第3练 约束与约束力（一） 四川省（对口招生）《土木工程力学基础》（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，精心编制了四川省（对口招生）《土木工程力学基础》（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。 本卷是四川省（对口招生）《土木工程力学基础》（高教版·第三版）一课一练的第3练，内容涵盖了解自由体、非自由体、主动力概念，掌握约束与约束反力概念，掌握常见约束特点及约束反力画法并灵活运用；理解荷载分类。 四川省（对口招生）一课一练 《土木工程力学基础》（高教版·第三版） 第4节 1.3 约束与约束力 第3练 约束与约束力（一） 一、单项选择题 1. 工程力学中，判断某构件是否属于非自由体，主要看该构件（ ） A. 是否承受外部荷载 B. 是否具有几何尺寸 C. 运动受到限制的物体 D. 质量是否可以忽略 【答案】C 【解析】非自由体是指运动受到周围物体限制的物体，限制作用来自相邻构件或支承。是否受荷载、是否有尺寸或质量大小，不能作为判断非自由体的主要依据。 2. 光滑接触面只能阻止物体沿接触面法向相互接近，其反力方向通常应画成（ ） A. 沿接触面切线背离受力体 B. 沿接触面切线指向受力体 C. 沿接触面公法线背离受力体 D. 沿接触面公法线指向受力体 【答案】D 【解析】光滑接触面不考虑摩擦力，只能提供法向约束作用。约束反力应沿接触处公法线方向，并指向被约束的受力体。 3. 绘制构件受力图时，为了正确表示相邻物体的限制作用，合理的处理顺序是（ ） A. 先标已知力再保留全部连接 B. 先取研究对象并去除约束 C. 先计算力值再判断力向 D. 先画尺寸线再补充荷载 【答案】B 【解析】绘制受力图应先明确研究对象，将其从周围物体中分离出来，再用相应的约束反力代替被去掉的约束。若保留连接关系或先计算力值，容易把内力、外力和反力混淆。 4. 一根水平梁左端为固定铰支座，右端为可动铰支座，梁上受斜向集中力作用。若受力图中左端只画竖向反力而未画水平反力，最可能的问题是（ ） A. 支座水平反力被遗漏 B. 集中荷载方向被改错 C. 可动支座反力被多画 D. 梁的自重方向被倒置 【答案】A 【解析】固定铰支座能限制物体在水平和竖直两个方向的移动，因此通常应画出两个互相垂直的反力分量。斜向集中力含有水平分量，若左端未画水平反力，受力图就缺少必要的约束作用。 5. 细绳一端系住小构件，另一端改变绕行方向后仍保持张紧。若不计绳重和摩擦，小构件所受绳的作用应按（ ） A. 绳端压力方向保持竖直 B. 绳端剪力方向保持水平 C. 绳索拉力方向随绳段改变 D. 绳索合力方向恒为铅垂 【答案】C 【解析】柔性绳索只能承受拉力，不能承受压力、剪力和弯矩。绳对被系物体的作用方向沿该处绳段的切线方向，因此绳段方向改变时，拉力方向也随之改变。 二、判断题 6. 施工平台上的工具箱放在水平地面上，若只分析工具箱，地面对工具箱的支持力属于约束反力。（ ） 【答案】√ 【解析】地面限制工具箱向下运动，对工具箱产生竖直向上的支持作用。该支持作用由接触约束产生，属于约束反力。 7. 主动力和约束反力的区别只在于力的大小不同，方向判断方法完全相同。（ ） 【答案】× 【解析】主动力通常是已知或按荷载条件给出的外力，如重力、风荷载和集中力。约束反力由约束类型决定，方向需根据支座、绳索、光滑面等特点判断，二者不能只按大小区分。 8. 某简支梁左端固定铰、右端可动铰，仅受竖向荷载作用时，右端可动铰支座通常只提供竖向约束反力。（ ） 【答案】√ 【解析】可动铰支座允许梁沿支承面方向移动，只限制垂直于支承面的运动。水平放置时，其反力通常垂直支承面向上，故只画竖向反力。 三、综合题 9. 某屋面檩条简化为水平直杆，左端放在光滑墙面旁，右端用细绳斜拉固定，杆上还受竖直向下的自重。请回答：（1）该檩条属于自由体还是非自由体；（2）分别说明墙面和细绳对檩条的约束反力方向。 【答案】（1）该檩条属于非自由体。 （2）墙面对檩条的约束反力应沿墙面法线方向，指向檩条；细绳对檩条的约束反力应沿细绳方向，背离檩条受拉端。 【解析】（1）檩条受到墙面和细绳的限制，不能在空间中任意运动，因此应判定为非自由体。 （2）光滑墙面只能提供法向反力，不能提供切向摩擦力；细绳只能受拉，其作用方向沿绳的轴线方向，这是画约束反力的基本依据。 10. 一根水平梁受力情况如下：左端A为固定铰支座，右端B为可动铰支座；梁上作用一个竖直向下的集中荷载8 kN，同时在梁中部作用一个水平向右的拉力3 kN。请回答：（1）A、B两处应画哪些约束反力；（2）从荷载分类看，8 kN集中力和3 kN拉力分别属于哪类荷载；（3）若绘制受力图时只画A处竖向反力和B处竖向反力，缺少的关键反力是什么。 【答案】（1）A处应画水平反力和竖向反力，B处应画竖向反力。 （2）8 kN集中力属于集中荷载，3 kN拉力也属于集中荷载。 （3）缺少A处水平反力。 【解析】（1）固定铰支座能限制水平和竖直两个方向的移动，所以要画两个反力分量；可动铰支座只能限制垂直支承面的运动，水平梁通常画竖向反力。 （2）集中荷载是作用范围相对很小、可简化为作用在一点的荷载，题中两个外力均可按集中荷载处理。 （3）梁受到水平向右的拉力时，整体平衡需要相应的水平约束作用。B处可动铰不能提供水平反力，因此应由A处固定铰支座提供水平反力。 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，精心编制了四川省（对口招生）《土木工程力学基础》（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。 本卷是四川省（对口招生）《土木工程力学基础》（高教版·第三版）一课一练的第3练，内容涵盖了解自由体、非自由体、主动力概念，掌握约束与约束反力概念，掌握常见约束特点及约束反力画法并灵活运用；理解荷载分类。 四川省（对口招生）一课一练 《土木工程力学基础》（高教版·第三版） 第4节 1.3 约束与约束力 第3练 约束与约束力（一） 一、单项选择题 1. 工程力学中，判断某构件是否属于非自由体，主要看该构件（ ） A. 是否承受外部荷载 B. 是否具有几何尺寸 C. 运动受到限制的物体 D. 质量是否可以忽略 2. 光滑接触面只能阻止物体沿接触面法向相互接近，其反力方向通常应画成（ ） A. 沿接触面切线背离受力体 B. 沿接触面切线指向受力体 C. 沿接触面公法线背离受力体 D. 沿接触面公法线指向受力体 3. 绘制构件受力图时，为了正确表示相邻物体的限制作用，合理的处理顺序是（ ） A. 先标已知力再保留全部连接 B. 先取研究对象并去除约束 C. 先计算力值再判断力向 D. 先画尺寸线再补充荷载 4. 一根水平梁左端为固定铰支座，右端为可动铰支座，梁上受斜向集中力作用。若受力图中左端只画竖向反力而未画水平反力，最可能的问题是（ ） A. 支座水平反力被遗漏 B. 集中荷载方向被改错 C. 可动支座反力被多画 D. 梁的自重方向被倒置 5. 细绳一端系住小构件，另一端改变绕行方向后仍保持张紧。若不计绳重和摩擦，小构件所受绳的作用应按（ ） A. 绳端压力方向保持竖直 B. 绳端剪力方向保持水平 C. 绳索拉力方向随绳段改变 D. 绳索合力方向恒为铅垂 二、判断题 6. 施工平台上的工具箱放在水平地面上，若只分析工具箱，地面对工具箱的支持力属于约束反力。（ ） 7. 主动力和约束反力的区别只在于力的大小不同，方向判断方法完全相同。（ ） 8. 某简支梁左端固定铰、右端可动铰，仅受竖向荷载作用时，右端可动铰支座通常只提供竖向约束反力。（ ） 三、综合题 9. 某屋面檩条简化为水平直杆，左端放在光滑墙面旁，右端用细绳斜拉固定，杆上还受竖直向下的自重。请回答：（1）该檩条属于自由体还是非自由体；（2）分别说明墙面和细绳对檩条的约束反力方向。 10. 一根水平梁受力情况如下：左端A为固定铰支座，右端B为可动铰支座；梁上作用一个竖直向下的集中荷载8 kN，同时在梁中部作用一个水平向右的拉力3 kN。请回答：（1）A、B两处应画哪些约束反力；（2）从荷载分类看，8 kN集中力和3 kN拉力分别属于哪类荷载；（3）若绘制受力图时只画A处竖向反力和B处竖向反力，缺少的关键反力是什么。 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 $