内容正文:
重庆市(高职分类考试)机械加工类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共100份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械加工类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加机械加工类高考的学生。
与本专辑配套的还有重庆市高职分类考试《机械制图》《机械加工技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
重庆市(高职分类考试)机械加工类 《机械基础》
项目二:杆件的静力分析
任务一:力的概念与性质
时间:45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2分,共40分)
1. 改变矩心的位置,力矩的大小将( )
A. 变化,但不能确定变大还是变小
B. 变小
C. 不变
D. 变大
2. 力偶等效只要满足( )
A. 只满足力偶矩大小相等
B. 只满足力偶矩转向相同
C. 只满足力偶作用面相同
D. 力偶矩大小、转向,作用面均相等
3. 下图四个力偶,其作用面在同一平面内,属于等效力偶的是( )
A. a和b
B. a和c
C. b和c
D. a和d
4. ( )是力矩中心点至力的作用线的垂直距离。
A. 力臂
B. 力矩
C. 力
D. 力偶
5. 力偶中的两个力对作用面内任一点的矩等于( )
A. 力偶矩
B. 零
C. 2倍力矩
D. 不定值
6. 下列描述正确的是( )
A. 力偶有合力
B. 力偶只能使物体转动
C. 力的投影是矢量
D. 力矩的单位是N
7. 两个平面汇交力系的力的关系图如图所示,其中结论正确的是( )
A. 图a力系与图b力系都是平衡力系
B. 图a力系与图b力系都不是平衡力系
C. 图a力系是平衡力系,图b力系不是平衡力系
D. 图a力系不是平衡力系,图b力系是平衡力系
8. 保持力偶矩的转向不变,力偶在作用平面内任意转移,则刚体的转动效应( )
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 变化,但不能确定变大还是变小
9. 有关力偶的性质叙述不正确的是______( )
A. 力偶对任意点取矩都等于力偶矩,不因矩心的改变而改变。
B. 力偶有合力,力偶可以用一个合力来平衡。
C. 只要保持力偶矩不变,力偶可在其作用面内任意移转,对刚体的作用效果不变。
D. 只要保持力偶矩不变,可以同时改变力偶中力的大小与力偶臂的长短。
10. 有一等边三角形板如图所示,边长是a,沿三角形板的三个边分别作用有、和,且,则此三角形板所处的状态是( )
A. 转动
B. 平衡
C. 移动
D. 既移动又转动
11. 作用在物体某一点的力可以平移到另一点,但必须同时附加一个( )
A. 力
B. 力臂
C. 剪力
D. 力偶
12. 当力的作用线通过矩心时,力矩( )
A. 为零
B. 最小
C. 最大
D. 不能确定
13. 若力系中的各个力对物体的作用效果相互抵消,该力系为( )
A. 等效力系
B. 汇交力系
C. 平衡力系
D. 平行力系
14. 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,为平行四边形,由此( )
A. 力系可合成为一个力偶
B. 力系可合成为一个力
C. 力系可简化为一个力、一个力偶
D. 力系的合力为零,力系平衡
15. 约束对被约束物体的作用力称为约束反力,方向与约束限制物体运动或运动趋势的方向( )
A. 相同
B. 相反
C. 垂直
D. 成一个角度
16. 下列哪项不是约束反力的特点?( )
A. 约束反力的方向与约束所能阻止的物体的运动方向相反
B. 约束反力的大小总是与主动力的大小相等
C. 约束反力一定是静力
D. 约束反力不受物体的质量影响
17. 如图所示铰链四杆机构ABCD,在铰链B上作用一已知力FQ,在铰链C上作用一未知力 FP, 此机构处于平衡状态。不计各杆自重和接触处的摩擦,则力FP为( )
A.
B. sin
C.
D. sin
18. 固定铰链支座的约束反力:方向决定于主动力,不能确定,用过铰链中心的两个互相( )的分力表示( )
A. 垂直
B. 相交
C. 交错
D. 平行
19. 求解由四个及以上力组成的平面汇交力系时,常用的图解方法是?( )
A. 力多边形法
B. 矢量三角形法
C. 力的分解法
D. 力矩平衡法
20. 平面平行力系的平衡方程是( )
A. ∑Fx=0 ∑Fy=0 ∑Mo(F)=0
B. ∑Fx=0 ∑Fy=0
C. ∑0 ∑0
D. ∑0 ∑0 ∑0
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 作用于刚体上的两个力,使刚体处于平衡状态的充分和必要条件是:______,______ 且作用在同一直线上。
22. 如下图所示,力F方向对O点的力矩。
23. 力偶对其作用面内任一点之矩恒等于______;力偶在任一轴上的投影恒等于______。
24. 改变矩心的位置,不改变力的大小、方向和位置,力矩将______
25. 如图所示,在某刚体的一个平面上的A、B、C、D四个点上分别作用着四个力、、、,按某一比例画出四个力时,它们正好首尾相连,这四个力向A点简化后,主矢等于______ ,主矩______0(填等于或不等于)。如果简化中心变化了,主矢______,主矩可能______。
26. 力偶对刚体的转动效应完全取决于______、______和作用面的方位。
27. 共线力系可以建立 ______个平衡方程,求解 ______个未知量。
28. 某刚体受平面汇交力系作用,其力多边形分别如图(a)、(b)所示,______图表示平衡力系,图______表示有合力,其合力。
29. 光滑铰链约束的约束反力方向:沿铰链转动中心的______。
30. 平面汇交力系可以建立 ______个平衡方程,求解 ______个未知量。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 杆件不同部位尽管作用若干外力,但因杆件是连续的,所以杆件的不同部位轴力都相同。( )
32. 力矩为零则其力一定等于零。( )
33. 下图所示为中间铰链约束( )
34. 力偶与力矩对物体转动效果相同( )
35. 力矩是力与力臂的乘积,它的方向与力臂的方向一致。( )
36. 对于刚体,沿同一力的作用线移动该力的作用点,不会改变该力对刚体的作用效果。( )
37. 图示刚体的A、B、C三点分别受、和作用,若此三力构成的力三角形恰好封闭,则刚体处于平衡状态。( )
38. 力偶是两个相等大小且同向的力组成的力对。( )
39. 只要力系中合力为零,物体一定平衡。( )
40. 一个杆件的两端完全固定,使其不能移动和转动,这种约束称为固定端约束。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述力的平行四边形公理
42. 如图所示悬臂梁AB,A端为固定端支座,B端为自由端,已知梁上作用有载荷集度为q的均布载荷和集中力 F,且F=2qa,α=,不计梁的自重,试求固定端支座A的约束力。
43. 力偶矩:
44. 三力平衡汇交公理
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某机械加工夹具采用铰支承横杆 AB 和拉杆 BC 承受切削载荷。横杆 AB 水平放置,A 端为铰支座,B 端连接拉杆 BC,拉杆与横杆夹角为 。横杆长度为 0.80 m,切削力 F 竖直向下作用于 AB 的中点,大小为 1.20 kN。忽略横杆和拉杆自重,拉杆许用拉力为 1.50 kN,A 处铰支座的许用合力为 1.40 kN。(1)计算拉杆 BC 的轴向力及 A 处铰支座的水平、竖直反力。(2)判断拉杆 BC 和 A 处铰支座是否满足许用承载要求。(3)若实际加工中切削力增大,说明该夹具结构可采取的一项改进措施,并说明理由。
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与本专辑配套的还有重庆市高职分类考试《机械制图》《机械加工技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
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项目二:杆件的静力分析
任务一:力的概念与性质
时间:45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2分,共40分)
1. 改变矩心的位置,力矩的大小将( )
A. 变化,但不能确定变大还是变小
B. 变小
C. 不变
D. 变大
【答案】A
【解析】力对点的矩定义为矩心到该力作用点的矢径与力矢的矢量积,改变矩心的位置,力矩的大小将变化,但不能确定变大还是变小。
2. 力偶等效只要满足( )
A. 只满足力偶矩大小相等
B. 只满足力偶矩转向相同
C. 只满足力偶作用面相同
D. 力偶矩大小、转向,作用面均相等
【答案】D
【解析】力偶等效只要满足力偶矩大小、转向,作用面均相等。
3. 下图四个力偶,其作用面在同一平面内,属于等效力偶的是( )
A. a和b
B. a和c
C. b和c
D. a和d
【答案】D
4. ( )是力矩中心点至力的作用线的垂直距离。
A. 力臂
B. 力矩
C. 力
D. 力偶
【答案】A
【解析】力臂,从矩心到力作用线的垂直距离。
5. 力偶中的两个力对作用面内任一点的矩等于( )
A. 力偶矩
B. 零
C. 2倍力矩
D. 不定值
【答案】A
【解析】力偶中的两个力对作用面内任一点的矩等于力偶矩
6. 下列描述正确的是( )
A. 力偶有合力
B. 力偶只能使物体转动
C. 力的投影是矢量
D. 力矩的单位是N
【答案】B
【解析】力偶的合力为零,但具有力偶矩,只产生转动效应,因此选项B正确。力偶没有合力,故选项A错误;力的投影是标量,故选项C错误;力矩的单位是N·m,而不是N,故选项D错误。
7. 两个平面汇交力系的力的关系图如图所示,其中结论正确的是( )
A. 图a力系与图b力系都是平衡力系
B. 图a力系与图b力系都不是平衡力系
C. 图a力系是平衡力系,图b力系不是平衡力系
D. 图a力系不是平衡力系,图b力系是平衡力系
【答案】C
8. 保持力偶矩的转向不变,力偶在作用平面内任意转移,则刚体的转动效应( )
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 变化,但不能确定变大还是变小
【答案】C
【解析】力偶矩是描述力偶对物体产生的转动效应的量度,它等于力偶中两个力的大小乘以力偶臂的长度。力偶矩的大小和转向决定了力偶的转动效果。在作用平面内移动力偶,只要力偶矩的大小和转向保持不变,那么力偶对刚体的转动效应也不会改变。
9. 有关力偶的性质叙述不正确的是______( )
A. 力偶对任意点取矩都等于力偶矩,不因矩心的改变而改变。
B. 力偶有合力,力偶可以用一个合力来平衡。
C. 只要保持力偶矩不变,力偶可在其作用面内任意移转,对刚体的作用效果不变。
D. 只要保持力偶矩不变,可以同时改变力偶中力的大小与力偶臂的长短。
【答案】B
【解析】力偶的平衡条件是两个力偶矩相等且方向相反。
10. 有一等边三角形板如图所示,边长是a,沿三角形板的三个边分别作用有、和,且,则此三角形板所处的状态是( )
A. 转动
B. 平衡
C. 移动
D. 既移动又转动
【答案】A
11. 作用在物体某一点的力可以平移到另一点,但必须同时附加一个( )
A. 力
B. 力臂
C. 剪力
D. 力偶
【答案】D
【解析】将作用在物体某一点的力平移到另一点时,为保持力对物体的作用效果不变,必须在新作用点同时附加一个力偶。该力偶的力偶矩等于原力对新作用点的矩,因此选项D正确。
12. 当力的作用线通过矩心时,力矩( )
A. 为零
B. 最小
C. 最大
D. 不能确定
【答案】A
【解析】当力的作用线通过矩心时,力矩为零。
13. 若力系中的各个力对物体的作用效果相互抵消,该力系为( )
A. 等效力系
B. 汇交力系
C. 平衡力系
D. 平行力系
【答案】C
【解析】各力的作用线汇交于一点的平面力系称为平面汇交力系;各力的作用线相互平行的平面力系称为平面平行力系;作用效果相同的力系称为等效力系;各个力对物体的作用效果相互抵消的力系称为平衡力系。
14. 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,为平行四边形,由此( )
A. 力系可合成为一个力偶
B. 力系可合成为一个力
C. 力系可简化为一个力、一个力偶
D. 力系的合力为零,力系平衡
【答案】D
【解析】由图可知,和可合成为一个合力,根据平行四边形定则,是以和为邻边的平行四边形的对角线。 同理,和可合成为一个合力,是以和为邻边的平行四边形的对角线。 由于整个图形是一个平行四边形,所以和大小相等、方向相反且作用在同一直线上。 故矢关系为平行四边形,可合成为一个力,B正确。
15. 约束对被约束物体的作用力称为约束反力,方向与约束限制物体运动或运动趋势的方向( )
A. 相同
B. 相反
C. 垂直
D. 成一个角度
【答案】B
【解析】物体受到的力分为主动力和和约束反力(也叫约束力)两类,前者是使物体产生运动或运动趋势的力,后者是约束对被约束物体的作用力,是阻碍物体运动的力,所以一定与所能限制的运动或运动趋势的方向相反。
16. 下列哪项不是约束反力的特点?( )
A. 约束反力的方向与约束所能阻止的物体的运动方向相反
B. 约束反力的大小总是与主动力的大小相等
C. 约束反力一定是静力
D. 约束反力不受物体的质量影响
【答案】B
【解析】约束反力的方向与约束所阻止的物体运动趋势相反,其大小由物体的受力和平衡条件决定,并不总是与主动力大小相等。因此选项B不是约束反力的特点。
17. 如图所示铰链四杆机构ABCD,在铰链B上作用一已知力FQ,在铰链C上作用一未知力 FP, 此机构处于平衡状态。不计各杆自重和接触处的摩擦,则力FP为( )
A.
B. sin
C.
D. sin
【答案】D
18. 固定铰链支座的约束反力:方向决定于主动力,不能确定,用过铰链中心的两个互相( )的分力表示( )
A. 垂直
B. 相交
C. 交错
D. 平行
【答案】A
【解析】任何一个力都可以分解为两个相互垂直的分力,用两个相互垂直的分力可以表示出平面内任何方向、任何大小的力。对于不知大小和方向和未知力,可以用两个相互垂直的分力来表示。
19. 求解由四个及以上力组成的平面汇交力系时,常用的图解方法是?( )
A. 力多边形法
B. 矢量三角形法
C. 力的分解法
D. 力矩平衡法
【答案】A
【解析】平面汇交力系中,各力的作用线交于一点。对于由四个及以上力组成的汇交力系,通常按首尾相接的方法绘制力多边形,通过力多边形的闭合判断平衡或求合力,因此选项A正确。矢量三角形法主要适用于两个力合成或三个力平衡等特殊情形。
20. 平面平行力系的平衡方程是( )
A. ∑Fx=0 ∑Fy=0 ∑Mo(F)=0
B. ∑Fx=0 ∑Fy=0
C. ∑0 ∑0
D. ∑0 ∑0 ∑0
【答案】C
【解析】平面平行力系中,各力彼此平行,独立平衡条件为沿力的方向的合力为零,以及对任一点的合力矩为零。用对A、B两点的力矩方程表示时,可写成∑MA(F)=0、∑MB(F)=0,因此选项C正确。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 作用于刚体上的两个力,使刚体处于平衡状态的充分和必要条件是:______,______ 且作用在同一直线上。
【答案】① 两个力大小相等 ② 方向相反
【解析】刚体在两个力作用下平衡的充分且必要条件是:两个力大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。若三者中任一条件不满足,两个力将产生合力或力偶,刚体不能保持平衡。
22. 如下图所示,力F方向对O点的力矩。
【答案】
【解析】本题主要考核“合力矩定理”的内容:合力对平面上某点之矩等于力系中所有分力对同一点力矩的代数和。
23. 力偶对其作用面内任一点之矩恒等于______;力偶在任一轴上的投影恒等于______。
【答案】① 力偶矩 ② 零
【解析】力偶对其作用面内任一点的矩都相等,且等于力偶矩,说明力偶矩是自由矢量;力偶中两个大小相等、方向相反的力在任一轴上的投影代数和均为零。因此两空分别为“力偶矩”和“零”。
24. 改变矩心的位置,不改变力的大小、方向和位置,力矩将______
【答案】改变
【解析】力矩的大小为M=Fd,其中d是力的作用线到矩心的垂直距离。矩心位置改变时,力的大小、方向和作用位置虽不变,但作用线到矩心的距离通常会改变,因此力矩将改变。
25. 如图所示,在某刚体的一个平面上的A、B、C、D四个点上分别作用着四个力、、、,按某一比例画出四个力时,它们正好首尾相连,这四个力向A点简化后,主矢等于______ ,主矩______0(填等于或不等于)。如果简化中心变化了,主矢______,主矩可能______。
【答案】① 0 ② 不等于 ③ 不变 ④ 变化
26. 力偶对刚体的转动效应完全取决于______、______和作用面的方位。
【答案】① 力偶矩大小 ② 转向
【解析】力偶对刚体的转动效应由力偶矩矢量决定。力偶矩矢量的大小、转向和作用面的方位共同确定力偶的转动效应,因此两空分别为“力偶矩大小”和“转向”。
27. 共线力系可以建立 ______个平衡方程,求解 ______个未知量。
【答案】① 1 ② 1
【解析】共线力系中所有力的作用线相互重合,平衡条件只有一个,即各力代数和为零:∑F=0。因此最多可以建立1个独立平衡方程,求解1个未知量。
28. 某刚体受平面汇交力系作用,其力多边形分别如图(a)、(b)所示,______图表示平衡力系,图______表示有合力,其合力。
【答案】① b ② a ③ 2
29. 光滑铰链约束的约束反力方向:沿铰链转动中心的______。
【答案】径向
【解析】光滑铰链约束不限制构件绕铰链中心的转动,只限制构件沿径向的相对移动。因此其约束反力沿铰链转动中心的径向,答案为“径向”。
30. 平面汇交力系可以建立 ______个平衡方程,求解 ______个未知量。
【答案】① 2 ② 2
【解析】平面汇交力系的各力作用线交于同一点,对交点取矩的方程恒为零,因此只有两个独立平衡方程:∑Fx=0和∑Fy=0。故可建立2个平衡方程,求解2个未知量。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 杆件不同部位尽管作用若干外力,但因杆件是连续的,所以杆件的不同部位轴力都相同。( )
【答案】错误
【解析】因不同阶段受力不同,故轴力也不同。
32. 力矩为零则其力一定等于零。( )
【答案】错误
【解析】力矩等于力乘以力臂,力矩为零则其力不一定等于零。
33. 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。
34. 力偶与力矩对物体转动效果相同( )
【答案】错误
【解析】力偶是由两个大小相等、方向相反且不共线的力组成的力系;力矩是力对某点或某轴的转动效应的度量,二者概念不同。力偶具有独立的力偶矩,而单个力还可能产生平动效应,因此不能笼统地说力偶与力矩对物体的转动效果相同,判断为错误。
35. 力矩是力与力臂的乘积,它的方向与力臂的方向一致。( )
【答案】错误
【解析】力矩的大小等于力的大小与力臂的乘积,即M=Fd。力矩的方向垂直于力和力臂所在的平面,可用右手螺旋法则确定,并不与力臂方向一致。因此判断为错误。
36. 对于刚体,沿同一力的作用线移动该力的作用点,不会改变该力对刚体的作用效果。( )
【答案】正确
【解析】力对刚体的作用效果取决于力的大小、方向和作用线。作用点沿原作用线移动时,力的作用线不变,因此对刚体的平动和转动作用效果均不变。
37. 图示刚体的A、B、C三点分别受、和作用,若此三力构成的力三角形恰好封闭,则刚体处于平衡状态。( )
【答案】错误
【解析】三个力不是平面汇交力系,该刚体受一个力偶的作用。
38. 力偶是两个相等大小且同向的力组成的力对。( )
【答案】错误
【解析】力偶是两个相等大小且方向相反的力组成的力对,它们之间的合力为零,但产生一个不为零的力矩。
39. 只要力系中合力为零,物体一定平衡。( )
【答案】错误
【解析】合力为零只能说明力系的平动效应相互抵消,若合力矩不为零,物体仍会发生转动。因此物体平衡必须同时满足合力为零和合力矩为零,题干中的“一定平衡”错误。
40. 一个杆件的两端完全固定,使其不能移动和转动,这种约束称为固定端约束。( )
【答案】错误
【解析】一个杆件的一端完全固定,既不能移动也不能转动,这种约束称为固定端约束。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述力的平行四边形公理
【答案】两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这个平行四边形的对角线就表示合力的大小和方向,这就叫做平行四边形定则。
【解析】两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这个平行四边形的对角线就表示合力的大小和方向,这就叫做平行四边形定则。
42. 如图所示悬臂梁AB,A端为固定端支座,B端为自由端,已知梁上作用有载荷集度为q的均布载荷和集中力 F,且F=2qa,α=,不计梁的自重,试求固定端支座A的约束力。
【答案】1.2qa
【解析】qa+2qa*2a 力矩平衡
43. 力偶矩:
【答案】力偶中一个力的大小与力偶臂的乘积,表示力偶对物体转动效应的量度。
【解析】力偶矩是度量力偶对刚体转动效应的物理量,其大小等于力偶中任一个力的大小与力偶臂的乘积,即M=Fd。力偶矩的方向垂直于力偶作用面,可按右手螺旋法则确定。
44. 三力平衡汇交公理
【答案】三力平衡汇交定理是指当物体受到同平面内不平行的三力作用而平衡时,三力的作用线必汇交于一点。
【解析】三力平衡汇交定理指出:当刚体受到同一平面内三个互不平行的力作用而处于平衡状态时,三个力的作用线必汇交于同一点。若三力作用线不相交,则它们通常会形成非零力矩,刚体不能平衡。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某机械加工夹具采用铰支承横杆 AB 和拉杆 BC 承受切削载荷。横杆 AB 水平放置,A 端为铰支座,B 端连接拉杆 BC,拉杆与横杆夹角为 。横杆长度为 0.80 m,切削力 F 竖直向下作用于 AB 的中点,大小为 1.20 kN。忽略横杆和拉杆自重,拉杆许用拉力为 1.50 kN,A 处铰支座的许用合力为 1.40 kN。(1)计算拉杆 BC 的轴向力及 A 处铰支座的水平、竖直反力。(2)判断拉杆 BC 和 A 处铰支座是否满足许用承载要求。(3)若实际加工中切削力增大,说明该夹具结构可采取的一项改进措施,并说明理由。
【答案】(1)以 A 点为矩心列平衡方程:,解得 。列水平方向平衡方程:;列竖直方向平衡方程:,解得 。(2)A 处铰支座合力为 。拉杆轴向力和铰支座合力均小于各自许用值,结构满足承载要求。(3)可增大拉杆与横杆的夹角,或选用承载能力更大的拉杆。增大夹角可使拉杆轴向力的竖直分量增大,在相同切削力下所需拉杆轴向力减小。
【解析】(1)先对 A 点取矩求拉杆轴向力,再分别沿水平方向和竖直方向列平衡方程求支座反力。(2)将计算结果与许用值比较即可判断安全性。(3)改进措施应降低杆件受力或提高其许用承载能力。
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