四川省（对口招生）智能制造类 《机械基础》项目六任务七 45分钟专题训练卷

四川省（对口招生）智能制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共158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智能制造类理论知识，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智能制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《机械制图》《金属加工与实训》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）智能制造类 《机械基础》 项目六：杆件的静力分析 任务七：平面汇交力系 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16小题，每题3分，共48分） 1. 三力平衡汇交定理指出，如果三个力作用在刚体上使刚体保持平衡，则这三个力的作用线______。（ ） A. 必须相交于一点 B. 必须平行 C. 可以相交于一点，也可以平行 D. 任意分布，无特定要求 【答案】C 【解析】三力平衡时，若三个力的作用线不平行，则必汇交于一点；若作用线平行，也可能满足平衡条件。因此，三个力的作用线可以相交于一点，也可以平行。 2. 若一个力系与另一个力系的作用效果相同，则此二力系为（ ） A. 等效力系 B. 汇交力系 C. 平衡力系 D. 平行力系 【答案】A 【解析】若一个力系与另一个力系的作用效果相同，则此二力系为等效力系。若一个力系与另一个力系的作用效果相互抵消，则此二力系为平衡力系。 3. 如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止，下列判断正确的是（ ） A. F1>F2>F3 B. F3>F1>F2 C. F2>F3>F1 D. F3>F2>F1 【答案】B 4. 已知一平面汇交力系，其力多边形不封闭，则该力系（ ） A. 平衡 B. 不平衡 C. 可能平衡 D. 无法判断 【答案】B 【解析】平面汇交力系平衡的几何条件是力多边形自行封闭，力多边形不封闭说明合力不为零，力系不平衡。如三个共点力的力多边形没有封闭，说明存在合力，物体将在合力作用下改变运动状态。 5. 在平面力系中，力的分解结果可能是（ ） A. 一个力 B. 两个力 C. 三个力 D. 无数个力 【答案】D 【解析】一个力可以分解为无数组不同的分力，只要这些分力的矢量和等于原力。 6. 在A、B两点连接绳索ACB，绳索上悬挂重物F ，如图。点A、B的距离保持不变，绳索的许用拉应力为［σ］。试问：当α角取______时，绳索的用料最省（ ） A. B. C. D. 【答案】C 7. 平面汇交力系平衡的充分、必要的几何条件是（ ） A. 合力为零 B. 合力矩为零 C. 力的多边形自行封闭 D. 合力、合力矩均为零 【答案】C 【解析】平面汇交力系平衡的充分、必要的几何条件是力的多边形自行封闭 8. 若刚体在 3 个力的作用下处于平衡，则这 3 个力的作用线必定（ ） A. 相交 B. 重合 C. 可能相交也可能不相交 D. 汇交于一点 【答案】C 【解析】三力平衡时，若三个力的作用线不平行，则根据三力平衡汇交定理，三力的作用线必汇交于一点；若三个力的作用线平行，也可能满足平衡条件。因此，这三个力的作用线可能相交，也可能不相交，正确答案为C。 9. 刚体受不平行的三个力作用而平衡时，此三个力的作用线在同一平面内，且必（ ） A. 汇交于一点 B. 合力为零 C. 组成力偶 D. 相互平行 【答案】A 【解析】刚体受不平行的三个力作用而平衡时，三个力的作用线必在同一平面内并汇交于一点，否则不能满足力矩平衡条件。 10. 如图所示的两杆受力中（ ） A. AB杆受拉，BC杆受拉 B. AB杆受拉，BC杆受压 C. AB杆受压，BC杆受拉 D. AB杆受压，BC杆受压 【答案】B 【解析】AB杆和BC杆都是二力杆，AB杆受拉，BC杆受压 11. 平面汇交力系合成的结果是______。（ ） A. 单一合力 B. 单一力偶 C. 力与力偶的组合 D. 零合力 【答案】A 【解析】平面汇交力系中，各力的作用线汇交于一点，其合成结果仍为通过该点的一个合力；合力为零时，力系平衡。 12. 在一个平衡力系中，若增加一个力，则此力系必定______。（ ） A. 仍平衡 B. 不平衡 C. 增加平衡力后仍平衡 D. 合力为零 【答案】B 【解析】原平衡力系的合力为零。若增加一个非零力F，则新的合力为原合力与F的矢量和，即R=0+F=F，故新的合力不为零，力系必定不平衡，正确答案为B。 13. 如图所示的各图为平面汇交力系所作的力多边形，下面说法正确的是（ ） （a） （b） （c） （d） A. 图（a）和图（b）是平衡力系 B. 图（b）和图（c）是平衡力系 C. 图（a）和图（c）是平衡力系 D. 图（c）和图（d）是平衡力系 【答案】C 14. 刚体受三力作用而处于平衡状态，则此三力的作用线 （ ） A. 必汇交于一点 B. 必互相平行 C. 必都为零 D. 必位于同一平面内 【答案】D 【解析】三力平衡时，三个力的作用线必位于同一平面内。若三个力的作用线不全平行，则根据三力平衡汇交定理，三力作用线必汇交于一点；若三个力的作用线全平行，也属于共面情形。因此，必然成立的是三力作用线位于同一平面内，正确答案为D。 15. 作用线在同一平面内并相交于一点的三个力处于平衡状态时，最基本的平衡条件是（ ） A. 各力在两个坐标轴上的投影代数和分别为零 B. 各力对任意两点的力矩代数和分别为零 C. 各力在一个坐标轴上的投影代数和为零 D. 各力对交汇点的力矩代数和为零并满足一个投影条件 【答案】A 【解析】平面汇交力系的平衡可用两个相互垂直方向的投影方程表示，两个方向的合力投影均为零。由于各力作用线交于同一点，单独列力矩方程不能替代两个投影方程。 16. 在平面力系中，力的合成遵循（ ） A. 勾股定理 B. 平行四边形法则 C. 力的平移定理 D. 牛顿第三定律 【答案】B 【解析】力的合成遵循平行四边形法则。两个共点力可作为平行四边形的两条邻边，其合力为该平行四边形对应的对角线，因此选B。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 力系在平面内任意一坐标轴上投影的代数和为零，该力系一定是平衡力系。（ ） 【答案】错误 【解析】平面汇交力系平衡的条件是合力为零，等价于两个相互垂直坐标轴上的投影代数和均为零。题干只给出一个坐标轴上的投影代数和为零，不能保证另一轴上的投影代数和也为零，因此该力系不一定平衡，题干说法错误。 18. 在已知力系上加上或减去任意平衡力系，有可能改变原力系对刚体的作用效果。（ ） 【答案】错误 【解析】在已知力系上加上或减去平衡力系，不会改变其合力和对刚体的作用效果。因此题干所述错误。 19. 共线力系是平面汇交力系的特殊情形，但汇交点不能确定。（ ） 【答案】正确 【解析】共线力系是平面汇交力系的特殊情形，但汇交点不能确定。 20. 用几何法求平面汇交力系的合力时，作图时画力的顺序改变，力多边形的形状会改变 ，但其合力的大小和方向不变。（ ） 【答案】正确 【解析】几何法求平面汇交力系的合力，是各个分力的矢量相加，矢量相加满足交换律，所以合力的大小方向都不变。如图所示，可形象地说明这一结论。 21. 平面汇交力系合成的结果是一个力偶。（ ） 【答案】错误 【解析】平面汇交力系合成的结果是一个力。 22. 平面汇交力系可简化为一个力，该力矢量等于力系中各力的矢量和。（ ） 【答案】正确 【解析】根据平行四边形公理，两个作用于同一点的力可以合成为一个合力，那么平面汇交力系中各个力可以两两合成，合力再合成，最后可以合成为一个力。因为力是矢量，平面汇交力系合成时，必须是矢量相加，不是简单的代数相加，所以合力矢量等于力系中各力的矢量和。 23. 若将同一平面内作用线汇交于一点的三个力作用于一刚体上，则刚体必保持原来的运动状态。（ ） 【答案】错误 【解析】三个共点力作用于刚体时，只有当它们的矢量和为零，力系才平衡，刚体才保持原来的运动状态。题干未给出力系平衡条件，因此刚体不一定保持原来的运动状态，题干说法错误。 24. 合力在任意轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和（ ） 【答案】正确 【解析】根据力的合成与分解原理，合力在任意轴上的投影等于各分力在该轴上投影的代数和。 25. 若多个力的作用线位于同一平面内并且相交于同一点，则这些力组成平面汇交力系。（ ） 【答案】正确 【解析】平面汇交力系的两个必要条件是各力作用线处于同一平面内，并且所有作用线相交于同一点。题干同时满足这两个条件，因此判断正确。 26. 平衡力系中任一个力都是其余力的平衡力。（ ） 【答案】正确 【解析】平衡力系中任一个力都是其余力的平衡力 27. 平面内汇交于同一节点的力系达到平衡时，沿相互垂直的两个方向的合力投影都必须为零。（ ） 【答案】正确 【解析】平面汇交力系的平衡条件是两个相互垂直坐标方向上的合力投影分别为零。满足这两个条件，力系的合力为零，节点即可保持平衡。 28. 合力的作用与它各分力的作用的效果不同，故合力一定大于任何一个分力。（ ） 【答案】错误 【解析】合力的作用与它各分力的作用的效果相同，合力可能大于任何一个分力，可能小于任何一个分力，可能等于其中一个分力 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 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】三力平衡汇交定理适用于同一平面内的三个不平行力。当物体在这三个力作用下处于平衡状态时，任取其中两个力，它们的作用线必相交于一点；这两个力的合力也必通过该交点。由于三个力平衡，第三个力应与前两个力的合力大小相等、方向相反且作用线共线，因此第三个力的作用线也必须通过该交点。所以，三力的作用线必汇交于一点。 30. 简述平面汇交力系的基本特征及其合力的作用线特点。 【答案】（1）平面汇交力系中，各力的作用线位于同一平面内，并相交于同一点。（2）该力系可合成为一个合力，合力的大小和方向由各分力的矢量和确定。（3）合力的作用线必通过各力作用线的汇交点。 【解析】平面汇交力系的各力作用线位于同一平面内，并且相交于同一点。根据力的平行四边形法则或矢量叠加原理，各分力可合成为一个合力，合力的矢量等于各分力矢量的和，即大小和方向由各分力的矢量和确定。由于各分力的作用线均通过同一汇交点，合力的作用效果必须等效于原力系，因此合力的作用线也必通过该汇交点。 31. 试求图示三角架中杆AB和BC所受的力。已知P=40N，杆自重不计。 【答案】80kN, 69.28kN 【解析】取A为研究对象。因为AB和AC为二力杆,所以和的作用线都沿杆轴方向。现假定为拉力,为压力,画受力图如图所示。 列平衡方程 ∑X=0 69.28kN ∑Y=0 80kN 32. 说明用解析法求平面汇交力系合力的基本步骤，并写出力系平衡的条件。 【答案】（1）建立直角坐标系，确定各力与坐标轴的夹角及正负方向。（2）分别计算各力在 轴和 轴方向的投影，求得各方向投影的代数和。（3）根据 、 求合力分量，再计算合力大小和方向。（4）当 且 时，平面汇交力系处于平衡状态。 【解析】解析法求平面汇交力系合力时，先建立直角坐标系，确定各力与坐标轴的夹角，并根据各力的方向确定投影的正负。然后将每个力分解为 x、y 两个坐标轴方向的分量，分别求各方向分量的代数和：Rx=ΣFx，Ry=ΣFy。合力大小为 R=，合力方向可由 tanα=Ry/Rx 确定，并结合合力分量所在象限判断方向。当且仅当 ΣFx=0 且 ΣFy=0 时，合力为零，平面汇交力系处于平衡状态。 33. 某自动化生产线的吊装工位中，吊环同时受到两个汇交力作用。已知 ，方向沿水平向右；，与水平向右方向的夹角为 。（1）计算该两力系合力在水平和竖直方向的分量。（2）计算合力的大小及其与水平向右方向的夹角。（3）为使吊环处于平衡状态，应在吊环上施加多大的平衡力？其方向如何确定？ 【答案】（1）。。（2）。，得 。（3）平衡力大小为 。其方向与合力方向相反，即与水平向右方向的夹角约为 。 【解析】取水平向右、竖直向上为正方向。合力分量为Rx=600+800cos=200 N，Ry=800sin=692.82 N。故R==721.11 N，方向角α=arctan(692.82/200)≈。平衡力与合力等大反向，大小为721.11 N，方向角约。 四、作图题（本大题共1小题，每题4分，共4分） 34. 如图所示，圆截面杆 AB和 AC在A点悬挂重物G=80kN，求AB杆、AC杆的受力。 【答案】（1）取A点为研究对象，画其受力图所示 （2）建立直角坐标系Axy,列平衡方程求解。 由Σfy=0 FAC×cos30º-G=0 得FAC=G/ cos30º=92.38kN 由Σfx=0 FAC×sin30º-FAB=0 得FAB=FAC×sin30º=46.19kN 【解析】选取研究对象，画受力图进行受力分析，再利用平面力系的平衡方程求约束反力。 五、综合应用题（本大题共2小题，共14分） 35.（4分）某自动化装配线的机械臂末端执行器受三力作用。建立直角坐标系，取水平向右为 x 轴正向、竖直向上为 y 轴正向。已知 ，方向与 x 轴正向夹角为 ；，方向与 x 轴正向夹角为 ；，方向与 x 轴正向夹角为 。机械臂末端允许承受的合力不超过 。（1）计算三力在 x 轴和 y 轴方向的合力分量，并求合力的大小。（2）判断该机械臂末端是否满足允许承载要求。（3）若不满足要求，说明一种可行的改进措施。 【答案】（1） 。 。。（2）满足要求。合力约为 ，小于允许承载力 。（3）可适当减小各执行力的大小，或调整执行器安装方向，使各力的合力减小并留出安全余量。 【解析】按各力方向分解：Rx=800cos600cos500cos=39.27 N，Ry=800sin600sin500sin=566.07 N。合力R=≈567.43 N，小于允许值600 N，因此满足承载要求。 36.（10分）某工厂使用两根牵引钢索调整大型设备底座的位置。两根钢索在同一吊环处汇交，取水平向右为 x 轴正向、竖直向上为 y 轴正向。钢索一的拉力 ，方向与 x 轴正向夹角为 ；钢索二的拉力 ，方向与 x 轴正向夹角为 。现需增设第三根钢索，使吊环处于平衡状态。（1）计算 和 的合力分量及合力大小。（2）计算第三根钢索所需拉力的大小和方向。（3）若第三根钢索的许用拉力为 ，判断其是否可满足使用要求，并说明理由。 【答案】（1）。。。（2）第三根钢索拉力应与合力大小相等、方向相反，即 。其分量为 ，，方向与 x 轴正向夹角约为 。（3）可以满足使用要求。第三根钢索所需拉力约为 ，小于其许用拉力 。 【解析】两钢索合力分量为Rx=1.2cos+0.9cos=0.349 kN，Ry=1.2sin+0.9sin=0.860 kN，合力约0.928 kN。第三根钢索应与其等大反向，分量为−0.349、−0.860 kN，方向约。因0.928<1.0 kN，满足使用要求。 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 $ 四川省（对口招生）智能制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共158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智能制造类理论知识，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智能制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《机械制图》《金属加工与实训》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）智能制造类 《机械基础》 项目六：杆件的静力分析 任务七：平面汇交力系 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16小题，每题3分，共48分） 1. 三力平衡汇交定理指出，如果三个力作用在刚体上使刚体保持平衡，则这三个力的作用线______。（ ） A. 必须相交于一点 B. 必须平行 C. 可以相交于一点，也可以平行 D. 任意分布，无特定要求 2. 若一个力系与另一个力系的作用效果相同，则此二力系为（ ） A. 等效力系 B. 汇交力系 C. 平衡力系 D. 平行力系 3. 如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止，下列判断正确的是（ ） A. F1>F2>F3 B. F3>F1>F2 C. F2>F3>F1 D. F3>F2>F1 4. 已知一平面汇交力系，其力多边形不封闭，则该力系（ ） A. 平衡 B. 不平衡 C. 可能平衡 D. 无法判断 5. 在平面力系中，力的分解结果可能是（ ） A. 一个力 B. 两个力 C. 三个力 D. 无数个力 6. 在A、B两点连接绳索ACB，绳索上悬挂重物F ，如图。点A、B的距离保持不变，绳索的许用拉应力为［σ］。试问：当α角取______时，绳索的用料最省（ ） A. B. C. D. 7. 平面汇交力系平衡的充分、必要的几何条件是（ ） A. 合力为零 B. 合力矩为零 C. 力的多边形自行封闭 D. 合力、合力矩均为零 8. 若刚体在 3 个力的作用下处于平衡，则这 3 个力的作用线必定（ ） A. 相交 B. 重合 C. 可能相交也可能不相交 D. 汇交于一点 9. 刚体受不平行的三个力作用而平衡时，此三个力的作用线在同一平面内，且必（ ） A. 汇交于一点 B. 合力为零 C. 组成力偶 D. 相互平行 10. 如图所示的两杆受力中（ ） A. AB杆受拉，BC杆受拉 B. AB杆受拉，BC杆受压 C. AB杆受压，BC杆受拉 D. AB杆受压，BC杆受压 11. 平面汇交力系合成的结果是______。（ ） A. 单一合力 B. 单一力偶 C. 力与力偶的组合 D. 零合力 12. 在一个平衡力系中，若增加一个力，则此力系必定______。（ ） A. 仍平衡 B. 不平衡 C. 增加平衡力后仍平衡 D. 合力为零 13. 如图所示的各图为平面汇交力系所作的力多边形，下面说法正确的是（ ） （a） （b） （c） （d） A. 图（a）和图（b）是平衡力系 B. 图（b）和图（c）是平衡力系 C. 图（a）和图（c）是平衡力系 D. 图（c）和图（d）是平衡力系 14. 刚体受三力作用而处于平衡状态，则此三力的作用线 （ ） A. 必汇交于一点 B. 必互相平行 C. 必都为零 D. 必位于同一平面内 15. 作用线在同一平面内并相交于一点的三个力处于平衡状态时，最基本的平衡条件是（ ） A. 各力在两个坐标轴上的投影代数和分别为零 B. 各力对任意两点的力矩代数和分别为零 C. 各力在一个坐标轴上的投影代数和为零 D. 各力对交汇点的力矩代数和为零并满足一个投影条件 16. 在平面力系中，力的合成遵循（ ） A. 勾股定理 B. 平行四边形法则 C. 力的平移定理 D. 牛顿第三定律 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 力系在平面内任意一坐标轴上投影的代数和为零，该力系一定是平衡力系。（ ） 18. 在已知力系上加上或减去任意平衡力系，有可能改变原力系对刚体的作用效果。（ ） 19. 共线力系是平面汇交力系的特殊情形，但汇交点不能确定。（ ） 20. 用几何法求平面汇交力系的合力时，作图时画力的顺序改变，力多边形的形状会改变 ，但其合力的大小和方向不变。（ ） 21. 平面汇交力系合成的结果是一个力偶。（ ） 22. 平面汇交力系可简化为一个力，该力矢量等于力系中各力的矢量和。（ ） 23. 若将同一平面内作用线汇交于一点的三个力作用于一刚体上，则刚体必保持原来的运动状态。（ ） 24. 合力在任意轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和（ ） 25. 若多个力的作用线位于同一平面内并且相交于同一点，则这些力组成平面汇交力系。（ ） 26. 平衡力系中任一个力都是其余力的平衡力。（ ） 27. 平面内汇交于同一节点的力系达到平衡时，沿相互垂直的两个方向的合力投影都必须为零。（ ） 28. 合力的作用与它各分力的作用的效果不同，故合力一定大于任何一个分力。（ ） 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 三力平衡汇交公理 30. 简述平面汇交力系的基本特征及其合力的作用线特点。 31. 试求图示三角架中杆AB和BC所受的力。已知P=40N，杆自重不计。 32. 说明用解析法求平面汇交力系合力的基本步骤，并写出力系平衡的条件。 33. 某自动化生产线的吊装工位中，吊环同时受到两个汇交力作用。已知 ，方向沿水平向右；，与水平向右方向的夹角为 。（1）计算该两力系合力在水平和竖直方向的分量。（2）计算合力的大小及其与水平向右方向的夹角。（3）为使吊环处于平衡状态，应在吊环上施加多大的平衡力？其方向如何确定？ 四、作图题（本大题共1小题，每题4分，共4分） 34. 如图所示，圆截面杆 AB和 AC在A点悬挂重物G=80kN，求AB杆、AC杆的受力。 五、综合应用题（本大题共2小题，共14分） 35.（4分）某自动化装配线的机械臂末端执行器受三力作用。建立直角坐标系，取水平向右为 x 轴正向、竖直向上为 y 轴正向。已知 ，方向与 x 轴正向夹角为 ；，方向与 x 轴正向夹角为 ；，方向与 x 轴正向夹角为 。机械臂末端允许承受的合力不超过 。（1）计算三力在 x 轴和 y 轴方向的合力分量，并求合力的大小。（2）判断该机械臂末端是否满足允许承载要求。（3）若不满足要求，说明一种可行的改进措施。 36.（10分）某工厂使用两根牵引钢索调整大型设备底座的位置。两根钢索在同一吊环处汇交，取水平向右为 x 轴正向、竖直向上为 y 轴正向。钢索一的拉力 ，方向与 x 轴正向夹角为 ；钢索二的拉力 ，方向与 x 轴正向夹角为 。现需增设第三根钢索，使吊环处于平衡状态。（1）计算 和 的合力分量及合力大小。（2）计算第三根钢索所需拉力的大小和方向。（3）若第三根钢索的许用拉力为 ，判断其是否可满足使用要求，并说明理由。 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 $