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
任务二:力矩与力偶
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. 力偶的性质之一是:力偶可以在其作用面内____,而不改变它对刚体的作用。( )
A. 改变大小
B. 有条件转移
C. 任意转移
D. 改变作用方向
2. 下列哪项可以增加一个力矩的大小?( )
A. 减小力的大小
B. 增大力臂的长度
C. 减小力臂的长度
D. 改变力的方向
3. 图示平面直角弯杆ABC,AB=3 m,BC=4 m,受两个力偶作用,其力偶矩分别为300N·m、600N·m,转向如图所示。若不计杆重及各接触处摩擦,则A、C支座的约束反力的大小为( )
A. FA=300N,FC=100N
B. FA=300N,FC=300N
C. FA=100N,FC=300N
D. FA=100N,FC=100N
4. 关于力偶,以下说法中正确的是( )
A. 组成力偶的两个力大小相等、方向相反,是一对作用力与反作用力
B. 组成力偶的两个力大小相等、方向相反,是平衡力系
C. 力偶对任一点之矩等于力偶矩
D. 力偶在任一坐标轴的投影等于该力偶矩的大小
5. 力偶对物体产生的运动效应为( )
A. 只能使物体转动
B. 只能使物体移动
C. 既能使物体转动,又能使物体移动
D. 它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同
6. 下列表述中不正确的是( )
A. None
B. None
C. None
D. 力偶对任一点之矩等于其力偶矩
7. 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)
8. 在平面中力矩为零的条件是( )
A. 作用力为0,力臂不为0
B. 作用力和力臂都不为0
C. 作用力不为0.力臂为0
D. 作用力和力臂只要有一个为零
9. 力偶的性质是______。( )
A. 力偶对刚体的作用效果与力偶的转向无关
B. 力偶对刚体的作用效果与力偶在刚体上的作用点位置无关
C. 力偶不能使刚体产生转动
D. 力偶只能使刚体产生平动
10. 物体在同一平面内的四个力构成两个力偶,且两个力偶矩方向相同,该物体在此力系作用下处于( )
A. None
B. None
C. None
D. 不平衡状态,因为可合成为一个力系
11. 等效力偶就是( )
A. 两力偶矩大小相等,转向相反
B. 两力偶臂相等,力不相等
C. 两力偶矩大小相等,转向相同
D. 两力偶矩大小不相等,转向相同
12. 力使物体绕定点转动的效果用______来度量。( )
A. None
B. None
C. 力的作用线
D. None
13. 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
14. 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
15. 某刚体同时受到两个共面力偶作用,力偶矩分别为120 N·m(顺时针)和80 N·m(逆时针),则其合力偶矩为( )
A. 40 N·m,顺时针
B. 40 N·m,逆时针
C. 200 N·m,顺时针
D. 200 N·m,逆时针
16. 下列动作中属于力偶作用的是( )
A. 用手提重物
B. 用羊角锤拔钉子
C. 汽车驾驶员用双手转动转向盘
D. 用手拍球
17. 如图(缺)所示,杆AB长1m,则力、、对A点的合力矩为( )
A.
B.
C.
D.
18. 关于力偶与力矩的论述,_____是正确的。( )
A. 力偶对物体的作用效果与其在刚体作用面内的具体位置有关。
B. 力偶对刚体既产生转动效应又产生移动效应
C. 力偶可用一个力来等效替换
D. 力偶对任意点之矩都等于力偶矩
19. 力偶可以使物体( )
A. 只能转动
B. 移动
C. 既转动又移动
D. 微小移动
20. 力偶矩的大小等于( )
A. 力的大小
B. 力偶中一个力的大小与力偶臂的乘积
C. 力偶臂的长度
D. 力的方向
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 若将作用在刚体某点的力,平移到刚体上的另一点,而不改变原力的作用效果,则必须附加一个______,其力偶矩等于原力对新作用点的______。
22. 力偶对物体的作用效果用______来衡量。
23. 作用在刚体上的力,可以______移动到刚体上的一点,但同时必须附加一个力偶,这个附加力偶的矩等于______的矩。
24. 作用于刚体上的力,可以平移到刚体上的任一点,但必须同时附加一力偶,此附加力偶的矩等于该力对______的矩。
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. 力偶的三要素是______、______、______。
27. 力偶对物体的转动效果与力矩对物体的转动效果______。
28. 力偶中的两个力关于平面上任意一点的力矩的代数和恒等于______,因此力偶没有矩心。
29. 力偶中两力的作用线所确定的平面称为______,两力作用线之间的垂直距离称为______。
30. 力偶中一个力的大小与力偶臂的乘积并加以适当的正号或负号,称为______。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 力偶只能使刚体转动,而不能使刚体移动( )
32. 平面力偶系可以列2个平衡方程,可以求解2个未知量。( )
33. 力偶中的两个力大小相等、方向相反,所以它们相互平衡。( )
34. 力偶和力矩都是用来度量物体转动效应的物理量。( )
35. 力偶的作用效果与矩心有关。( )
36. 力臂为转动中心到力作用线的倾斜距离。( )
37. 平面力偶系平衡的必要与充分条件是该力偶系的合力偶矩等于零。( )
38. 作用力与反作用力可以组成一个力偶。( )
39. 平面力偶系达到平衡状态时,合力偶矩必等于零。( )
40. 作用于刚体上的力,可以平移到刚体上的任一点,但必须同时附加一个力偶,此附加力偶之矩等于原力对新作用点之矩。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 力偶臂
42. 解释钳工用丝锥攻螺纹时,为何必须用双手均匀握住扳手两端,而且用力要相等,不能单手扳动扳手。
43. 简述力偶的等效条件
44. 某机修工使用扳手拧紧螺栓,扳手有效长度为 0.25 m,施加垂直于扳手的力为 120 N。另有一力偶由大小均为 80 N、方向相反且相互平行的两个力组成,两个力的作用线距离为 0.15 m。试回答:(1)计算扳手上力对螺栓中心的力矩。(2)计算该力偶的力偶矩。(3)说明力矩与力偶矩在物理意义上的主要区别。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某车床维修工在调整刀架时,使用长度为 250 mm 的扳手拧紧夹紧螺栓。施力大小为 120 N,施力方向与扳手手柄成 角。随后,工人用一组力偶转动校正装置,两平行反向力的大小均为 180 N,力偶臂为 160 mm。规定逆时针方向为力矩正方向。(1)计算扳手作用在螺栓中心的力矩,以及校正装置所受力偶的力偶矩。(2)比较两种作用的转动效果;若两者转动方向相同,求其合力矩。(3)若夹紧螺栓要求力矩达到 24 N·m,施力大小和方向不变,说明应如何调整扳手长度,并写出一种实际操作中的安全注意事项。
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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
任务二:力矩与力偶
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. 力偶的性质之一是:力偶可以在其作用面内____,而不改变它对刚体的作用。( )
A. 改变大小
B. 有条件转移
C. 任意转移
D. 改变作用方向
【答案】C
【解析】力偶可以在其作用面内任意移转,而不改变它对刚体的作用。
2. 下列哪项可以增加一个力矩的大小?( )
A. 减小力的大小
B. 增大力臂的长度
C. 减小力臂的长度
D. 改变力的方向
【答案】B
【解析】增大力臂的长度可以增加一个力矩的大小。
3. 图示平面直角弯杆ABC,AB=3 m,BC=4 m,受两个力偶作用,其力偶矩分别为300N·m、600N·m,转向如图所示。若不计杆重及各接触处摩擦,则A、C支座的约束反力的大小为( )
A. FA=300N,FC=100N
B. FA=300N,FC=300N
C. FA=100N,FC=300N
D. FA=100N,FC=100N
【答案】D
4. 关于力偶,以下说法中正确的是( )
A. 组成力偶的两个力大小相等、方向相反,是一对作用力与反作用力
B. 组成力偶的两个力大小相等、方向相反,是平衡力系
C. 力偶对任一点之矩等于力偶矩
D. 力偶在任一坐标轴的投影等于该力偶矩的大小
【答案】C
【解析】力偶中的两个力是作用在同一刚体上的,不可能是一对作用与反作用力,A错;组成力偶的两个力方向相反,但相互平行,不在同一条直线上,所以不能平衡,故B错;力偶中的两个力关于平面上任意一点的力矩的代数和恒等于力偶矩,即力偶矩矢量,故C正确;力偶中的两个力在任一坐标轴的投影的代数和等于0,故D错。
5. 力偶对物体产生的运动效应为( )
A. 只能使物体转动
B. 只能使物体移动
C. 既能使物体转动,又能使物体移动
D. 它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同
【答案】A
【解析】力偶对物体产生的运动效应只能使物体转动
6. 下列表述中不正确的是( )
A. None
B. None
C. None
D. 力偶对任一点之矩等于其力偶矩
【答案】B
【解析】力偶与一个力不等效,也不能与一个力平衡。力偶产生的效果是使物体绕某一点(或轴)旋转,单个力只能产生沿力的作用线的平移效果。为了平衡一个力偶,需要另一个力偶,其力偶矩大小相等但方向相反,这样才能抵消原有力偶的旋转效应。
7. 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
8. 在平面中力矩为零的条件是( )
A. 作用力为0,力臂不为0
B. 作用力和力臂都不为0
C. 作用力不为0.力臂为0
D. 作用力和力臂只要有一个为零
【答案】D
【解析】平面内力对某点的力矩大小为M=Fd,其中F为作用力大小,d为力臂。当作用力F为零或力臂d为零时,力矩均为零。因此,只要作用力和力臂中有一个为零,力矩就为零,选D。
9. 力偶的性质是______。( )
A. 力偶对刚体的作用效果与力偶的转向无关
B. 力偶对刚体的作用效果与力偶在刚体上的作用点位置无关
C. 力偶不能使刚体产生转动
D. 力偶只能使刚体产生平动
【答案】B
【解析】力偶对刚体只产生转动效应,其作用效果由力偶矩决定。力偶是自由矢量,可以在刚体上任意平移而不改变作用效果,因此与力偶在刚体上的作用点位置无关,选B。
10. 物体在同一平面内的四个力构成两个力偶,且两个力偶矩方向相同,该物体在此力系作用下处于( )
A. None
B. None
C. None
D. 不平衡状态,因为可合成为一个力系
【答案】B
【解析】两个力偶矩方向相同,合成后为一个非零合力偶,物体处于不平衡状态。
11. 等效力偶就是( )
A. 两力偶矩大小相等,转向相反
B. 两力偶臂相等,力不相等
C. 两力偶矩大小相等,转向相同
D. 两力偶矩大小不相等,转向相同
【答案】C
【解析】等效力偶就是两力偶矩大小相等,转向相同
12. 力使物体绕定点转动的效果用______来度量。( )
A. None
B. None
C. 力的作用线
D. None
【答案】B
【解析】力使物体绕定点转动的效果用力偶矩来度量
13. 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。
14. 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。
15. 某刚体同时受到两个共面力偶作用,力偶矩分别为120 N·m(顺时针)和80 N·m(逆时针),则其合力偶矩为( )
A. 40 N·m,顺时针
B. 40 N·m,逆时针
C. 200 N·m,顺时针
D. 200 N·m,逆时针
【答案】A
【解析】两个共面力偶的合力偶矩等于各力偶矩的代数和,方向相反时取差值,因此合力偶矩为40 N·m,方向与较大的顺时针力偶相同。
16. 下列动作中属于力偶作用的是( )
A. 用手提重物
B. 用羊角锤拔钉子
C. 汽车驾驶员用双手转动转向盘
D. 用手拍球
【答案】C
【解析】由大小相等,方向相反的平行力组成的力系,称为力偶。
17. 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,
18. 关于力偶与力矩的论述,_____是正确的。( )
A. 力偶对物体的作用效果与其在刚体作用面内的具体位置有关。
B. 力偶对刚体既产生转动效应又产生移动效应
C. 力偶可用一个力来等效替换
D. 力偶对任意点之矩都等于力偶矩
【答案】D
【解析】力偶对刚体的作用效果与其作用位置无关,不能用一个力等效替换,也不会产生移动效应。力偶中两个力对任意点的力矩代数和均等于力偶矩,因此选D。
19. 力偶可以使物体( )
A. 只能转动
B. 移动
C. 既转动又移动
D. 微小移动
【答案】A
【解析】力偶由大小相等、方向相反且不在同一直线上的两个平行力组成,合力为零,因此不产生平动效应,只产生转动效应,选A。
20. 力偶矩的大小等于( )
A. 力的大小
B. 力偶中一个力的大小与力偶臂的乘积
C. 力偶臂的长度
D. 力的方向
【答案】B
【解析】力偶矩的大小等于力偶中一个力的大小与两力作用线之间垂直距离,即力偶臂的乘积,公式为M=Fd,因此选B。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 若将作用在刚体某点的力,平移到刚体上的另一点,而不改变原力的作用效果,则必须附加一个______,其力偶矩等于原力对新作用点的______。
【答案】① 力偶 ② 力矩
【解析】根据力的平移定理,将作用在刚体某点的力平移到另一点时,为保持原力对刚体的作用效果,必须附加一个力偶。该附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的力矩。
22. 力偶对物体的作用效果用______来衡量。
【答案】力偶矩
【解析】力偶对物体不产生平动效应,只产生转动效应,其转动作用效果用力偶矩来衡量。
23. 作用在刚体上的力,可以______移动到刚体上的一点,但同时必须附加一个力偶,这个附加力偶的矩等于______的矩。
【答案】① 平行 ② 原来的力对新作用点
【解析】根据力的平移定理,作用在刚体上的力可以平行移动到刚体上的另一点,但必须附加一个力偶。该附加力偶的矩等于原来的力对新作用点的矩。
24. 作用于刚体上的力,可以平移到刚体上的任一点,但必须同时附加一力偶,此附加力偶的矩等于该力对______的矩。
【答案】指定点
【解析】将力平移到指定点时,为保持原力的作用效果,需附加一个力偶。该附加力偶的矩等于原力对指定点的矩。
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. 力偶的三要素是______、______、______。
【答案】① 大小 ② 转向 ③ 作用面
【解析】力偶的三要素是力偶中一个力的大小、力偶的转向和力偶的作用面。这些要素共同决定力偶对刚体的转动作用效果。
27. 力偶对物体的转动效果与力矩对物体的转动效果______。
【答案】相同
【解析】力偶和力矩都用来描述力对物体产生的转动作用效果。在相同转动方向和作用条件下,二者的转动效果相同。
28. 力偶中的两个力关于平面上任意一点的力矩的代数和恒等于______,因此力偶没有矩心。
【答案】力偶矩
【解析】力偶中两个力大小相等、方向相反。对平面上任意一点取矩时,两个力矩的代数和均为力偶矩,且与取矩点的位置无关。因此力偶没有唯一的矩心。
29. 力偶中两力的作用线所确定的平面称为______,两力作用线之间的垂直距离称为______。
【答案】① 力偶作用面 ② 力偶臂
【解析】力偶中两力的作用线所确定的平面称为力偶作用面,两力作用线之间的距离称为力偶臂。
30. 力偶中一个力的大小与力偶臂的乘积并加以适当的正号或负号,称为______。
【答案】力偶矩
【解析】力偶矩是代数量,其大小等于力偶中一个力的大小与力偶臂的乘积,并根据力偶的转向规定适当的正号或负号,即M=Fd。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 力偶只能使刚体转动,而不能使刚体移动( )
【答案】正确
【解析】力偶由大小相等、方向相反的两个平行力组成,合力为零,因此不能使刚体产生平动效应;但其力偶矩不为零时会使刚体产生转动效应。所以该说法正确。
32. 平面力偶系可以列2个平衡方程,可以求解2个未知量。( )
【答案】错误
【解析】平面力偶系可以列1个平衡方程,可以求解1个未知量。
33. 力偶中的两个力大小相等、方向相反,所以它们相互平衡。( )
【答案】错误
【解析】力偶中的两个力大小相等、方向相反,作用线相互平行,不在同一条直线上,所以不能平衡。
34. 力偶和力矩都是用来度量物体转动效应的物理量。( )
【答案】正确
【解析】力偶使物体转动,力矩衡量力对物体转动的作用,二者都与物体转动效应相关,单位和计算方式有联系。
35. 力偶的作用效果与矩心有关。( )
【答案】错误
【解析】力偶是自由矢量,其对刚体的作用效果与作用位置无关。力偶中两个力对任意点的力矩代数和都等于同一个力偶矩,因此力偶的作用效果与矩心无关,该说法错误。
36. 力臂为转动中心到力作用线的倾斜距离。( )
【答案】错误
【解析】力臂是从转动中心到力的作用线的垂直距离,而不是倾斜距离。因此题干中的说法错误。
37. 平面力偶系平衡的必要与充分条件是该力偶系的合力偶矩等于零。( )
【答案】正确
【解析】平面力偶系平衡的必要与充分条件是该力偶系的合力偶矩等于零。
38. 作用力与反作用力可以组成一个力偶。( )
【答案】错误
【解析】力偶是由一对等值、反向、平行但不共线的力组成的,它可以产生旋转效应而没有线性合力。作用力与反作用力共线,不可以组成一个力偶。
39. 平面力偶系达到平衡状态时,合力偶矩必等于零。( )
【答案】正确
【解析】平面力偶系平衡时,物体的转动效应必须相互抵消,因此各力偶矩的代数和,即合力偶矩,必须等于零。
40. 作用于刚体上的力,可以平移到刚体上的任一点,但必须同时附加一个力偶,此附加力偶之矩等于原力对新作用点之矩。( )
【答案】正确
【解析】根据力的平移定理,作用于刚体上的力可平移到任一点。为保持原力的作用效果,必须附加一个力偶,该附加力偶的矩等于原力对新作用点的矩。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 力偶臂
【答案】力偶中两个力作用线之间的垂直距离称为力偶臂。
【解析】力偶臂是力偶中两个力的作用线之间的垂直距离,通常用d表示。力偶矩的大小等于其中一个力的大小与力偶臂的乘积,即M=Fd。
42. 解释钳工用丝锥攻螺纹时,为何必须用双手均匀握住扳手两端,而且用力要相等,不能单手扳动扳手。
【答案】解:单手使用扳手时,扳手AB一端的力F与作用该点C的一个力和一个力偶矩等效,力偶使丝锥转动,力F会使丝锥产生折断。
43. 简述力偶的等效条件
【答案】力偶矩大小相等,转向相同,可改变力的大小以及力偶臂的长短。
【解析】两个力偶等效的条件是它们的力偶矩矢量相等,即力偶矩大小相等、转向相同。在此条件下,力偶中力的大小和力偶臂的长短可以改变,但二者的乘积必须保持不变。
44. 某机修工使用扳手拧紧螺栓,扳手有效长度为 0.25 m,施加垂直于扳手的力为 120 N。另有一力偶由大小均为 80 N、方向相反且相互平行的两个力组成,两个力的作用线距离为 0.15 m。试回答:(1)计算扳手上力对螺栓中心的力矩。(2)计算该力偶的力偶矩。(3)说明力矩与力偶矩在物理意义上的主要区别。
【答案】(1)扳手上力对螺栓中心的力矩为:。力矩方向由力使螺栓转动的方向确定。(2)力偶矩为:。(3)力矩是单个力对某一指定点的转动作用,其大小与取矩点有关;力偶的合力为零,只产生纯转动作用,力偶矩与取矩点的位置无关。
【解析】(1)力垂直于扳手,力臂等于扳手长度,直接用力与力臂的乘积计算。(2)力偶矩等于其中一个力与两力作用线间垂直距离的乘积。(3)依据力矩和力偶的受力特征进行区别。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某车床维修工在调整刀架时,使用长度为 250 mm 的扳手拧紧夹紧螺栓。施力大小为 120 N,施力方向与扳手手柄成 角。随后,工人用一组力偶转动校正装置,两平行反向力的大小均为 180 N,力偶臂为 160 mm。规定逆时针方向为力矩正方向。(1)计算扳手作用在螺栓中心的力矩,以及校正装置所受力偶的力偶矩。(2)比较两种作用的转动效果;若两者转动方向相同,求其合力矩。(3)若夹紧螺栓要求力矩达到 24 N·m,施力大小和方向不变,说明应如何调整扳手长度,并写出一种实际操作中的安全注意事项。
【答案】(1)扳手力矩为:。力偶矩为:。(2)力偶矩大于扳手力矩,校正装置的转动效果较强。若转动方向相同,合力矩为:。(3)应将扳手有效长度调整为:。操作时应使施力方向稳定,避免扳手滑脱伤人。
【解析】(1)力矩等于力乘以力臂,斜向施力时取力的垂直分量;力偶矩等于其中一个力与力偶臂的乘积。(2)同向力矩相加。(3)由力矩公式反求有效长度,并结合实际操作保证施力安全。
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