第26卷 力、力矩、力偶概念与性质辨析-考点训练卷《机械基础》湖南省（职教高考）机电类 考纲百套卷（原卷版+解析版）

编写说明：湖南省《机电类考纲百套卷》，依据《湖南省高校招生职业技能考试大纲机电类专业综合知识》编写。本专辑覆盖公共模块与专业选考模块，且每一课程均采用三阶递进式训练体系：基础层拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编写专题训练卷；应用层聚焦综合提升，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第26卷考点训练卷，按《机械基础》中的《力、力矩、力偶概念与性质辨析》范围和要求编写。具体内容为：1.掌握力的三要素、作用线、力矩、力臂、力偶和力偶矩等基本概念；2.会对力、力矩、力偶的性质和典型示意图进行识别、比较、判断和简单计算。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第26卷 《机械基础》 力、力矩、力偶概念与性质及力的平移定理 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1. 如图1所示，力对物体的作用效果取决于（ ） A. 大小、方向、作用点　　　B. 大小、方向、作用线 C. 大小、作用点、单位　　　D. 方向、作用点、作用线 2. 关于力的概念，下列说法正确的是（ ） A. 力可以脱离物体单独存在　　　B. 力是物体间的相互机械作用 C. 力只有大小没有方向　　　D. 力的作用效果与作用点无关 3. 拆卸一个锈死的螺栓时，工人常在扳手手柄上套一根套管加长，其主要目的是（ ） A. 减小摩擦　　　B. 增大力臂从而增大力矩 C. 直接增大作用力　　　D. 改变力的方向 4. 如图2所示，用扳手拧螺母，力F作用于扳手末端。关于力F对螺母中心O的力矩，下列说法正确的是（ ） A. 力F越大，力矩一定越大　　　 B. 力臂是O点到力作用点的距离 C. 力矩M_O(F)=F·d，其中d为O点到力作用线的垂直距离　　　 D. 力矩的国际单位是N 5. 已知力F=100N，力臂d=0.25m，则该力对矩心的力矩大小为（ ） A. 25N·m　　　B. 250N·m C. 2.5N·m　　　D. 0.25N·m 6. 关于力矩正负的规定，通常规定（ ） A. 顺时针转动为正 B. 逆时针转动为正 C. 向上为正 D. 向右为正 7. 力偶是由两个（ ）组成的特殊力系。 A. 大小相等、方向相同、共线的力　　　B. 大小相等、方向相反、共线的力 C. 大小相等、方向相反、作用线平行的力　　　D. 大小不等、方向相反的力 8. 如图3所示为力偶实例（双手转动方向盘），关于力偶的说法正确的是（ ） A. 力偶有合力　　　B. 力偶在任一轴上的投影为零 C. 力偶可使物体移动　　　D. 力偶可以与一个力等效 9. 力偶矩的大小等于（ ） A. 力的大小　　　B. 力与力偶臂的乘积 C. 力与力偶臂的一半　　　D. 力与力偶臂之和 10. 力偶对其作用面内任一点的矩（ ） A. 随矩心位置改变　　　B. 与矩心位置无关，恒等于力偶矩 C. 恒为零　　　D. 等于力偶矩的一半 11. 力的平移定理表明，作用在刚体上的力可以平移到任一点，但必须同时附加（ ） A. 一个力 B. 一个力偶 C. 一个力矩 D. 一个力和一个力偶 12. 两个力偶等效的条件是（ ） A. 力偶矩大小相等 B. 力偶矩转向相同 C. 力偶矩大小相等且转向相同 D. 力的大小相等 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于力的三要素和力的基本性质，下列说法正确的有（ ） A. 力是物体间的相互机械作用，不能脱离物体单独存在 B. 沿力的作用线移动作用点，会改变力对刚体的作用效果 C. 力的三要素为大小、方向和作用点 D. 力是标量，只有大小没有方向 14. 关于力矩，下列说法正确的有（ ） A. 力臂是矩心到力作用点的距离 B. 力矩的大小等于力与力臂的乘积 C. 力矩的国际单位是牛顿(N) D. 当力的作用线通过矩心时，力矩为零 15. 关于力偶的基本性质，下列说法正确的有（ ） A. 力偶在任一轴上的投影代数和为零，故力偶无合力 B. 力偶只能使物体产生转动效应，不能使物体移动 C. 力偶可以与一个力等效 D. 力偶对其作用面内不同点的矩不相等 16. 关于力的平移定理，下列说法正确的有（ ） A. 力平移后其大小和方向都会发生改变 B. 力的平移定理仅适用于变形体 C. 平移时必须附加一个力偶，附加力偶矩等于原力对新作用点的矩 D. 利用平移定理可将一个力等效为一个力和一个力偶 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 力的三要素是________、________和作用点。 18. 用扳手拧紧螺母时，若作用力F=200N，力臂d=0.15m，则力对螺母中心O的力矩M_O(F)=________N·m。 19. 力矩是________量，其正负号表示物体的________。 20. 力偶是由两个大小________、方向________、作用线平行但不共线的力组成。 21. 已知力偶中的力F=50N，力偶臂d=0.4m，则该力偶的力偶矩M=________N·m。 22. 力的平移定理：作用在刚体上的力F可以平移到任一点O，但必须同时附加一个________，其矩等于________。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 计算题：如图2所示，用扳手拧螺母。已知作用在扳手末端的力F=120N，扳手有效长度（力的作用点到螺母中心O的距离）L=0.25m。试求： （1）当力F与扳手垂直时，力F对螺母中心O的力矩；（5分） （2）当力F与扳手成30°角时，力臂d和力矩各为多少？（5分） （3）若要求力矩达到36N·m，在力F=120N且垂直于扳手的条件下，扳手有效长度L应为多少？（5分） 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 分析应用题：如图4所示为力的平移定理示意图。请分析：（15分） （1）简述力的平移定理的内容，并写出附加力偶矩的计算式。（5分） （2）结合图4说明：为什么力平移后必须附加一个力偶？（5分） （3）若图4中F=200N，O点到力F作用线的垂直距离d=0.12m，求平移后附加力偶矩的大小，并说明其转向。（5分） 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：湖南省《机电类考纲百套卷》，依据《湖南省高校招生职业技能考试大纲机电类专业综合知识》编写。本专辑覆盖公共模块与专业选考模块，且每一课程均采用三阶递进式训练体系：基础层拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编写专题训练卷；应用层聚焦综合提升，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第26卷考点训练卷，按《机械基础》中的《力、力矩、力偶概念与性质辨析》范围和要求编写。具体内容为：1.掌握力的三要素、作用线、力矩、力臂、力偶和力偶矩等基本概念；2.会对力、力矩、力偶的性质和典型示意图进行识别、比较、判断和简单计算。3.掌握力的平移定理（平移定理内容、附加力偶矩计算、应用）等。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第26卷 《机械基础》 力、力矩、力偶概念与性质及力的平移定理 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1. 如图1所示，力对物体的作用效果取决于（ ） A. 大小、方向、作用点　　　B. 大小、方向、作用线 C. 大小、作用点、单位　　　D. 方向、作用点、作用线 【答案】A 【解析】力对物体的作用效果由力的三要素共同决定：大小（表示物体间相互作用的强弱程度）、方向（包括方位和指向）、作用点（力作用在物体上的位置）。三要素中任一要素改变，力的作用效果都会改变。 2. 关于力的概念，下列说法正确的是（ ） A. 力可以脱离物体单独存在　　　B. 力是物体间的相互机械作用 C. 力只有大小没有方向　　　D. 力的作用效果与作用点无关 【答案】B 【解析】力是物体间的相互机械作用，不能脱离物体单独存在；力既有大小又有方向，是矢量；力的作用效果与力的大小、方向、作用点均有关。 3. 拆卸一个锈死的螺栓时，工人常在扳手手柄上套一根套管加长，其主要目的是（ ） A. 减小摩擦　　　B. 增大力臂从而增大力矩 C. 直接增大作用力　　　D. 改变力的方向 【答案】B 【解析】力矩M=F·d，在作用力不变的情况下，加长扳手相当于增大垂直力臂d，从而增大力矩M，使螺栓更容易松动。这是力矩在工程中的典型应用。 4. 如图2所示，用扳手拧螺母，力F作用于扳手末端。关于力F对螺母中心O的力矩，下列说法正确的是（ ） A. 力F越大，力矩一定越大　　　 B. 力臂是O点到力作用点的距离 C. 力矩M_O(F)=F·d，其中d为O点到力作用线的垂直距离　　　 D. 力矩的国际单位是N 【答案】C 【解析】力矩的大小M_O(F)=F·d，d为矩心O到力作用线的垂直距离；力F大但若力臂d很小，力矩不一定大；力臂不是作用点到矩心的距离，而是垂距；力矩单位是N·m，不是N。 5. 已知力F=100N，力臂d=0.25m，则该力对矩心的力矩大小为（ ） A. 25N·m　　　B. 250N·m C. 2.5N·m　　　D. 0.25N·m 【答案】A 【解析】由力矩公式M=F·d=100N×0.25m=25N·m。 6. 关于力矩正负的规定，通常规定（ ） A. 顺时针转动为正 B. 逆时针转动为正 C. 向上为正 D. 向右为正 【答案】B 【解析】工程力学中通常规定：使物体绕矩心逆时针转动的力矩为正，顺时针转动的力矩为负。 7. 力偶是由两个（ ）组成的特殊力系。 A. 大小相等、方向相同、共线的力　　　B. 大小相等、方向相反、共线的力 C. 大小相等、方向相反、作用线平行的力　　　D. 大小不等、方向相反的力 【答案】C 【解析】力偶由两个大小相等、方向相反、作用线平行但不共线的力组成。若两力共线则是一对平衡力，不是力偶。 8. 如图3所示为力偶实例（双手转动方向盘），关于力偶的说法正确的是（ ） A. 力偶有合力　　　B. 力偶在任一轴上的投影为零 C. 力偶可使物体移动　　　D. 力偶可以与一个力等效 【答案】B 【解析】力偶无合力，在任一轴上的投影代数和为零，故不能使物体移动，只能使物体产生纯转动；力偶只能与另一个力偶等效，不能与一个力等效。 9. 力偶矩的大小等于（ ） A. 力的大小　　　B. 力与力偶臂的乘积 C. 力与力偶臂的一半　　　D. 力与力偶臂之和 【答案】B 【解析】力偶矩M=F·d，其中F为组成力偶的力的大小，d为两力作用线之间的垂直距离，称为力偶臂。 10. 力偶对其作用面内任一点的矩（ ） A. 随矩心位置改变　　　B. 与矩心位置无关，恒等于力偶矩 C. 恒为零　　　D. 等于力偶矩的一半 【答案】B 【解析】力偶的重要性质：力偶对作用面内任一点的矩恒等于力偶矩，与矩心位置无关。因此力偶只能使物体转动，不能使物体移动。 11. 力的平移定理表明，作用在刚体上的力可以平移到任一点，但必须同时附加（ ） A. 一个力 B. 一个力偶 C. 一个力矩 D. 一个力和一个力偶 【答案】B 【解析】力的平移定理：作用在刚体上的力可平移到任一点，但必须同时附加一个力偶；附加力偶矩等于原力对新作用点的矩。 12. 两个力偶等效的条件是（ ） A. 力偶矩大小相等 B. 力偶矩转向相同 C. 力偶矩大小相等且转向相同 D. 力的大小相等 【答案】C 【解析】两个力偶等效的条件是：力偶矩的大小相等，且转向相同（同为顺时针或同为逆时针）。力偶矩是代数量，正负表示转向。 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于力的三要素和力的基本性质，下列说法正确的有（ ） A. 力是物体间的相互机械作用，不能脱离物体单独存在 B. 沿力的作用线移动作用点，会改变力对刚体的作用效果 C. 力的三要素为大小、方向和作用点 D. 力是标量，只有大小没有方向 【答案】AC 【解析】A对：力是物体间的相互机械作用；B错：根据力的可传性原理，力沿其作用线移动时，对刚体的作用效果不变；C对：力的三要素为大小、方向和作用点；D错：力是矢量，既有大小又有方向。 14. 关于力矩，下列说法正确的有（ ） A. 力臂是矩心到力作用点的距离 B. 力矩的大小等于力与力臂的乘积 C. 力矩的国际单位是牛顿(N) D. 当力的作用线通过矩心时，力矩为零 【答案】BD 【解析】A错：力臂是矩心到力作用线的垂直距离，不是到作用点的距离；B对：M=F·d；C错：力矩单位是N·m，不是N；D对：力通过矩心时力臂为零，力矩为零。 15. 关于力偶的基本性质，下列说法正确的有（ ） A. 力偶在任一轴上的投影代数和为零，故力偶无合力 B. 力偶只能使物体产生转动效应，不能使物体移动 C. 力偶可以与一个力等效 D. 力偶对其作用面内不同点的矩不相等 【答案】AB 【解析】A对：力偶在任一轴上投影代数和为零，无合力；B对：力偶只能使物体产生纯转动，不能使物体移动；C错：力偶不能与一个力等效，只能与力偶等效；D错：力偶对作用面内任一点的矩恒等于力偶矩，与矩心位置无关。 16. 关于力的平移定理，下列说法正确的有（ ） A. 力平移后其大小和方向都会发生改变 B. 力的平移定理仅适用于变形体 C. 平移时必须附加一个力偶，附加力偶矩等于原力对新作用点的矩 D. 利用平移定理可将一个力等效为一个力和一个力偶 【答案】CD 【解析】A错：力平移后大小和方向均不变；B错：力的平移定理适用于刚体；C对：平移时必须附加力偶，其矩等于原力对新作用点的矩；D对：平移定理的作用就是把作用于一点的一个力等效为作用于另一点的一个力加一个附加力偶。 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 力的三要素是________、________和作用点。 【答案】大小；方向 【解析】力的三要素：大小、方向、作用点。 18. 用扳手拧紧螺母时，若作用力F=200N，力臂d=0.15m，则力对螺母中心O的力矩M_O(F)=________N·m。 【答案】30 【解析】由力矩公式M_O(F)=F·d=200N×0.15m=30N·m。 19. 力矩是________量，其正负号表示物体的________。 【答案】代数；转向 【解析】力矩是代数量，其正负表示力使物体绕矩心转动的方向；通常规定逆时针为正，顺时针为负。 20. 力偶是由两个大小________、方向________、作用线平行但不共线的力组成。 【答案】相等；相反 【解析】力偶：两个大小相等、方向相反、平行不共线的力。 21. 已知力偶中的力F=50N，力偶臂d=0.4m，则该力偶的力偶矩M=________N·m。 【答案】20 【解析】力偶矩M=F·d=50N×0.4m=20N·m。 22. 力的平移定理：作用在刚体上的力F可以平移到任一点O，但必须同时附加一个________，其矩等于________。 【答案】力偶；原力F对新作用点O的矩 【解析】力的平移定理：作用在刚体上的力F可平移到任一点O，但必须同时附加一个力偶，该附加力偶矩等于原力F对新作用点O的矩。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 计算题：如图2所示，用扳手拧螺母。已知作用在扳手末端的力F=120N，扳手有效长度（力的作用点到螺母中心O的距离）L=0.25m。试求： （1）当力F与扳手垂直时，力F对螺母中心O的力矩；（5分） （2）当力F与扳手成30°角时，力臂d和力矩各为多少？（5分） （3）若要求力矩达到36N·m，在力F=120N且垂直于扳手的条件下，扳手有效长度L应为多少？（5分） 【答案】（1）M_O(F)=30N·m；（2）d=0.125m，M=15N·m；（3）L=0.3m 【解析】 （1）当力F与扳手垂直时，力臂d=L=0.25m。 由力矩公式：M_O(F)=F·d=120N×0.25m=30N·m 力矩方向：本题只计算大小，方向按右手定则或转动趋势判定。（5分） （2）当力F与扳手成30°角时，力臂d为矩心O到力作用线的垂直距离，即 d=L·sin30°=0.25×0.5=0.125m M_O(F)=F·d=120N×0.125m=15N·m（5分） （3）要求M=36N·m，且力F垂直于扳手，则力臂d=L。 由M=F·L得 L=M/F=36N·m/120N=0.3m（5分） 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 分析应用题：如图4所示为力的平移定理示意图。请分析：（15分） （1）简述力的平移定理的内容，并写出附加力偶矩的计算式。（5分） （2）结合图4说明：为什么力平移后必须附加一个力偶？（5分） （3）若图4中F=200N，O点到力F作用线的垂直距离d=0.12m，求平移后附加力偶矩的大小，并说明其转向。（5分） 【答案】（1）作用在刚体上的力F可平移到任一点O，必须附加一个力偶，附加力偶矩M=F·d，d为原力作用线到新作用点O的垂直距离；（2）因为平移后力对新作用点O的力臂为零，原力对O点的矩消失，为保持作用效果不变，需附加一力偶，其矩等于原力对O点的矩；（3）M=200N×0.12m=24N·m，附加力偶的转向与原力F对O点的力矩转向相同。 【解析】 （1）力的平移定理内容：作用于刚体上的力F可以平移到刚体上任一点O，但必须同时附加一个力偶；该附加力偶的矩等于原力F对新作用点O的矩，即M=F·d，其中d为原力作用线到O点的垂直距离。平移前后对刚体的作用效果等效。（5分） （2）原因：力对刚体的作用效果包括移动效果和转动效果。力从A点平移到O点后，力的大小和方向不变，移动效果不变；但力对O点的力矩变为零（力臂为零），转动效果消失。为保持转动效果不变，必须附加一个力偶，其矩等于原力对O点的矩M=F·d。该附加力偶补偿了因平移而损失的转动效果，因此平移前后作用效果等效。（5分） （3）附加力偶矩的大小为 M=F·d=200N×0.12m=24N·m 转向判定：附加力偶的转向与原力F对O点的力矩转向相同，即按原力F使刚体绕O点转动的方向确定。（5分） 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 学科网（北京）股份有限公司 $