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
任务四:约束与约束力
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. 下列不属于约束类型的是______。( )
A. 柔性约束
B. 光滑面约束
C. 固定端约束
D. 自由约束
2. 下列约束中,其约束反力的方向是沿接触点的公法线指向被约束物体的是( )
A. 柔体约束
B. 光滑面约束
C. 铰链约束
D. 链杆约束
3. ,图示梁AB受一力偶作用,其力矩,,。试求支座A、B的反力(方向图中已给出)( )
A. A;100N B:50N
B. A;50N B:50N
C. A;50N B:100N
D. A;100N B:100N
4. 地面对电线杆的约束是( )
A. 固定端约束
B. 光滑接触面约束
C. 柔性约束
D. 铰链约束
5. 光滑面约束的约束反力总是沿接触面的______方向,并指向被约束的物体。( )
A. A:斜向
B. B:铅垂
C. C:公切线
D. D:公法线
6. 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
7. 如图所示,球重G,则A处的约束反力( )
A. 2G
B. G
C. G
D.
8. 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. A:一个力
B. B:一个力偶
C. C:一个力、一个力偶
D. D:一群力
9. 下列约束中,约束力方向可以任意假设的是( )
A. 光滑面约束
B. 柔性约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
10. 如图所示,将小球放在互成直角的光滑平面上,A点所受的约束反力为( )
A. 2G
B. G
C.
D.
11. 桥梁的固定支座通常简化为( )
A. 固定铰支座
B. 活动铰支座
C. 固定端约束
D. 柔体约束
12. 跳水跳板属于( )
A. 铰链约束
B. 柔性约束
C. 光滑接触面约束
D. 固定端约束
13. 带传动中带所产生的约束力属于约束( )
A. 光滑接触面
B. 柔性
C. 固定铰链
D. 活动铰链
14. 均质杆AB长为L,重为P,用一绳索悬吊于光滑槽内,则杆在A、B处受到的约束力的关系为( )
A. FA>FB
B. FA<FB
C. FA=Fs=0
D. FA=Fs≠0
15. 一般情况下,固定端约束的约束反力可用______来表示( )
A. A:沿杆法线方向的力
B. B:沿杆切线方向的力
C. C:一对相互垂直的力、一个力偶
D. D:一对相互垂直的力
16. 对于固定端约束,其约束力的个数为______。( )
A. 一个
B. 两个
C. 三个
D. 四个
17. 如图所示杆ACB,其正确的受力图为( )
A. 图A
B. 图B
C. 图C
D. 图D
18. 固定端约束通常有______个约束反力。( )
A. 一
B. 二
C. 三
D. 四
19. 固定端约束反力:用一个( )和两个正交的分力表示( )
A. 力矩
B. 力偶
C. 力系
D. 力臂
20. 光滑面约束的约束反力是( )
A. 正压力
B. 摩擦力
C. 切向力
D. 法向反力
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 对非自由体的某些位移起限制作用的物体称为______,约束对被约束物体的作用力称为______,方向与约束限制物体运动趋势的方向______。
22. 工程中常见的约束类型为______、______、______和______。
23. 常见的约束类型有______、______、______、______。
24. 由光滑的平面或曲面构成的约束叫______约束。光滑面约束的约束力方向:沿接触表面的______并指向受力物体,作用点即接触点。
25. 固定铰链支座的约束力用过铰链中心的______的分力表示。
26. 约束反力方向不能确定的是约束有______、______。
27. 约束反力的方向总是与物体被限制运动的方向______。
28. 固定端约束不仅能限制物体的______,还能限制物体的______。
29. 活动铰链支座的约束反力:通过______中心且垂直于支承面。
30. 约束力的作用方向总是与约束所能限制的运动方向______。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 对于固定端约束,其约束力的方向可以任意确定。( )
32. 约束对物体产生力的方向均与物体的运动方向相反。( )
33. 约束反力的大小总是与主动力的大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。( )
34. 光滑面约束的约束力方向沿接触面的切线方向。( )
35. 下图所示为中间铰链约束( )
36. 固定铰支的约束反力通常用两个相互垂直的分力和表示。( )
37. 柔性约束对物体的约束反力作用于接触点,方向沿柔性体指向物体。( )
38. 光滑铰链约束和固定端约束的约束力方向均为假定,若计算结果为负值,则说明约束力方向与假定方向相反( )
39. 固定铰支约束反力的方向能预先确定( )
40. 固定端约束不能限制物体的转动。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 常见的约束有哪几种
42. 如图所示,在水平梁 AB 上作用有力偶矩为 m 的力偶和载荷集度为 q 的均布载荷。求 A、B 支座的约束反力。
43. 什么是约束反力?
44. 在机械加工设备中,某工件放置在粗糙水平工作台上,并由一根柔性钢丝绳沿水平方向牵引,工件仍处于静止状态。回答下列问题:(1)说明约束与约束力的含义。(2)指出工件受到的约束,并说明各约束力的方向。(3)若工作台表面为光滑面,工件受到的约束力将发生什么变化?
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某铣削夹具中有一根水平支承杆 ,杆长 。 端采用铰链支承, 端采用放置在水平面上的光滑滚动支承,工件通过夹具在杆上 点施加平面力。 点距 点 ,作用力大小为 ,方向由 点指向左下方,与杆轴线成 角。忽略支承杆自重及滚动支承摩擦。(1)指出 两处约束力的方向,并计算 处的水平约束力、竖直约束力、 处的约束力及 处约束力的合力。(2)若 处允许承受的约束力合力为 , 处允许承受的竖直约束力为 ,判断该支承结构是否满足要求。(3)若更换滚动支承后, 处允许承受的竖直约束力降为 ,保持作用力大小和方向不变,将 点向 点移动。求 点距 点的最大距离,并计算此时 处约束力合力,判断 处是否满足原允许值。
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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
任务四:约束与约束力
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. 下列不属于约束类型的是______。( )
A. 柔性约束
B. 光滑面约束
C. 固定端约束
D. 自由约束
【答案】D
【解析】常见的约束类型有柔性约束、光滑面约束、固定端约束等,没有自由约束这种说法。
2. 下列约束中,其约束反力的方向是沿接触点的公法线指向被约束物体的是( )
A. 柔体约束
B. 光滑面约束
C. 铰链约束
D. 链杆约束
【答案】B
【解析】光滑面约束不限制接触点沿切面的运动,只限制物体沿接触面法线方向的运动。因此,其约束反力沿接触点的公法线方向,并指向被约束物体,故选B。
3. ,图示梁AB受一力偶作用,其力矩,,。试求支座A、B的反力(方向图中已给出)( )
A. A;100N B:50N
B. A;50N B:50N
C. A;50N B:100N
D. A;100N B:100N
【答案】D
4. 地面对电线杆的约束是( )
A. 固定端约束
B. 光滑接触面约束
C. 柔性约束
D. 铰链约束
【答案】A
【解析】电线杆通常固定在地面中,地面对电线杆既限制其平动,又限制其转动,属于固定端约束,故选A。
5. 光滑面约束的约束反力总是沿接触面的______方向,并指向被约束的物体。( )
A. A:斜向
B. B:铅垂
C. C:公切线
D. D:公法线
【答案】D
【解析】光滑面不产生切向摩擦力,只能阻碍物体沿接触面的公法线方向运动。因此,光滑面约束的约束反力沿接触面的公法线方向,并指向被约束物体,故选D。
6. 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】光滑面约束的约束反力必沿接触面的公法线方向,方向可以确定。固定端、光滑圆柱铰链和固定铰支座的约束反力方向通常不能单独确定,故选C。
7. 如图所示,球重G,则A处的约束反力( )
A. 2G
B. G
C. G
D.
【答案】C
【解析】根据平面汇交力系平衡方程,应选C选项。
8. 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. A:一个力
B. B:一个力偶
C. C:一个力、一个力偶
D. D:一群力
【答案】C
【解析】固定端约束既能限制物体的平动,又能限制物体的转动。无论约束反力分布多么复杂,都可将其等效为作用在固定端点上的一个力和一个力偶,故选C。
9. 下列约束中,约束力方向可以任意假设的是( )
A. 光滑面约束
B. 柔性约束
C. 固定铰链约束
D. 活动铰链约束
【答案】C
【解析】光滑面约束的约束力方向沿接触表面公法线并指向受力物体;柔性约束的约束力方向沿绳索背离物体;活动铰链约束的约束力通过铰链中心且垂直于支承面;而固定铰链约束反力方向未知,通常用两个相互垂直的分力表示,这两个分力的方向可以任意假设。例如固定铰链连接的杆,其受到的约束反力方向不确定,可先假设分力方向来分析。
10. 如图所示,将小球放在互成直角的光滑平面上,A点所受的约束反力为( )
A. 2G
B. G
C.
D.
【答案】C
【解析】平面对小球的约束为光滑面约束,故约束力的方向应沿接触点的公法线指向小球的几何中心,根据力的分解可知,答案应选C选项。
11. 桥梁的固定支座通常简化为( )
A. 固定铰支座
B. 活动铰支座
C. 固定端约束
D. 柔体约束
【答案】A
【解析】桥梁通常设置一个固定支座和一个活动支座。固定支座限制支承处的水平和竖直位移,通常简化为固定铰支座;活动支座允许沿桥梁纵向发生位移。因此,桥梁的固定支座通常简化为固定铰支座,故选A。
12. 跳水跳板属于( )
A. 铰链约束
B. 柔性约束
C. 光滑接触面约束
D. 固定端约束
【答案】D
【解析】跳水跳板一端完全固定,既不能移动也不能转动,这种约束属于固定端约束。
13. 带传动中带所产生的约束力属于约束( )
A. 光滑接触面
B. 柔性
C. 固定铰链
D. 活动铰链
【答案】B
【解析】带传动中的带属于柔性体。带对带轮或被传动物体的约束力沿带的长度方向,并具有拉力特征,因此属于柔性约束,故选B。
14. 均质杆AB长为L,重为P,用一绳索悬吊于光滑槽内,则杆在A、B处受到的约束力的关系为( )
A. FA>FB
B. FA<FB
C. FA=Fs=0
D. FA=Fs≠0
【答案】D
15. 一般情况下,固定端约束的约束反力可用______来表示( )
A. A:沿杆法线方向的力
B. B:沿杆切线方向的力
C. C:一对相互垂直的力、一个力偶
D. D:一对相互垂直的力
【答案】C
【解析】一般情况下,固定端约束的约束反力可用一对相互垂直的力和一个力偶来表示
16. 对于固定端约束,其约束力的个数为______。( )
A. 一个
B. 两个
C. 三个
D. 四个
【答案】C
【解析】固定端约束的约束力有一个力和一个力偶,共三个。
17. 如图所示杆ACB,其正确的受力图为( )
A. 图A
B. 图B
C. 图C
D. 图D
【答案】A
【解析】物体与光滑面形成点、线、面刚性接触(接触面间摩擦力很小,忽略不计)所形成的约束,称为光滑面约束。 光滑面约束的约束反力是支撑力或压力,其方向沿接触面的公法线指向被约束物体。此类约束反力也称为法向反力,通常用N或F表示。
18. 固定端约束通常有______个约束反力。( )
A. 一
B. 二
C. 三
D. 四
【答案】C
【解析】固定端约束通常有3个约束反力,水平方向支反力Rx、竖直方向Ry、约束反力偶M。
19. 固定端约束反力:用一个( )和两个正交的分力表示( )
A. 力矩
B. 力偶
C. 力系
D. 力臂
【答案】B
【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。
20. 光滑面约束的约束反力是( )
A. 正压力
B. 摩擦力
C. 切向力
D. 法向反力
【答案】D
【解析】光滑面接触不产生切向摩擦力,接触面对物体的作用力只能沿接触面的法线方向,因此称为法向反力或正压力,故选D。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 对非自由体的某些位移起限制作用的物体称为______,约束对被约束物体的作用力称为______,方向与约束限制物体运动趋势的方向______。
【答案】① 约束 ② 约束反力 ③ 相反
【解析】限制非自由体某些位移的物体称为约束;约束对被约束物体的作用力称为约束反力。约束反力总是阻碍被约束物体沿约束所限制方向的运动趋势,所以其方向与该运动趋势方向相反。
22. 工程中常见的约束类型为______、______、______和______。
【答案】① 光滑接触面约束 ② 柔性约束 ③ 铰链支座约束 ④ 固定端约束
【解析】工程中常见的约束类型包括光滑接触面约束、柔性约束、铰链支座约束和固定端约束。光滑接触面约束的反力沿接触面法线方向;柔性约束的反力沿柔性体方向;铰链支座约束的反力通过铰链中心;固定端约束可提供一个力和一个力偶。
23. 常见的约束类型有______、______、______、______。
【答案】① 柔性约束 ② 光滑接触表面的约束 ③ 光滑的铰链约束 ④ 固定端约束
【解析】常见的约束类型有柔性约束、光滑接触表面的约束、光滑的铰链约束、固定端约束。
24. 由光滑的平面或曲面构成的约束叫______约束。光滑面约束的约束力方向:沿接触表面的______并指向受力物体,作用点即接触点。
【答案】① 光滑面 ② 公法线
【解析】由光滑平面或光滑曲面构成的约束称为光滑面约束。由于接触面光滑,不存在切向摩擦力,约束力只能沿接触面的公法线方向,并指向受力物体,作用点为接触点。
25. 固定铰链支座的约束力用过铰链中心的______的分力表示。
【答案】两个互相垂直
【解析】固定铰链支座限制构件在平面内沿两个方向的平动,但不限制其转动。其约束力的作用线通过铰链中心,可用通过铰链中心的两个互相垂直的分力表示。
26. 约束反力方向不能确定的是约束有______、______。
【答案】① 铰链支座约束 ② 固定端约束
【解析】铰链支座的约束反力通常用相互垂直的两个分力表示,合力方向需由平衡方程确定;固定端约束还包括约束力偶,其合约束作用的方向和大小也不能预先确定。因此,约束反力方向不能确定的约束包括铰链支座约束和固定端约束。
27. 约束反力的方向总是与物体被限制运动的方向______。
【答案】相反
【解析】约束反力阻止物体运动,其方向与物体被限制的运动趋势方向相反,如绳子拉物体,绳子拉力与物体运动趋势相反。
28. 固定端约束不仅能限制物体的______,还能限制物体的______。
【答案】① 移动; ② 转动
【解析】固定端约束能限制物体在平面内的移动和转动。
29. 活动铰链支座的约束反力:通过______中心且垂直于支承面。
【答案】铰链
【解析】活动铰链支座允许构件沿支承面方向移动,同时限制其垂直于支承面的位移。因此,其约束反力通过铰链中心,并垂直于支承面。
30. 约束力的作用方向总是与约束所能限制的运动方向______。
【答案】相反
【解析】约束力的作用是阻碍约束所限制的运动趋势,因此其作用方向总是与约束所能限制的运动方向相反。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 对于固定端约束,其约束力的方向可以任意确定。( )
【答案】错误
【解析】固定端约束的约束力有一个力和一个力偶,力的方向和力偶的方向是特定的,不能任意确定。
32. 约束对物体产生力的方向均与物体的运动方向相反。( )
【答案】错误
【解析】该说法错误。约束反力的方向与约束所限制的运动趋势方向相反,而不一定与物体实际的运动方向相反;物体也可能处于静止状态或尚未发生实际运动。
33. 约束反力的大小总是与主动力的大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。( )
【答案】错误
【解析】该说法错误。约束反力的大小和方向由物体所受主动力及平衡条件决定,不一定与某个主动力大小相等、方向相反,也不一定与主动力作用在同一直线上。对于固定端约束,还可能存在约束力偶。
34. 光滑面约束的约束力方向沿接触面的切线方向。( )
【答案】错误
【解析】光滑面约束的约束力方向沿接触面的法线方向。
35. 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。
36. 固定铰支的约束反力通常用两个相互垂直的分力和表示。( )
【答案】正确
【解析】固定铰支的约束反力通常用两个相互垂直的分力和表示。
37. 柔性约束对物体的约束反力作用于接触点,方向沿柔性体指向物体。( )
【答案】错误
【解析】该说法错误。柔性约束的约束反力作用于接触点,方向沿柔性体,但应由物体指向柔性体,即背离被约束物体;柔性体只能产生拉力,不能产生压力。
38. 光滑铰链约束和固定端约束的约束力方向均为假定,若计算结果为负值,则说明约束力方向与假定方向相反( )
【答案】正确
【解析】光滑铰链约束和固定端约束的约束力方向都不能确定,都是假定的,若计算结果为正,则说明实际方向与假定方向相同,或计算结果为负值,则说明实际方向与假定方向相反,算出来是负值,需要特别说明其实际方向是哪个方向。
39. 固定铰支约束反力的方向能预先确定( )
【答案】错误
【解析】固定支约束反力方向取决于约束情况和所受外力,一般不能预先确定,需通过受力分析和平衡方程求解。
40. 固定端约束不能限制物体的转动。( )
【答案】错误
【解析】固定端约束既能限制物体移动,也能限制物体转动。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 常见的约束有哪几种
【答案】光滑接触面约束、柔性约束、光滑铰链约束和固定端约束。
【解析】常见约束包括光滑接触面约束、柔性约束、铰链支座约束和固定端约束。不同约束对物体的运动限制不同,其约束反力的作用方向和表示方法也不同。
42. 如图所示,在水平梁 AB 上作用有力偶矩为 m 的力偶和载荷集度为 q 的均布载荷。求 A、B 支座的约束反力。
【答案】取AB杆为研究对象,受力分析,如图所示 Σ(F)=0 2a0 Σ0 Σ(2m+q)/4a 2m+q4a 2m+q4a=3q2m/4a
【解析】平面任意力系一矩式方程。 取AB杆为研究对象,受力分析,如图所示 Σ(F)=0 2aRBcos0 Σ0 Σ0 F(2m+q)/4a 2m+q4a 2m+q4a=3q2m/4a
43. 什么是约束反力?
【答案】约束对被约束物体的作用称为约束力或约束反力。
【解析】约束反力是约束对被约束物体的作用力,也称为约束力。它的方向总是与约束所限制的运动趋势方向相反,具体方向和大小由约束类型及物体所受主动力共同决定。
44. 在机械加工设备中,某工件放置在粗糙水平工作台上,并由一根柔性钢丝绳沿水平方向牵引,工件仍处于静止状态。回答下列问题:(1)说明约束与约束力的含义。(2)指出工件受到的约束,并说明各约束力的方向。(3)若工作台表面为光滑面,工件受到的约束力将发生什么变化?
【答案】(1)约束是限制物体某些运动形式的条件或装置;约束力是约束对物体施加的力,其方向通常与物体所受的运动约束趋势相反。
(2)工件受到水平工作台和钢丝绳的约束。水平工作台对工件形成接触约束,产生垂直于工作台面并指向工件的支持力;由于接触面粗糙,还产生沿工作台面、与工件相对运动趋势相反的摩擦力。钢丝绳对工件形成柔性约束,产生沿钢丝绳方向、指向钢丝绳牵引方向的拉力,该拉力属于约束力。
(3)工作台变为光滑面后,接触面不产生摩擦力,只保留垂直工作台面的支持力。若钢丝绳仍保持牵引,工件将不再处于静止状态,而会在水平方向产生运动。
【解析】约束是限制物体运动的条件或装置,约束力是约束对物体施加的力。粗糙水平工作台产生垂直台面、指向工件的支持力,以及沿台面、反向于运动趋势的摩擦力;钢丝绳产生沿绳方向、指向牵引方向的拉力。台面光滑后摩擦力为零,仅有支持力;若仍受牵引,水平方向失衡,工件将加速运动。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某铣削夹具中有一根水平支承杆 ,杆长 。 端采用铰链支承, 端采用放置在水平面上的光滑滚动支承,工件通过夹具在杆上 点施加平面力。 点距 点 ,作用力大小为 ,方向由 点指向左下方,与杆轴线成 角。忽略支承杆自重及滚动支承摩擦。(1)指出 两处约束力的方向,并计算 处的水平约束力、竖直约束力、 处的约束力及 处约束力的合力。(2)若 处允许承受的约束力合力为 , 处允许承受的竖直约束力为 ,判断该支承结构是否满足要求。(3)若更换滚动支承后, 处允许承受的竖直约束力降为 ,保持作用力大小和方向不变,将 点向 点移动。求 点距 点的最大距离,并计算此时 处约束力合力,判断 处是否满足原允许值。
【答案】(1) 为铰链约束,约束力包括水平方向分力 和竖直方向分力 ; 为水平面上的光滑滚动约束,约束力 垂直于水平面,方向竖直向上。将作用力分解得,。对 点取矩:,得 。竖直方向平衡:,得 。水平方向平衡得 ,方向向右。。(2),且 ,因此支承结构满足要求。(3)设 点距 点为 ,则,所以 。由 ,得 。此时 ,。,故 处仍满足要求。
【解析】(1)铰链可提供水平和竖直约束力,光滑滚动支承只能提供垂直支承面的约束力。将斜向力分解后,分别利用力矩平衡和力的平衡求得各约束力。(2)将计算结果与允许值比较即可判断。(3)由力矩平衡可知, 处约束力随 点距 点的距离增大而增大,因此向 移动可降低 处受力。
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