内容正文:
浙江省(单独招生)机械类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共152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类高考的学生。
与本专辑配套的还有浙江省单独招生考试《机械制图》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
浙江省(单独招生)机械类 《机械基础》
项目二:杆件的静力分析
任务二:力的平移
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. 在刚体分析中,将一个力沿其作用线移动时,物体的作用效果将( )
A. 保持原有作用效果
B. 只改变力的大小
C. 只改变力的方向
D. 力的大小、方向均发生改变
【答案】A
【解析】力沿自身作用线移动时,力的大小、方向和作用线均未改变,因此对刚体的作用效果保持不变。
2. 将平面内的力平行移动到不在原作用线上的一点时,为保持对刚体的作用效果不变,必须( )
A. 增设一个同向集中力
B. 增设一个反向集中力
C. 附加一个力偶
D. 改变原力的作用方向
【答案】C
【解析】力平移到另一点后,原力与新力的作用线不重合,会产生附加转动效应。应在新作用点附加力偶,其力偶矩用于补偿该转动效应。
3. 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
4. 力平移原理成立的基本条件是研究对象应视为( )
A. 可发生明显变形的弹性体
B. 具有固定转轴的机构
C. 只做直线运动的物体
D. 可忽略变形的刚体
【答案】D
【解析】力平移原理用于刚体的力系等效分析,要求物体的变形可以忽略。对于明显变形的弹性体,力的作用位置可能影响变形状态,不能直接按刚体力平移处理。
5. 一水平力向右作用在刚体上,若将该力平行移动到其作用线下方,附加力偶应使刚体产生( )
A. 顺时针转动趋势
B. 逆时针转动趋势
C. 沿水平方向平移
D. 沿竖直方向平移
【答案】A
【解析】新作用线位于原作用线下方,原力与平移后的力形成的补偿力偶应抵消两者产生的转动效应。按力平移的方向判断,该附加力偶使刚体具有顺时针转动趋势。
6. 将大小为300 N的力沿其作用线移动到同一直线上的另一点,所需附加力偶的力偶矩为( )
A. 0 N·m
B. 100 N·m
C. 300 N·m
D. 900 N·m
【答案】A
【解析】力沿自身作用线移动时,原作用线与新作用线重合,垂直距离为零。附加力偶矩等于力的大小与两作用线距离的乘积,因此力偶矩为0 N·m。
7. 图中A、B、C三点都是铰接点,A点悬挂重量为G的重物,若不计杆的自重,则杆AC的受力应为( )
A. Gcos
B. G/cos
C. Gsin
D. G/sin
【答案】B
【解析】根据力的合成分解来分析
8. 大小为250 N的水平力平行移动到距原作用线0.24 m的位置,为保持作用效果等效,附加力偶矩的大小应为( )
A. 60 N·m
B. 104 N·m
C. 250 N·m
D. 600 N·m
【答案】A
【解析】附加力偶矩的大小等于力与两条平行作用线间垂直距离的乘积,即250 N×0.24 m,结果为60 N·m。
9. 关于平面内力平移的说法,正确的是( )
A. 平移后力的大小、方向均需改变
B. 平移后只需改变力的作用方向
C. 平移后需附加相应的力偶
D. 平移后可取消原力而只保留力偶
【答案】C
【解析】将力平行移动到新的作用点时,必须保留大小和方向相同的原力,并附加力偶以补偿作用线改变所产生的力矩。仅改变力的方向或只保留力偶都不能保持原有作用效果。
10. 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
11. 一力的作用线未通过刚体上选定的简化中心,将该力向简化中心平移后,所得等效力系应包括( )
A. 原力和一个力偶
B. 两个大小相等的力
C. 一个力和两个力偶
D. 一个力偶和两个反向力
【答案】A
【解析】当力的作用线不通过简化中心时,平移后的同样大小和方向的力不能单独替代原力。还需附加一个力偶,其力偶矩由原力与新作用线之间的距离确定。
12. 在拆画机械装置的受力图时,将作用在杆件端部的力平移到杆件中部进行计算,若未附加力偶,最直接造成的错误是( )
A. 杆件所受合力大小被改变
B. 杆件所受合力方向被改变
C. 杆件的自重方向被改变
D. 杆件的转动效应被忽略
【答案】D
【解析】力的作用点改变而未附加力偶时,虽然力的大小和方向仍可能相同,但力矩会发生变化。这样会使杆件的转动效应被忽略,导致受力分析和计算结果错误。
13. 将作用于刚体上的力平行移动到同一刚体的另一点,且新作用线不与原作用线重合时,为保持作用效果不变,应在新作用点同时附加( )
A. 一个力偶,其矩等于原力对新作用点的力矩
B. 一个与原力等大的反向力
C. 一个沿新作用线方向的附加力
D. 一个与原力垂直、大小相等的附加力
【答案】A
【解析】力平移后,若新作用线与原作用线不重合,原力对新作用点产生的力矩不能忽略,必须附加一个力偶加以补偿。附加力偶的矩应等于原力对新作用点的力矩,方向按力矩平衡确定。
14. 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. 平衡
B. 转动
C. 移动
D. 既移动又转动
【答案】B
15. 将作用于刚体上的一个力平移到任意指定点时,为保持力对刚体的作用效果不变,应在指定点附加( )
A. 一个大小相等的反向力
B. 一个大小相等的同向力偶
C. 一个方向相同的合力矩
D. 一个方向相反的合力矩
【答案】B
【解析】力的平移定理表明,将一个力平移到任意点时,应在新作用点施加一个与原力大小相等、方向相同的力,同时附加一个力偶,其力偶矩等于原力对新作用点的矩。
16. 把作用在刚体上的力沿其原作用线移动到另一位置时,刚体所受力的作用效果( )
A. 大小改变而方向保持不变
B. 方向改变而大小保持不变
C. 大小和作用点均保持不变
D. 大小和方向均保持不变
【答案】D
【解析】力沿自身作用线移动时,力的大小、方向和作用线均未改变,因此对刚体的外效应不变,不需要附加力偶。
17. 如图所示系统只受F作用而处于平衡。欲使A支座约束反力的作用线与AB成3角,则斜面的倾角α应为( )
A. 200
B. 300
C. 450
D. 600
【答案】D
18. 大小为500 N的力平移到距原作用线0.20 m的位置,平移后需附加的力偶矩大小为( )
A. 100 N·m
B. 250 N·m
C. 500 N·m
D. 700 N·m
【答案】A
【解析】附加力偶矩的大小等于力的大小与平移距离的乘积,即M=Fd=500×0.20=100 N·m。
19. 关于力的平移定理,下列说法正确的是( )
A. 力只能沿作用线进行位置移动
B. 力平移后大小、方向、作用线均改变
C. 力平移后须附加与力矩等值的力偶
D. 力平移后可省略原力产生的全部力矩
【答案】C
【解析】力平移到新的作用点后,原力的大小和方向保持不变,但通常会因作用线改变而产生附加力偶,其力偶矩等于原力对新作用点的矩。
20. 检修人员将作用在扳手上的300 N切向力,等效平移到距原作用线0.15 m的指定位置。平移后该位置应保留原力,并附加大小为( )的力偶
A. 20 N·m
B. 45 N·m
C. 200 N·m
D. 450 N·m
【答案】B
【解析】附加力偶矩为M=Fd=300×0.15=45 N·m。等效平移时原力仍需保留,不能只用力偶代替原力。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 将作用于刚体上的一个力平移到新的作用点时,应在新的作用点保留______,并附加一个______。
【答案】原力;力偶
【解析】力的平移不会改变原力本身的大小和方向,但作用线改变后会产生力矩效应,因此必须保留原力并附加相应的力偶。
22. 力平移后附加力偶矩的大小等于原力大小与______的乘积;其中该距离是新作用点到原力______的垂直距离。
【答案】力的作用线;力的作用线
【解析】附加力偶矩的大小按M=Fd计算,d表示新作用点到原力作用线的垂直距离,也称力臂。
23. 当一个力沿自身______移动时,因平移距离为零,所以不需要附加______。
【答案】作用线;力偶
【解析】力沿自身作用线移动时,新作用点到原作用线的垂直距离为零,附加力偶矩为零,因此不需要附加力偶。
24. 力的平移定理要求在新作用点同时设置与原力大小和方向相同的______,以及用于补偿力矩效应的______。
【答案】力;附加力偶
【解析】力平移后,等效力系由新作用点处的原力和附加力偶组成。附加力偶用于补偿原力作用线改变所产生的力矩差异。
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. 大小为F的力平移到距其原作用线为d的新作用点时,附加力偶矩的大小为______;当d为零时,附加力偶矩为______,此时力可沿______直接移动。
【答案】Fd;零;作用线
【解析】附加力偶矩按M=Fd计算。当平移距离d为零时,附加力偶矩为零,说明力沿自身作用线移动不会改变刚体的受力效果。
27. 将作用在刚体上某点的力平行移动到另一点时,为保持力系对刚体的作用效果不变,必须同时附加一个______。
【答案】力偶
【解析】力的平移定理表明,力平行移动到任意新作用点时,应在新作用点附加一个力偶。该力偶的矩等于原力对新作用点的矩。
28. 将一个力沿其原作用线移动到同一直线上的另一点时,力对刚体的作用效果______改变,因而______附加力偶。
【答案】不发生;不需要
【解析】力沿自身作用线移动后,力的大小、方向和作用线均未改变,对刚体的移动和转动作用效果不变,因此不需要附加力偶。
29. 大小为F的力平行移动到距原作用线的垂直距离为d的新作用点时,所附加力偶的矩的大小为______,方向由______确定。
【答案】Fd;原力的方向和移动方向
【解析】力平移时附加力偶矩的大小等于力的大小与两条作用线间垂直距离的乘积,即M=Fd。力偶的转向由原力方向和作用线移动方向按力矩正负约定确定。
30. 力平移前后,若要求原力与平移后力组成的力偶矩为零,则平移后的力的作用线必须与原作用线______。
【答案】重合
【解析】两条平行作用线间的距离为零时,力平移所需附加力偶的矩M=Fd为零,因此平移后的作用线必须与原作用线重合。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 作用在物体上的力,向一指定点平行移动必须同时在物体上附加一个力偶。( )
【答案】正确
【解析】这是力的平移定理,力平移后为保持对物体作用效果不变,需附加一个力偶,力偶矩等于原力对指定点的力矩。
32. 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】正确。根据力的平移定理,作用于刚体上的力平移到物体上任意一点后,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。该附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的矩。因此,题干表述正确。
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. 把作用在刚体上的力平行移到任意位置后,只要力的大小和方向不变,就能保持该力对刚体的作用效果不变。( )
【答案】错误
【解析】力平行移动到一般新作用点后,虽然大小和方向不变,但作用线发生改变,会改变对刚体的转动作用。保持等效必须同时附加力偶,其矩等于原力对新作用点的矩。
35. 一个力沿自身作用线移到同一直线上的另一作用点时,不需要附加力偶即可保持对刚体的作用效果不变。( )
【答案】正确
【解析】力沿自身作用线移动时,作用线不变,力对任意参考点的矩也不变,因此对刚体的移动和转动作用效果均保持不变,无须附加力偶。
36. 大小为F的平面力平行移动,若新旧作用线之间的垂直距离为d,则为保持等效而附加的力偶矩大小为Fd。( )
【答案】正确
【解析】根据力的平移定理,附加力偶矩的大小等于力的大小与新旧作用线间垂直距离的乘积,因此其大小为M=Fd,方向需结合力的方向和移动方向判定。
37. 在下图中,若增大,和一定减小( )
【答案】错误
【解析】物体处于平衡状态时,三个力满足一定的平衡关系。当增大时,根据力的平衡条件,和的大小和方向可能会根据新的平衡要求重新调整,但不一定是减小,它们的变化取决于物体的约束条件和平衡方程。
38. 纯力偶可以在同一平面内任意移动而不改变对刚体的作用效果。( )
【答案】正确
【解析】力偶对刚体的作用效果只取决于力偶矩的大小和转向,与力偶在平面内的作用位置无关。因此纯力偶是自由矢量,可以在同一平面内任意移动。
39. 某力的作用线通过参考点,将该力沿自身作用线移至另一作用点时,该力对参考点的力矩仍为零。( )
【答案】正确
【解析】力的作用线通过参考点时,力臂为零,力矩为零。沿自身作用线移动不会改变作用线,因此移动后对该参考点的力矩仍为零。
40. 将一个力平行移到与原作用线相距d的位置时,若不附加力偶,该力系仍与原力等效。( )
【答案】错误
【解析】当新旧作用线平行且相距d时,力平移会使力对刚体的力矩改变,改变的力矩大小为Fd。若不附加相应力偶,平移前后的作用效果不等效。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述力平移的基本原理,并说明将力平移到任意指定点时需要附加什么力学量。
【答案】(1)刚体上的力可以平移到同一刚体内的任意指定点,但平移后必须保持力的大小、方向和作用效果等效。
(2)将力平移到新作用点时,应在新作用点附加一个力偶,力偶矩的大小等于原力与两作用线间垂直距离的乘积。
(3)附加力偶的转向由原力对新作用点的力矩方向确定。
【解析】力平移的实质是用新点处的同向同大小力和一个附加力偶组成与原力等效的力系。若新作用点在原作用线上,垂直距离为零,附加力偶矩也为零。
42. 用几何法求下面的平面汇交力系的合力,其中F1=300N,F2=400N,F3=500N,与水平方向成。
【答案】如图所示选取比例尺,并画力多边形如下: 由图可见,力多边形自行封闭,的起点与的终点重合,所以合力为0。
43. 比较力沿其作用线移动与力平移到不在原作用线上的另一点时的区别。
【答案】(1)力沿自身作用线移动时,力的大小、方向和作用线均未改变,对刚体的作用效果不变,不需要附加力偶。
(2)力平移到不在原作用线上的另一点时,虽然力的大小和方向保持不变,但作用线发生改变。
(3)为保持对刚体的作用效果不变,必须在新作用点附加力偶,其力偶矩大小为力的大小与两作用线间垂直距离的乘积。
【解析】力对刚体的转动作用取决于力矩。沿作用线移动不会改变力臂,而移到非原作用线上的点会改变力臂,因此必须用附加力偶补偿力矩的变化。
44. 夹具压紧杆上的力为 0.50 kN,该力的作用线与固定支点 A 的垂直距离为 0.16 m,且该力使压紧杆绕 A 顺时针转动。将该力平移到 A 时,说明等效力系的组成,并求附加力偶矩。
【答案】(1)在 A 点施加一个大小为 0.50 kN、方向与原力相同的力。
(2)在 A 点附加一个顺时针力偶。
(3)附加力偶矩大小为 。
【解析】力平移到 A 后,平移力保留原力的大小和方向,附加力偶用于补偿原力对 A 的转动作用。由于原力使压紧杆顺时针转动,附加力偶也应取顺时针,矩值由力与垂直距离相乘得到。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某机床夹具的压紧臂以 A 点为参考点。建立直角坐标系,A 为原点,x 轴水平向右,y 轴竖直向上。夹紧过程中,点 C 的坐标为(0.32 m,0.18 m),点 C 处受到大小为 1.00 kN、方向为水平向右下方且与 x 轴正方向夹角为 的力 ;点 D 的坐标为(0.18 m,0),点 D 处受到竖直向下的力 ,大小为 0.75 kN。忽略压紧臂自重。
(1)将力 平移到 A 点,求其水平分量、竖直分量及应附加的力偶矩,取逆时针为正。
(2)将 和 都平移到 A 点,求该平面力系的合力分量、合力大小及对 A 点的合力矩。
(3)若用一个合力代替原力系,求该合力作用线与 x 轴的交点距 A 点的距离,并说明为什么不能只把合力直接作用在 A 点而省略附加力偶。
【答案】(1)力 的水平分量为 ,竖直分量为 。将 平移到 A 点时,附加力偶矩为 ,代入得 ,即顺时针。
(2)力 平移到 A 点时,其附加力偶矩为 。合力分量为 ,。合力大小为 。对 A 点的合力矩为 ,方向为顺时针。
(3)若合力作用线与 x 轴交于横坐标 x,则其对 A 点的力矩为 ,所以 。合力作用线与 x 轴的交点距 A 点约为 0.344 m。合力只反映力系的平移效果,不能单独反映原力系对 A 点的转动效果;只有在合力作用线上正确定位,或同时保留附加力偶时,才能与原力系等效。
【解析】(1)先按力的方向分解 ,再利用坐标点到 A 的位置关系计算力矩。力矩采用 ,负值表示顺时针转动。
(2)平移多个力时,合力等于各力的矢量和,合力矩等于各力对 A 点力矩的代数和。 的作用线距 A 为 0.18 m,因此产生顺时针力矩。
(3)合力不为零时,可通过使合力对 A 点的力矩等于原力系合力矩来确定其作用线位置。若只将合力放在 A 点,合力矩将变为零,无法保持原力系的转动作用。
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浙江省(单独招生)机械类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共152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类高考的学生。
与本专辑配套的还有浙江省单独招生考试《机械制图》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
浙江省(单独招生)机械类 《机械基础》
项目二:杆件的静力分析
任务二:力的平移
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. 在刚体分析中,将一个力沿其作用线移动时,物体的作用效果将( )
A. 保持原有作用效果
B. 只改变力的大小
C. 只改变力的方向
D. 力的大小、方向均发生改变
2. 将平面内的力平行移动到不在原作用线上的一点时,为保持对刚体的作用效果不变,必须( )
A. 增设一个同向集中力
B. 增设一个反向集中力
C. 附加一个力偶
D. 改变原力的作用方向
3. 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
4. 力平移原理成立的基本条件是研究对象应视为( )
A. 可发生明显变形的弹性体
B. 具有固定转轴的机构
C. 只做直线运动的物体
D. 可忽略变形的刚体
5. 一水平力向右作用在刚体上,若将该力平行移动到其作用线下方,附加力偶应使刚体产生( )
A. 顺时针转动趋势
B. 逆时针转动趋势
C. 沿水平方向平移
D. 沿竖直方向平移
6. 将大小为300 N的力沿其作用线移动到同一直线上的另一点,所需附加力偶的力偶矩为( )
A. 0 N·m
B. 100 N·m
C. 300 N·m
D. 900 N·m
7. 图中A、B、C三点都是铰接点,A点悬挂重量为G的重物,若不计杆的自重,则杆AC的受力应为( )
A. Gcos
B. G/cos
C. Gsin
D. G/sin
8. 大小为250 N的水平力平行移动到距原作用线0.24 m的位置,为保持作用效果等效,附加力偶矩的大小应为( )
A. 60 N·m
B. 104 N·m
C. 250 N·m
D. 600 N·m
9. 关于平面内力平移的说法,正确的是( )
A. 平移后力的大小、方向均需改变
B. 平移后只需改变力的作用方向
C. 平移后需附加相应的力偶
D. 平移后可取消原力而只保留力偶
10. 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
11. 一力的作用线未通过刚体上选定的简化中心,将该力向简化中心平移后,所得等效力系应包括( )
A. 原力和一个力偶
B. 两个大小相等的力
C. 一个力和两个力偶
D. 一个力偶和两个反向力
12. 在拆画机械装置的受力图时,将作用在杆件端部的力平移到杆件中部进行计算,若未附加力偶,最直接造成的错误是( )
A. 杆件所受合力大小被改变
B. 杆件所受合力方向被改变
C. 杆件的自重方向被改变
D. 杆件的转动效应被忽略
13. 将作用于刚体上的力平行移动到同一刚体的另一点,且新作用线不与原作用线重合时,为保持作用效果不变,应在新作用点同时附加( )
A. 一个力偶,其矩等于原力对新作用点的力矩
B. 一个与原力等大的反向力
C. 一个沿新作用线方向的附加力
D. 一个与原力垂直、大小相等的附加力
14. 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. 平衡
B. 转动
C. 移动
D. 既移动又转动
15. 将作用于刚体上的一个力平移到任意指定点时,为保持力对刚体的作用效果不变,应在指定点附加( )
A. 一个大小相等的反向力
B. 一个大小相等的同向力偶
C. 一个方向相同的合力矩
D. 一个方向相反的合力矩
16. 把作用在刚体上的力沿其原作用线移动到另一位置时,刚体所受力的作用效果( )
A. 大小改变而方向保持不变
B. 方向改变而大小保持不变
C. 大小和作用点均保持不变
D. 大小和方向均保持不变
17. 如图所示系统只受F作用而处于平衡。欲使A支座约束反力的作用线与AB成3角,则斜面的倾角α应为( )
A. 200
B. 300
C. 450
D. 600
18. 大小为500 N的力平移到距原作用线0.20 m的位置,平移后需附加的力偶矩大小为( )
A. 100 N·m
B. 250 N·m
C. 500 N·m
D. 700 N·m
19. 关于力的平移定理,下列说法正确的是( )
A. 力只能沿作用线进行位置移动
B. 力平移后大小、方向、作用线均改变
C. 力平移后须附加与力矩等值的力偶
D. 力平移后可省略原力产生的全部力矩
20. 检修人员将作用在扳手上的300 N切向力,等效平移到距原作用线0.15 m的指定位置。平移后该位置应保留原力,并附加大小为( )的力偶
A. 20 N·m
B. 45 N·m
C. 200 N·m
D. 450 N·m
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 将作用于刚体上的一个力平移到新的作用点时,应在新的作用点保留______,并附加一个______。
22. 力平移后附加力偶矩的大小等于原力大小与______的乘积;其中该距离是新作用点到原力______的垂直距离。
23. 当一个力沿自身______移动时,因平移距离为零,所以不需要附加______。
24. 力的平移定理要求在新作用点同时设置与原力大小和方向相同的______,以及用于补偿力矩效应的______。
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. 大小为F的力平移到距其原作用线为d的新作用点时,附加力偶矩的大小为______;当d为零时,附加力偶矩为______,此时力可沿______直接移动。
27. 将作用在刚体上某点的力平行移动到另一点时,为保持力系对刚体的作用效果不变,必须同时附加一个______。
28. 将一个力沿其原作用线移动到同一直线上的另一点时,力对刚体的作用效果______改变,因而______附加力偶。
29. 大小为F的力平行移动到距原作用线的垂直距离为d的新作用点时,所附加力偶的矩的大小为______,方向由______确定。
30. 力平移前后,若要求原力与平移后力组成的力偶矩为零,则平移后的力的作用线必须与原作用线______。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 作用在物体上的力,向一指定点平行移动必须同时在物体上附加一个力偶。( )
32. 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。( )
33. 下图所示为中间铰链约束( )
34. 把作用在刚体上的力平行移到任意位置后,只要力的大小和方向不变,就能保持该力对刚体的作用效果不变。( )
35. 一个力沿自身作用线移到同一直线上的另一作用点时,不需要附加力偶即可保持对刚体的作用效果不变。( )
36. 大小为F的平面力平行移动,若新旧作用线之间的垂直距离为d,则为保持等效而附加的力偶矩大小为Fd。( )
37. 在下图中,若增大,和一定减小( )
38. 纯力偶可以在同一平面内任意移动而不改变对刚体的作用效果。( )
39. 某力的作用线通过参考点,将该力沿自身作用线移至另一作用点时,该力对参考点的力矩仍为零。( )
40. 将一个力平行移到与原作用线相距d的位置时,若不附加力偶,该力系仍与原力等效。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述力平移的基本原理,并说明将力平移到任意指定点时需要附加什么力学量。
42. 用几何法求下面的平面汇交力系的合力,其中F1=300N,F2=400N,F3=500N,与水平方向成。
43. 比较力沿其作用线移动与力平移到不在原作用线上的另一点时的区别。
44. 夹具压紧杆上的力为 0.50 kN,该力的作用线与固定支点 A 的垂直距离为 0.16 m,且该力使压紧杆绕 A 顺时针转动。将该力平移到 A 时,说明等效力系的组成,并求附加力偶矩。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某机床夹具的压紧臂以 A 点为参考点。建立直角坐标系,A 为原点,x 轴水平向右,y 轴竖直向上。夹紧过程中,点 C 的坐标为(0.32 m,0.18 m),点 C 处受到大小为 1.00 kN、方向为水平向右下方且与 x 轴正方向夹角为 的力 ;点 D 的坐标为(0.18 m,0),点 D 处受到竖直向下的力 ,大小为 0.75 kN。忽略压紧臂自重。
(1)将力 平移到 A 点,求其水平分量、竖直分量及应附加的力偶矩,取逆时针为正。
(2)将 和 都平移到 A 点,求该平面力系的合力分量、合力大小及对 A 点的合力矩。
(3)若用一个合力代替原力系,求该合力作用线与 x 轴的交点距 A 点的距离,并说明为什么不能只把合力直接作用在 A 点而省略附加力偶。
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