铰支座 D. 可动铰支座 答案：B 解析：钢丝绳属于柔索，只能承受拉力，对货物的约束力沿钢丝绳中心线，背离货物，属于柔索约束。 2. 汽车转向节与车轮的连接采用铰链结构，铰链对转向节的约束力特点是（） A. 沿接触面公法线方向 B. 沿柔索中心线方向 C. 通过铰链中心，用两个正交分力表示 D. 垂直于支承面方向 答案：C 解析：铰链约束的约束力通过铰链中心，方向无法预先确定，通常分解为水平和竖直两个正交分力。 3. 对汽车离合器踏板进行受力分析时，踏板所受的人的脚踩力属于（） A. 约束力 B. 主动力 C. 内力 D. 约束力偶 答案：B 解析：脚踩力是使踏板产生转动趋势的力，属于主动力；约束力是约束对踏板的作用力，内力是踏板内部的相互作用力。 4. 光滑斜面放置的货物，货物所受约束力的方向是（） A. 竖直向上 B. 垂直于斜面向上 C. 沿斜面向上 D. 沿斜面向下 答案：B 解析：光滑斜面无摩擦力，约束力为支持力，沿接触面公法线方向，即垂直于斜面向上。 5. 绘制某工程机械连杆的受力图时，第一步需要完成的是（） A. 画主动力 B. 画约束力 C. 确定研究对象，画分离体简图 D. 检查受力图正误 答案：C 解析：受力分析的基本步骤为：确定研究对象→画分离体简图→画主动力→画约束力→检查，第一步是确定研究对象并画分离体简图。 6. 下列关于受力图绘制的说法，正确的是（） A. 可以画研究对象对其他物体的作用力 B. 内力和外力都必须画出 C. 约束力方向可以根据主观判断绘制 D. 主动力的大小和方向通常已知 答案：D 解析：受力图只画研究对象受到的力，不画对其他物体的作用力；内力不画，只画外力；约束力方向必须遵循约束类型特点，不能主观判断；主动力的大小和方向通常已知或可计算。 7. 固定端约束与固定铰支座约束的主要区别是（） A. 固定端约束能限制转动，固定铰支座不能 B. 固定端约束不能限制移动，固定铰支座能 C. 固定端约束的约束力是一个力，固定铰支座是两个力 D. 固定端约束的约束力是两个力，固定铰支座是一个力 答案：A 解析：固定端约束限制构件的移动和转动，约束力包含水平分力、竖直分力和约束力偶；固定铰支座仅限制移动，不限制转动，约束力用两个正交分力表示。 8. 某汽车起重机的吊臂可视为刚体，在起吊重物时，吊臂受到的力不包括（） A. 吊臂自身的重力 B. 重物的拉力 C. 铰链的约束力 D. 吊臂内部的分子引力 答案：D 解析：对吊臂进行受力分析时，需考虑的外力包括自身重力、重物拉力、铰链约束力；吊臂内部的分子引力属于内力，无需画出。 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 $