第15练 任意力系平衡方程(二) 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15练，内容涵盖掌握平面任意力系的平衡条件和平衡方程。 山东省（春季高考）一课一练 《汽车机械基础》（高教版·第三版） 第15练 第四单元 平面任意力系 第三节 任意力系平衡方程(二) 一、单项选择题 1. 某构件受同一平面内多方向载荷作用后保持静止，其受力状态的实质是（ ） A. 主矢为零且主矩为零 B. 主矢为零且速度为零 C. 主矩为零且质量为零 D. 主矢为零且位移为零 2. 在平面受力分析中，固定端支座对构件的约束作用通常可简化为（ ） A. 一个水平约束力 B. 一个竖直约束力 C. 两个正交约束力 D. 两力和一个力偶 3. 对平面一般受力构件列矩式方程时，若把矩心选在两个未知力作用线的交点处，主要目的是（ ） A. 增加已知力的数值 B. 消去两个未知力矩 C. 改变外力的方向 D. 减少构件的质量 4. 维修人员计算车身夹具支承反力时，得到某支座反力为负值，最合理的判断是（ ） A. 构件一定发生断裂 B. 载荷一定完全消失 C. 假设方向与实际相反 D. 支座必然失去作用 5. 某水平维修支杆由斜拉杆提供竖直分力来平衡外载，在外载和作用点位置不变时，斜拉杆与水平支杆的夹角增大，所需拉力通常（ ） A. 随之增大 B. 保持不变 C. 方向反向 D. 随之减小 二、简答题 6. 简述在汽车维修夹具受力分析中选择取矩点的一般原则。 7. 简述平面任意力系中“投影方程”和“力矩方程”的作用区别。 三、计算题 8. 某维修扳手长0.35 m，技师在扳手端部施加与扳手垂直的力120 N。求该力对螺母中心产生的力矩大小，结果单位用N·m表示。 9. 某车间标牌支架可看作水平杆OA，O端铰接，A端用斜拉杆连接，标牌重力为300 N并作用于A点。OA长0.80 m，斜拉杆与水平杆夹角为45°，忽略杆自重。求斜拉杆的拉力大小，结果保留到整数，单位用N表示。 10. 某发动机吊装横梁长1.20 m，左、右两端分别由竖直吊带A和B支承。发动机重力为900 N，作用点距A端0.45 m；附件箱重力为180 N，作用点距A端0.95 m。忽略横梁自重，求：（1）A、B两端吊带拉力；（2）若A端吊带允许最大拉力为700 N，判断是否满足使用要求。 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15练，内容涵盖掌握平面任意力系的平衡条件和平衡方程。 山东省（春季高考）一课一练 《汽车机械基础》（高教版·第三版） 第15练 第四单元 平面任意力系 第三节 任意力系平衡方程(二) 一、单项选择题 1. 某构件受同一平面内多方向载荷作用后保持静止，其受力状态的实质是（ ） A. 主矢为零且主矩为零 B. 主矢为零且速度为零 C. 主矩为零且质量为零 D. 主矢为零且位移为零 【答案】A 【解析】平面内一般受力构件保持平衡时，所有外力的合成效果应同时满足平动和转动均不发生。主矢为零表示无平动趋势，主矩为零表示无转动趋势，因此该项符合平衡条件。 2. 在平面受力分析中，固定端支座对构件的约束作用通常可简化为（ ） A. 一个水平约束力 B. 一个竖直约束力 C. 两个正交约束力 D. 两力和一个力偶 【答案】D 【解析】固定端既能限制构件沿两个方向的移动，又能限制构件绕端部转动。因此固定端支座通常提供两个相互垂直的约束反力和一个约束力偶。 3. 对平面一般受力构件列矩式方程时，若把矩心选在两个未知力作用线的交点处，主要目的是（ ） A. 增加已知力的数值 B. 消去两个未知力矩 C. 改变外力的方向 D. 减少构件的质量 【答案】B 【解析】力对矩心的力矩取决于力臂大小。若未知力的作用线通过所选矩心，则这些未知力对该点的力矩为零，可减少方程中的未知量并简化求解。 4. 维修人员计算车身夹具支承反力时，得到某支座反力为负值，最合理的判断是（ ） A. 构件一定发生断裂 B. 载荷一定完全消失 C. 假设方向与实际相反 D. 支座必然失去作用 【答案】C 【解析】在静力计算中，未知反力方向可以先作假设。计算结果为负值通常说明实际方向与假设方向相反，并不表示构件必然损坏或支座必然失效。 5. 某水平维修支杆由斜拉杆提供竖直分力来平衡外载，在外载和作用点位置不变时，斜拉杆与水平支杆的夹角增大，所需拉力通常（ ） A. 随之增大 B. 保持不变 C. 方向反向 D. 随之减小 【答案】D 【解析】斜拉杆平衡外载主要依靠其竖直分力。夹角增大时，同一拉力产生的竖直分力增大，所以在外载力矩不变的情况下，所需拉力通常减小。 二、简答题 6. 简述在汽车维修夹具受力分析中选择取矩点的一般原则。 【答案】（1）应优先选择未知力作用线交点或未知力作用线上的点作为取矩点，以减少方程中的未知量。 （2）应保证所列矩式方程与投影方程相互独立，避免得到重复或无效方程。 （3）应结合构件的受力图和几何尺寸选择力臂明确的点，便于准确计算各力矩。 【解析】本题考查平面任意力系平衡方程的应用方法。选择取矩点的核心是简化未知量、保证方程独立，并使力臂关系清楚，避免因力臂判断错误导致计算失真。 7. 简述平面任意力系中“投影方程”和“力矩方程”的作用区别。 【答案】（1）投影方程主要反映构件沿坐标轴方向的平动平衡，用于分析各方向外力的合成效果。 （2）力矩方程主要反映构件绕某点的转动平衡，用于分析外力对构件产生的转动趋势。 （3）求解未知约束反力时，应将投影方程和力矩方程配合使用，才能完整描述平面构件的平衡状态。 【解析】本题考查平面任意力系三个独立平衡方程的物理意义。投影方程解决平动问题，力矩方程解决转动问题，二者缺一不可，不能只用某一类方程代替全部平衡条件。 三、计算题 8. 某维修扳手长0.35 m，技师在扳手端部施加与扳手垂直的力120 N。求该力对螺母中心产生的力矩大小，结果单位用N·m表示。 【答案】42 N·m 【解析】根据力矩公式，其中力为120 N，力臂为0.35 m。代入数据得，计算结果为42 N·m。因此该力对螺母中心产生的力矩大小为42 N·m。 9. 某车间标牌支架可看作水平杆OA，O端铰接，A端用斜拉杆连接，标牌重力为300 N并作用于A点。OA长0.80 m，斜拉杆与水平杆夹角为45°，忽略杆自重。求斜拉杆的拉力大小，结果保留到整数，单位用N表示。 【答案】424 N 【解析】以O点为矩心列平衡方程，斜拉杆竖直分力对O点的力矩应平衡标牌重力力矩，公式为。整理得，代入，计算结果约为424 N。因此斜拉杆的拉力大小约为424 N。 10. 某发动机吊装横梁长1.20 m，左、右两端分别由竖直吊带A和B支承。发动机重力为900 N，作用点距A端0.45 m；附件箱重力为180 N，作用点距A端0.95 m。忽略横梁自重，求：（1）A、B两端吊带拉力；（2）若A端吊带允许最大拉力为700 N，判断是否满足使用要求。 【答案】（1）A端吊带拉力为632.5 N，B端吊带拉力为447.5 N。 （2）A端吊带满足使用要求。 【解析】（1）设A端吊带拉力为，B端吊带拉力为。根据竖直方向平衡，；以A点为矩心列力矩平衡方程，，计算得 N，再由竖直方向平衡得 N。 （2）A端计算拉力为632.5 N，小于允许最大拉力700 N，因此A端吊带满足使用要求。 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 $