四川省（对口招生）智能制造类 《机械基础》项目六任务六 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 任务六：力矩与力偶 时间：45分钟 总分：94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. 关于力偶矩下列说法正确的是（ ） A. 力偶矩的方向逆时针时为正 B. 力偶矩的方向顺时针时为正 C. 力偶矩的单位与力矩的单位不同 D. 力偶可以使物体移动 【答案】A 【解析】在平面问题中，通常规定逆时针方向为正，顺时针方向为负；力偶矩的单位与力矩相同，均为力乘以长度的单位；力偶只能使物体产生转动效应，不能使物体发生移动。因此选A。 2. 对于作用在刚体上的两个力偶，若它们的力偶矩大小相等，以下说法正确的是（ ） A. 若力偶所在平面不同，对刚体的作用效果也不同 B. 它们对刚体的作用效果一定相同 C. 只要力偶中力的大小相同，作用效果就相同 D. 不管力偶臂长短是否相同，作用效果都相同 【答案】A 【解析】力偶对刚体的作用效果由力偶矩的大小、转向和作用平面共同决定。仅有力偶矩大小相等，若力偶所在平面不同，其转动轴方向和作用效果可能不同，因此不能认为作用效果一定相同。力的大小和力偶臂长短也不是判断作用效果相同的唯一条件。因此选A。 3. 如图所示，大小相等的四个力，作用在同一平面上且力的作用线交于一点 C，试比较四个力对平面上点O的力矩，______对O点之矩最大。（ ） A. 力 B. 力 C. 力 D. 力 【答案】C 4. 力偶对物体的作用效应，决定于（ ） A. 由力偶矩大小决定 B. 由力偶转向决定 C. 由力偶作用面决定 D. 由力偶三要素决定 【答案】D 【解析】力偶的三要素力偶矩大小、转向和作用平面决定其对物体的转动效应，改变任一要素，作用效果都会改变。 5. 力偶矩的大小取决于（ ） A. 力偶合力及力偶臂 B. 力偶中任一力及力偶臂 C. 力偶中任一力及矩心位置 D. 力偶在其平面内的位置及方向 【答案】B 【解析】力偶矩的大小等于力偶中任一力的大小与力偶臂的乘积，与矩心位置无关。因此选B。 6. 如图所示为力偶（F，F´），则该力偶产生的力偶矩为（ ） A. －F·d B. F·d C. F·a D. F（d+a） 【答案】A 7. 关于力矩的计算，下列说法正确的是（ ） A. 力矩等于力与力臂的乘积 B. 力矩等于力与作用点的乘积 C. 力矩等于力臂与位移的乘积 D. 力矩等于力与转角的乘积 【答案】A 【解析】力矩的大小等于力的大小与力臂的乘积，其中力臂是转动中心到力的作用线的垂直距离。其他选项中的物理量组合不符合力矩的定义。 8. 会引起力矩改变的情况是（ ） A. 力作用点沿作用线移动 B. 矩心沿力作用线移动 C. 矩心平行力作用线移动 D. 矩心垂直力作用线移动 【答案】D 【解析】力矩的大小等于作用力的大小与力的作用线到转动轴或支点的垂直距离（称为力臂）的乘积。 矩心垂直力作用线移动会引起力矩改变。 9. 下列情形中，力矩必为零的是（ ） A. 力为零或作用线通过矩心 B. 力和力臂的乘积不为零 C. 力不为零且作用线不通过矩心 D. 力臂不为零且力不为零 【答案】A 【解析】力矩的大小等于力的大小和力臂的乘积，故应选A选项。 10. 如图所示，大小相等的四个力作用在同一平面上且力的作用线交于一点C，试比较四个力对平面上点0的力矩，（ ）对0点之矩矩最大。 A. 力F1 B. 力F4 C. 力F2 D. 力F3 【答案】C 【解析】力矩指力的大小与力臂的乘积。本题四个力大小相等，所以力臂越大，力矩越大。从矩心到力作用线的距离即力臂。F2的力臂OC最长，F1 和F3的力臂是OB,F4通过矩心力臂为0，所以选 C。 11. 力偶矩的量纲与什么物理量的量纲相同？（ ） A. 力 B. 功（能量） C. 角度 D. 动量 【答案】B 【解析】力偶矩的量纲为力乘以长度，即N·m；功的单位也是N·m，因此力偶矩与功的量纲相同。因此选B。 12. 力偶等效需要满足（ ） A. 力偶矩大小相等 B. 力偶转向相等 C. 力偶作用面相同 D. 力偶矩大小、转向、作用面相同 【答案】D 【解析】根据同平面内力偶的等效定理可知：在同一平面内的两个力偶，如果力偶矩相等，则两力偶彼此相等。故答案应选D选项。 13. 如图所示，直杆的A 点作用有已知大小的力 F,如 果（ ） A. 在B点施加与F大小相同、平行且反向的力F', 则物系平衡 B. 在B点施加任何力，物系都不平衡 C. 在A点沿 F 作用线施加等值的力F', 物系可以平衡 D. 在 B 点施加与F大小相同、平行且反向的力F', 物系不平衡 【答案】D 14. 下列动作中不属于力矩作用的是（ ） A. 夯打地基 B. 手指拧动墨水瓶盖子 C. 用扳手拧紧螺母 D. 螺丝刀拧螺钉 【答案】A 【解析】力矩是力使物体绕某点（转轴或支点）产生转动效应的物理量。手指拧动墨水瓶盖子、用扳手拧紧螺母、螺丝刀拧螺钉时，力都使物体绕相应的转轴产生转动，均属于力矩作用；而夯打地基时夯锤对地基主要施加冲击力和压力，力的作用线通过接触点，不能使物体绕某轴产生转动，不属于力矩作用。因此不属于力矩作用的是A项，答案选A。 15. 力偶的性质之一是：力偶可以在其作用面内____，而不改变它对刚体的作用。（ ） A. 改变大小 B. 有条件转移 C. 改变作用方向 D. 任意转移 【答案】D 【解析】力偶可以在其作用面内任意移转，而不改变它对刚体的作用。 16. 力偶对任意点的矩等于（ ） A. 零 B. 力偶矩 C. 力的大小 D. 力偶臂的长度 【答案】B 【解析】力偶对任意点的矩均相等，且等于力偶矩，与取矩点的位置无关。因此选B。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 力偶不能用一个力来等效替换。（ ） 【答案】正确 【解析】力偶的合力为零，只产生转动效应而不产生移动效应，因此力偶不能用一个力来等效替换。故判断为正确。 18. 力矩在平面内的转向为逆时针时，规定其值为正。（ ） 【答案】正确 【解析】在平面力矩的正负号规定中，通常规定逆时针方向为正，顺时针方向为负。故判断为正确。 19. 只要平面力偶的力偶矩保持不变，可将力偶的力和力臂作相应的改变，而不影响其对刚体的效应。（ ） 【答案】正确 【解析】同一平面内的力偶，只要力偶矩的大小和转向保持不变，其对刚体的作用效应就不变，因此可以相应改变力的大小和力偶臂。故判断为正确。 20. 将平面力偶在同一刚体上平行移动到另一位置后，力偶对刚体的转动效应会随位置改变。（ ） 【答案】错误 【解析】力偶对刚体的转动效应只取决于力偶矩的大小、方向和转向，与力偶在刚体上的作用位置无关。因此，平行移动力偶不会改变其转动效应。 21. 力矩可以使物体发生移动。（ ） 【答案】错误 【解析】力矩只表示力对物体的转动作用，不能单独使物体产生移动。因此该说法错误。 22. 力偶对物体只有转动效应。（ ） 【答案】正确 【解析】力偶的合力为零，不会使物体产生移动，只能使物体产生转动。因此该说法正确。 23. 力和力偶都能使物体转动，所以力偶可以用力来平衡。（ ） 【答案】错误 【解析】力偶只能用力偶来平衡。 24. 力矩的大小与距心的位置无关。（ ） 【答案】错误 【解析】力矩的大小与矩心有关 25. 在同一平面内的两个力偶，如果力偶矩相等，则两力偶彼此等效。（ ） 【答案】正确 【解析】在同一平面内，力偶对刚体的作用效应只由力偶矩的大小和转向决定。两个力偶的力偶矩相等时，它们对刚体的作用效应相同，彼此等效。故判断为正确。 26. 刚体上，一个力可以由一个力和一个力偶平衡。（ ） 【答案】正确 【解析】正确，是平移定理的逆定理。 27. 力矩与力偶矩的单位相同，常用的单位为牛·米，千牛·米等（ ） 【答案】正确 【解析】力矩和力偶矩的量纲均为力乘以长度，单位相同，常用单位有牛·米（N·m）、千牛·米（kN·m）等。故判断为正确。 28. 力偶矩的大小和转向决定了力偶对物体的作用效果，而与矩心的位置无关。（ ） 【答案】正确 【解析】力偶矩的大小和转向决定了力偶对物体的作用效果，而与矩心的位置无关。 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 简述力对点之矩的含义，并说明影响力矩大小的两个主要因素。 【答案】（1）力对点之矩是力使物体绕某一点产生转动效应的度量。（2）力矩大小与力的大小成正比。（3）力矩大小与该点到力作用线的垂直距离成正比。 【解析】力矩反映力的转动作用，其大小由力和力臂共同决定。力越大或力臂越长，转动效应越明显。 30. 简述力偶的组成条件及其基本特性。 【答案】（1）力偶由大小相等、方向相反、作用线平行且不重合的两个力组成。（2）力偶的合力为零，不能使物体产生平动。（3）力偶只产生转动效应，其力矩大小等于其中一个力与两力作用线距离的乘积。 【解析】力偶中两个力相互平衡平动作用，但因作用线不重合，仍保留使物体转动的力矩。 31. 水平梁的支承和载荷如图所示，已知力F为20KN，力偶矩M为15KN▪m，均匀分布载荷的载荷集度q为2KN/m，均布载荷作用长度ɑ为3m，求支座A和B的约束反力。 【答案】取 AB 梁为研究对象，将均布载荷化为集中载荷，受力如图所示； 列平衡方程：   0  0 Fy  0  qa    F  0 MA  0 qaa/2  M  2 a  Fa  0 解得 𝐹AY=− 5KN 𝐹NB = 31KN 【解析】平面任意力系一矩式求解方法 32. 维修技师用扳手拧紧螺栓，扳手有效长度为0.80 m，在扳手端部施加50 N的力，力与扳手长度方向的夹角为。求该力对螺栓轴线的力矩，并说明怎样施力可使力矩最大。 【答案】（1）力矩为 。（2）代入数据得 ，约为34.64 N·m。（3）当施力方向与扳手长度方向垂直时，力矩最大。 【解析】力对螺栓轴线的力矩大小为，其中F=50 N，l=0.80 m，。代入得。力矩在力与扳手长度方向垂直时最大，此时，M_{{max}}=Fl。因此，应使施力方向与扳手长度方向垂直。 33. 某自动化设备的调节手轮受到一对大小均为120 N、方向相反的平行力，两力作用线间的垂直距离为0.25 m，形成逆时针力偶。同时，操作人员在距转轴0.40 m处施加80 N的切向力，该力使手轮逆时针转动。（1）计算该力偶的力偶矩。（2）计算80 N切向力对转轴的力矩。（3）求手轮受到的总转动力矩，并说明该力偶能否用一个单独的力替代。 【答案】（1）力偶矩为 ，即30 N·m，方向为逆时针。（2）切向力矩为 ，即32 N·m，方向为逆时针。（3）总转动力矩为 ，即62 N·m，方向为逆时针。力偶不能用一个单独的力替代。 【解析】（1）力偶矩为Mc=Fd=120×0.25=30 N·m，方向逆时针。（2）切向力矩为MF=Fl=80×0.40=32 N·m，方向逆时针。（3）同向力矩相加得M=62 N·m，方向逆时针。力偶合力为零，不能用单独一个力替代。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 34. 某装配工位需用扭矩扳手紧固设备底座螺栓。扳手有效力臂长为280 mm，技师在扳手手柄端施加150 N的力，力的方向与扳手手柄成角。该螺栓要求的紧固力矩为38 N·m，允许偏差为±2 N·m。（1）计算技师施加的力对螺栓中心产生的力矩。（2）判断该操作是否满足螺栓紧固要求。（3）若需在力臂长度不变、施力方向垂直于手柄的条件下达到40 N·m，说明施加力应调整为多少，并提出1项规范操作措施。 【答案】（1）力臂长度为 。力矩为 。代入得 。（2）允许力矩范围为36 N·m至40 N·m，36.37 N·m在允许范围内，满足紧固要求。（3）垂直施力时，。施加力为 ，约为143 N。操作时应使扳手受力方向保持垂直于手柄，并平稳施力，避免冲击加载。 【解析】（1）将280 mm换算为0.280 m，力矩M=Fl sin=150×0.280×0.866≈36.37 N·m。（2）允许范围为36～40 N·m，故满足要求。（3）垂直施力时F=M/l=40/0.280≈142.86 N，约143 N。操作应保持垂直并平稳施力，避免冲击。 35. 已知100N，60N，80N，50N，求： （1）它们各自关于O点的力矩。 （2）这四个力的合力F关于O点的力矩。 【答案】（1） （2） 36. 某自动化夹具的回转工作台采用两只液压缸驱动。两只液压缸分别在回转盘两侧施加大小相等、方向相反的切向力，形成力偶。每只液压缸的输出力为1.20 kN，两力作用线间的垂直距离为180 mm。工作台转动时的阻力矩为190 N·m，设备要求驱动力偶矩至少为阻力矩的1.10倍。（1）计算两只液压缸形成的力偶矩，并计算其相对于阻力矩的剩余力矩。（2）判断该驱动机构是否满足设备要求。（3）若保持两力作用线间距离不变，为使驱动力偶矩达到250 N·m，每只液压缸的输出力至少应为多少？说明采用力偶驱动的主要优点。 【答案】（1）液压缸输出力为 ，力偶臂为 。力偶矩为 。剩余力矩为 。（2）设备要求的最小驱动力矩为 。实际力偶矩为216 N·m，大于209 N·m，满足设备要求。（3）每只液压缸所需输出力为 。代入得 ，约为1.39 kN。力偶的合力为零，只产生转动效应，可减小工作台的径向受力和偏载。 【解析】（1）F=1.20 kN=1200 N，d=0.180 m，力偶矩M=Fd=216 N·m，剩余力矩为216-190=26 N·m。（2）所需最小力矩为1.10×190=209 N·m，216 N·m大于209 N·m，满足要求。（3）所需力为F=250/0.180≈1388.89 N，即1.39 kN。力偶合力为零，可减小径向受力和偏载。 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 任务六：力矩与力偶 时间：45分钟 总分：94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. 关于力偶矩下列说法正确的是（ ） A. 力偶矩的方向逆时针时为正 B. 力偶矩的方向顺时针时为正 C. 力偶矩的单位与力矩的单位不同 D. 力偶可以使物体移动 2. 对于作用在刚体上的两个力偶，若它们的力偶矩大小相等，以下说法正确的是（ ） A. 若力偶所在平面不同，对刚体的作用效果也不同 B. 它们对刚体的作用效果一定相同 C. 只要力偶中力的大小相同，作用效果就相同 D. 不管力偶臂长短是否相同，作用效果都相同 3. 如图所示，大小相等的四个力，作用在同一平面上且力的作用线交于一点 C，试比较四个力对平面上点O的力矩，______对O点之矩最大。（ ） A. 力 B. 力 C. 力 D. 力 4. 力偶对物体的作用效应，决定于（ ） A. 由力偶矩大小决定 B. 由力偶转向决定 C. 由力偶作用面决定 D. 由力偶三要素决定 5. 力偶矩的大小取决于（ ） A. 力偶合力及力偶臂 B. 力偶中任一力及力偶臂 C. 力偶中任一力及矩心位置 D. 力偶在其平面内的位置及方向 6. 如图所示为力偶（F，F´），则该力偶产生的力偶矩为（ ） A. －F·d B. F·d C. F·a D. F（d+a） 7. 关于力矩的计算，下列说法正确的是（ ） A. 力矩等于力与力臂的乘积 B. 力矩等于力与作用点的乘积 C. 力矩等于力臂与位移的乘积 D. 力矩等于力与转角的乘积 8. 会引起力矩改变的情况是（ ） A. 力作用点沿作用线移动 B. 矩心沿力作用线移动 C. 矩心平行力作用线移动 D. 矩心垂直力作用线移动 9. 下列情形中，力矩必为零的是（ ） A. 力为零或作用线通过矩心 B. 力和力臂的乘积不为零 C. 力不为零且作用线不通过矩心 D. 力臂不为零且力不为零 10. 如图所示，大小相等的四个力作用在同一平面上且力的作用线交于一点C，试比较四个力对平面上点0的力矩，（ ）对0点之矩矩最大。 A. 力F1 B. 力F4 C. 力F2 D. 力F3 11. 力偶矩的量纲与什么物理量的量纲相同？（ ） A. 力 B. 功（能量） C. 角度 D. 动量 12. 力偶等效需要满足（ ） A. 力偶矩大小相等 B. 力偶转向相等 C. 力偶作用面相同 D. 力偶矩大小、转向、作用面相同 13. 如图所示，直杆的A 点作用有已知大小的力 F,如 果（ ） A. 在B点施加与F大小相同、平行且反向的力F', 则物系平衡 B. 在B点施加任何力，物系都不平衡 C. 在A点沿 F 作用线施加等值的力F', 物系可以平衡 D. 在 B 点施加与F大小相同、平行且反向的力F', 物系不平衡 14. 下列动作中不属于力矩作用的是（ ） A. 夯打地基 B. 手指拧动墨水瓶盖子 C. 用扳手拧紧螺母 D. 螺丝刀拧螺钉 15. 力偶的性质之一是：力偶可以在其作用面内____，而不改变它对刚体的作用。（ ） A. 改变大小 B. 有条件转移 C. 改变作用方向 D. 任意转移 16. 力偶对任意点的矩等于（ ） A. 零 B. 力偶矩 C. 力的大小 D. 力偶臂的长度 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 力偶不能用一个力来等效替换。（ ） 18. 力矩在平面内的转向为逆时针时，规定其值为正。（ ） 19. 只要平面力偶的力偶矩保持不变，可将力偶的力和力臂作相应的改变，而不影响其对刚体的效应。（ ） 20. 将平面力偶在同一刚体上平行移动到另一位置后，力偶对刚体的转动效应会随位置改变。（ ） 21. 力矩可以使物体发生移动。（ ） 22. 力偶对物体只有转动效应。（ ） 23. 力和力偶都能使物体转动，所以力偶可以用力来平衡。（ ） 24. 力矩的大小与距心的位置无关。（ ） 25. 在同一平面内的两个力偶，如果力偶矩相等，则两力偶彼此等效。（ ） 26. 刚体上，一个力可以由一个力和一个力偶平衡。（ ） 27. 力矩与力偶矩的单位相同，常用的单位为牛·米，千牛·米等（ ） 28. 力偶矩的大小和转向决定了力偶对物体的作用效果，而与矩心的位置无关。（ ） 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 简述力对点之矩的含义，并说明影响力矩大小的两个主要因素。 30. 简述力偶的组成条件及其基本特性。 31. 水平梁的支承和载荷如图所示，已知力F为20KN，力偶矩M为15KN▪m，均匀分布载荷的载荷集度q为2KN/m，均布载荷作用长度ɑ为3m，求支座A和B的约束反力。 32. 维修技师用扳手拧紧螺栓，扳手有效长度为0.80 m，在扳手端部施加50 N的力，力与扳手长度方向的夹角为。求该力对螺栓轴线的力矩，并说明怎样施力可使力矩最大。 33. 某自动化设备的调节手轮受到一对大小均为120 N、方向相反的平行力，两力作用线间的垂直距离为0.25 m，形成逆时针力偶。同时，操作人员在距转轴0.40 m处施加80 N的切向力，该力使手轮逆时针转动。（1）计算该力偶的力偶矩。（2）计算80 N切向力对转轴的力矩。（3）求手轮受到的总转动力矩，并说明该力偶能否用一个单独的力替代。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 34. 某装配工位需用扭矩扳手紧固设备底座螺栓。扳手有效力臂长为280 mm，技师在扳手手柄端施加150 N的力，力的方向与扳手手柄成角。该螺栓要求的紧固力矩为38 N·m，允许偏差为±2 N·m。（1）计算技师施加的力对螺栓中心产生的力矩。（2）判断该操作是否满足螺栓紧固要求。（3）若需在力臂长度不变、施力方向垂直于手柄的条件下达到40 N·m，说明施加力应调整为多少，并提出1项规范操作措施。 35. 已知100N，60N，80N，50N，求： （1）它们各自关于O点的力矩。 （2）这四个力的合力F关于O点的力矩。 36. 某自动化夹具的回转工作台采用两只液压缸驱动。两只液压缸分别在回转盘两侧施加大小相等、方向相反的切向力，形成力偶。每只液压缸的输出力为1.20 kN，两力作用线间的垂直距离为180 mm。工作台转动时的阻力矩为190 N·m，设备要求驱动力偶矩至少为阻力矩的1.10倍。（1）计算两只液压缸形成的力偶矩，并计算其相对于阻力矩的剩余力矩。（2）判断该驱动机构是否满足设备要求。（3）若保持两力作用线间距离不变，为使驱动力偶矩达到250 N·m，每只液压缸的输出力至少应为多少？说明采用力偶驱动的主要优点。 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 $