第12练 力偶系合成与平衡 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12练，内容涵盖了解平面力偶系的合成与平衡条件。 山东省（春季高考）一课一练 《汽车机械基础》（高教版·第三版） 第12练 第三单元 力矩与平面力偶系 第三节 力偶系合成与平衡 一、单项选择题 1. 技师用双手以相反方向转动方向盘时，两手对方向盘形成的作用可看作（ ） A. 一个集中力系 B. 一个平面力偶 C. 一个平行力系 D. 一个汇交力系 【答案】B 【解析】两手施加的力大小近似相等、方向相反且作用线不重合，会使方向盘产生转动效应而不产生合力平移效应，因此可看作平面力偶。 2. 判断一个力偶转动效应大小时，应主要考虑（ ） A. 力的大小和力臂 B. 力的方向和速度 C. 力的大小和质量 D. 力的方向和时间 【答案】A 【解析】力偶的转动效应由力偶矩决定，力偶矩的大小取决于其中一个力的大小与两力作用线间垂直距离。速度、质量和时间不是判断静力力偶效应的主要因素。 3. 合成同一平面内多个力偶时，正确的处理顺序是（ ） A. 先选正向，再求代数和 B. 先求合力，再找作用点 C. 先分解力，再求合力值 D. 先移力线，再取平均值 【答案】A 【解析】平面力偶系中各力偶可在平面内任意移动，合成时应先规定转向正负，再把各力偶矩按代数关系相加。力偶没有合力和固定作用点，不能按一般力系求合力处理。 4. 某制动踏板机构的受力简图中，两个已知力偶合成后仍有顺时针转动趋势，最可能的处理方向是（ ） A. 增加同向力偶矩 B. 减小反向力偶矩 C. 增加反向力偶矩 D. 改变构件自重量 【答案】C 【解析】机构仍有顺时针转动趋势，说明顺时针方向的力偶矩代数和未被抵消。要使其达到平衡，应增加反向力偶矩或减小同向力偶矩，使力偶矩代数和为零。 5. 一对大小相等的平行反向力作用在扳手两端，若力的大小不变而两力作用线距离增大，则转动效应将（ ） A. 随距离增大而增大 B. 随距离增大而减小 C. 与距离变化无关 D. 由力的方向单独决定 【答案】A 【解析】力偶矩大小等于力的大小与力偶臂的乘积。力不变时，力偶臂增大，力偶矩随之增大，因此转动效应增强。 二、简答题 6. 简述平面力偶系合成的一般方法。 【答案】（1）先规定平面内力偶矩的正方向，通常可取逆时针方向为正。 （2）分别求出各个力偶的力偶矩，并按规定方向确定正负号。 （3）把各力偶矩作代数相加，所得结果就是该平面力偶系的合成力偶矩。 【解析】本题考查平面力偶系合成的基本步骤。答题时应抓住“规定正向、计算各力偶矩、代数相加”三个环节，不能把力偶系误按一般力系去求合力。 7. 比较力与力偶在静力分析中的主要区别。 【答案】（1）力对物体既可能产生移动效应，也可能产生转动效应。 （2）力偶只产生转动效应，不会产生合力平移效应。 （3）力的作用效果与作用点有关，力偶可在同一平面内任意移动而不改变其对刚体的作用效果。 【解析】本题考查力和力偶的辨析。答题时应从作用效果、是否存在合力、作用位置影响三个方面比较，易错点是把力偶看成两个力的简单合力。 三、计算题 8. 已知一对平行反向力的大小均为120 N，两力作用线间的垂直距离为0.25 m，求该力偶的力偶矩大小。 【答案】30 N·m 【解析】根据力偶矩公式，其中力的大小为120 N，力偶臂为0.25 m。代入数据得，计算结果为30 N·m，因此该力偶的力偶矩大小为30 N·m。 9. 某汽车维修夹具受两个平面力偶作用，力偶甲为顺时针方向，大小为18 N·m；力偶乙为逆时针方向，大小为10 N·m。若规定顺时针方向为正，求合成力偶矩，并说明其转向。 【答案】8 N·m，顺时针方向 【解析】根据平面力偶系合成方法，合成力偶矩为各力偶矩的代数和。规定顺时针方向为正，代入数据得，计算结果为8 N·m，结果为正，说明合成力偶矩方向为顺时针方向。 10. 某支架上已有两个力偶作用，甲力偶为顺时针方向，大小为24 N·m；乙力偶为逆时针方向，大小为9 N·m。现需再加一对平行反向力使支架平衡，该力偶的两力作用线距离为0.30 m。求：（1）需增加的平衡力偶矩大小和方向；（2）每个力的大小。 【答案】（1）15 N·m，逆时针方向 （2）50 N 【解析】（1）根据平面力偶系平衡条件，各力偶矩的代数和应为零。已有力偶的合成结果为顺时针方向，大小为，计算结果为15 N·m，因此需增加大小为15 N·m、方向为逆时针的平衡力偶矩。 （2）根据力偶矩公式，可得。代入数据得，计算结果为50 N，因此这对平行反向力中每个力的大小为50 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 $ 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12练，内容涵盖了解平面力偶系的合成与平衡条件。 山东省（春季高考）一课一练 《汽车机械基础》（高教版·第三版） 第12练 第三单元 力矩与平面力偶系 第三节 力偶系合成与平衡 一、单项选择题 1. 技师用双手以相反方向转动方向盘时，两手对方向盘形成的作用可看作（ ） A. 一个集中力系 B. 一个平面力偶 C. 一个平行力系 D. 一个汇交力系 2. 判断一个力偶转动效应大小时，应主要考虑（ ） A. 力的大小和力臂 B. 力的方向和速度 C. 力的大小和质量 D. 力的方向和时间 3. 合成同一平面内多个力偶时，正确的处理顺序是（ ） A. 先选正向，再求代数和 B. 先求合力，再找作用点 C. 先分解力，再求合力值 D. 先移力线，再取平均值 4. 某制动踏板机构的受力简图中，两个已知力偶合成后仍有顺时针转动趋势，最可能的处理方向是（ ） A. 增加同向力偶矩 B. 减小反向力偶矩 C. 增加反向力偶矩 D. 改变构件自重量 5. 一对大小相等的平行反向力作用在扳手两端，若力的大小不变而两力作用线距离增大，则转动效应将（ ） A. 随距离增大而增大 B. 随距离增大而减小 C. 与距离变化无关 D. 由力的方向单独决定 二、简答题 6. 简述平面力偶系合成的一般方法。 7. 比较力与力偶在静力分析中的主要区别。 三、计算题 8. 已知一对平行反向力的大小均为120 N，两力作用线间的垂直距离为0.25 m，求该力偶的力偶矩大小。 9. 某汽车维修夹具受两个平面力偶作用，力偶甲为顺时针方向，大小为18 N·m；力偶乙为逆时针方向，大小为10 N·m。若规定顺时针方向为正，求合成力偶矩，并说明其转向。 10. 某支架上已有两个力偶作用，甲力偶为顺时针方向，大小为24 N·m；乙力偶为逆时针方向，大小为9 N·m。现需再加一对平行反向力使支架平衡，该力偶的两力作用线距离为0.30 m。求：（1）需增加的平衡力偶矩大小和方向；（2）每个力的大小。 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 $