第2卷 构件的静力分析（一） 安徽省（分类招生和对口招生）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

安徽省（分类招生和对口招生）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. 静力分析中，忽略构件的（ ） A. 形状和大小 B. 惯性力和惯性力矩 C. 弹性和塑性 D. 重力和摩擦力 【答案】B 【解析】静力分析研究物体在平衡状态下的受力情况，通常将研究对象视为刚体，忽略其加速度产生的惯性力和惯性力矩。物体的重力、摩擦力等外力是否存在，应根据具体受力情况确定，不能一概忽略。因此选B。 2. 力对物体的作用效果是使物体（ ） A. 只能运动状态发生变化 B. 只能产生变形 C. 运动状态发生变化或产生变形 D. 既不改变运动状态也不产生变形 【答案】C 【解析】力对物体有外效应和内效应，外效应使物体的运动状态改变，内效应使物体发生变形，所以力对物体的作用效果是使物体运动状态发生变化或产生变形 。比如用力推静止的箱子，箱子可能运动（运动状态改变），用力压弹簧，弹簧会变形。 3. 如图所示, 一重力为 G 的小球, 用绳索 AB 挂于墙上, AB 与墙的夹角为30°，则小球对墙的压力为（ ） A. G B. C. 0.5G D. 【答案】B 4. 对作用力与反作用力的正确理解是（ ） A. 作用力与反作用力同时存在 B. 作用力与反作用力是一对平衡力 C. 作用力与反作用力作用在同一物体上 D. 作用力与反作用力方向一致 【答案】C 【解析】力是物体对物体的作用，所以力都是成对出现的。有力就有施力物体和受力物体。 5. 平面汇交力系的合力F，在X轴上的投影为0，则合力应（ ） A. 垂直于X轴 B. 平行于X轴 C. 与X轴重合 D. 不能确定 【答案】A 【解析】合力F在X轴上的投影为零，表示合力的X方向分量为零。对于非零合力，其方向只能沿垂直于X轴的方向，因此选A。 6. 下面说法正确的是（ ） A. 只受两个力的杆叫二力杆。 B. 物体处于匀速圆周运动状态是平衡状态 C. 力不能脱离物体而独立存在。 D. 二力平衡公理适用任何物体 【答案】C 【解析】力是物体之间的相互作用，不能脱离物体而独立存在，因此C正确。只受两个力的杆只有在两个力大小相等、方向相反且作用线重合并处于平衡状态时，才称为二力杆，A表述不完整。匀速圆周运动存在向心加速度，合力不为零，不属于平衡状态，B错误。二力平衡公理主要适用于刚体，D错误。 7. 图中平衡力是______,作用与反作用力是______。（ ） A. T与G B. G与T C. T 与T′ D. G 与T′ 【答案】C 8. 二力杆是指（ ） A. 只受两个力作用且平衡的杆件 B. 两端用光滑铰链连接的杆 C. 只受两个力作用的杆 D. 两端用光滑铰链连接、不计自重且中间不受力的杆 【答案】A 【解析】二力杆是只受两个力作用且处于平衡状态的杆件。根据二力平衡条件，这两个力必须大小相等、方向相反并且作用线重合。因此选B。 9. 二力构件上的两个力必须（ ） A. 大小相等 B. 方向相反 C. 作用线相同 D. 以上都是 【答案】D 【解析】二力构件处于平衡状态时，构件上两个力必须满足二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用线重合。因此A、B、C均正确，选D。 10. 已知、、、为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如下图所示，由此（ ） A. 力系可合成为一个力偶 B. 力系可合成为一个力 C. 力系简化为一个力和一个力偶 D. 力系的合力为零，力系平衡 【答案】D 【解析】作用于刚体上的共面共点力系，即平面汇交力系。几何法求平面汇交力系的合力，作力多边形时，各力首尾相连，合力由第一个力的起点指向最后一个力的终点，图中，第一个力的起点与最后一个力的终点重合，代表合力的有向线段的长度是0，则合力必为0，力系平衡。 11. 下列表述中正确的是（ ） A. 任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式 B. 任何平面力系只能列出三个平衡方程式 C. 在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须相互垂直 D. 平面力系如果平衡，该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零 【答案】D 【解析】平面力系平衡时，合力及合力矩均为零，所以在任意投影轴上的力的代数和均为零，D正确。平面力系的平衡方程式最多有三个，但在特殊情况下不一定彼此独立，A错误；B中“只能列出”表述不严密；平衡方程的两个投影轴不必相互垂直，C错误。 12. 约束力的方向必与______的方向相反。（ ） A. 主动力 B. 物体被限制运动 C. 重力 D. 内 力 【答案】B 【解析】约束的作用是限制物体在某些方向上的运动。约束力的方向与物体被约束所限制的运动趋势相反，因此选B。 13. 4种常见的约束中约束力的方向能确定的有（ ）种 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【解析】常见约束中，柔性约束的约束力沿柔索方向，光滑面约束的约束力沿接触面的法线方向，这两类约束力方向可以确定。光滑铰链和固定端约束的反力方向通常不能事先确定。因此共有2种，选B。 14. 如图所示，作用在同一平面内交于一点的四个力（矢量）构成的平行四边形，该刚体在此力系作用下处于（ ） A. 平衡状态 B. 不平衡状态，因为可合成为一个合力偶 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】同一平面交于一点的四个力是一个平面汇交力系，其中和的合力与和的合力大小相等、方向相反，作用在一条直线上，合力为0，相互平衡，所以这个力系是平衡力系。 15. 对于固定端约束，不管约束反力的分布如何复杂，都可以简化到作用于该固定端点的（ ） A. 一个力 B. 一个力偶 C. 一个力和一个力偶 D. 一群力 【答案】C 【解析】固定端既能限制构件的平动，又能限制构件的转动。固定端复杂的分布反力可依据力的等效原理，简化为作用于固定端点的一个合力和一个力偶。因此选C。 16. 固定端约束反力：用一个（ ）和两个正交的分力表示（ ） A. 力偶 B. 力矩 C. 力系 D. 力臂 【答案】A 【解析】固定端约束就是把物体的一端加以固定，使它既不能转动，也不能移动的约束。如果不使物体转动，必须有一个约束反力偶与外力偶或外力矩平衡；如果不使物体移动，必须要有一个约束反力与外力平衡，约束反力的方向不能确定，决定于主动力，所以用两个相互垂直的分力来表示。 17. ，A端固定的悬臂梁AB受力如图所示。梁的全长上作用有集度为q的均布载荷；自由端B处承受一集中力和一力偶M的作用。已知l为梁的长度。试求固定端处的约束力（ ） A. B. C. D. 【答案】C 18. 限制受力物体运动的物体称为（ ） A. 研究对象 B. 参考物体 C. 刚体 D. 约束 【答案】D 【解析】在力学中，限制受力物体运动的周围物体称为约束，被研究的物体称为研究对象。因此选D。 19. 在下列几种约束中，______约束反力方向可以确定。（ ） A. 固定端 B. 光滑圆柱铰链 C. 光滑面约束力 D. 固定铰支座 【答案】C 【解析】光滑面没有摩擦力，接触面对物体的约束力沿接触面的公法线方向，因此其方向可以确定。固定端、光滑圆柱铰链和固定铰支座的反力方向通常需要通过平衡方程求得，不能事先确定。因此选C。 20. 能在空间作自由运动的物体称为（ ） A. 非自由体 B. 变形体 C. 刚体 D. 自由体 【答案】D 【解析】物体按运动是否受到限制分为自由体和非自由体，在空间任何方向上运动都不受限制的物体叫自由体，否则就是非自由体。如空中飞行的飞机是自由体。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 构件受到的外力，可以是集中力、分布力或力矩。（ ） 【答案】正确 【解析】构件所受外力按作用方式可分为集中力、分布力和力偶（或力矩）。因此题述说法正确。 22. 力的作用线通过矩心时，力矩的值等于零。（ ） 【答案】正确 【解析】力对某点的力矩等于力的大小与该点到力作用线的垂直距离的乘积。当力的作用线通过矩心时，垂直距离为零，所以该力对矩心的力矩为零。 23. 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 24. 力的三要素是大小、方向、作用线（ ） 【答案】正确 【解析】力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用线，三者共同构成力的三要素，因此说法正确。 25. 马拉车向前运动，车不向后拉马。（ ） 【答案】错误 【解析】力的作用是相互的。 26. 静力分析中，研究对象通常被视为刚体。（ ） 【答案】正确 【解析】静力分析主要研究物体在力作用下的平衡状态。为便于分析，通常忽略物体的变形，将研究对象视为刚体。因此题述说法正确。 27. 下图所示为中间铰链约束（ ） 【答案】正确 【解析】中间铰链对物体的约束特点为作用线通过销中心，方向不定。 28. 作用与反作用力也可构成一个二力平衡力系，因为它们满足二力平衡的条件。（ ） 【答案】错误 【解析】作用力与反作用力作用在两个物体上，而二力平衡作用在同一个物体上。 29. 作用于物体上的力，均可平移到物体的任一点，但必须同时增加一个附加力偶。（ ） 【答案】正确 【解析】根据力的平移定理，作用在刚体上的力可以平移到刚体内任意指定点，但平移后必须在指定点附加一个力偶，以补偿原力作用点与新作用点之间产生的力矩差。该附加力偶的力偶矩等于原力对指定点的矩。因此题述说法正确。 30. 二力构件约束反力作用线沿二力点连线，指向相对或背离（ ） 【答案】正确 【解析】只受两个力作用而平衡的构件称为二力构件。二力构件所受两个力的方向沿两个受力点的连线，要么背离要么相对，是一对平衡力，拉力或压力。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 力的平移定理的定义。 【答案】作用在刚体上的力可以从原作用点等效地平等移动到刚体内任一指定点，但必须在该力与指定点所决定的平面内附加一力偶，其力偶矩等于原力对指定点之矩。 【解析】力的平移定理是指：作用在刚体上的力可以从原作用点平行移动到刚体内任意指定点，但必须在指定点同时附加一个力偶。该附加力偶的力偶矩等于原力对指定点的矩，从而保证平移前后力对刚体的作用效果等效。 32. 简述固定铰支座、活动铰支座和固定端约束的约束反力特点。 【答案】固定铰支座限制构件在两个方向的移动，通常有两个相互垂直的反力分量；活动铰支座只限制垂直于支承面的移动，通常有一个反力；固定端同时限制移动和转动，通常有两个反力分量和一个约束力矩。 33. 简述力的平行四边形法则及其在力分解中的应用。 【答案】以同一点为作用点的两个分力为邻边作平行四边形，对角线表示合力；已知一个力和两个分力方向时，可按反向作图将该力分解为沿指定方向的两个分力。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 一根简支梁在中间受竖直向下集中力F作用，左端为固定铰支座A，右端为活动铰支座B。请完成下列任务：（1）画出梁的受力图；（2）指出A、B两支座约束反力的方向；（3）列出平面汇交力系平衡方程；（4）说明求得反力后如何进行结果校核。 【答案】（1）受力图应包括集中力F、A点的水平和竖直反力、B点垂直于支承面的反力。（2）反力方向可先假定，计算结果为负时表示实际方向相反。（3）列ΣFx＝0、ΣFy＝0及ΣMA＝0或ΣMB＝0。（4）将求得反力代入未使用的平衡方程，并检查合力和合力矩是否为零。 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 $ 安徽省（分类招生和对口招生）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. 静力分析中，忽略构件的（ ） A. 形状和大小 B. 惯性力和惯性力矩 C. 弹性和塑性 D. 重力和摩擦力 2. 力对物体的作用效果是使物体（ ） A. 只能运动状态发生变化 B. 只能产生变形 C. 运动状态发生变化或产生变形 D. 既不改变运动状态也不产生变形 3. 如图所示, 一重力为 G 的小球, 用绳索 AB 挂于墙上, AB 与墙的夹角为30°，则小球对墙的压力为（ ） A. G B. C. 0.5G D. 4. 对作用力与反作用力的正确理解是（ ） A. 作用力与反作用力同时存在 B. 作用力与反作用力是一对平衡力 C. 作用力与反作用力作用在同一物体上 D. 作用力与反作用力方向一致 5. 平面汇交力系的合力F，在X轴上的投影为0，则合力应（ ） A. 垂直于X轴 B. 平行于X轴 C. 与X轴重合 D. 不能确定 6. 下面说法正确的是（ ） A. 只受两个力的杆叫二力杆。 B. 物体处于匀速圆周运动状态是平衡状态 C. 力不能脱离物体而独立存在。 D. 二力平衡公理适用任何物体 7. 图中平衡力是______,作用与反作用力是______。（ ） A. T与G B. G与T C. T 与T′ D. G 与T′ 8. 二力杆是指（ ） A. 只受两个力作用且平衡的杆件 B. 两端用光滑铰链连接的杆 C. 只受两个力作用的杆 D. 两端用光滑铰链连接、不计自重且中间不受力的杆 9. 二力构件上的两个力必须（ ） A. 大小相等 B. 方向相反 C. 作用线相同 D. 以上都是 10. 已知、、、为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如下图所示，由此（ ） A. 力系可合成为一个力偶 B. 力系可合成为一个力 C. 力系简化为一个力和一个力偶 D. 力系的合力为零，力系平衡 11. 下列表述中正确的是（ ） A. 任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式 B. 任何平面力系只能列出三个平衡方程式 C. 在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须相互垂直 D. 平面力系如果平衡，该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零 12. 约束力的方向必与______的方向相反。（ ） A. 主动力 B. 物体被限制运动 C. 重力 D. 内 力 13. 4种常见的约束中约束力的方向能确定的有（ ）种 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 14. 如图所示，作用在同一平面内交于一点的四个力（矢量）构成的平行四边形，该刚体在此力系作用下处于（ ） A. 平衡状态 B. 不平衡状态，因为可合成为一个合力偶 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 15. 对于固定端约束，不管约束反力的分布如何复杂，都可以简化到作用于该固定端点的（ ） A. 一个力 B. 一个力偶 C. 一个力和一个力偶 D. 一群力 16. 固定端约束反力：用一个（ ）和两个正交的分力表示（ ） A. 力偶 B. 力矩 C. 力系 D. 力臂 17. ，A端固定的悬臂梁AB受力如图所示。梁的全长上作用有集度为q的均布载荷；自由端B处承受一集中力和一力偶M的作用。已知l为梁的长度。试求固定端处的约束力（ ） A. B. C. D. 18. 限制受力物体运动的物体称为（ ） A. 研究对象 B. 参考物体 C. 刚体 D. 约束 19. 在下列几种约束中，______约束反力方向可以确定。（ ） A. 固定端 B. 光滑圆柱铰链 C. 光滑面约束力 D. 固定铰支座 20. 能在空间作自由运动的物体称为（ ） A. 非自由体 B. 变形体 C. 刚体 D. 自由体 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 构件受到的外力，可以是集中力、分布力或力矩。（ ） 22. 力的作用线通过矩心时，力矩的值等于零。（ ） 23. 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( ) 24. 力的三要素是大小、方向、作用线（ ） 25. 马拉车向前运动，车不向后拉马。（ ） 26. 静力分析中，研究对象通常被视为刚体。（ ） 27. 下图所示为中间铰链约束（ ） 28. 作用与反作用力也可构成一个二力平衡力系，因为它们满足二力平衡的条件。（ ） 29. 作用于物体上的力，均可平移到物体的任一点，但必须同时增加一个附加力偶。（ ） 30. 二力构件约束反力作用线沿二力点连线，指向相对或背离（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 力的平移定理的定义。 32. 简述固定铰支座、活动铰支座和固定端约束的约束反力特点。 33. 简述力的平行四边形法则及其在力分解中的应用。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 一根简支梁在中间受竖直向下集中力F作用，左端为固定铰支座A，右端为活动铰支座B。请完成下列任务：（1）画出梁的受力图；（2）指出A、B两支座约束反力的方向；（3）列出平面汇交力系平衡方程；（4）说明求得反力后如何进行结果校核。 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 $