第9练 力矩与力偶（二） 河北省（对口升学）《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，精心编制了河北省（对口升学）《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。 本卷是河北省（对口升学）《机械基础》（高教版·第三版）一课一练的第9练，内容为：掌握力矩和力偶的简单计算。 河北省（对口升学）一课一练 《机械基础》（高教版·第三版） 第9练 理论力学 第九节 力矩与力偶（二） 一、单项选择题 1. 如图所示，半径为r的圆盘，在力偶作用下转动，若在盘的r/2处加一力F’=2F，则圆盘处于平衡状态，这可以看成 （ ） A. 一个力与力偶的平衡 B. 一个力矩与力偶的平衡 C. 力偶与力偶的平衡 D. 两个力与力偶平衡 2. 下列情形中，力矩必为零的是（ ） A. 力等于零或力通过矩心 B. 力与力臂的乘积不为零 C. 力不为零 D. 力臂不为零 3. 力偶对物体的作用效应，决定于（ ） A. 力偶矩的大小 B. 力偶的转向 C. 力偶的作用面 D. 力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作用面 4. 在平面力系中，力偶的力矩大小与力偶臂的长度成（ ） A. 正比 B. 反比 C. 无关 D. 无法确定 5. 在同一平面内的两个力偶只要______，则这两个力偶就彼此等效（ ） A. 力偶中二力大小相等 B. 力偶相等 C. 力偶的方向完全一样 D. 力偶矩相等 二、判断题 6. 力沿其作用线移动不改变力对点之矩的效果 （ ） 7. 力偶和力矩都是用来度量物体转动效应的物理量。（ ） 8. 平面力偶系的平衡条件是所有力偶矩的代数和为零。（ ） 9. 力偶无合力，力偶不能用一个力来代替，但可用一个力来平衡。（ ） 10. 力偶矩是自由矢量（ ） 三、填空题 11. 力偶中的两个力没有合力，所以力偶不能用力平衡，力偶只能用______平衡；力偶可以在其作用面内任意移动和转动，______它对刚体的作用效果；改变力偶中力的大小和力偶臂的大小，只要力偶矩的大小和转向不变，______力偶对刚体的作用效果。 12. 同一平面内的两个力偶，只要______相等，则两______彼此等效。 13. 用力拧紧螺母，其拧紧的程度不仅与力的______有关，而且与螺母中心到力的作用线的______有关。 四、综合应用题 14. 在钳工装配中，工人用长度为0.25 m的扳手拧紧螺母，手在扳手端部施加垂直于扳手的力80 N。求：（1）该力对螺母中心产生的力矩大小；（2）若要产生30 N·m的力矩，仍在扳手端部垂直施力，应施加多大的力；（3）说明增大扳手长度对拧紧螺母的影响。 15. 某夹具手轮上有两个相互平行、大小相等、方向相反的力，分别作用在手轮直径两端。每个力的大小为60 N，两力作用线之间的垂直距离为0.30 m。求：（1）该力偶的力偶矩大小；（2）若将这两个力沿各自作用线移动，力偶矩是否改变；（3）若要用单个力代替该力偶使构件保持同样转动效果，是否可行，并说明理由。 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，精心编制了河北省（对口升学）《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。 本卷是河北省（对口升学）《机械基础》（高教版·第三版）一课一练的第9练，内容为：掌握力矩和力偶的简单计算。 河北省（对口升学）一课一练 《机械基础》（高教版·第三版） 第9练 理论力学 第九节 力矩与力偶（二） 一、单项选择题 1. 如图所示，半径为r的圆盘，在力偶作用下转动，若在盘的r/2处加一力F’=2F，则圆盘处于平衡状态，这可以看成 （ ） A. 一个力与力偶的平衡 B. 一个力矩与力偶的平衡 C. 力偶与力偶的平衡 D. 两个力与力偶平衡 【答案】C 【解析】如图根据加减平衡力系公理，可以在圆心处加一对平衡力和，作用效果不变，它们的大小与F相同，其中向上的力与F’形成一个力偶，就是这个力偶与M平衡。所以选C。 2. 下列情形中，力矩必为零的是（ ） A. 力等于零或力通过矩心 B. 力与力臂的乘积不为零 C. 力不为零 D. 力臂不为零 【答案】A 【解析】力矩的大小等于力的大小和力臂的乘积，故应选A选型。 3. 力偶对物体的作用效应，决定于（ ） A. 力偶矩的大小 B. 力偶的转向 C. 力偶的作用面 D. 力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作用面 【答案】D 【解析】力偶的三要素力偶矩大小、转向和作用平面决定其对物体的转动效应，改变任一要素，作用效果都会改变。 4. 在平面力系中，力偶的力矩大小与力偶臂的长度成（ ） A. 正比 B. 反比 C. 无关 D. 无法确定 【答案】A 【解析】力偶的力矩大小与力偶臂的长度成正比，这是力偶矩的定义。 5. 在同一平面内的两个力偶只要______，则这两个力偶就彼此等效（ ） A. 力偶中二力大小相等 B. 力偶相等 C. 力偶的方向完全一样 D. 力偶矩相等 【答案】D 【解析】力偶矩是衡量力偶对物体作用效果的物理量。力偶矩相同的力偶就是等效力偶。 二、判断题 6. 力沿其作用线移动不改变力对点之矩的效果 （ ） 【答案】√ 【解析】力对点之矩等于力的大小与力臂的乘积。力沿其作用线移动时，力的作用线不变，该点到作用线的垂直距离不变，因此力对该点之矩不变。 7. 力偶和力矩都是用来度量物体转动效应的物理量。（ ） 【答案】√ 【解析】力偶使物体转动，力矩衡量力对物体转动的作用，二者都与物体转动效应相关，单位和计算方式有联系。 8. 平面力偶系的平衡条件是所有力偶矩的代数和为零。（ ） 【答案】√ 【解析】当合力偶矩为零，力偶系对物体的转动效应相互抵消，物体在力偶系作用下平衡。 9. 力偶无合力，力偶不能用一个力来代替，但可用一个力来平衡。（ ） 【答案】× 【解析】力偶无合力，不能用一个力平衡，只能用另一个力偶平衡，这是力偶的基本性质，与力的作用效果不同。 10. 力偶矩是自由矢量（ ） 【答案】√ 【解析】力偶矩只与力偶中力的大小、力偶臂及转向有关，与作用位置无关，可以在刚体上任意平移而不改变作用效果，因此力偶矩是自由矢量。 三、填空题 11. 力偶中的两个力没有合力，所以力偶不能用力平衡，力偶只能用______平衡；力偶可以在其作用面内任意移动和转动，______它对刚体的作用效果；改变力偶中力的大小和力偶臂的大小，只要力偶矩的大小和转向不变，______力偶对刚体的作用效果。 【答案】① 力偶 ② 不改变 ③ 不改变 【解析】力偶由大小相等、方向相反且不共线的两个平行力组成，其合力为零，不能用一个力来平衡，只能用力偶来平衡。力偶对刚体的作用效果由力偶矩决定，因此力偶在其作用面内任意移动和转动，或改变力和力偶臂但保持力偶矩大小和转向不变时，均不改变其对刚体的作用效果。 12. 同一平面内的两个力偶，只要______相等，则两______彼此等效。 【答案】① 力偶矩 ② 力偶 【解析】力偶等效只取决于力偶矩，与力偶中力的大小、力臂长度等无关，力偶矩相等则作用效果相同。 13. 用力拧紧螺母，其拧紧的程度不仅与力的______有关，而且与螺母中心到力的作用线的______有关。 【答案】① 大小 ② 垂直距离 【解析】用力拧紧螺母，其拧紧的程度不仅与力的大小有关，而且与螺母中心到力的作用线的垂直距离有关。 四、综合应用题 14. 在钳工装配中，工人用长度为0.25 m的扳手拧紧螺母，手在扳手端部施加垂直于扳手的力80 N。求：（1）该力对螺母中心产生的力矩大小；（2）若要产生30 N·m的力矩，仍在扳手端部垂直施力，应施加多大的力；（3）说明增大扳手长度对拧紧螺母的影响。 【答案】（1）力矩大小为20 N·m。 （2）应施加的力为120 N。 （3）在施力大小不变时，增大扳手长度可以增大力臂，从而增大拧紧力矩，使螺母更容易被拧紧或松开。 【解析】（1）力矩公式为，代入、，得。 （2）由可得，代入、，得。 （3）力矩大小与力和力臂有关，扳手越长，力臂越大，在相同施力条件下产生的转动效果越明显。 15. 某夹具手轮上有两个相互平行、大小相等、方向相反的力，分别作用在手轮直径两端。每个力的大小为60 N，两力作用线之间的垂直距离为0.30 m。求：（1）该力偶的力偶矩大小；（2）若将这两个力沿各自作用线移动，力偶矩是否改变；（3）若要用单个力代替该力偶使构件保持同样转动效果，是否可行，并说明理由。 【答案】（1）力偶矩大小为18 N·m。 （2）力偶矩不改变。 （3）不可行。力偶只能使物体产生转动效应，不能用一个单独的力完全等效代替。 【解析】（1）力偶矩公式为，代入、，得。 （2）力偶矩只与力的大小和两力作用线间的垂直距离有关，沿作用线移动不改变力偶臂，因此力偶矩不变。 （3）单个力既可能产生移动效应，也可能产生转动效应；力偶的合力为零，只产生转动效应，所以不能用单个力完全等效代替。 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 $