第28卷 平面力系分类与平衡条件判断-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28卷考点训练卷，按《机械基础》中的《平面力系分类与平衡条件判断》范围和要求编写。具体内容为：1.掌握平面汇交力系、平面平行力系、平面力偶系和平面任意力系的分类依据；2.会根据受力图判断力系类型，并能选用对应的平衡条件进行分析。 湖南省《机电类考纲百套卷》第28卷 《机械基础》 平面力系分类与平衡条件判断-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.下列图示中，属于平面汇交力系的是（ ）。 A. 图A B. 图B C. 图C D. 图D 【答案】A 【解析】平面汇交力系中各力作用线位于同一平面内，并交于同一点。图A符合该特征。 2.各力作用线均位于同一平面内的力系称为（ ）。 A. 空间力系 B. 平面力系 C. 力偶 D. 约束 【答案】B 【解析】若力系中所有力的作用线都在同一平面内，该力系称为平面力系。 3.如图所示，各力作用线交于 O 点，该力系属于（ ）。 A. 平面汇交力系 B. 平面平行力系 C. 空间任意力系 D. 单一力偶 【答案】A 【解析】图中各力作用线共面且汇交于 O 点，属于平面汇交力系。 4.平面汇交力系平衡时，通常需要满足的两个独立方程是（ ）。 A. ΣFx=0、ΣFy=0 B. ΣM=0、v=0 C. P=UI、W=Pt D. s=vt、a=0 【答案】A 【解析】平面汇交力系所有力作用线交于一点，独立平衡方程通常取 ΣFx=0、ΣFy=0。 5.如图所示，几个竖直力的作用线互相平行，该力系属于（ ）。 A. 平面平行力系 B. 平面汇交力系 C. 空间力系 D. 纯力偶系 【答案】A 【解析】图中各力作用线在同一平面内且相互平行，属于平面平行力系。 6.如图所示，各力作用线既不全部平行，也不汇交于一点，该力系通常称为（ ）。 A. 平面任意力系 B. 平面汇交力系 C. 平面平行力系 D. 二力平衡力系 【答案】A 【解析】平面内各力作用线既不平行也不汇交时，通常归为平面任意力系。 7.平面任意力系最多可列出的独立平衡方程个数为（ ）。 A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 4 个 【答案】C 【解析】平面任意力系有三个独立平衡条件：ΣFx=0、ΣFy=0、ΣM=0。 8. 如图所示四种二力作用情况中，符合二力平衡条件的是（ ）。 A. 图A B. 图B C. 图C D. 图D 【答案】A 【解析】二力平衡要求两力大小相等、方向相反且作用线共线。图A满足这些条件。 9.平面力偶系平衡的基本条件是（ ）。 A. 各力大小均为零 B. 各力偶矩代数和为零 C. 各力作用线必须汇交 D. 只需 ΣFx=0 【答案】B 【解析】力偶系的合力为零，其平衡关键在于力偶矩代数和是否为零。 9. 如图所示，刚体受三个互不平行的力作用而平衡时，三力作用线应（ ）。 A. 汇交于一点 B. 两两平行 C. 任意布置 D. 必须都水平 【答案】A 【解析】三力平衡汇交定理表明，刚体在三个互不平行力作用下平衡时，三力作用线必汇交于一点。 11.对于仅受竖直平行力作用的平面平行力系，常用的平衡方程组合是（ ）。 A. ΣFy=0、ΣMO=0 B. ΣFx=0、ΣFy=0、ΣMO=0 C. ΣFx=0、温度不变 D. 速度为零、位移为零 【答案】A 【解析】竖直平行力系常用竖向力平衡和对某点力矩平衡两个方程求解未知量。 12. 如图所示平面任意力系处于平衡时，应同时满足（ ）。 A. ΣFx=0、ΣFy=0、ΣMO=0 B. ΣFx=0 即可 C. ΣMO=0 即可 D. 只需各力大小相等 【答案】A 【解析】平面任意力系平衡必须同时满足两个投影方程和一个力矩方程。 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 1.关于平面力系分类的说法，正确的是（ ）。 A. 各力作用线交于一点的平面力系称为平面汇交力系 B. 平面平行力系的各力作用线必定互相垂直 C. 各力作用线互相平行的平面力系称为平面平行力系 D. 平面任意力系一定只有一个力 【答案】AC 【解析】平面汇交力系强调作用线共点，平面平行力系强调作用线互相平行。 2.关于平面汇交力系平衡条件，正确的是（ ）。 A. 可取 ΣFx=0 作为一个平衡方程 B. 只要 ΣFx=0 就一定平衡 C. 可取 ΣFy=0 作为另一个独立平衡方程 D. 必须再列三个互不相关的力矩方程 【答案】AC 【解析】平面汇交力系平衡通常用两个投影方程判断：ΣFx=0、ΣFy=0。 3.如图所示平面任意力系的平衡分析中，正确的是（ ）。 A. 只列一个投影方程即可判断平衡 B. 一般可列 ΣFx=0、ΣFy=0、ΣMO=0 C. 力矩方程中的取矩点不能任选 D. 取矩点合理选择可简化未知力求解 【答案】BD 【解析】平面任意力系有三个独立平衡方程，取矩点可根据未知力作用线合理选择以简化计算。 4.关于二力平衡和三力平衡的判断，正确的是（ ）。 A. 二力平衡时两力应等大、反向、共线 B. 二力只要大小相等就一定平衡 C. 三个互不平行力平衡时作用线可以完全不相交 D. 三个互不平行力平衡时三力作用线应汇交于一点 【答案】AD 【解析】二力平衡必须等大、反向、共线；三力互不平行且平衡时，其作用线应汇交于一点。 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 1.各力作用线都在同一平面内的力系称为__________力系。 【答案】平面 【解析】平面力系的判别依据是各力作用线位于同一平面内。 2.如图所示，所有力作用线交于一点的力系称为平面__________力系。 【答案】汇交 【解析】作用线共点是平面汇交力系的核心特征。 3.如图所示，各力作用线互相平行的力系称为平面__________力系。 【答案】平行 【解析】各力作用线互相平行时称为平面平行力系。 4.平面汇交力系平衡时，除 ΣFx=0 外，还应满足__________=0。 【答案】ΣFy 【解析】平面汇交力系平衡条件通常为两个投影方程：ΣFx=0、ΣFy=0。 5.平面任意力系平衡时，除两个投影方程外，还应满足力矩代数和等于__________。 【答案】0 【解析】平面任意力系平衡需要满足 ΣFx=0、ΣFy=0、ΣM=0。 6.二力平衡时，两力的作用线必须__________。 【答案】共线 【解析】二力平衡要求两力大小相等、方向相反并且作用线共线。 四、计算题（本大题共1小题，15分） 1.（1）如图所示小环 O 受 F1=60N 向右、F2=80N 向上的两个力作用。若再加一个力 F3 使小环平衡，求 F3 的水平、竖直分量及大小。 【答案】F3 的水平分量为 60N 向左，竖直分量为 80N 向下，大小为 100N。 【解析】以向右、向上为正方向。平衡时 ΣFx=0，所以 F3x+60=0，得 F3x=-60N。 平衡时 ΣFy=0，所以 F3y+80=0，得 F3y=-80N。 F3 的大小为 √(60²+80²)=100N，方向与 F1、F2 的合力方向相反。 （2）该小环上三个力的作用线均通过 O 点时，该力系属于哪一类平面力系？应优先选用哪些平衡方程？ 【答案】属于平面汇交力系；优先选用 ΣFx=0、ΣFy=0。 【解析】三个力的作用线都通过 O 点，符合平面汇交力系的特征。 平面汇交力系的独立平衡方程通常取两个投影方程。 若额外列对 O 点的力矩方程，各力对 O 点力矩均为零，不能提供新的独立信息。 五、分析应用题（本大题共1小题，15分） 某同学在分析三种受力情况时作出如下判断：小吊环上多个拉力都通过同一点，却按平面任意力系列了三个方程；简支梁上只有竖向荷载，却只列水平方向平衡方程；机架同时受水平力、竖向力和一个力偶作用，却认为只要竖向力平衡即可。 （1）（8分）指出该同学在力系分类和方程选用上的错误。 【答案】小吊环上各力作用线汇交于一点，应优先按平面汇交力系处理，列 ΣFx=0、ΣFy=0；只有竖向荷载的简支梁属于常见平行力系情境，应列竖向力平衡和力矩平衡，而不是只列水平方向方程；机架受水平力、竖向力和力偶作用，一般应按平面任意力系处理，不能只看竖向力平衡。 【解析】分类判断决定平衡方程的选用。 汇交力系、平行力系和任意力系的独立平衡条件不同，混用会造成方程不足或无效。 受力分析时应先看作用线位置关系，再决定列哪些方程。 （2）（7分）说明判断平面力系类型的一般步骤。 【答案】先确认各力作用线是否位于同一平面内；再观察作用线是否全部汇交于一点，若是则为平面汇交力系；若不汇交但全部互相平行，则为平面平行力系；若主要由力偶组成，则按力偶系判断；若既不全平行也不全汇交，则按平面任意力系处理，并选用 ΣFx=0、ΣFy=0、ΣM=0。 【解析】平面力系分类的核心依据是力的作用线位置关系。 正确分类后再选方程，可减少无效方程并提高求解效率。 在不确定时，可按平面任意力系列完整的三个独立平衡方程进行校核。 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28卷考点训练卷，按《机械基础》中的《平面力系分类与平衡条件判断》范围和要求编写。具体内容为：1.掌握平面汇交力系、平面平行力系、平面力偶系和平面任意力系的分类依据；2.会根据受力图判断力系类型，并能选用对应的平衡条件进行分析。 湖南省《机电类考纲百套卷》第28卷 《机械基础》 平面力系分类与平衡条件判断-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.下列图示中，属于平面汇交力系的是（ ）。 A. 图A B. 图B C. 图C D. 图D 2.各力作用线均位于同一平面内的力系称为（ ）。 A. 空间力系 B. 平面力系 C. 力偶 D. 约束 3.如图所示，各力作用线交于 O 点，该力系属于（ ）。 A. 平面汇交力系 B. 平面平行力系 C. 空间任意力系 D. 单一力偶 4.平面汇交力系平衡时，通常需要满足的两个独立方程是（ ）。 A. ΣFx=0、ΣFy=0 B. ΣM=0、v=0 C. P=UI、W=Pt D. s=vt、a=0 5.如图所示，几个竖直力的作用线互相平行，该力系属于（ ）。 A. 平面平行力系 B. 平面汇交力系 C. 空间力系 D. 纯力偶系 6.如图所示，各力作用线既不全部平行，也不汇交于一点，该力系通常称为（ ）。 A. 平面任意力系 B. 平面汇交力系 C. 平面平行力系 D. 二力平衡力系 7.平面任意力系最多可列出的独立平衡方程个数为（ ）。 A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 4 个 8. 如图所示四种二力作用情况中，符合二力平衡条件的是（ ）。 A. 图A B. 图B C. 图C D. 图D 9.平面力偶系平衡的基本条件是（ ）。 A. 各力大小均为零 B. 各力偶矩代数和为零 C. 各力作用线必须汇交 D. 只需 ΣFx=0 9. 如图所示，刚体受三个互不平行的力作用而平衡时，三力作用线应（ ）。 A. 汇交于一点 B. 两两平行 C. 任意布置 D. 必须都水平 11.对于仅受竖直平行力作用的平面平行力系，常用的平衡方程组合是（ ）。 A. ΣFy=0、ΣMO=0 B. ΣFx=0、ΣFy=0、ΣMO=0 C. ΣFx=0、温度不变 D. 速度为零、位移为零 12. 如图所示平面任意力系处于平衡时，应同时满足（ ）。 A. ΣFx=0、ΣFy=0、ΣMO=0 B. ΣFx=0 即可 C. ΣMO=0 即可 D. 只需各力大小相等 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 1.关于平面力系分类的说法，正确的是（ ）。 A. 各力作用线交于一点的平面力系称为平面汇交力系 B. 平面平行力系的各力作用线必定互相垂直 C. 各力作用线互相平行的平面力系称为平面平行力系 D. 平面任意力系一定只有一个力 2.关于平面汇交力系平衡条件，正确的是（ ）。 A. 可取 ΣFx=0 作为一个平衡方程 B. 只要 ΣFx=0 就一定平衡 C. 可取 ΣFy=0 作为另一个独立平衡方程 D. 必须再列三个互不相关的力矩方程 3.如图所示平面任意力系的平衡分析中，正确的是（ ）。 A. 只列一个投影方程即可判断平衡 B. 一般可列 ΣFx=0、ΣFy=0、ΣMO=0 C. 力矩方程中的取矩点不能任选 D. 取矩点合理选择可简化未知力求解 4.关于二力平衡和三力平衡的判断，正确的是（ ）。 A. 二力平衡时两力应等大、反向、共线 B. 二力只要大小相等就一定平衡 C. 三个互不平行力平衡时作用线可以完全不相交 D. 三个互不平行力平衡时三力作用线应汇交于一点 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 1.各力作用线都在同一平面内的力系称为__________力系。 2.如图所示，所有力作用线交于一点的力系称为平面__________力系。 3.如图所示，各力作用线互相平行的力系称为平面__________力系。 4.平面汇交力系平衡时，除 ΣFx=0 外，还应满足__________=0。 5.平面任意力系平衡时，除两个投影方程外，还应满足力矩代数和等于__________。 6.二力平衡时，两力的作用线必须__________。 四、计算题（本大题共1小题，15分） 1.（1）如图所示小环 O 受 F1=60N 向右、F2=80N 向上的两个力作用。若再加一个力 F3 使小环平衡，求 F3 的水平、竖直分量及大小。 （2）该小环上三个力的作用线均通过 O 点时，该力系属于哪一类平面力系？应优先选用哪些平衡方程？ 五、分析应用题（本大题共1小题，15分） 某同学在分析三种受力情况时作出如下判断：小吊环上多个拉力都通过同一点，却按平面任意力系列了三个方程；简支梁上只有竖向荷载，却只列水平方向平衡方程；机架同时受水平力、竖向力和一个力偶作用，却认为只要竖向力平衡即可。 （1）（8分）指出该同学在力系分类和方程选用上的错误。 （2）（7分）说明判断平面力系类型的一般步骤。 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 $