四川省（对口招生）智能制造类 《机械基础》项目六任务三 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 任务三：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. 若力系中的各个力对物体的作用效果相互抵消，该力系为（ ） A. 等效力系 B. 汇交力系 C. 平行力系 D. 平衡力系 【答案】D 【解析】各力的作用线汇交于一点的平面力系称为平面汇交力系；各力的作用线相互平行的平面力系称为平面平行力系；作用效果相同的力系称为等效力系；各个力对物体的作用效果相互抵消的力系称为平衡力系。 2. 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】桥梁的固定支座通常简化为固定铰支座。固定铰支座能够限制构件在支座处的平动，但允许构件绕铰点转动，因此答案选A。 3. 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 4. 约束力的作用是什么？（ ） A. 限制物体的运动范围 B. 促进物体的运动 C. 改变物体的形状 D. 减小物体的质量 【答案】A 【解析】约束力的作用是限制物体的运动范围，使物体按照特定轨道运动。 5. 固定铰支座对物体的约束反力特点是（ ） A. 有一个垂直于铰轴方向的力和一个平行于铰轴方向的力 B. 有两个相互垂直且通过铰心的未知力 C. 只有一个垂直于铰轴方向的力 D. 有一个力偶和一个通过铰心的力 【答案】B 【解析】固定铰支座限制物体在垂直于铰轴的平面内沿两个方向的移动，但不限制物体绕铰轴的转动。因此，其约束反力通过铰心，方向一般未知，通常用两个相互垂直且通过铰心的未知力表示，故答案选B。 6. 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 7. 可动铰支座其约束反力______光滑支撑面（ ） A. 垂直 B. 平行 C. 不一定平行 D. 不一定垂直 【答案】A 【解析】可动铰支座的支承面为光滑面，光滑支撑面不产生切向摩擦力，约束反力只能垂直于支撑面，因此答案选A。 8. 求解平面汇交力系时，常用的方法是？（ ） A. 力多边形法 B. 矢量三角形法 C. 力的分解法 D. 力矩平衡法 【答案】B 【解析】平面汇交力系中各力的作用线相交于同一点，常用矢量三角形法求其合力，因此答案选B。 9. 在分析平面力系对物体的作用效果时，若已知平面力系向某点简化后主矢不为零，主矩也不为零，那么该力系最终可等效为（ ） A. 单个力 B. 单个力偶 C. 力—力偶组合 D. 无确定等效形式 【答案】C 【解析】当平面力系简化后主矢和主矩都不为零时，根据力系的等效原理，可以将其等效为一个作用在特定位置的力以及一个力偶，这个力和力偶共同体现原力系对物体的作用效果，所以答案选C。 10. 如图所示，在刚体上的四个点上各作用一个大小相等的力，则该力系的简化结果为 （ ） A. 单个力 B. 力—力偶组合 C. 单个力偶 D. 平衡状态 【答案】C 11. 平面汇交力系最多可列出的独立平衡方程数为（ ） A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 6个 【答案】A 【解析】平面汇交力系的独立平衡方程只有两个，即水平和竖直方向的合力分别为零，因此最多可列出2个独立平衡方程，答案选A。 12. 平面任意力系的平衡条件是（ ） A. 合力为零 B. 合力、合力矩均为零 C. 合力矩为零 D. 各力首尾相接 【答案】B 【解析】平面任意力系的平衡条件是合力为零且合力矩为零 13. 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 14. 以下哪种力系属于平面力系？（ ） A. 作用线都在同一平面内，但作用点不在同一平面内的力系 B. 作用线和作用点都不在同一平面内的力系 C. 作用线不在同一平面内，但作用点在同一平面内的力系 D. 作用线和作用点都在同一平面内的力系 【答案】D 【解析】平面力系是指各力的作用线和作用点都处于同一平面内的力系，因此答案选D。 15. 平面平行力系处于平衡状态时，可列出的独立平衡方程是（ ） A. ∑Fx=0 ∑Fy=0 ∑Mo(F)=0 B. ∑Fx=0 ∑Fy=0 C. ∑0 ∑0 D. ∑0 ∑0 ∑0 【答案】C 【解析】平面平行力系中，各力的作用线相互平行，平衡时需要满足两个独立平衡条件。可取对任意两个不同点A、B的力矩平衡方程：∑MA(F)=0、∑MB(F)=0。也可写成沿平行力方向的力的代数和为零，以及对任一点的力矩代数和为零。因此选项C正确。 16. 平面平行力系的平衡方程是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】平面平行力系的各力作用线相互平行，平衡时可列出两个独立的力矩平衡方程，例如对两个不同点A、B分别取矩：∑MA(F)=0、∑MB(F)=0。因此选项D正确。选项A包含三个方程，其中有方程不独立；选项B缺少力矩平衡条件；选项C包含三个方程且不属于两个独立的基本平衡方程。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 某平面力系的合力为零，其合力偶矩一定也为零。（ ） 【答案】错误 【解析】某平面力系的合力为零，其合力偶矩不一定为零。合力为零使物体不发生移动，各力对平面内任一点之矩的代数和为零使物体不发生转动。某平面力系的合力为零，合力偶矩不为零时，物体只转动不移动。 18. 二力构件所受两力的作用线沿两个受力点的连线，指向相对或背离（ ） 【答案】正确 【解析】只受两个力作用而平衡的构件称为二力构件。二力构件所受两个力的方向沿两个受力点的连线，要么背离要么相对，是一对平衡力，拉力或压力。 19. 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。 20. 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】固定端约束能够阻止构件沿两个方向的移动和转动，因此其约束反力通常表示为两个相互垂直的分力和一个约束力偶。各分力及力偶的实际方向和大小由外载荷及平衡条件确定，不能在未进行平衡分析前任意确定；求解时只能任意假定其正方向。因此题干说法错误，答案为错误。 21. 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。 22. 图示刚体的A、B、C三点分别受、和作用，若此三力构成的力三角形恰好封闭，则刚体处于平衡状态。（ ） 【答案】错误 【解析】三个力不是平面汇交力系，该刚体受一个力偶的作用。 23. 平面汇交力系的合力一定通过汇交点（ ） 【答案】正确 【解析】平面汇交力系中，各力的作用线均通过同一汇交点，其合力的作用线也必通过该点，因此说法正确。 24. 三力平衡时，如果其中两个力的作用线已知相交于一点，则第三个力的作用线也必定通过该点（ ） 【答案】正确 【解析】三力平衡时，三个力的作用线必须相交于同一点或相互平行。若其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线也必通过该点，因此说法正确。 25. 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。 26. 刚体受到3个力作用处于平衡时，若其中两个力的作用线交于一点，则3个力的作用线不在同一平面内。（ ） 【答案】错误 【解析】‌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，这三力的作用线必汇交于一点。这意味着物体在互相不平行的三个力作用下处于平衡状态时，这三个力必定共面共点，合力为零。‌刚体受到3个力作用处于平衡时，若其中两个力的作用线交于一点，则3个力的作用线一定在同一平面内。 27. 各力作用线互相平行的力系，不一定都是平行力系（ ） 【答案】错误 【解析】各力作用线互相平行的力系就是平行力系，因此该说法错误。 28. 平面平行力系独立的平衡方程数目是三个。（ ） 【答案】错误 【解析】平面平行力系独立的平衡方程数目是两个。 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 简述三力平衡汇交定理。 【答案】刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必在同一平面内且汇交于一点。 【解析】三力平衡汇交定理：刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必在同一平面内且汇交于一点。 30. 什么是平面力系？ 【答案】各力的作用线都在同一平面内的力系称为平面力系。 【解析】平面力系是指各力的作用线都在同一平面内的力系。判断一个力系是否为平面力系，关键在于考察各力的作用线是否全部位于同一平面内；若全部位于同一平面内，则该力系属于平面力系。 31. 汽车式起重机，车重Q=26kN，起重机伸臂重G =4.5kN，起重机旋转及固定部分重W =31kN。各部分尺寸如图所示，单位是m。设伸臂在起重机对称面内，且放在最低位置，求此时车子不致倾倒的最大起重量P。 【答案】P=7.41KN 【解析】平面平行力系，车子绕B点不致倾倒，所以N＝0N，以B为矩心，利用力矩方程求解。 32. 在画构件受力图时，如何处理力的分解？ 【答案】在画构件受力图时，应根据需要将一个力分解为同一作用点上的水平、竖直分力，或分解为其他相互垂直或便于计算方向的分力。若力的大小为F，与x轴正方向的夹角为θ，则可写为Fx=Fcosθ，Fy=Fsinθ，分力的正负应根据其方向确定。分解后的各分力应与原力等效，弯矩和扭矩属于力矩效应，不是力的分量。 【解析】力的分解是在同一作用点用若干分力代替原力，要求分解后各分力的矢量和等于原力，因此对构件的外力作用效果不变。通常将力分解为水平和竖直分力。若力F与x轴正方向的夹角为θ，则Fx=Fcosθ，Fy=Fsinθ，具体正负由分力方向相对于坐标轴的方向确定。弯矩和扭矩是力对物体产生的转动效应，不属于力的分量，不能作为力的分解结果。 33. 如何确定受力图中力的作用点？ 【答案】力的作用点应根据实际受力情况确定。集中力的作用点通常是支点、连接点、接触点或载荷实际施加的位置；在受力图中，力的箭头尾部通常画在作用点上，箭头方向表示力的方向。对于分布载荷，应先按等效原则确定合力的大小、方向和作用点，再在该位置表示合力。 【解析】确定力的作用点时，首先应根据构件与外界的实际连接、接触和载荷施加情况确定受力位置。支座反力通常作用在支座连接处，连接力作用在连接点，接触力作用在接触位置，集中载荷作用在实际施力点。在受力图中，集中力的箭头尾部通常位于作用点，箭头方向表示力的方向。对于分布载荷，不能直接任意选取一点表示，而应先求出与原分布载荷等效的合力，并确定其作用点。 四、作图题（本大题共1小题，每题4分，共4分） 34. 下图中杆 AB 由绳子CD系住，假设各接触面光滑无摩擦，不计自重，画出杆AB的受力分析图。 【解析】A、B点受光滑面约束，其约束反力作用于接触点，方向沿接触面的公法线并指向受力物体。C点受柔性约束，约束反力方向沿柔性体轴线而背离受力物体。 五、综合应用题（本大题共2小题，共14分） 35.（10分）画出下面各个小球的受力图。 （1） （2） （3） （4） 【答案】（1） （2） （3） （4） 36.（4分）某智能制造生产线采用悬臂式机器人吊具搬运工件。建立直角坐标系，水平方向向右为 轴正方向，竖直向上为 轴正方向。吊具上点 A 的坐标为 ，点 B 的坐标为 。两根吊带在点 A 处分别施加大小为 、方向角为 和 的拉力，工件重力为 ，作用于点 B。取逆时针方向力矩为正，重力加速度方向竖直向下。（1）求三力的合力大小及方向。（2）求三力对坐标原点 O 的合力矩，并判断其转动趋势。（3）若机器人末端执行器的抗倾覆力矩为 ，判断该工况是否满足要求，并提出改进措施。 【答案】（1）两根吊带拉力的分量为 重力分量为 。合力分量为因此，合力大小为方向竖直向下。（2）两根吊带拉力的合力为 ，作用于点 A，其对 O 点的力矩为重力对 O 点的力矩为三力对 O 点的合力矩为合力矩大小为 ，方向为顺时针。（3）不满足要求。实际倾覆力矩为 ，超过允许值 。应减小工件与回转中心的水平距离、降低工件质量或提高执行器的抗倾覆力矩，至少增加 的安全裕量。 【解析】两吊带水平分量相消，竖直合力为500+500-1200=-200 N，故合力200 N、竖直向下。对O取矩：M=0.6×1000-1.2×1200=-840 N·m，为顺时针。其大小840 N·m大于抗倾覆力矩800 N·m，故不满足要求；可减小水平距离或载荷，或提高抗倾覆力矩。 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 任务三：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. 若力系中的各个力对物体的作用效果相互抵消，该力系为（ ） A. 等效力系 B. 汇交力系 C. 平行力系 D. 平衡力系 2. 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 3. 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 4. 约束力的作用是什么？（ ） A. 限制物体的运动范围 B. 促进物体的运动 C. 改变物体的形状 D. 减小物体的质量 5. 固定铰支座对物体的约束反力特点是（ ） A. 有一个垂直于铰轴方向的力和一个平行于铰轴方向的力 B. 有两个相互垂直且通过铰心的未知力 C. 只有一个垂直于铰轴方向的力 D. 有一个力偶和一个通过铰心的力 6. 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 7. 可动铰支座其约束反力______光滑支撑面（ ） A. 垂直 B. 平行 C. 不一定平行 D. 不一定垂直 8. 求解平面汇交力系时，常用的方法是？（ ） A. 力多边形法 B. 矢量三角形法 C. 力的分解法 D. 力矩平衡法 9. 在分析平面力系对物体的作用效果时，若已知平面力系向某点简化后主矢不为零，主矩也不为零，那么该力系最终可等效为（ ） A. 单个力 B. 单个力偶 C. 力—力偶组合 D. 无确定等效形式 10. 如图所示，在刚体上的四个点上各作用一个大小相等的力，则该力系的简化结果为 （ ） A. 单个力 B. 力—力偶组合 C. 单个力偶 D. 平衡状态 11. 平面汇交力系最多可列出的独立平衡方程数为（ ） A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 6个 12. 平面任意力系的平衡条件是（ ） A. 合力为零 B. 合力、合力矩均为零 C. 合力矩为零 D. 各力首尾相接 13. 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 14. 以下哪种力系属于平面力系？（ ） A. 作用线都在同一平面内，但作用点不在同一平面内的力系 B. 作用线和作用点都不在同一平面内的力系 C. 作用线不在同一平面内，但作用点在同一平面内的力系 D. 作用线和作用点都在同一平面内的力系 15. 平面平行力系处于平衡状态时，可列出的独立平衡方程是（ ） A. ∑Fx=0 ∑Fy=0 ∑Mo(F)=0 B. ∑Fx=0 ∑Fy=0 C. ∑0 ∑0 D. ∑0 ∑0 ∑0 16. 平面平行力系的平衡方程是（ ） A. B. C. D. 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 某平面力系的合力为零，其合力偶矩一定也为零。（ ） 18. 二力构件所受两力的作用线沿两个受力点的连线，指向相对或背离（ ） 19. 下图所示为中间铰链约束（ ） 20. 对于固定端约束，其约束力的方向可以任意确定。（ ） 21. 光滑面约束的约束力方向沿接触面的切线方向。（ ） 22. 图示刚体的A、B、C三点分别受、和作用，若此三力构成的力三角形恰好封闭，则刚体处于平衡状态。（ ） 23. 平面汇交力系的合力一定通过汇交点（ ） 24. 三力平衡时，如果其中两个力的作用线已知相交于一点，则第三个力的作用线也必定通过该点（ ） 25. 在下图中，若增大，和一定减小（ ） 26. 刚体受到3个力作用处于平衡时，若其中两个力的作用线交于一点，则3个力的作用线不在同一平面内。（ ） 27. 各力作用线互相平行的力系，不一定都是平行力系（ ） 28. 平面平行力系独立的平衡方程数目是三个。（ ） 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 简述三力平衡汇交定理。 30. 什么是平面力系？ 31. 汽车式起重机，车重Q=26kN，起重机伸臂重G =4.5kN，起重机旋转及固定部分重W =31kN。各部分尺寸如图所示，单位是m。设伸臂在起重机对称面内，且放在最低位置，求此时车子不致倾倒的最大起重量P。 32. 在画构件受力图时，如何处理力的分解？ 33. 如何确定受力图中力的作用点？ 四、作图题（本大题共1小题，每题4分，共4分） 34. 下图中杆 AB 由绳子CD系住，假设各接触面光滑无摩擦，不计自重，画出杆AB的受力分析图。 五、综合应用题（本大题共2小题，共14分） 35.（10分）画出下面各个小球的受力图。 （1） （2） （3） （4） 36.（4分）某智能制造生产线采用悬臂式机器人吊具搬运工件。建立直角坐标系，水平方向向右为 轴正方向，竖直向上为 轴正方向。吊具上点 A 的坐标为 ，点 B 的坐标为 。两根吊带在点 A 处分别施加大小为 、方向角为 和 的拉力，工件重力为 ，作用于点 B。取逆时针方向力矩为正，重力加速度方向竖直向下。（1）求三力的合力大小及方向。（2）求三力对坐标原点 O 的合力矩，并判断其转动趋势。（3）若机器人末端执行器的抗倾覆力矩为 ，判断该工况是否满足要求，并提出改进措施。 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 $