第2卷 构件的静力分析（一） 吉林省（对口招生）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

吉林省（对口招生）装备制造类 《机械基础》（高教版·第3版） 构件的静力分析（一） 单元过关卷 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. 决定力对物体作用效果的三要素不包括（ ） A. 力的方向 B. 力的单位 C. 力的作用点 D. 力的大小 【答案】B 【解析】力的三要素：大小、方向、作用点。 2. 关于物体受力表述正确的是（ ） A. 物体受力后有的会产生变形，有的不会产生变形 B. “刚体”在自然界中是存在的 C. 物体受力后不会产生变形 D. 二力平衡中的二力，其合力为零 【答案】D 【解析】二力平衡是指物体在两个力作用下处于平衡状态。根据平衡条件，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，因此二力的合力为零，选项D正确。物体受力后通常都会产生不同程度的变形，刚体只是工程力学中的理想化模型，自然界中不存在绝对刚体，故选项A、D不正确；选项C与实际情况不符。 3. 如图所示为力偶（F，F´），则该力偶产生的力偶矩为（ ） A. －F·d B. F·d C. F·a D. F（d+a） 【答案】A 4. 刚体在同一平面内，受到互不平行且汇交于一点的三个力的作用，则刚体（ ） A. 一定转动 B. 一定处于平衡 C. 一定处于不平衡 D. 不一定处于平衡 【答案】D 【解析】刚体在同一平面内收到互不平行且汇交于一点的三个力作用，其状态取决于这三个力的合力。这里要注意和“三力平衡汇交定理”进行区分，虽然三个力的作用线汇交于一点，但如果力的大小和方向不确定，刚体的状态也可能不确定。 5. 两个相等的分力与合力一样大的条件是此两分力的夹角为（ ） A. 45° B. 60° C. 120° D. 150° 【答案】C 【解析】设两个分力的大小均为F，夹角为θ，则合力大小为R=√(F²+F²+2F²cosθ)=2Fcos(θ/2)。当合力与分力大小相等时，R=F，因此2Fcos(θ/2)=F，解得cos(θ/2)=1/2，θ/2=60°，所以θ=120°，选项C正确。 6. 下列关于力的描述，正确的是______。（ ） A. 力的单位是牛顿，用符号N表示 B. 力的作用效果只与力的大小有关 C. 力可以脱离物体而单独存在 D. 力的方向总是竖直向下的 【答案】A 【解析】力不能脱离物体而单独存在，力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关，力的方向取决于具体的相互作用，并不总是竖直向下。力的国际单位制单位是牛顿，符号为N，因此选项A正确。 7. 下图所示四个力偶中，关于等效力偶组判定正确的是（ ） A. ①和②，③和④ B. ①和④，②和③ C. ①和③，②和④ D. 全部等效 【答案】B 【解析】根据力偶矩等于力偶中力的大小和力偶臂的乘积可知：①力偶矩=-36；②：36；③36；④：-36；故答案应选B选项。 8. 对于物体重力的标注，下列说法正确的是（ ） A. 重心应在物体底部中心处 B. 方向竖直向下 C. 方向垂直向下 D. 方向不确定 【答案】B 【解析】物体的重力方向始终竖直向下，作用线通过物体的重心。重心的位置不一定在物体底部中心处；“垂直向下”表述不准确，因为重力方向是相对于水平面竖直向下；重力方向也不是不确定的。因此选项B正确。 9. 两个力F1和F2间的夹角为，两个力的合力为F以下说法正确的是（ ） A. 若F1和F2大小不变，角越小，合力F就越大 B. 合力F总比分力中的任何一个力都大 C. 如果夹角不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大 D. 合力F比分力中的任何一个力都小 【答案】A 【解析】合力大小满足F²=F1²+F2²+2F1F2cosθ。当F1、F2大小不变时，θ越小，cosθ越大，合力F越大，所以选项A正确。合力不一定大于每个分力，也不一定小于每个分力；当夹角固定而F2增大时，合力是否增大还取决于F1、F2及夹角的具体数值，因此选项B、C、D均不正确。 10. 如图（缺）所示，杆AB长1m，则力、、对A点的合力矩为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】根据合力矩定理， 11. 关于力偶，以下哪种说法是正确的？（ ） A. 力偶是大小相等、方向相反的两个力 B. 力偶对刚体的转动效果与力偶矩的大小无关 C. 力偶矩是力偶转动效果的量度 D. 力偶不能使刚体产生转动 【答案】C 【解析】力偶由两个大小相等、方向相反且作用线不重合的平行力组成。力偶对刚体只能产生转动效应，力偶矩的大小和方向决定力偶的转动作用，力偶矩是力偶转动效果的量度。因此选项C正确。选项A未说明两力作用线平行且不重合，表述不完整；选项B、D均错误。 12. 力偶是指什么？（ ） A. 两个平行力的合力 B. 两个平行力的差 C. 两个力大小相等、方向相反的力的乘积 D. 两个力大小相等、方向相同的力的乘积 【答案】C 【解析】力偶是指两个力大小相等、方向相反的力的乘积。 13. 等效力偶就是（ ） A. 两力偶矩大小相等，转向相反 B. 两力相等，但两力偶臂不相等 C. 两力不等，但两力偶臂相等 D. 两力偶矩大小相等，转向相同 【答案】D 【解析】等效力偶是指两个力偶，如果它们的力偶矩大小相等且转向相同，则这两个力偶是等效的。具体来说，等效力偶是指两个力偶，它们的力偶矩在大小和转向上完全一致，可以在不改变它们对物体作用效果的前提下相互替代‌。 14. 如图所示攻螺纹，如在铰杠B点作用一个力F，将力F平移到C点，可与______等效（ ） A. 一个力和一个力偶 B. 一个力偶矩 C. 一个力 D. 一个力或一个力偶 【答案】A 【解析】由力的平移定理可知，可以将一个力替换成同平面内的一个力和一个力偶；反之，同一平面内的一个力和一个力偶也也可以用一个力来等效替换。 15. 力使物体绕定点转动的效果用______来度量。（ ） A. 力矩 B. 力偶矩 C. 力的大小和方向 D. 力对轴之矩 【答案】B 【解析】力使物体绕定点转动的效果用力偶矩来度量 16. 力偶矩的单位是( ) A. N.m B. kN.m C. N/m D. kN/m 【答案】A 【解析】力偶矩的单位是N.m 17. 物体在同一平面内的四个力构成平行四边形，该物体在此力系作用下处于（ ） A. 不平衡状态，因为可合成为一个合力偶 B. 平衡状态 C. 不平衡状态，因为可合成为一个合力 D. 不平衡状态，因为可合成为一个合力偶和一个合力 【答案】A 【解析】平面内的四个力不是共点力系，所以合成一个合力偶。 18. 下列哪项是力的平移约束的作用？（ ） A. 使物体匀速运动 B. 使物体减速运动 C. 使物体产生转动 D. 使物体保持静止 【答案】D 【解析】力的平移约束的作用是使物体保持静止或匀速直线运动。 19. 平面汇交力系的平衡方程是（ ） A. . B. C. D. 【答案】D 【解析】平面汇交力系的合力，,根据合力投影定理，合力在任一坐标轴上的投影等于各分力在该坐标轴上的投影的代数和，得到平面汇交力系的平衡方程。 20. 在一个平面力系中，如果物体处于平衡状态，合力的大小为多少（ ） A. 0 B. 5N C. 10N D. 不确定 【答案】A 【解析】在平衡状态下，合力的大小为0。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 力是物体间的相互作用，它不会单独存在（ ） 【答案】正确 【解析】力是物体之间的相互作用，力的产生必须以相互作用的物体为条件，不能脱离物体而单独存在。因此该说法正确。 22. 作用力与反作用力总是同时存在，其大小相等，沿同一直线，作用于同一物体。（ ） 【答案】错误 【解析】作用力与反作用力作用在两个物体上。 23. 力偶矩的大小和方向与所取的矩心位置无关。（ ） 【答案】正确 【解析】力偶中两力的合力为零，因此将取矩点从一点移动到另一点时，两力对取矩点产生的附加矩相互抵消，力偶矩保持不变。因此，力偶矩的大小和方向与所取矩心的位置无关，该说法正确。 24. 力偶对刚体的转动效果与力偶矩的大小和方向有关（ ） 【答案】正确 【解析】力偶对刚体不产生平动效应，只产生转动效应。力偶矩的大小反映转动作用的强弱，力偶矩的方向决定转动方向。因此，力偶对刚体的转动效果与力偶矩的大小和方向有关，该说法正确。 25. 如图所示，刚体在同一点受F1、F2、F3三个力的作用，则该刚体处于平衡状态( ) 【答案】错误 26. 平面一般力系简化的结果是主矢和主矩，主矢的计算与简化中心无关。（ ） 【答案】正确 【解析】平面一般力系简化的结果是主矢和主矩，主矢的计算与简化中心无关，主矩的计算与简化中心有关。 27. 如果某平面任意力系由多个力偶和一个力组成，该力系一定不是平衡力系（ ） 【答案】正确 【解析】平面任意力系由多个力偶和一个力组成时，多个力偶的合力为零，但其中的一个力仍构成该力系的合力。只要该力为非零力，力系的合力就不为零，不满足平衡条件ΣF=0，因此该力系一定不是平衡力系。 28. 力偶矩是代数量。（ ） 【答案】正确 【解析】在平面力系中，力偶矩只有顺时针或逆时针两个方向，通常规定其中一个方向为正、另一个方向为负，因此力偶矩用带正负号的代数量表示。该说法正确。 29. 力对点的矩是定位矢量（ ） 【答案】正确 【解析】力对某点的矩不仅与力的大小、方向和作用线有关，还与所取矩心的位置有关。矩心确定后，力矩的作用位置也随之确定，因此力对点的矩属于定位矢量。该说法正确。 30. 某平面力系的合力为零，其合力偶矩一定也为零。（ ） 【答案】错误 【解析】某平面力系的合力为零，其合力偶矩不一定为零。合力为零使物体不发生移动，各力对平面内任一点之矩的代数和为零使物体不发生转动。某平面力系的合力为零，合力偶矩不为零时，物体只转动不移动。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述力的基本性质 【答案】力的基本性质包括： （1）力的相互性：力总是成对出现，作用力与反作用力同时存在； （2）力的矢量性：力有大小和方向，遵循矢量运算法则； （3）力的可传性：对于刚体，力可以沿其作用线移动而不改变对刚体的作用效果； （4）力的独立性：多个力同时作用在一个物体上时，每个力产生的效果互不影响。 【解析】力的基本性质主要包括： （1）相互性：力是物体之间的相互作用，作用力与反作用力总是成对出现，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，分别作用于两个相互作用的物体上。 （2）矢量性：力具有大小、方向和作用点，是矢量，力的合成与分解遵循平行四边形法则或其他矢量运算法则。 （3）可传性：对于刚体，力沿其作用线移动时，只要力的大小、方向和作用线不变，力对刚体的外效应不变。可传性不适用于一般变形体。 （4）独立性：作用在同一物体上的各个力，可以分别独立地对物体产生作用，物体所受合力等于各力的矢量和。 32. 汽车式起重机，车重Q=26kN，起重机伸臂重G =4.5kN，起重机旋转及固定部分重W =31kN。各部分尺寸如图所示，单位是m。设伸臂在起重机对称面内，且放在最低位置，求此时车子不致倾倒的最大起重量P。 【答案】P=7.41KN 【解析】平面平行力系，车子绕B点不致倾倒，所以N＝0N，以B为矩心，利用力矩方程求解。 33. 分析固定端约束与铰链约束的区别。 【答案】约束反力不同：铰链约束分为固定铰支座和可动铰支座，固定铰支座有两个相互垂直方向的约束反力，可动铰支座只有一个垂直于支撑面方向的约束反力；固定端约束有两个相互垂直方向的约束反力和一个约束反力偶。 - 限制物体运动形式不同：铰链约束只能限制物体在两个方向的移动（固定铰支座）或一个方向的移动（可动铰支座），不能限制物体的转动；固定端约束既能限制物体在两个方向的移动，又能限制物体的转动 。 【解析】从约束反力的种类和对物体运动的限制两个关键方面对比分析。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 悬臂梁受力如图所示，梁的自重不计。试求： （1）梁的约束反力。 （2）在给定位置绘制梁的剪力图、弯矩图（比例自选）。 【答案】（1）（1）取AC为研究对象，受力图如下： （1） （2） （3） 、（2）、（3）三式联立解方程得： （2） 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 $ 吉林省（对口招生）装备制造类 《机械基础》（高教版·第3版） 构件的静力分析（一） 单元过关卷 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. 决定力对物体作用效果的三要素不包括（ ） A. 力的方向 B. 力的单位 C. 力的作用点 D. 力的大小 2. 关于物体受力表述正确的是（ ） A. 物体受力后有的会产生变形，有的不会产生变形 B. “刚体”在自然界中是存在的 C. 物体受力后不会产生变形 D. 二力平衡中的二力，其合力为零 3. 如图所示为力偶（F，F´），则该力偶产生的力偶矩为（ ） A. －F·d B. F·d C. F·a D. F（d+a） 4. 刚体在同一平面内，受到互不平行且汇交于一点的三个力的作用，则刚体（ ） A. 一定转动 B. 一定处于平衡 C. 一定处于不平衡 D. 不一定处于平衡 5. 两个相等的分力与合力一样大的条件是此两分力的夹角为（ ） A. 45° B. 60° C. 120° D. 150° 6. 下列关于力的描述，正确的是______。（ ） A. 力的单位是牛顿，用符号N表示 B. 力的作用效果只与力的大小有关 C. 力可以脱离物体而单独存在 D. 力的方向总是竖直向下的 7. 下图所示四个力偶中，关于等效力偶组判定正确的是（ ） A. ①和②，③和④ B. ①和④，②和③ C. ①和③，②和④ D. 全部等效 8. 对于物体重力的标注，下列说法正确的是（ ） A. 重心应在物体底部中心处 B. 方向竖直向下 C. 方向垂直向下 D. 方向不确定 9. 两个力F1和F2间的夹角为，两个力的合力为F以下说法正确的是（ ） A. 若F1和F2大小不变，角越小，合力F就越大 B. 合力F总比分力中的任何一个力都大 C. 如果夹角不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大 D. 合力F比分力中的任何一个力都小 10. 如图（缺）所示，杆AB长1m，则力、、对A点的合力矩为（ ） A. B. C. D. 11. 关于力偶，以下哪种说法是正确的？（ ） A. 力偶是大小相等、方向相反的两个力 B. 力偶对刚体的转动效果与力偶矩的大小无关 C. 力偶矩是力偶转动效果的量度 D. 力偶不能使刚体产生转动 12. 力偶是指什么？（ ） A. 两个平行力的合力 B. 两个平行力的差 C. 两个力大小相等、方向相反的力的乘积 D. 两个力大小相等、方向相同的力的乘积 13. 等效力偶就是（ ） A. 两力偶矩大小相等，转向相反 B. 两力相等，但两力偶臂不相等 C. 两力不等，但两力偶臂相等 D. 两力偶矩大小相等，转向相同 14. 如图所示攻螺纹，如在铰杠B点作用一个力F，将力F平移到C点，可与______等效（ ） A. 一个力和一个力偶 B. 一个力偶矩 C. 一个力 D. 一个力或一个力偶 15. 力使物体绕定点转动的效果用______来度量。（ ） A. 力矩 B. 力偶矩 C. 力的大小和方向 D. 力对轴之矩 16. 力偶矩的单位是( ) A. N.m B. kN.m C. N/m D. kN/m 17. 物体在同一平面内的四个力构成平行四边形，该物体在此力系作用下处于（ ） A. 不平衡状态，因为可合成为一个合力偶 B. 平衡状态 C. 不平衡状态，因为可合成为一个合力 D. 不平衡状态，因为可合成为一个合力偶和一个合力 18. 下列哪项是力的平移约束的作用？（ ） A. 使物体匀速运动 B. 使物体减速运动 C. 使物体产生转动 D. 使物体保持静止 19. 平面汇交力系的平衡方程是（ ） A. . B. C. D. 20. 在一个平面力系中，如果物体处于平衡状态，合力的大小为多少（ ） A. 0 B. 5N C. 10N D. 不确定 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 力是物体间的相互作用，它不会单独存在（ ） 22. 作用力与反作用力总是同时存在，其大小相等，沿同一直线，作用于同一物体。（ ） 23. 力偶矩的大小和方向与所取的矩心位置无关。（ ） 24. 力偶对刚体的转动效果与力偶矩的大小和方向有关（ ） 25. 如图所示，刚体在同一点受F1、F2、F3三个力的作用，则该刚体处于平衡状态( ) 26. 平面一般力系简化的结果是主矢和主矩，主矢的计算与简化中心无关。（ ） 27. 如果某平面任意力系由多个力偶和一个力组成，该力系一定不是平衡力系（ ） 28. 力偶矩是代数量。（ ） 29. 力对点的矩是定位矢量（ ） 30. 某平面力系的合力为零，其合力偶矩一定也为零。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述力的基本性质 32. 汽车式起重机，车重Q=26kN，起重机伸臂重G =4.5kN，起重机旋转及固定部分重W =31kN。各部分尺寸如图所示，单位是m。设伸臂在起重机对称面内，且放在最低位置，求此时车子不致倾倒的最大起重量P。 33. 分析固定端约束与铰链约束的区别。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 悬臂梁受力如图所示，梁的自重不计。试求： （1）梁的约束反力。 （2）在给定位置绘制梁的剪力图、弯矩图（比例自选）。 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 $