第9练 力偶与平面力偶系平衡 山东省（春季高考）建筑类《土木工程力学基础》（高教版·第3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）建筑类《土木工程力学基础》（高教版·第3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）建筑类《土木工程力学基础》（高教版·第3版）一课一练的第9练，内容涵盖平面力系的平衡 2.4 力偶与平面力偶系平衡。 山东省（春季高考）建筑类 一课一练 《土木工程力学基础》（高教版·第3版）第9练 平面力系的平衡 2.4 力偶与平面力偶系平衡 一、填空题 1．大小相等、方向相反、作用线平行且不重合的两个力组成的力系称为 ________。 2．平面力偶系平衡的必要和充分条件是各力偶矩的代数和 ________。 二、单项选择题 3．关于力偶的说法，正确的是（ ） A．合力不为零且合力矩为零 B．合力和合力矩均为零 C．合力不为零且合力矩不为零 D．合力为零而合力矩不为零 4．两个平面力偶等效的条件是两者的（ ） A．力偶矩大小和转向均相同 B．两个力的大小和方向均相同 C．力偶臂相同而两个力方向相反 D．两个力的作用点位置均相同 5．平面力偶系处于平衡状态时，应满足的平衡方程是（ ） A． B． C．且 D．且且 三、判断题 6．力偶不能用一个合力来等效替代，但可以用力偶矩相同的另一力偶来等效替代（ ） 7．力偶矩的大小与矩心的位置有关，因此计算力偶对不同点的矩时，结果通常不同（ ） 8．平面力偶系中各力偶的合力均为零，所以只要系统的合力为零，系统就一定处于平衡状态（ ） 四、计算题 9．某装配式建筑吊具的调节机构受到三个平面力偶作用。取逆时针为正，力偶，方向为顺时针；力偶，方向为逆时针。为使调节机构保持平衡，求力偶M₃的大小和转向。 答： 五、综合题 10．装配式建筑施工现场检修叠合楼板吊装用夹具的锁紧机构。检修人员转动锁紧手轮时，在手轮两侧施加大小均为2.5 kN、方向相反且作用线平行的力，两力作用线之间的垂直距离为0.40 m，由此形成的力偶方向为顺时针。机构内的制动装置目前只能提供0.80 kN·m的逆时针制动力矩。请完成以下任务： （1）求手轮上力偶的力偶矩； （2）判断锁紧机构能否保持平衡，并说明理由； （3）若要使机构平衡，制动装置还应满足什么力矩条件？ 答： 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）建筑类《土木工程力学基础》（高教版·第3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）建筑类《土木工程力学基础》（高教版·第3版）一课一练的第9练，内容涵盖平面力系的平衡 2.4 力偶与平面力偶系平衡。 山东省（春季高考）建筑类 一课一练 《土木工程力学基础》（高教版·第3版）第9练 平面力系的平衡 2.4 力偶与平面力偶系平衡 一、填空题 1．大小相等、方向相反、作用线平行且不重合的两个力组成的力系称为 ________。 【答案】力偶 2．平面力偶系平衡的必要和充分条件是各力偶矩的代数和 ________。 【答案】等于零 二、单项选择题 3．关于力偶的说法，正确的是（ ） A．合力不为零且合力矩为零 B．合力和合力矩均为零 C．合力不为零且合力矩不为零 D．合力为零而合力矩不为零 【答案】D 【解析】力偶由两个大小相等、方向相反、作用线平行且不重合的力组成，合力为零，但对任一点的力矩一般不为零，因而具有转动效应。 4．两个平面力偶等效的条件是两者的（ ） A．力偶矩大小和转向均相同 B．两个力的大小和方向均相同 C．力偶臂相同而两个力方向相反 D．两个力的作用点位置均相同 【答案】A 【解析】平面力偶对刚体的作用效果由力偶矩决定。力偶矩的大小和转向均相同的两个力偶可以相互等效。 5．平面力偶系处于平衡状态时，应满足的平衡方程是（ ） A． B． C．且 D．且且 【答案】B 【解析】平面力偶系中各力偶的合力均为零，因此平衡条件只需满足各力偶矩的代数和为零。 三、判断题 6．力偶不能用一个合力来等效替代，但可以用力偶矩相同的另一力偶来等效替代（ ） 【答案】√ 【解析】力偶的合力为零，不能用单个力等效替代；在平面问题中，只要另一力偶的力偶矩大小和转向相同，两者对刚体的作用效果相同。 7．力偶矩的大小与矩心的位置有关，因此计算力偶对不同点的矩时，结果通常不同（ ） 【答案】× 【解析】力偶对任一点的力矩都相同，力偶矩的大小只与力的大小和力偶臂有关，与矩心位置无关。 8．平面力偶系中各力偶的合力均为零，所以只要系统的合力为零，系统就一定处于平衡状态（ ） 【答案】× 【解析】平面力偶系的合力本来就为零，但各力偶仍可能产生转动效应。系统平衡还必须满足各力偶矩的代数和为零。 四、计算题 9．某装配式建筑吊具的调节机构受到三个平面力偶作用。取逆时针为正，力偶，方向为顺时针；力偶，方向为逆时针。为使调节机构保持平衡，求力偶M₃的大小和转向。 【答案】取逆时针为正：，。由平面力偶系平衡方程：解得：。M₃为正，说明其方向为逆时针。所以，所需力偶M₃的大小为40 N·m，方向为逆时针。 【解析】平面力偶系的平衡条件是各力偶矩的代数和为零。先按规定确定各力偶矩的正负，再代入平衡方程即可。 五、综合题 10．装配式建筑施工现场检修叠合楼板吊装用夹具的锁紧机构。检修人员转动锁紧手轮时，在手轮两侧施加大小均为2.5 kN、方向相反且作用线平行的力，两力作用线之间的垂直距离为0.40 m，由此形成的力偶方向为顺时针。机构内的制动装置目前只能提供0.80 kN·m的逆时针制动力矩。请完成以下任务： （1）求手轮上力偶的力偶矩； （2）判断锁紧机构能否保持平衡，并说明理由； （3）若要使机构平衡，制动装置还应满足什么力矩条件？ 【答案】（1）手轮力偶的力偶矩为：，方向为顺时针。（2）不能保持平衡。取逆时针为正，则手轮力偶矩为-1.00 kN·m，制动力矩为+0.80 kN·m，合力偶矩为：。合力偶矩不为零，机构仍有顺时针转动趋势。（3）制动装置应提供大小为1.00 kN·m、方向为逆时针的力矩，使两个力偶矩的代数和为零。与现有能力相比，还需增加0.20 kN·m的逆时针制动力矩。 【解析】两大小相等、方向相反且作用线不重合的平行力组成力偶，其力偶矩大小等于其中一个力的大小与力偶臂的乘积。平面力偶系平衡只需校核力偶矩代数和是否为零；本题中制动力矩不足，故夹具锁紧机构不能保持平衡。 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 $