第29卷 受力分析与受力图绘制-考点训练卷 湖南省（职教高考）机电类 考纲百套卷

编写说明：湖南省《机电类考纲百套卷》，依据《湖南省高校招生职业技能考试大纲机电类专业综合知识》编写。本专辑覆盖公共模块与专业选考模块，且每一课程均采用三阶递进式训练体系：基础层拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编写专题训练卷；应用层聚焦综合提升，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第29卷考点训练卷，按《机械基础》中的《受力分析与受力图绘制》范围和要求编写。具体内容为：1.掌握工程力学受力分析的研究对象确定、分离体选取、解除约束和受力图规范画法；2.会依据题设条件补画主动力与约束反力，并能对受力图的完整性和方向合理性进行校核。 湖南省《机电类考纲百套卷》第29卷 《机械基础》 受力分析与受力图绘制-考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共16小题，每小题2分，共32分） 1．绘制刚体受力图时，第一步操作是（ ） A．绘制约束反力 B．选取研究对象、解除约束、画出分离体 C．判断各力的大小和方向 D．绘制主动力 【答案】B 【解析】绘制受力图的正确步骤为：首先选取研究对象，将其从周围物体中分离出来，画出轮廓并解除全部约束，得到分离体；第二步在分离体上绘制所有主动力；第三步根据约束类型绘制对应约束反力。因此本题中绘制刚体受力图的第一步是选取研究对象、解除约束、画出分离体。因此正确答案为B。 2．受力分析中，不属于主动力的是（ ） A．构件自重 B．外荷载、集中力 C．支座约束反力 D．均布荷载 【答案】C 【解析】受力分析中，主动力是预先作用在构件上，使构件产生运动或运动趋势的力，常见包括构件自重、集中力、均布荷载等各类外荷载；约束反力是约束对被约束构件的反作用力，需在解除约束后按约束特性绘制，不属于主动力范畴。因此正确答案为C。 3．平面固定铰支座的受力图标准画法是（ ） A．画一个竖向约束力 B．画水平、竖向两个正交分力 C．画一个约束力偶 D．画一个水平约束力 【答案】B 【解析】平面固定铰支座允许构件绕铰心转动，不允许构件水平、竖直方向移动，约束反力通过铰心、方向不定，通常分解为水平、竖直两个正交分力绘制；仅画一个竖向或水平约束力、画约束力偶都不符合标准画法要求。因此正确答案为B。 4．在绘制受力图时，光滑接触面的约束反力方向是（ ） A．沿着接触面的切线方向 B．沿着球心与接触点的连线，指向被约束物体 C．沿着球心与接触点的连线，背离被约束物体 D．竖直向上 【答案】B 【解析】光滑接触面约束的特点是，仅限制被约束构件沿接触面公法线方向压向接触面的运动，不限制沿接触面切线方向的运动，因此其约束反力作用于接触点，方向沿接触面的公法线、指向被约束构件，属于压力。因此正确答案为B。 5．关于二力杆受力图，下列绘制规范正确的是（ ） A．两端约束力沿杆件轴线、大小相等反向 B．可绘制横向约束力 C．两端力方向可任意倾斜 D．需要绘制自重与力偶 【答案】A 【解析】仅受两个外力作用、处于平衡状态的杆件即为二力杆，其受力特点为两端的约束反力大小相等、方向相反，且作用线沿杆件两端铰心的连线，也就是沿杆件轴线方向，二力杆受力分析中通常不考虑自重，不存在横向约束力，也不能随意倾斜两端作用力方向，因此正确答案为A。 6．如图所示构件，各杆的不计自重，其中属二力构件的是（ ） A．AB杆 B．BC杆 C．BD杆 D．都不是 【答案】A 【解析】二力构件判定核心为：仅在两点受约束反力、不计自重且整体平衡。本题图中，BC杆和BD杆除两端约束外还承受其他外力，不满足二力构件条件；仅AB杆在A、B两点受约束反力，不计自重，符合二力构件定义。因此正确答案为A。 7．若构件无主动力作用，其约束受力图正确判定为（ ） A．一定存在约束反力 B．约束反力全部为零 C．仅存在约束力偶 D．仅存在竖向约束力 【答案】A 【解析】根据静力学平衡原理，构件无主动力作用受外部约束限制运动趋势，平衡状态下约束反力平衡主动力；主动力为零时，若构件平衡，约束反力合力必须为零，受约束构件并非一定约束反力全为零，仅构件可自由平衡时约束反力才为零，多数受约束构件因约束限制有运动趋势，一定存在约束反力。因此正确答案为A。 8．如图所示，一重力为G的球，用根绳AB系着，靠在光滑的竖直墙上，其受力图正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】球受竖直向下的重力G，绳AB对球的拉力方向沿绳背离球，光滑竖直墙面给球的约束反力垂直墙面指向球心，三力共同作用使球平衡。因此正确答案为C。 9．如图所示直角弯杆ACB，A端为固定铰支座，B端为可动铰支座（滚轴），B点受一水平向右的力F，A处约束反力的方向为（ ） A．水平向左 B．沿AC连线方向 C．沿AB连线方向 D．方向不确定，需用两个正交分力表示 【答案】C 【解析】弯杆ACB处于平衡状态，整体仅在A点约束和B点外力F两处受力，不计自重，符合二力构件的平衡条件，由此可得，A处约束反力作用线沿AB两点连线方向，因此正确答案为C。 10．图所示AB杆的自重不计，接触面光滑，其受力图是（ ） 【答案】C 【解析】选取AB杆为研究对象，解除两端约束得分离体，AB杆自重不计，受主动力F作用；A端为固定铰链约束，约束反力可分解为水平与竖直两个正交分力；B端为活动铰链约束，约束反力垂直于支撑面、通过铰链中心。因此正确答案为C。 11．如图所示铰拱结构由左右两半拱在顶端C处铰接而成，A、B为固定铰支座。若不计拱的自重，仅在左半拱AC上作用一水平向右的力F，则右半拱BC的受力图正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】右半拱BC仅在B端和C端两个位置受铰链约束反力，不计自重也不受其他主动力作用，符合二力构件的定义，因此B、C两处的约束反力大小相等、方向相反，作用线沿B、C两点的连线。因此正确答案为D。 12．如图所示，杆件AB正确的受力图是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】选取杆件AB为研究对象，解除两端约束得分离体，AB杆自重不计，主动力为F；上端为光滑接触面约束，约束反力垂直接触面指向AB杆；下端为光滑接触面约束，约束反力垂直接触面指向AB杆；D处为柔性约束，柔性约束的约束反力沿绳索方向背离杆件AB。因此正确答案为C。 13．关于力的可传性原理在受力图绘制中的应用，下列叙述正确的是（ ） A．适用于任何物体，包括变形体 B．仅适用于刚体，且力只能沿其作用线移动 C．力可以从一个物体移动到另一个物体上而不改变效果 D．力移动后，物体内部的变形效应也不改变 【答案】B 【解析】力的可传性原理是刚体静力学的基本原理，仅适用于刚体，且只能在同一刚体上将力沿其作用线移动，不能将力从一个物体移动到另一物体；若为变形体，力沿作用线移动后会改变物体内部的变形效应与内力分布，该原理不适用于变形体，因此正确答案为B。 14．下列构件中，受力图只能画轴向拉力/压力的是（ ） A．悬臂梁 B．二力直角杆 C．简支梁 D．绳索 【答案】C 【解析】只有两端受铰约束、不计自重且无其他荷载的二力构件，受力仅为沿杆件轴线的拉力或压力；悬臂梁、简支梁承受横向荷载，受力除轴力外还有剪力和弯矩，二力直角杆不符合题干要求；绳索仅承受轴向拉力，属于只承受轴向力的构件，符合题干要求。因此正确答案为C。 15．受力分析中，“多余绘制力”的典型错误是（ ） A．绘制二力杆轴线约束力 B．为铰支座绘制约束反力偶 C．绘制外荷载 D．绘制光滑面法向约束力 【答案】B 【解析】多余绘制力指受力分析中绘制了实际不存在、不需要画出的力。二力杆的轴线约束力、必须绘制的外荷载、光滑面的法向约束力，都是受力图中需要保留的正确内容；固定铰支座只能提供通过铰心的约束反力，不能提供约束反力偶，为铰支座绘制约束反力偶属于典型的多余绘制力错误。因此正确答案为B。 16．多构件结构受力分析时，关于作用力与反作用力的画法，下列叙述正确的是（ ） A．大小相等、方向相同、作用体相同 B．大小相等、方向相反、分别作用在两个构件 C．可随意省略反作用力 D．无需严格对应方向 【答案】B 【解析】作用力与反作用力遵循牛顿第三定律，大小相等、方向相反，且分别作用在两个相互作用的不同构件上，是受力分析中必须严格对应绘制的力，不可随意省略，也不能方向相同或作用在同一构件上。因此正确答案为B。 二、双项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1．下列选项中，属于主动力的是（ ） A．构件自重 B．外部施加的集中荷载 C．固定铰支座的约束反力 D．铰链处相互作用力 【答案】AB 【解析】受力分析中将作用力分为主动力与约束反力两类：主动力是预先施加在研究对象上，能使其产生运动或运动趋势的力，常见类型包括构件自重、各类外荷载；约束反力是约束限制被约束构件运动产生的反作用力，不属于主动力。本题中固定铰支座的约束反力、铰链处相互作用力都属于约束反力。因此正确选项为AB。 2．关于受力图上力的绘制要求，下列叙述正确的是（ ） A．力的作用点必须画在研究对象上 B．力的箭头表示力的方向 C．同一构件上，力的符号可以随意重复使用 D．约束反力不需要标注符号 【答案】AB 【解析】绘制受力图时，有明确的绘制规范要求：所有力的作用点必须绘制在对应的研究对象（分离体）上，力的箭头用于明确标识力的作用方向；同一构件上不同的力不可重复使用相同符号，避免混淆，所有力都需要标注对应的符号以便区分，因此C、D选项不符合绘制要求。因此正确选项为AB。 3．选取研究对象绘制受力图，正确操作包含（ ） A．将研究对象从整体中分离出来，画出分离体简图 B．先画出全部主动力，再绘制约束反力 C．直接在原图上画力，不做隔离 D．未知约束力的方向不可预先假设 【答案】AB 【解析】绘制受力图必须先分离研究对象，得到分离体后再开展绘制，不能直接在整体原图上绘制受力；若未知约束力方向，可先根据约束特性假设方向，再通过平衡计算验证确定方向，因此C、D错误。将研究对象从整体中分离、画出分离体简图，按先画主动力再画约束反力的顺序操作，都是正确的操作步骤，因此正确选项为AB。 4．关于刚体受力图中约束反力方向的判定，下列叙述正确的是（ ） A．光滑接触面的约束反力，必沿接触点的公法线方向，指向被约束物体 B．固定端约束的约束反力，通常用一个力表示，方向待定 C．柔索（如绳子、链条）的约束反力，只能是拉力，方向沿柔索背离被约束物体 D．可动铰支座（滚轴）的约束反力，方向垂直于支撑面，指向被约束物体，且可能有水平分量 【答案】AC 【解析】不同类型约束的约束反力方向有明确判定规则：固定端约束不仅限制构件移动，还限制构件转动，因此约束反力除两个正交分力外，还包含一个约束反力偶；可动铰支座仅限制构件沿支撑面法线方向的移动，允许转动和沿切线方向移动，因此约束反力方向垂直于支撑面且通过铰心，不存在水平分量，因此B、D选项错误。A、C描述符合约束反力的判定规则，因此正确选项为AC。 5．关于二力构件的判定与受力特点，下列叙述正确的是（ ） A．二力构件必须是直杆，弯曲的杆件不可能是二力构件 B．二力构件受到的两个力，其作用线必沿两受力点的连线 C．若杆件中间不受外力且两端铰接，无论杆件形状如何，均为二力构件 D．二力构件受到的两个力，大小相等、方向相反，且作用在同一物体上 【答案】BC 【解析】二力构件判定与杆件形状无关，只要仅在两点受约束反力、不计自重且平衡即为二力构件，弯折杆件满足条件也可成为二力构件，因此A错误；D选项为二力平衡条件，非二力构件独有特点，不符合题干要求。符合条件的二力构件所受两个力的作用线一定沿两个受力点的连线。因此正确选项为BC。 6．绘制多构件系统分离体受力图时，必须遵守的规则有（ ） A．隔离体只画本构件受力 B．构件之间相互作用力满足作用与反作用定律 C．可以保留外部支座在分离体上不解除 D．作用力与反作用力可以画在同一个分离体上 【答案】AB 【解析】绘制多构件系统分离体受力图时，需先解除全部外部约束得到独立分离体，不可保留约束不解除；作用力与反作用力分别作用在两个不同构件上，不能画在同一个分离体中，因此C、D错误。分离体仅画研究对象受力，构件间相互作用力符合作用与反作用定律，符合绘制规则。因此正确选项为AB。 7．绘制受力图时，属于典型绘图错误的是（ ） A．二力杆两端力沿杆轴线绘制 B．给固定铰支座额外画出约束反力偶 C．同一研究体同时画出作用力和反作用力 D．光滑接触面法向压力指向构件 【答案】BC 【解析】二力杆两端力沿杆轴线绘制、光滑接触面反力指向构件，均符合绘制规则，A、D不属于绘图错误。固定铰支座无法提供约束反力偶，额外绘制属于典型错误；作用力与反作用力分别作用在两个不同构件上，不能同时画在同一研究体，B、C属于典型绘图错误。因此正确选项为BC。 8．绘制受力图时，不可以重复画出的是（ ） A．整体受力图中，构件之间的相互作用力 B．单个分离体的外部主动荷载 C．两个构件之间的作用力与反作用力 D．支座对构件的外部约束反力 【答案】AC 【解析】绘制受力图时，研究对象仅需绘制自身所受外力。整体受力图只需绘制外部荷载与支座约束反力，构件间相互作用力是内力，不可重复绘制；绘制两个构件的分离体受力图时，不可同时画出一对作用力与反作用力，否则会重复。单个分离体的外部主动荷载、支座对构件的外部约束反力为必绘力，不存在重复绘制问题。因此正确选项为AC。 三、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1．绘制刚体受力图的第一步是取出________，解除全部约束。 【答案】研究对象（分离体） 【解析】绘制受力图需先明确研究对象，将其从原结构中分离出来，仅保留研究对象的轮廓简图，这是开展后续受力分析与绘制工作的基础。 2．受力分析中，自重、外荷载等主动产生的力统称为________。 【答案】主动力 【解析】受力分析中将预先作用在构件上，能使构件产生运动或运动趋势的力统一归类为主动力，常见类型包括构件自重、各类外荷载，是受力绘制时需要优先画出的力。 3．支座反力、构件间约束力随主动力产生，属于________。 【答案】约束反力 【解析】约束反力由约束限制构件运动产生，其大小、方向由主动力和约束条件决定，是受力分析中需根据约束类型判定绘制的被动作用力。 4．不计自重、仅两端铰接且无中间荷载的杆件，工程上称为________。 【答案】二力构件（二力杆） 【解析】只要满足仅在两端受铰约束、不计自重、无其他主动荷载且平衡的条件，无论杆件形状如何，都属于二力构件，简称二力杆，受力仅沿两个受力点的连线方向。 5．在多构件结构的受力分析及受力图中，相互连接的两构件的约束反力应严格遵循________定律。 【答案】作用力与反作用力 【解析】多构件结构中两个构件之间的相互作用力，始终满足大小相等、方向相反，分别作用在两个构件上，这一规律由作用力与反作用力定律描述，是绘制多构件分离体受力图必须遵循的核心规律。 6．绘制受力图时，未知约束反力的允许处理方式是先________方向。 【答案】假设 【解析】受力分析中，若无法根据约束特性直接判定未知约束反力的具体方向，可先按约束的可能作用方向预先假设，后续通过刚体平衡方程验证假设方向是否正确。 7．绘制受力图时，若销钉上作用有主动力，该力应视为作用在________上，分析杆件受力时需通过销钉传递。 【答案】销钉 【解析】销钉作为铰接连接的中间构件，其上作用的主动力需要视为销钉自身承受的外力，当分析两个连接杆件的受力时，该力需要通过销钉分别传递给两个杆件，不能直接归属于某一侧杆件。 8．对于三力平衡的刚体，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必________。 【答案】汇交于同一点 【解析】当刚体受三个不平行的力作用且平衡时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必定通过该汇交点，以此满足刚体的平衡条件。 四、综合分析题（本大题共2小题，每小题9分，共18分） 1．表面光滑、重为W的圆球，放置在刚性光滑墙面与刚性凸台之间，接触点分别为A和B两点，如图所示。试画出圆球的受力图。 【答案】画圆球的受力图。 【解析】第一步，选取圆球为研究对象，将圆球从原结构中分离出来，画出分离体轮廓。第二步，绘制主动力：圆球受到的主动力为重力W，作用点在球心，方向竖直向下。第三步，绘制约束反力：A点为光滑墙面与圆球接触，属于光滑接触面约束，约束反力FA沿接触点A的公法线方向，即水平方向指向圆球球心；B点为圆球与刚性凸台接触，同样属于光滑接触面约束，约束反力FB沿接触点B的公法线方向，即沿B点与球心的连线指向球心。 2．图所示结构受分布力q和集中力F作用，杆件重力不计。画出梁AB、BC和结构整体的受力图。 【答案】画梁AB、BC和结构整体的受力图。 梁AB的受力图 梁BC的受力图 结构整体的受力图 【解析】构件AB：第一步，将AB从原结构中分离出来得到分离体轮廓。本题中杆件重力不计，分布荷载q为作用在AB上的主动力，先将q按分布范围绘制在AB梁对应位置，作用方向与分布方向一致。A端为固定端约束，固定端约束既限制移动也限制转动，因此除绘制水平正交分力FAx、竖直正交分力FAy外，还需绘制一个约束反力偶MA；B端为与BC连接的中间铰节点，根据约束特性，其约束反力可分解为水平分量FBx和竖直分量FBy，方向可按常规正交方向预先假设，作用点位于铰节点中心。 构件BC：将BC从原结构中分离得到分离体，集中力F为作用在BC上的主动力，先按其作用位置和方向画出F。C端为活动铰链约束，约束反力方向垂直于支撑面，通过铰心指向BC构件，不存在水平分量，记为FC；B端为与AB连接的中间铰节点，约束反力与AB梁B端的约束反力满足作用力与反作用力关系，记为FBx'和FBy'，二者分别与FBx、FBy大小相等、方向相反，作用点在B端铰心。 结构整体：将整个结构作为研究对象分离出来，AB与BC在B点的相互作用力属于结构内力，内力成对出现相互抵消，无需在整体受力图中绘制，仅需要绘制全部外力：主动力包括AB段的分布荷载q和BC上的集中力F；外部约束反力为A端固定端提供的FAx、FAy和约束反力偶MA，以及C端可动铰支座提供的约束反力FC。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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9．如图所示直角弯杆ACB，A端为固定铰支座，B端为可动铰支座（滚轴），B点受一水平向右的力F，A处约束反力的方向为（ ） A．水平向左 B．沿AC连线方向 C．沿AB连线方向 D．方向不确定，需用两个正交分力表示 10．图所示AB杆的自重不计，接触面光滑，其受力图是（ ） 11．如图所示铰拱结构由左右两半拱在顶端C处铰接而成，A、B为固定铰支座。若不计拱的自重，仅在左半拱AC上作用一水平向右的力F，则右半拱BC的受力图正确的是（ ） A． B． C． D． 12．如图所示，杆件AB正确的受力图是（ ） A． B． C． D． 13．关于力的可传性原理在受力图绘制中的应用，下列叙述正确的是（ ） A．适用于任何物体，包括变形体 B．仅适用于刚体，且力只能沿其作用线移动 C．力可以从一个物体移动到另一个物体上而不改变效果 D．力移动后，物体内部的变形效应也不改变 14．下列构件中，受力图只能画轴向拉力/压力的是（ ） A．悬臂梁 B．二力直角杆 C．简支梁 D．绳索 15．受力分析中，“多余绘制力”的典型错误是（ ） A．绘制二力杆轴线约束力 B．为铰支座绘制约束反力偶 C．绘制外荷载 D．绘制光滑面法向约束力 16．多构件结构受力分析时，关于作用力与反作用力的画法，下列叙述正确的是（ ） A．大小相等、方向相同、作用体相同 B．大小相等、方向相反、分别作用在两个构件 C．可随意省略反作用力 D．无需严格对应方向 二、双项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1．下列选项中，属于主动力的是（ ） A．构件自重 B．外部施加的集中荷载 C．固定铰支座的约束反力 D．铰链处相互作用力 2．关于受力图上力的绘制要求，下列叙述正确的是（ ） A．力的作用点必须画在研究对象上 B．力的箭头表示力的方向 C．同一构件上，力的符号可以随意重复使用 D．约束反力不需要标注符号 3．选取研究对象绘制受力图，正确操作包含（ ） A．将研究对象从整体中分离出来，画出分离体简图 B．先画出全部主动力，再绘制约束反力 C．直接在原图上画力，不做隔离 D．未知约束力的方向不可预先假设 4．关于刚体受力图中约束反力方向的判定，下列叙述正确的是（ ） A．光滑接触面的约束反力，必沿接触点的公法线方向，指向被约束物体 B．固定端约束的约束反力，通常用一个力表示，方向待定 C．柔索（如绳子、链条）的约束反力，只能是拉力，方向沿柔索背离被约束物体 D．可动铰支座（滚轴）的约束反力，方向垂直于支撑面，指向被约束物体，且可能有水平分量 5．关于二力构件的判定与受力特点，下列叙述正确的是（ ） A．二力构件必须是直杆，弯曲的杆件不可能是二力构件 B．二力构件受到的两个力，其作用线必沿两受力点的连线 C．若杆件中间不受外力且两端铰接，无论杆件形状如何，均为二力构件 D．二力构件受到的两个力，大小相等、方向相反，且作用在同一物体上 6．绘制多构件系统分离体受力图时，必须遵守的规则有（ ） A．隔离体只画本构件受力 B．构件之间相互作用力满足作用与反作用定律 C．可以保留外部支座在分离体上不解除 D．作用力与反作用力可以画在同一个分离体上 7．绘制受力图时，属于典型绘图错误的是（ ） A．二力杆两端力沿杆轴线绘制 B．给固定铰支座额外画出约束反力偶 C．同一研究体上同时画出作用力和反作用力 D．光滑接触面法向压力指向构件 8．绘制受力图时，不可以重复画出的是（ ） A．整体受力图中，构件之间的相互作用力 B．单个分离体的外部主动荷载 C．两个构件之间的作用力与反作用力 D．支座对构件的外部约束反力 三、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1．绘制刚体受力图的第一步是取出________，解除全部约束。 2．受力分析中，自重、外荷载等主动产生的力统称为________。 3．支座反力、构件间约束力随主动力产生，属于________。 4．不计自重、仅两端铰接且无中间荷载的杆件，工程上称为________。 5．在多构件结构的受力分析及受力图中，相互连接的两构件的约束反力应严格遵循________定律。 6．绘制受力图时，未知约束反力的允许处理方式是先________方向。 7．绘制受力图时，若销钉上作用有主动力，该力应视为作用在________上，分析杆件受力时需通过销钉传递。 8．对于三力平衡的刚体，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必________。 四、综合分析题（本大题共2小题，每小题9分，共18分） 1．表面光滑、重为W的圆球，放置在刚性光滑墙面与刚性凸台之间，接触点分别为A和B两点，如图所示。试画出圆球的受力图。 2．图所示结构受分布力q和集中力F作用，杆件重力不计。画出梁AB、BC和结构整体的受力图。 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