第9练 汇交力系平衡解析 山东省（春季高考）《汽车机械基础》（高教版·第三版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《汽车机械基础》（高教版·第三版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是山东省（春季高考）《汽车机械基础》（高教版·第三版）一课一练的第9练，内容涵盖了解平面汇交力系平衡的解析法。 山东省（春季高考）一课一练 《汽车机械基础》（高教版·第三版） 第9练 第二单元 平面汇交力系 第三节 汇交力系平衡解析 一、单项选择题 1. 研究同一点上多个力的平衡时，采用解析法通常应先建立（ ） A. 受力坐标关系 B. 运动速度关系 C. 零件装配关系 D. 材料强度关系 2. 在平面汇交力系的解析计算中，坐标轴的主要作用是（ ） A. 标注构件外形尺寸 B. 确定力臂转动方向 C. 分解各力投影大小 D. 表示材料受热状态 3. 用解析法判断一个受力点是否处于平衡状态，合理的计算顺序是（ ） A. 先求位移，再求速度 B. 先列投影，再判合力 C. 先测硬度，再查材料 D. 先定尺寸，再画零件 4. 维修举升支架时，技术人员列式计算发现水平方向投影代数和不为零，而竖直方向投影代数和为零，说明该受力点（ ） A. 已完全满足静力平衡 B. 仅竖直方向达到平衡 C. 仅水平方向达到平衡 D. 两个方向均未平衡 5. 某支架销点受两个互相垂直的力作用，一个为100 N沿水平正方向，另一个为100 N沿竖直正方向。若再加一个力使销点平衡，该力应为（ ） A. 约141 N，指向第三象限 B. 约100 N，指向第二象限 C. 约141 N，指向第一象限 D. 约200 N，指向第四象限 二、简答题 6. 一名维修技师检查简易吊架节点受力时，准备采用解析法判断节点是否平衡。简述其基本做法。 7. 简述平面汇交力系解析法与几何法在判断平衡时的主要区别。 三、计算题 8. 已知某受力点上有一力F为200 N，与水平正方向成30°角，取cos30°约为0.866，sin30°为0.5。求该力在水平和竖直方向上的投影，结果保留一位小数。 9. 某挂钩节点受三个共点力作用，其中F1为60 N，方向水平向右；F2为80 N，方向竖直向上。若第三个力F3使该节点保持平衡，求F3的大小和方向所在象限。 10. 某发动机吊装横梁的吊环受到重物向下的拉力600 N，两侧钢索分别与水平线成30°和60°角。设左侧钢索拉力为T1，右侧钢索拉力为T2，取sin30°为0.5，cos30°约为0.866，sin60°约为0.866，cos60°为0.5。求：（1）列出该节点水平方向和竖直方向的平衡关系；（2）计算T1和T2的大小，结果保留一位小数。 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 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《汽车机械基础》（高教版·第三版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是山东省（春季高考）《汽车机械基础》（高教版·第三版）一课一练的第9练，内容涵盖了解平面汇交力系平衡的解析法。 山东省（春季高考）一课一练 《汽车机械基础》（高教版·第三版） 第9练 第二单元 平面汇交力系 第三节 汇交力系平衡解析 一、单项选择题 1. 研究同一点上多个力的平衡时，采用解析法通常应先建立（ ） A. 受力坐标关系 B. 运动速度关系 C. 零件装配关系 D. 材料强度关系 【答案】A 【解析】解析法是把各力分解到坐标轴上，再利用各轴方向的投影代数和为零来判断平衡，因此需要先建立合适的坐标关系。 2. 在平面汇交力系的解析计算中，坐标轴的主要作用是（ ） A. 标注构件外形尺寸 B. 确定力臂转动方向 C. 分解各力投影大小 D. 表示材料受热状态 【答案】C 【解析】平面汇交力系中各力作用线通过同一点，解析法借助坐标轴把力分解为两个互相垂直方向的投影，从而把矢量平衡转化为代数计算。 3. 用解析法判断一个受力点是否处于平衡状态，合理的计算顺序是（ ） A. 先求位移，再求速度 B. 先列投影，再判合力 C. 先测硬度，再查材料 D. 先定尺寸，再画零件 【答案】B 【解析】判断平面汇交力系是否平衡时，应先分别列出各力在两个坐标方向上的投影代数和，再根据两个方向的合力分量是否均为零作出判断。 4. 维修举升支架时，技术人员列式计算发现水平方向投影代数和不为零，而竖直方向投影代数和为零，说明该受力点（ ） A. 已完全满足静力平衡 B. 仅竖直方向达到平衡 C. 仅水平方向达到平衡 D. 两个方向均未平衡 【答案】B 【解析】平面汇交力系平衡必须同时满足两个坐标方向的投影代数和为零。题中只有竖直方向满足条件，水平方向仍有合力分量，因此受力点不能认为整体平衡。 5. 某支架销点受两个互相垂直的力作用，一个为100 N沿水平正方向，另一个为100 N沿竖直正方向。若再加一个力使销点平衡，该力应为（ ） A. 约141 N，指向第三象限 B. 约100 N，指向第二象限 C. 约141 N，指向第一象限 D. 约200 N，指向第四象限 【答案】A 【解析】两个已知力的合力大小由直角三角形关系求得，结果约为141 N，方向指向第一象限。要使受力点平衡，所加力必须与该合力大小相等、方向相反，所以应指向第三象限。 二、简答题 6. 一名维修技师检查简易吊架节点受力时，准备采用解析法判断节点是否平衡。简述其基本做法。 【答案】（1）先选取受力节点为研究对象，画出该点所受各力的方向和大小。 （2）再建立合适的直角坐标系，把斜向力分别分解到水平和竖直方向。 （3）最后分别计算两个坐标方向的投影代数和，并判断两个方向是否都为零。 【解析】本题考查解析法在实际受力节点中的应用步骤。答题时应按“取研究对象、建坐标并分解、列平衡条件并判断”的顺序说明，不能只写结论。 7. 简述平面汇交力系解析法与几何法在判断平衡时的主要区别。 【答案】（1）解析法主要通过坐标投影计算来判断平衡，适合已知角度和力值的定量问题。 （2）几何法主要通过力多边形是否闭合来判断平衡，适合用图解方式表达力的合成关系。 （3）两种方法判断的物理本质相同，都是要求力系的合力为零。 【解析】本题考查两种平衡判断方法的辨析。答题时应从表示方式、适用特点和共同本质三个方面比较，避免把解析法误认为只适用于水平力。 三、计算题 8. 已知某受力点上有一力F为200 N，与水平正方向成30°角，取cos30°约为0.866，sin30°为0.5。求该力在水平和竖直方向上的投影，结果保留一位小数。 【答案】水平投影为173.2 N，竖直投影为100.0 N 【解析】根据力的分解关系，水平投影可按力的大小乘以夹角余弦计算，竖直投影可按力的大小乘以夹角正弦计算。代入数据得水平投影为200×0.866，竖直投影为200×0.5。计算结果分别为173.2 N和100.0 N，因此该力在水平和竖直方向上的投影分别为173.2 N、100.0 N。 9. 某挂钩节点受三个共点力作用，其中F1为60 N，方向水平向右；F2为80 N，方向竖直向上。若第三个力F3使该节点保持平衡，求F3的大小和方向所在象限。 【答案】F3的大小为100 N，方向在第三象限 【解析】先求F1与F2的合力大小，两个力互相垂直，合力大小可按直角三角形关系计算。代入数据得合力大小为，计算结果为100 N。平衡力应与合力大小相等、方向相反，因此F3的大小为100 N，方向在第三象限。 10. 某发动机吊装横梁的吊环受到重物向下的拉力600 N，两侧钢索分别与水平线成30°和60°角。设左侧钢索拉力为T1，右侧钢索拉力为T2，取sin30°为0.5，cos30°约为0.866，sin60°约为0.866，cos60°为0.5。求：（1）列出该节点水平方向和竖直方向的平衡关系；（2）计算T1和T2的大小，结果保留一位小数。 【答案】（1）水平方向关系为T1×cos30°与T2×cos60°大小相等，方向相反；竖直方向关系为T1×sin30°与T2×sin60°的和等于600 N。 （2）T1约为300.0 N，T2约为519.6 N。 【解析】（1）根据平面汇交力系平衡条件，节点在水平方向和竖直方向都应分别保持平衡。水平方向两根钢索的水平分力方向相反，竖直方向两根钢索的竖直分力共同平衡重物向下的拉力。 （2）由水平方向关系可得T1×0.866与T2×0.5大小相等，因此T2约为1.732×T1。再代入竖直方向关系，得到T1×0.5加T2×0.866为600 N，计算得T1约为300.0 N，T2约为519.6 N。 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 $