第2卷 力和受力图（下）——约束、约束力与受力图 河北省（对口招生）《土木工程力学基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

河北省（对口招生）考纲百套卷 第2卷 力和受力图（下）——约束、约束力与受力图 单元过关卷《土木工程力学基础》建筑类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 下列哪种约束与可动铰支座约束性能相似（ ） A. 柔体约束 B. 固定铰支座 C. 链杆 D. 固定端支座 2. 如果一个物体受到偶发约束，它可能受到哪种类型的约束力（ ） A. 惯性力 B. 弹簧力 C. 摩擦力 D. 偶发力 3. 如图所示，在竖直向上的恒力F作用下，物体 A、B一起向上做匀加速运动。在运动过程中，物体A保持和墙面接触，物体B紧贴在A的下表面，A和B相对静止，则下列说法正确的是（ ） A. 竖直墙面对物体 A 有摩擦力的作用 B. 如果物体运动的加速度较小，则物体 A、B 间可以没有摩擦力作用 C. 物体B受到4个力作用 D. 因为有向上的加速度，所以 A、B 处于超重状态，恒力F一定大于物体A和B 受到的重力之和 4. 以下约束中，约束力的作用线不能确定的是（ ） A. 链杆 B. 柔体约束 C. 光滑接触面约束 D. 固定铰支座 5. 下列可看成固定端支座的是（ ） A. 梁支撑在墙上 B. 屋架与柱子间通过垫板焊接 C. 柱子插入杯形基础，用细石混凝土浇注 D. 门窗用的合页 6. 对于一个受到几何约束的物体，如果其形状发生改变，将会受到什么影响（ ） A. 接触约束消失 B. 几何约束力增加 C. 几何约束力减小 D. 偶发约束力出现 7. 在如图所示的结构体系上，作用有两个大小相等、方向相反的力F，A支座的约束反力方向一定是（ ） A. 右下方 B. 左上方 C. 右下方 D. 左上方 8. 将构件和固定支座在连接处钻上圆孔，再用圆柱形销钉串联起来，使构件只能绕销钉的轴线转动，这种约束称为（ ） A. 固定铰链约束 B. 滑动铰链约束 C. 中间铰链约束 D. 固定端约束 9. 下列关于约束反力的说法中，不正确的是（ ） A. 柔索的约束反力沿着柔索中心线，且只能为拉力 B. 链杆的约束反力沿着链杆的中心线，既可以是拉力，也可以是压力 C. 固定铰支座的约束反力有三个 D. 固定铰支座的约束反力通过铰链中心，方向不定，用一对正交分力表示 10. 如图所示，关于杆件的受力情况说法正确的是（ ） A. AC受拉，AB受压 B. AC受压，AB受拉 C. 两杆均受拉 D. 两杆均受压 11. 可动铰支座限制被约束的物体（ ） A. 左右移动 B. 垂直于支撑面方向的移动 C. 转动 D. 任何方向的移动 12. 关于约束的说法正确的是（ ） A. 柔性约束，沿柔体轴线背离物体 B. 光滑接触面约束，约束反力沿接触面公法线，指向物体 C. 固定端支座，反力可以正交分解为两个力方向假设 D. 以上AB正确 13. 在土木工程中，由柔软的绳索、带或链条等构成的约束称为（ ） A. 光滑面约束 B. 光滑铰链约束 C. 柔性约束 D. 固定端约束 14. 图中圆球处于平衡状态，则作用在 B的约束反力的作用线及方向 （ ） A. 沿BC方向，指向球体 B. 沿BC方向，背离球体 C. 沿B的公切线方向，指向球体 D. 沿B的公切线方向，背离球体 15. 一个物体在水平桌面上以匀速直线运动，所受的摩擦力的方向是什么（ ） A. 与速度方向相同 B. 与速度方向相反 C. 垂直于速度方向 D. 与外力方向相同 16. 当一个物体在斜坡上滑动，如果斜坡的角度增加，摩擦力的大小将如何变化（ ） A. 增大 B. 减小 C. 保持不变 D. 变化不确定 17. 雨篷板受到的荷载如图所示，分析雨篷梁L1受到的荷载和挑出长度分别是（ ） A. 3 kN/m、1.5 m B. 3.6 kN/m、1.2 m C. 2.25 kN/m、1.2 m D. 4.5 kN/m、1.5 m 18. 在平面受力分析中，铰支座对构件的约束力通常应表示为（ ） A. 沿水平方向和竖直方向的两个分力 B. 沿构件轴线方向的一个集中力 C. 沿接触面法线方向的一个分力 D. 通过支座中心的一个集中力偶 19. 当一个物体在水平桌面上受到一个恒定的水平外力，速度保持不变时，物体所受的摩擦力的方向是什么（ ） A. 与速度方向相同 B. 与速度方向相反 C. 垂直于速度方向 D. 与外力方向相同 20. 柔性约束通常允许物体在约束方向上有多少自由度（ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 如果一个物体静止在水平地面上，地面对物体的支持力等于物体的重力。（ ） 22. 绳索吊着灯笼，所以灯笼是约束。（ ） 23. 可动铰支座的约束反力有两个。（ ） 24. 固定铰支座约束力过销钉中心，方向指向被支承物。（ ） 25. 圆柱铰链既能限制物体移动而不能限制物体转动。（ ） 26. 若一个物体受到一个向上的支持力和一个向下的重力的作用，在垂直墙面上静止，则支持力的大小等于重力的大小。（ ） 27. 进行受力分析前必须明确对哪一个物体或构件进行受力分析，即要明确研究对象。为了分析研究对象的受力情况，又必须弄清研究对象与哪些物体有联系，受到哪些力的作用，这些力是什么物体施加的，哪些是已知力，哪些是未知力。（ ） 28. 画受力图时，只要画出主动力就行，约束反力不重要。（ ） 29. 绘制平面受力图时，光滑接触面对构件只能施加沿接触面法线方向的约束力，不能施加切线方向的摩擦力。（ ） 30. 当一个物体在水平地面上受到重力、水平推力和摩擦力的作用时，如果物体以匀速向前运动，则水平推力的大小等于摩擦力的大小。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 柔性约束在桥梁设计中的作用是什么？ 32. 约束力特点。 33. 简述光滑接触面约束。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 图示结构中，q=2KN/m，F=4KN，m=4KNm，C处为光滑接触，求支座A、B、E处的约束反力。 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 $ 河北省（对口招生）考纲百套卷 第2卷 力和受力图（下）——约束、约束力与受力图 单元过关卷《土木工程力学基础》建筑类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 下列哪种约束与可动铰支座约束性能相似（ ） A. 柔体约束 B. 固定铰支座 C. 链杆 D. 固定端支座 【答案】C 【解析】可动铰支座限制物体垂直于支承面方向移动，链杆限制物体沿链杆轴线方向移动，二者约束性能相似。 2. 如果一个物体受到偶发约束，它可能受到哪种类型的约束力（ ） A. 惯性力 B. 弹簧力 C. 摩擦力 D. 偶发力 【答案】D 【解析】偶发约束会导致物体受到偶发力的约束。 3. 如图所示，在竖直向上的恒力F作用下，物体 A、B一起向上做匀加速运动。在运动过程中，物体A保持和墙面接触，物体B紧贴在A的下表面，A和B相对静止，则下列说法正确的是（ ） A. 竖直墙面对物体 A 有摩擦力的作用 B. 如果物体运动的加速度较小，则物体 A、B 间可以没有摩擦力作用 C. 物体B受到4个力作用 D. 因为有向上的加速度，所以 A、B 处于超重状态，恒力F一定大于物体A和B 受到的重力之和 【答案】D 【解析】在竖直向上的恒力F作用下，物体 A、B一起向上做匀加速运动。在运动过程中，物体 A保持和墙面接触，物体B紧贴在A的下表面，A和B相对静止，因为有向上的加速度，所以 A、B 处于超重状态，恒力F一定大于物体A和B 受到的重力之和。 4. 以下约束中，约束力的作用线不能确定的是（ ） A. 链杆 B. 柔体约束 C. 光滑接触面约束 D. 固定铰支座 【答案】B 【解析】柔体可受拉且形状易变，其约束力作用线随自身形态变化，不能预先确定，故选B。 5. 下列可看成固定端支座的是（ ） A. 梁支撑在墙上 B. 屋架与柱子间通过垫板焊接 C. 柱子插入杯形基础，用细石混凝土浇注 D. 门窗用的合页 【答案】C 【解析】柱子插入杯形基础并用细石混凝土浇注，可限制构件的水平、竖向位移及转动，形成固定端支座，故选C。 6. 对于一个受到几何约束的物体，如果其形状发生改变，将会受到什么影响（ ） A. 接触约束消失 B. 几何约束力增加 C. 几何约束力减小 D. 偶发约束力出现 【答案】C 【解析】几何约束通常受到物体形状的限制，形状改变可能减小几何约束力。 7. 在如图所示的结构体系上，作用有两个大小相等、方向相反的力F，A支座的约束反力方向一定是（ ） A. 右下方 B. 左上方 C. 右下方 D. 左上方 【答案】B 【解析】两力大小相等、方向相反，形成力偶。由结构平衡条件及对A点取矩可知，A支座约束反力方向应为左上方，故选B。 8. 将构件和固定支座在连接处钻上圆孔，再用圆柱形销钉串联起来，使构件只能绕销钉的轴线转动，这种约束称为（ ） A. 固定铰链约束 B. 滑动铰链约束 C. 中间铰链约束 D. 固定端约束 【答案】A 【解析】构件通过圆柱销与固定支座连接，只能绕销钉轴线转动，限制移动而保留转动自由度，属于固定铰链约束，故选A。 9. 下列关于约束反力的说法中，不正确的是（ ） A. 柔索的约束反力沿着柔索中心线，且只能为拉力 B. 链杆的约束反力沿着链杆的中心线，既可以是拉力，也可以是压力 C. 固定铰支座的约束反力有三个 D. 固定铰支座的约束反力通过铰链中心，方向不定，用一对正交分力表示 【答案】C 【解析】固定铰支座的约束反力实际是两个，通过铰链中心，方向不确定，用一对正交分力来表示，C选项错误；A、B选项对柔索和链杆约束反力的描述正确，D选项对固定铰支座约束反力的表述正确。 10. 如图所示，关于杆件的受力情况说法正确的是（ ） A. AC受拉，AB受压 B. AC受压，AB受拉 C. 两杆均受拉 D. 两杆均受压 【答案】B 【解析】由节点平衡可知，AC杆承受压力，AB杆承受拉力，因此选B。 11. 可动铰支座限制被约束的物体（ ） A. 左右移动 B. 垂直于支撑面方向的移动 C. 转动 D. 任何方向的移动 【答案】B 【解析】可动铰支座主要限制物体垂直于支撑面方向的移动，允许物体沿支撑面移动和转动。 12. 关于约束的说法正确的是（ ） A. 柔性约束，沿柔体轴线背离物体 B. 光滑接触面约束，约束反力沿接触面公法线，指向物体 C. 固定端支座，反力可以正交分解为两个力方向假设 D. 以上AB正确 【答案】D 【解析】柔性约束反力沿柔体轴线背离物体；光滑接触面反力沿公法线指向物体。因此A、B正确，选D。 13. 在土木工程中，由柔软的绳索、带或链条等构成的约束称为（ ） A. 光滑面约束 B. 光滑铰链约束 C. 柔性约束 D. 固定端约束 【答案】C 【解析】柔性约束是由柔软的绳索、带或链条等构成的约束，它们可以限制物体的运动，但允许一定的变形或弯曲。 14. 图中圆球处于平衡状态，则作用在 B的约束反力的作用线及方向 （ ） A. 沿BC方向，指向球体 B. 沿BC方向，背离球体 C. 沿B的公切线方向，指向球体 D. 沿B的公切线方向，背离球体 【答案】A 【解析】A：沿 BC 方向（公法线），指向球体（限制球体向 B 方向的运动趋势），符合光滑接触面约束反力的规律。B：方向背离球体，错误，约束反力应指向被约束物体。C/D：沿公切线方向，错误，光滑接触面约束反力沿公法线而非公切线。 15. 一个物体在水平桌面上以匀速直线运动，所受的摩擦力的方向是什么（ ） A. 与速度方向相同 B. 与速度方向相反 C. 垂直于速度方向 D. 与外力方向相同 【答案】B 【解析】摩擦力的方向通常与物体运动的方向相反。 16. 当一个物体在斜坡上滑动，如果斜坡的角度增加，摩擦力的大小将如何变化（ ） A. 增大 B. 减小 C. 保持不变 D. 变化不确定 【答案】A 【解析】随着斜坡角度增加，摩擦力的大小会增大。 17. 雨篷板受到的荷载如图所示，分析雨篷梁L1受到的荷载和挑出长度分别是（ ） A. 3 kN/m、1.5 m B. 3.6 kN/m、1.2 m C. 2.25 kN/m、1.2 m D. 4.5 kN/m、1.5 m 【答案】C 【解析】按雨篷板荷载传递，梁L1的线荷载为，挑出长度取板悬臂尺寸，故选C。 18. 在平面受力分析中，铰支座对构件的约束力通常应表示为（ ） A. 沿水平方向和竖直方向的两个分力 B. 沿构件轴线方向的一个集中力 C. 沿接触面法线方向的一个分力 D. 通过支座中心的一个集中力偶 【答案】A 【解析】平面内铰支座能够限制构件在水平方向和竖直方向的移动，但不能限制构件转动，因此其约束力可用相互垂直的两个分力表示。沿构件轴线的力或集中力偶分别适用于其他受力情况。 19. 当一个物体在水平桌面上受到一个恒定的水平外力，速度保持不变时，物体所受的摩擦力的方向是什么（ ） A. 与速度方向相同 B. 与速度方向相反 C. 垂直于速度方向 D. 与外力方向相同 【答案】B 【解析】当速度保持不变时，物体所受的摩擦力的方向与速度方向相反，以抵消外力。 20. 柔性约束通常允许物体在约束方向上有多少自由度（ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 【答案】B 【解析】柔性约束通常只限制物体沿某一特定方向的运动，因此允许物体在其他方向上有一个自由度。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 如果一个物体静止在水平地面上，地面对物体的支持力等于物体的重力。（ ） 【答案】正确 【解析】地面对物体的支持力大小等于物体的重力，以保持静止。 22. 绳索吊着灯笼，所以灯笼是约束。（ ） 【答案】错误 【解析】将限制物体运动的物体在力学中称为约束。绳索是灯笼的约束。 23. 可动铰支座的约束反力有两个。（ ） 【答案】错误 【解析】可动铰支座的约束力通过销钉中心垂直于支承面方向，指向不定，约束力只有一个。 24. 固定铰支座约束力过销钉中心，方向指向被支承物。（ ） 【答案】错误 【解析】固定铰支座约束力过销钉中心，指向不定。 25. 圆柱铰链既能限制物体移动而不能限制物体转动。（ ） 【答案】错误 【解析】圆柱铰链既能限制物体沿垂直于销钉轴线方向的移动，也在一定程度上限制物体绕销钉轴线的转动，但限制转动的能力相对较弱。 26. 若一个物体受到一个向上的支持力和一个向下的重力的作用，在垂直墙面上静止，则支持力的大小等于重力的大小。（ ） 【答案】正确 【解析】在静止状态下，支持力的大小等于重力的大小，以抵消重力，使物体保持静止。 27. 进行受力分析前必须明确对哪一个物体或构件进行受力分析，即要明确研究对象。为了分析研究对象的受力情况，又必须弄清研究对象与哪些物体有联系，受到哪些力的作用，这些力是什么物体施加的，哪些是已知力，哪些是未知力。（ ） 【答案】正确 【解析】进行受力分析前必须明确对哪一个物体或构件进行受力 分析，即要明确研究对象。为了分析研究对象的受力情况，又必须弄清 研究对象与哪些物体有联系，受到哪些力的作用，这些力是什么物体施 加的，哪些是已知力，哪些是未知力。 28. 画受力图时，只要画出主动力就行，约束反力不重要。（ ） 【答案】错误 【解析】主动力和约束反力都要画出，才能完整表示物体受力情况。 29. 绘制平面受力图时，光滑接触面对构件只能施加沿接触面法线方向的约束力，不能施加切线方向的摩擦力。（ ） 【答案】正确 【解析】光滑接触面不考虑接触面的摩擦作用，因此约束力应沿接触面的公法线方向表示，不应在切线方向设置摩擦力。若接触面存在摩擦，才需要同时考虑切线方向的摩擦力。 30. 当一个物体在水平地面上受到重力、水平推力和摩擦力的作用时，如果物体以匀速向前运动，则水平推力的大小等于摩擦力的大小。（ ） 【答案】正确 【解析】匀速运动时，合外力为零，水平推力与摩擦力相互平衡，大小相等。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 柔性约束在桥梁设计中的作用是什么？ 【答案】在桥梁设计中，柔性约束的作用包括：1） 允许桥梁在温度变化和荷载作用下进行伸缩，减少由于固定连接产生的应力和裂缝；2） 提供一定的转动自由度，以适应桥梁的弯曲和扭转；3） 在地震等极端荷载下，通过吸收和耗散能量来保护桥梁结构。 【解析】柔性约束允许桥梁构件发生必要的伸缩和转动，减小温度、荷载引起的附加应力及裂缝；地震等极端荷载下还能通过变形耗散能量，从而提高结构安全性。 32. 约束力特点。 【答案】①大小常常是未知的；②方向总是与该约束所能够阻碍的位移方向相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点。 【解析】查阅教材（定义） 33. 简述光滑接触面约束。 【答案】当约束与研究对象的接触略去摩擦时，接触面抽象为光滑接触面，此时的约束称为光滑接触面约束。光滑接触面约束的约束力作用在与研究对象的接触处，沿接触面的公法线，指向研究对象。约束力的字符常采用双注脚：第一注脚表示约束力的性质，或分力的作用线方位。 【解析】主要考查光滑接触面约束。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 图示结构中，q=2KN/m，F=4KN，m=4KNm，C处为光滑接触，求支座A、B、E处的约束反力。 【答案】先取杆件GCE为研究对象，注意C处是光滑面约束。三个未知数，三个方程，计算出和，后取杆件ABC为研究对象，计算出和、。，，，，，。 【解析】以杆件GCE为研究对象，按光滑接触约束确定，由、、得、。再研究杆件ABC，平衡方程得、、。 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 $