第2卷 力和受力图（下）——约束、约束力与受力图 四川省（对口招生）《土木工程力学基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

四川省（对口招生） 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. 下列哪种情况属于动能约束（ ） A. 物体只能在直线路径上运动 B. 物体受到手指的约束 C. 物体受到特殊事件的限制 D. 物体只能在圆周运动 2. 在解析法中，固定铰支座的约束反力有_____个。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 3. 小球受力如图所示，小球被绳略微斜靠在斜面上，小球共受到______个约束力的作用。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 4. 下列不属于主动力的是 （ ） A. 重力 B. 风压力 C. 土压力 D. 绳索对悬挂的小球的拉力 5. 光滑面对物体的约束力，作用在接触点处，其方向沿接触面的公法线（ ） A. 指向受力物体，为压力 B. 指向受力物体，为拉力 C. 背离受力物体，为拉力 D. 背离受力物体，为压力 6. 柔性约束的约束力方向总是______受约束物体。（ ） A. 铅垂指向 B. 沿绳索指向 C. 沿绳索背离 D. 水平指向 7. 下图中约束反力有______个。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 0 8. 柔体约束对物体的约束力通过接触点，沿柔体中心线（ ） A. 指向被约束物体，为压力 B. 指向被约束物体，为拉力 C. 背离被约束物体，为压力 D. 背离被约束物体，为拉力 9. 圆柱铰链约束不能限制物体绕销钉轴线的（ ） A. 转动 B. 移动 C. 滑动 D. 平移 10. 如图所示，关于A、B的约束反力说法正确的是（ ） A. 存在水平反力，垂直反力为零 B. 存在垂直反力，水平反力为零 C. 存在垂直反力和水平反力 D. 垂直反力和水平反均不存在 11. 如何区分动能约束和几何约束（ ） A. 动能约束限制物体的能量 B. 几何约束限制物体的形状和尺寸 C. 动能约束限制物体的速度 D. 几何约束限制物体的角度 12. 下列约束中，约束反力的作用线方位不可以确定的是（ ） A. 灯具上的拉线 B. 玻璃桌面上的茶杯 C. 现浇在墙内的雨篷梁 D. 滑动滚动的轮子 13. 下列哪个不是弹簧的特性（ ） A. 弹力与形变量成正比 B. 可以拉伸或压缩 C. 拉伸状态时产生的力是拉力 D. 压缩状态时产生的力是压力 14. 如图所示，其中D、E为铰链，若不计各构件自重和各接触部位的摩擦，属于二力杆件的是（ ） A. AD B. BE C. CE D. BD 15. 有两个力，大小相等、方向相反、作用在一条直线上，则这两个力（ ） A. 一定是二力平衡 B. 一定是作用与反作用 C. 一定是约束与反约束 D. 不能确定 16. 画出物体受力图的目的是（ ） A. 为了美观 B. 为了便于分析物体的受力情况 C. 为了便于计算 D. 为了便于画出运动图 17. 图示三铰钢架，支座A的反力方向是（ ） A. 垂直方向 B. 水平方向 C. 随F1、F2而变化 D. 沿AC连线方向 18. 物体与光滑固定平面接触时，平面对物体的约束力方向应为（ ） A. 垂直于接触面并指向物体 B. 平行于接触面并指向物体 C. 沿接触面的切线背离物体 D. 沿物体运动方向指向前方 19. 既限制物体任何方向运动，又限制物体转动的支座称______支座。（ ） A. 固定铰 B. 可动铰 C. 固定端 D. 光滑面 20. 单个物体受力图的画法步骤：①画主动力；②取研究对象；③画约束反力。其中顺序正确的是（ ） A. ①②③ B. ①③② C. ③②① D. ②①③ 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 弹簧力是一种约束力，可以改变物体的形状。（ ） 22. 画物体的受力图时，既要画出约束对物体的作用力，也要画出物体对约束的反作用力。（ ） 23. 几何约束通过固定接触物体来限制它们的运动。（ ） 24. 链杆约束反力的作用线一定不与链杆轴线重合。（ ） 25. 经过这样的分析以后，就可画出单个物体的受力图，其一般画法是：先画出研究 物体的简图，然后在各相互作用点上画出相应的约束力，再画上已知的主动力。（ ） 26. 若一个物体在水平地面上受到重力和一个斜向上斜向下的斜拉力的作用，并以匀速运动，则拉力大小等于重力的水平分力的大小。（ ） 27. 如果一个物体在水平地面上受到一个向右的水平力和一个向左的摩擦力的作用，并以加速度向左运动，则摩擦力的大小大于水平力的大小。（ ） 28. 物体在静止状态时，其受力图中必定存在重力。（ ） 29. 如果一个物体在斜面上受到重力和斜向上斜向下的拉力的作用，并保持静止状态，则拉力的大小等于重力的竖直分力的大小。（ ） 30. 画受力图时，不用明确研究对象也能准确画出。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 描述结构计算简图中支座和节点的类型及其对结构分析的影响。 32. 工程中常见的约束有柔体约束，______约束，光滑圆柱铰链约束，______约束，固定铰链约束，______约束和______约束。 33. 简述固定端支座得概念。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 刚架AB上受一力偶的作用，其力偶矩M为已知。求支座A和B的约束力。 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 $ 四川省（对口招生） 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. 下列哪种情况属于动能约束（ ） A. 物体只能在直线路径上运动 B. 物体受到手指的约束 C. 物体受到特殊事件的限制 D. 物体只能在圆周运动 【答案】C 【解析】动能约束是由特殊事件或条件导致的约束。 2. 在解析法中，固定铰支座的约束反力有_____个。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【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，但允许物体绕铰点转动。因此，固定铰支座的约束反力可分解为水平反力和竖直反力，共有2个分量，选B。 3. 小球受力如图所示，小球被绳略微斜靠在斜面上，小球共受到______个约束力的作用。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【解析】小球受到绳子的约束，绳子对小球产生沿绳方向的拉力；同时小球与斜面接触，斜面对小球产生接触约束力。绳约束和斜面接触约束共提供2个约束力，因此选B。 4. 下列不属于主动力的是 （ ） A. 重力 B. 风压力 C. 土压力 D. 绳索对悬挂的小球的拉力 【答案】D 【解析】主动力是由其他物体或场主动施加、其作用不取决于所研究物体约束状态的力，如重力、风压力和土压力。绳索对悬挂小球的拉力由绳约束产生，属于约束力而不是主动力。因此选D。 5. 光滑面对物体的约束力，作用在接触点处，其方向沿接触面的公法线（ ） A. 指向受力物体，为压力 B. 指向受力物体，为拉力 C. 背离受力物体，为拉力 D. 背离受力物体，为压力 【答案】A 【解析】光滑接触面之间没有摩擦力，接触面的约束力只能沿接触点处的公法线方向。当研究接触物体时，该约束力由接触面指向受力物体，属于压力。因此选A。 6. 柔性约束的约束力方向总是______受约束物体。（ ） A. 铅垂指向 B. 沿绳索指向 C. 沿绳索背离 D. 水平指向 【答案】C 【解析】柔性约束（如绳索）的约束力方向是沿着绳索背离被约束物体。 7. 下图中约束反力有______个。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 0 【答案】B 【解析】水平方向可以移动，竖直和转动受到限制。 8. 柔体约束对物体的约束力通过接触点，沿柔体中心线（ ） A. 指向被约束物体，为压力 B. 指向被约束物体，为拉力 C. 背离被约束物体，为压力 D. 背离被约束物体，为拉力 【答案】D 【解析】柔体约束通常指的是通过绳索、链条、杆件等柔性元件对物体施加约束的情况。在这种情况下，约束力是通过柔体的接触点传递的。当物体受到外力而试图移动时，柔体会产生伸长或者压缩的趋势。因此，柔体约束力将沿着柔体的中心线方向作用，并指向远离被约束物体的方向。这种约束力是拉力，因为它是由于物体试图脱离柔体约束而产生的。所以，正确选项为D，即柔体约束力背离被约束物体，为拉力。 9. 圆柱铰链约束不能限制物体绕销钉轴线的（ ） A. 转动 B. 移动 C. 滑动 D. 平移 【答案】A 【解析】圆柱铰链约束允许物体绕销钉轴线转动，同时限制物体沿轴线及垂直轴线方向的相对移动。因此，圆柱铰链约束不能限制物体绕销钉轴线的转动，选A。 10. 如图所示，关于A、B的约束反力说法正确的是（ ） A. 存在水平反力，垂直反力为零 B. 存在垂直反力，水平反力为零 C. 存在垂直反力和水平反力 D. 垂直反力和水平反均不存在 【答案】A 【解析】主要考查的是平面静定结构的约束反力分析。 11. 如何区分动能约束和几何约束（ ） A. 动能约束限制物体的能量 B. 几何约束限制物体的形状和尺寸 C. 动能约束限制物体的速度 D. 几何约束限制物体的角度 【答案】B 【解析】几何约束主要限制物体的形状和尺寸。 12. 下列约束中，约束反力的作用线方位不可以确定的是（ ） A. 灯具上的拉线 B. 玻璃桌面上的茶杯 C. 现浇在墙内的雨篷梁 D. 滑动滚动的轮子 【答案】C 【解析】灯具上拉线约束反力沿拉线方向；玻璃桌面上茶杯受光滑接触面约束，反力沿公法线；滑动滚动的轮子受约束反力也有明确方向；现浇在墙内的雨篷梁受固定端支座约束，反力有水平、竖向和力偶，作用线方位不能简单确定。 13. 下列哪个不是弹簧的特性（ ） A. 弹力与形变量成正比 B. 可以拉伸或压缩 C. 拉伸状态时产生的力是拉力 D. 压缩状态时产生的力是压力 【答案】D 【解析】弹簧在压缩状态时产生的力是弹力，不是压力。 14. 如图所示，其中D、E为铰链，若不计各构件自重和各接触部位的摩擦，属于二力杆件的是（ ） A. AD B. BE C. CE D. BD 【答案】A 【解析】二力杆件是只在两个点受到外力作用、且不计自重和摩擦的杆件。根据图示连接和受力情况，AD杆只在A、D两处受到约束作用，属于二力杆件；其两端所受力应大小相等、方向相反且作用线重合。因此选A。 15. 有两个力，大小相等、方向相反、作用在一条直线上，则这两个力（ ） A. 一定是二力平衡 B. 一定是作用与反作用 C. 一定是约束与反约束 D. 不能确定 【答案】D 【解析】仅根据大小相等、方向相反、作用在一条直线上，不能确定这两个力是二力平衡（需作用在同一物体）、作用与反作用（需作用在不同物体）还是约束与反约束，所以不能确定。 16. 画出物体受力图的目的是（ ） A. 为了美观 B. 为了便于分析物体的受力情况 C. 为了便于计算 D. 为了便于画出运动图 【答案】B 【解析】受力图能够清楚表示研究对象所受的全部主动力和约束力，是分析物体平衡、运动以及列写力学方程的基础。画受力图的主要目的是便于分析物体的受力情况，因此选B。 17. 图示三铰钢架，支座A的反力方向是（ ） A. 垂直方向 B. 水平方向 C. 随F1、F2而变化 D. 沿AC连线方向 【答案】D 【解析】三铰钢架中，构件AC为两端铰接且不计自重、没有其他外力作用的二力杆件，其两端作用力必沿AC连线方向。支座A处的反力与构件AC传递的力共线，因此支座A的反力方向沿AC连线方向，选D。 18. 物体与光滑固定平面接触时，平面对物体的约束力方向应为（ ） A. 垂直于接触面并指向物体 B. 平行于接触面并指向物体 C. 沿接触面的切线背离物体 D. 沿物体运动方向指向前方 【答案】A 【解析】光滑接触面不产生沿接触面的摩擦力，只能对物体施加垂直于接触面的法向约束力，方向由接触面指向物体。 19. 既限制物体任何方向运动，又限制物体转动的支座称______支座。（ ） A. 固定铰 B. 可动铰 C. 固定端 D. 光滑面 【答案】C 【解析】既限制物体任何方向运动，又限制物体转动的支座称固定端支座。 20. 单个物体受力图的画法步骤：①画主动力；②取研究对象；③画约束反力。其中顺序正确的是（ ） A. ①②③ B. ①③② C. ③②① D. ②①③ 【答案】D 【解析】画单个物体受力图时，先确定研究对象，再分析并画出主动力，最后画出约束反力。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 弹簧力是一种约束力，可以改变物体的形状。（ ） 【答案】A 【解析】弹簧力是约束力的一种，它可以通过改变物体的形状来产生力。 22. 画物体的受力图时，既要画出约束对物体的作用力，也要画出物体对约束的反作用力。（ ） 【答案】B 【解析】受力图只表示研究对象所受到的外力，因此应画出约束对物体的作用力。物体对约束的反作用力作用在约束上，不应画入该物体的受力图。 23. 几何约束通过固定接触物体来限制它们的运动。（ ） 【答案】A 【解析】几何约束通过限制物体的形状或位置来限制它们的运动。 24. 链杆约束反力的作用线一定不与链杆轴线重合。（ ） 【答案】B 【解析】链杆约束反力沿链杆轴线。 25. 经过这样的分析以后，就可画出单个物体的受力图，其一般画法是：先画出研究 物体的简图，然后在各相互作用点上画出相应的约束力，再画上已知的主动力。（ ） 【答案】B 【解析】经过这样的分析以后，就可画出单个物体的受力图，其一般画法是：先画出研究 物体的简图，再画上已知的主动力，然后在各相互作用点上画出相 应的约束力。 26. 若一个物体在水平地面上受到重力和一个斜向上斜向下的斜拉力的作用，并以匀速运动，则拉力大小等于重力的水平分力的大小。（ ） 【答案】A 【解析】在匀速运动状态下，拉力的大小等于重力的水平分力，以平衡重力，使物体匀速运动。 27. 如果一个物体在水平地面上受到一个向右的水平力和一个向左的摩擦力的作用，并以加速度向左运动，则摩擦力的大小大于水平力的大小。（ ） 【答案】A 【解析】在加速度向左运动时，摩擦力大于水平力，产生向左的净合外力，使物体加速向左。 28. 物体在静止状态时，其受力图中必定存在重力。（ ） 【答案】A 【解析】即使物体静止，也会受到重力的作用。 29. 如果一个物体在斜面上受到重力和斜向上斜向下的拉力的作用，并保持静止状态，则拉力的大小等于重力的竖直分力的大小。（ ） 【答案】A 【解析】在静止状态下，拉力的大小等于重力的竖直分力，以平衡重力，使物体保持静止。 30. 画受力图时，不用明确研究对象也能准确画出。（ ） 【答案】B 【解析】明确研究对象是画受力图的第一步，不明确无法准确分析受力。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 描述结构计算简图中支座和节点的类型及其对结构分析的影响。 【答案】支座类型包括固定支座、滚动支座等，节点类型包括铰接节点、刚接节点等。这些类型影响结构的约束条件和力的传递路径，从而影响结构的内力分布和变形。 【解析】结构计算简图中，支座常见类型有固定支座、固定铰支座和可动铰支座等；节点常见类型有铰接节点和刚接节点。不同支座所限制的平移或转动不同，决定结构的约束反力及边界条件；铰接节点通常允许构件相对转动、不传递弯矩，刚接节点则限制相对转动并可传递弯矩。因此，支座和节点类型会影响结构的受力传递、内力分布、约束反力及变形特点。 32. 工程中常见的约束有柔体约束，______约束，光滑圆柱铰链约束，______约束，固定铰链约束，______约束和______约束。 【答案】① 光滑接触面 ② 可动铰支座 ③ 链杆 ④ 固定端 【解析】工程中常见的约束包括柔体约束、光滑接触面约束、光滑圆柱铰链约束、可动铰支座约束、固定铰链约束、链杆约束和固定端约束。因此四个空依次为：①光滑接触面；②可动铰支座；③链杆；④固定端。 33. 简述固定端支座得概念。 【答案】构件与支承物固定在一起，构件在固定端既不能沿任意方向移动（也就是说上下、左右都不能移动），同时又不能转动，我们把这种支座称为固定端支座。 【解析】查阅教材（固定端支座） 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 刚架AB上受一力偶的作用，其力偶矩M为已知。求支座A和B的约束力。 【答案】AB 受力偶矩M 作用，则支座A.B处约束力必构成一反向平衡力偶，大小等于M,如图。所以：= M =·a从而：==M/a （方向如图所示） 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 $