山东省(春季高考)交通运输类 《汽车机械基础》项目四任务一 45分钟专题训练卷
2026-10-13
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内容正文:
山东省(春季高考)交通运输类《汽车机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共227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交通运输类理论知识,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交通运输类高考的学生。
与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《汽车文化》《汽车电工电子基础》《汽车发动机构造与维修》《汽车底盘构造与维修》《汽车电气设备构造与维修》《汽车保养与维护》《新能源汽车》《汽车构造与拆装》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
山东省(春季高考)交通运输类 《汽车机械基础》
项目四:静力学基础
任务一:静力学基础
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. 力F在直角坐标轴上的投影与力沿坐标轴方向分解所得分力的关系是( )
A. 投影和分力都是矢量
B. 投影的大小和分力大小的绝对值不相等
C. 投影是矢量,分力是代数量
D. 分力是矢量,投影是代数量
2. 作用于一个刚体上的两个力,使刚体保持平衡状态的必要与充分条件是( )
A. 二力大小相等、方向相同、作用在同一直线上
B. 二力大小相等、方向相反、作用在不同直线上
C. 二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上
D. 二力大小不等、方向相反、作用在同一直线上
3. 力矩的单位是( )
A. 牛顿(N)
B. 米(m)
C. 焦耳(J)
D. 牛·米(N·m)
4. 在平面力系中,刚体处于平衡状态的必要和充分条件是( )
A. 所有力的矢量和为零
B. 所有力对任一点的矩和为零
C. ΣFx = 0 且 ΣFy = 0
D. ΣFx = 0,ΣFy = 0,且 ΣM = 0(对任意点)
5. 关于二力杆,下列说法正确的是( )
A. 必须受三个力作用
B. 两力方向可以任意
C. 两力必沿两作用点连线
D. 必须为弯曲形状
6. 关于平面力偶系的平衡,下列说法正确的是( )
A. 合力为零则平面力偶系平衡
B. 只要有一个力偶矩为零,平面力偶系就平衡
C. ΣMi=0
D. 平面力偶系不能用平衡方程求解
7. 根据力的平移定理,作用在刚体上的力F平移至刚体的任一点时,必须附加一个力偶,其力偶矩( )
A. 等于原力对新作用点的矩
B. 大于原力对新作用点的矩
C. 小于原力对新作用点的矩
D. 与原力对新作用点的矩无关
8. 工程实践中,许多力学问题可以简化为平面任意力系问题,是因为( )
A. 力系中各力都在同一平面
B. 力系中各力作用线都汇交于一点
C. 力系中各力作用线都平行
D. 力系具有平面对称性
9. 关于力的三角形法则,下列说法正确的是( )
A. 合力矢量与分力矢量的作图先后次序有关
B. 力三角形表示了各力的作用位置
C. 力的三角形法则只能用于两个力的合成
D. 力的三角形法则是平行四边形公理的简化
10. 如图,力的平行四边形公理描述了( )
A. 两个力平衡的条件
B. 作用与反作用的关系
C. 两个力的合成方法
D. 力系的等效变换
11. 当物体处于平衡状态时,以下描述正确的是( )
A. 合力为零,合力矩可不为零
B. 合力矩为零,合力可不为零
C. 合力与合力矩均为零
D. 合力与合力矩可均不为零
12. 力的平移定理表明,将力平移后( )
A. 力的作用效果不变
B. 力的作用效果改变
C. 会产生一个附加力
D. 只适用于变形体
13. 下列属于动载荷的是(多选)
A. 从零缓慢增加到某一值后保持不变的载荷
B. 汽车发动机活塞连杆随曲轴转动时受到的载荷
C. 高速旋转的飞轮受到的载荷
D. 静置于桌面上的物体对桌面的压力
14. 关于力矩,下列说法正确的是( )
A. 力矩的单位是N
B. 力臂是矩心到力的作用点的距离
C. 力为零时,力矩一定为零
D. 力的作用线通过矩心时,力矩不为零
15. 平面汇交力系的平衡方程能解决的未知量个数( )
A. 不超过两个
B. 不超过三个
C. 不超过四个
D. 没有限制
16. 梁受已知力偶作用,A、B为支座,若增大a的距离,则A支座的约束反力( )
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先减小后增大
17. 作用与反作用公理的关键特征是( )
A. 作用力与反作用力作用在同一物体上
B. 作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物体上
C. 作用力与反作用力可以相互抵消
D. 作用力总是大于反作用力
18. 用解析法求平面汇交力系的合力时,下列说法正确的是( )
A. 不需要建立坐标系
B. 合力大小
C. 不能确定合力的方向
D. 与几何法结果完全不同
19. 当物体处于临界状态时,下列说法正确的是( )
A. 静摩擦力为零
B. 最大静摩擦力
C. 动摩擦力
D. 物体已经开始滑动
20. 桌上放一重力为G的物块,施加水平拉力,当逐渐增大且物块仍静止时,桌面对物块的静摩擦力( )
A. 不变
B. 减小
C. 增大
D. 先增大后减小
二、计算题(本大题共2小题,每题5分,共10分)
21. 某起重设备吊钩受到两个相互垂直的力作用,水平方向拉力为600 N,竖直向上拉力为800 N。(1)计算这两个力的合力大小。(2)计算合力与水平方向的夹角。
22. 一辆运输车辆的车厢承载平台可视为长4 m的均匀梁,左、右两端分别由支座A和支座B支承。平台自重为6 kN,作用在梁的中点;装载货物重为10 kN,货物重心距支座A为1 m。忽略梁的其他载荷。(1)计算支座B的竖直支承力。(2)计算支座A的竖直支承力。(3)若支座A和支座B允许承受的最大竖直力分别为11 kN和6 kN,判断两支座是否满足承载要求。
三、综合应用题(本大题共7小题,共50分)
23.(5分)某公路养护站在检修悬臂式交通标志支架时,将支架简化为水平杆件。支架右端安装的标志牌重力为 1.20 kN,作用点距固定端 O 点 2.40 m;照明灯具重力为 0.80 kN,作用点距 O 点 1.20 m。忽略支架自重。(1)计算两竖直向下荷载的合力大小及其作用线距 O 点的距离。(2)计算合力对 O 点的力矩。若固定端允许承受的最大力矩为 4.00 kN·m,判断该支架是否满足要求。(3)若后续需增设设备导致支架荷载增大,说明可采取的两项改进措施。
24.(5分)某物流企业使用两根长度相同的吊索起吊一台货物,货物重力为 12 kN。起吊时两根吊索对称布置,每根吊索与水平面的夹角均为 ,忽略吊钩和吊索自重。(1)计算每根吊索承受的拉力。(2)若所选吊索的额定拉力为 8.0 kN,判断该吊索能否安全使用。(3)说明起吊过程中为减小吊索拉力可采取的措施。
25.(5分)某道路救援车辆在维修站使用斜坡式举升平台进行检修。车辆质量为 1500 kg,平台坡度为 ,车辆停稳后发动机熄火、变速器置于空挡。取重力加速度 ,已知 ,。轮胎与干燥平台间的静摩擦因数为 0.35,车辆可视为质点,忽略其他阻力。(1)计算车辆所受重力、平台支持力以及重力沿斜面向下的分力。(2)判断在干燥平台上车辆能否仅依靠静摩擦保持静止,并说明判断依据。(3)若平台表面被油污污染,静摩擦因数降为 0.18,分析车辆的运动趋势,并计算使车辆保持静止所需的最小沿斜面向上的外力。
26.(5分)某汽车维修企业使用两根相同吊索起吊一台发动机。发动机重力为 12.0 kN,两根吊索对称布置,每根吊索与水平面的夹角均为 ,吊索受力可视为静力平衡。(1)计算每根吊索承受的拉力。(2)若每根吊索的额定工作拉力为 8.00 kN,判断现有吊装方案是否安全。(3)为降低吊索拉力,说明吊索与水平面的夹角应如何调整,并提出一项安全操作要求。
27.(10分)某汽车维修企业检修一辆厢式货车的液压举升平台。平台可视为长度为 4.0 m 的均匀梁,左、右两端分别由支承点 A、B 支撑。平台自重为 2.0 kN,重力作用在平台中点;一台重为 6.0 kN 的设备放置在距 A 点 1.5 m 处。忽略支承件自重。(1)计算支承点 B 对平台的支承力。(2)计算支承点 A 对平台的支承力。(3)已知 B 点支承装置允许承载力为 3.0 kN,判断当前放置方案是否安全,并提出一项改进措施。
28.(10分)某汽车总装车间使用一根长 4.80 m 的水平吊装梁搬运发动机。吊装梁两端分别由左、右支承点 A、B 支撑,吊装梁自重为 2.40 kN,重力作用于梁的中点。发动机重力为 18.0 kN,吊挂位置距 A 点 1.80 m。忽略吊具其他质量。(1)计算 A、B 两支承点的竖直支承反力。(2)若 A 点允许承受的最大竖直载荷为 12.0 kN,B 点允许承受的最大竖直载荷为 9.00 kN,判断该吊装位置是否满足要求。(3)在不改变发动机重力和吊装梁长度的条件下,发动机吊挂位置至少应距 A 点多远,才能使 A 点支承反力不超过 12.0 kN。
29.(10分)某道路救援车辆使用两条牵引绳固定一辆待运输的故障车辆。两条牵引绳在同一连接环处相互垂直,第一条牵引绳的拉力为 3.0 kN,第二条牵引绳的拉力为 4.0 kN。两条拉力均作用在同一平面内。(1)计算连接环所受两个拉力的合力大小。(2)计算合力与 4.0 kN 拉力方向之间的夹角。(3)若连接环允许承受的最大拉力为 4.8 kN,判断该连接环是否满足使用要求,并说明处理措施。
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山东省(春季高考)交通运输类《汽车机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共227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交通运输类理论知识,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交通运输类高考的学生。
与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《汽车文化》《汽车电工电子基础》《汽车发动机构造与维修》《汽车底盘构造与维修》《汽车电气设备构造与维修》《汽车保养与维护》《新能源汽车》《汽车构造与拆装》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
山东省(春季高考)交通运输类 《汽车机械基础》
项目四:静力学基础
任务一:静力学基础
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. 力F在直角坐标轴上的投影与力沿坐标轴方向分解所得分力的关系是( )
A. 投影和分力都是矢量
B. 投影的大小和分力大小的绝对值不相等
C. 投影是矢量,分力是代数量
D. 分力是矢量,投影是代数量
【答案】D
【解析】力在坐标轴上的投影是代数量,有正负之分;力沿坐标轴方向分解所得的分力是矢量,具有大小、方向和作用点,A、C错误,D正确;将力沿坐标轴方向分解,所得分力的大小与力在同轴上投影大小的绝对值相等,B错误。
2. 作用于一个刚体上的两个力,使刚体保持平衡状态的必要与充分条件是( )
A. 二力大小相等、方向相同、作用在同一直线上
B. 二力大小相等、方向相反、作用在不同直线上
C. 二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上
D. 二力大小不等、方向相反、作用在同一直线上
【答案】C
【解析】根据二力平衡原理,作用于一个刚体上使刚体平衡的力需大小相等、方向相反且作用在同一直线上,C选项符合。
3. 力矩的单位是( )
A. 牛顿(N)
B. 米(m)
C. 焦耳(J)
D. 牛·米(N·m)
【答案】D
【解析】力矩等于力与力臂的乘积,即M=Fd,因此其单位为牛·米(N·m),选D。焦耳(J)虽然在量纲上与N·m等价,但焦耳是功或能量的单位,力矩通常用N·m表示。
4. 在平面力系中,刚体处于平衡状态的必要和充分条件是( )
A. 所有力的矢量和为零
B. 所有力对任一点的矩和为零
C. ΣFx = 0 且 ΣFy = 0
D. ΣFx = 0,ΣFy = 0,且 ΣM = 0(对任意点)
【答案】D
【解析】平面力系中刚体处于平衡状态的必要和充分条件是合力为零且合力矩为零,即ΣFx = 0、ΣFy = 0,且ΣM = 0(对任意点),因此选D。
5. 关于二力杆,下列说法正确的是( )
A. 必须受三个力作用
B. 两力方向可以任意
C. 两力必沿两作用点连线
D. 必须为弯曲形状
【答案】C
【解析】二力杆的两力大小相等、方向相反,且作用线共线。
6. 关于平面力偶系的平衡,下列说法正确的是( )
A. 合力为零则平面力偶系平衡
B. 只要有一个力偶矩为零,平面力偶系就平衡
C. ΣMi=0
D. 平面力偶系不能用平衡方程求解
【答案】C
【解析】平面力偶系的合力恒为零,其平衡条件是各力偶矩的代数和为零,即ΣMi=0。因此选C。仅有一个力偶矩为零,不能说明整个力偶系平衡;平面力偶系可以利用力矩平衡方程进行求解。
7. 根据力的平移定理,作用在刚体上的力F平移至刚体的任一点时,必须附加一个力偶,其力偶矩( )
A. 等于原力对新作用点的矩
B. 大于原力对新作用点的矩
C. 小于原力对新作用点的矩
D. 与原力对新作用点的矩无关
【答案】A
【解析】由力的平移定理可知,作用在刚体上的力F平移至刚体的任一点时,必须附加一个力偶,其力偶矩等于原力对新作用点的矩,A正确。
8. 工程实践中,许多力学问题可以简化为平面任意力系问题,是因为( )
A. 力系中各力都在同一平面
B. 力系中各力作用线都汇交于一点
C. 力系中各力作用线都平行
D. 力系具有平面对称性
【答案】D
【解析】平面任意力系是指各力作用线位于同一平面内,且各力作用线既不汇交于同一点,也不全部相互平行的力系。选项B描述的是平面汇交力系,选项C描述的是平面平行力系;仅有各力共面这一条件还不足以确定为平面任意力系。工程实践中,许多力学问题由于具有平面对称性,可以简化为平面任意力系问题,因此选D。
9. 关于力的三角形法则,下列说法正确的是( )
A. 合力矢量与分力矢量的作图先后次序有关
B. 力三角形表示了各力的作用位置
C. 力的三角形法则只能用于两个力的合成
D. 力的三角形法则是平行四边形公理的简化
【答案】D
【解析】力的三角形法则是平行四边形公理的简化,合力矢量与分力矢量的作图先后次序无关,力三角形只表示各力的矢量,不表示其作用位置,力的三角形法则也可用于多个力合成(多个力时连续应用),所以D正确。
10. 如图,力的平行四边形公理描述了( )
A. 两个力平衡的条件
B. 作用与反作用的关系
C. 两个力的合成方法
D. 力系的等效变换
【答案】C
11. 当物体处于平衡状态时,以下描述正确的是( )
A. 合力为零,合力矩可不为零
B. 合力矩为零,合力可不为零
C. 合力与合力矩均为零
D. 合力与合力矩可均不为零
【答案】C
【解析】物体处于平衡状态时,所受合力为零,合力矩也为零。因此选C。
12. 力的平移定理表明,将力平移后( )
A. 力的作用效果不变
B. 力的作用效果改变
C. 会产生一个附加力
D. 只适用于变形体
【答案】A
【解析】根据力的平移定理,在刚体上平移力时,加上一对平衡力不影响原力对刚体的作用效果,且会产生一个附加力偶,并非附加力,A正确,B、C错误;力的平移定理适用于刚体,D错误。
13. 下列属于动载荷的是(多选)
A. 从零缓慢增加到某一值后保持不变的载荷
B. 汽车发动机活塞连杆随曲轴转动时受到的载荷
C. 高速旋转的飞轮受到的载荷
D. 静置于桌面上的物体对桌面的压力
【答案】B、C
【解析】静载荷是指载荷从零缓慢增加到某一值后保持不变或变化很小的载荷,A项和D项均属于静载荷。汽车发动机活塞连杆随曲轴转动时,所受载荷的大小和方向周期性变化,属于交变动载荷,B项正确。高速旋转的飞轮所受载荷属于转动形式的动载荷,C项正确。因此应选B、C。
14. 关于力矩,下列说法正确的是( )
A. 力矩的单位是N
B. 力臂是矩心到力的作用点的距离
C. 力为零时,力矩一定为零
D. 力的作用线通过矩心时,力矩不为零
【答案】C
【解析】力矩单位是N·m,A错误;力臂是矩心到力作用线的垂直距离,B错误;根据力矩定义,力等于零或者力臂等于零(力的作用线通过矩心)时,力矩为零,C正确,D错误。
15. 平面汇交力系的平衡方程能解决的未知量个数( )
A. 不超过两个
B. 不超过三个
C. 不超过四个
D. 没有限制
【答案】A
【解析】平面汇交力系有两个独立的平衡方程,因此只能解决未知量不超过两个的力系平衡问题,A 正确。
16. 梁受已知力偶作用,A、B为支座,若增大a的距离,则A支座的约束反力( )
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先减小后增大
【答案】A
【解析】已知力偶的力偶矩为M=Fa。A、B两支座的约束反力大小相等、方向相反,形成与外力偶平衡的反力偶。由力偶矩平衡得
。
因此
。
当F、l、α不变而a增大时,A支座约束反力随a增大而增大,故选A。
17. 作用与反作用公理的关键特征是( )
A. 作用力与反作用力作用在同一物体上
B. 作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物体上
C. 作用力与反作用力可以相互抵消
D. 作用力总是大于反作用力
【答案】B
【解析】作用力与反作用力大小相等、方向相反,且分别作用在两个相互作用的物体上,不能相互抵消。因此选B。
18. 用解析法求平面汇交力系的合力时,下列说法正确的是( )
A. 不需要建立坐标系
B. 合力大小
C. 不能确定合力的方向
D. 与几何法结果完全不同
【答案】B
【解析】根据合力投影定理,先求出合力在两轴上的投影Fx、Fy(各分力在相应轴上投影之和),再通过公式计算合力大小,B正确。
19. 当物体处于临界状态时,下列说法正确的是( )
A. 静摩擦力为零
B. 最大静摩擦力
C. 动摩擦力
D. 物体已经开始滑动
【答案】B
【解析】物体处于临界状态时,还未开始滑动,静摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力,B正确,A、C、D错误。
20. 桌上放一重力为G的物块,施加水平拉力,当逐渐增大且物块仍静止时,桌面对物块的静摩擦力( )
A. 不变
B. 减小
C. 增大
D. 先增大后减小
【答案】C
【解析】当水平拉力逐渐增大且物块仍静止时,物块处于平衡状态,静摩擦力与拉力保持平衡,所以静摩擦力Ff也随之增大,C正确。
二、计算题(本大题共2小题,每题5分,共10分)
21. 某起重设备吊钩受到两个相互垂直的力作用,水平方向拉力为600 N,竖直向上拉力为800 N。(1)计算这两个力的合力大小。(2)计算合力与水平方向的夹角。
【答案】(1)合力大小为1000 N。(2)合力与水平方向的夹角约为。
【解析】(1)。(2),计算得,合力方向斜向右上方。
22. 一辆运输车辆的车厢承载平台可视为长4 m的均匀梁,左、右两端分别由支座A和支座B支承。平台自重为6 kN,作用在梁的中点;装载货物重为10 kN,货物重心距支座A为1 m。忽略梁的其他载荷。(1)计算支座B的竖直支承力。(2)计算支座A的竖直支承力。(3)若支座A和支座B允许承受的最大竖直力分别为11 kN和6 kN,判断两支座是否满足承载要求。
【答案】(1)支座B的竖直支承力为5.5 kN。(2)支座A的竖直支承力为10.5 kN。(3)两支座均满足承载要求。
【解析】(1)对支座A取矩,,得。(2)由竖直方向平衡,,得。(3),,支座承载能力满足要求。
三、综合应用题(本大题共7小题,共50分)
23.(5分)某公路养护站在检修悬臂式交通标志支架时,将支架简化为水平杆件。支架右端安装的标志牌重力为 1.20 kN,作用点距固定端 O 点 2.40 m;照明灯具重力为 0.80 kN,作用点距 O 点 1.20 m。忽略支架自重。(1)计算两竖直向下荷载的合力大小及其作用线距 O 点的距离。(2)计算合力对 O 点的力矩。若固定端允许承受的最大力矩为 4.00 kN·m,判断该支架是否满足要求。(3)若后续需增设设备导致支架荷载增大,说明可采取的两项改进措施。
【答案】(1)合力为 。合力作用线距 O 点为 。(2)合力对 O 点的力矩为 。,支架满足强度要求。(3)可缩短新增设备距固定端的距离,减小力臂;可增设斜拉杆或加强筋,提高支架的抗弯能力。
【解析】(1)两竖直向下荷载方向相同,合力大小为
。
以 O 点为矩心,根据合力矩等于各分力矩之和,有
,
所以
。
(2)合力对 O 点的力矩为
,方向为顺时针。由于,合力矩未超过固定端允许承受的最大力矩,支架满足力矩承载要求。
(3)可缩短新增设备距固定端的距离,减小荷载力臂;也可增设斜拉杆或加强筋,提高支架的抗弯能力和整体承载能力。
24.(5分)某物流企业使用两根长度相同的吊索起吊一台货物,货物重力为 12 kN。起吊时两根吊索对称布置,每根吊索与水平面的夹角均为 ,忽略吊钩和吊索自重。(1)计算每根吊索承受的拉力。(2)若所选吊索的额定拉力为 8.0 kN,判断该吊索能否安全使用。(3)说明起吊过程中为减小吊索拉力可采取的措施。
【答案】(1)设每根吊索拉力为 ,竖直方向平衡:。。每根吊索承受的拉力约为 8.49 kN。(2)不能安全使用。吊索实际拉力 8.49 kN 大于额定拉力 8.0 kN。(3)可增大吊索与水平面的夹角,使吊索更接近竖直状态;也可选用额定拉力更大的吊索。
【解析】(1)货物处于平衡状态,两根吊索的水平分力大小相等、方向相反,彼此抵消;两根吊索的竖直分力共同承担货物重力。因此有
。
取,得
。
所以每根吊索承受的拉力约为。
(2)每根吊索的实际拉力为,大于额定拉力,因此不能安全使用。
(3)在货物重力不变时,增大吊索与水平面的夹角,使吊索更接近竖直方向,可增大单根吊索的竖直分力,从而减小所需拉力;也可选用额定拉力更大的吊索。
25.(5分)某道路救援车辆在维修站使用斜坡式举升平台进行检修。车辆质量为 1500 kg,平台坡度为 ,车辆停稳后发动机熄火、变速器置于空挡。取重力加速度 ,已知 ,。轮胎与干燥平台间的静摩擦因数为 0.35,车辆可视为质点,忽略其他阻力。(1)计算车辆所受重力、平台支持力以及重力沿斜面向下的分力。(2)判断在干燥平台上车辆能否仅依靠静摩擦保持静止,并说明判断依据。(3)若平台表面被油污污染,静摩擦因数降为 0.18,分析车辆的运动趋势,并计算使车辆保持静止所需的最小沿斜面向上的外力。
【答案】(1)车辆所受重力为。平台支持力为。重力沿斜面向下的分力为。(2)车辆能保持静止。所需静摩擦力为 ,最大静摩擦力为。由于 ,静摩擦力能够平衡重力沿斜面的分力。(3)车辆有沿斜面向下滑动的趋势。油污条件下最大静摩擦力为。所需外力为,方向沿斜面向上。实际作业中还应设置车轮挡块或使用可靠的机械锁止装置。
【解析】重力G=mg=14700 N,支持力N=Gcos=14376.6 N,沿坡分力G∥=Gsin=3057.6 N。干燥时最大静摩擦力0.35N=5031.8 N,大于沿坡分力,能静止。油污时最大静摩擦力为0.18N=2587.8 N,小于沿坡分力,车辆下滑;最小上拉力为3057.6-2587.8=469.8 N。
26.(5分)某汽车维修企业使用两根相同吊索起吊一台发动机。发动机重力为 12.0 kN,两根吊索对称布置,每根吊索与水平面的夹角均为 ,吊索受力可视为静力平衡。(1)计算每根吊索承受的拉力。(2)若每根吊索的额定工作拉力为 8.00 kN,判断现有吊装方案是否安全。(3)为降低吊索拉力,说明吊索与水平面的夹角应如何调整,并提出一项安全操作要求。
【答案】(1)发动机处于平衡状态时,两根吊索竖直分力之和等于发动机重力。。。(2)每根吊索实际拉力为 8.49 kN,大于额定工作拉力 8.00 kN,现有方案不安全。(3)应适当增大吊索与水平面的夹角,使吊索更接近竖直方向;吊装前应检查吊索、吊钩及连接部位是否完好可靠。
【解析】(1)发动机处于静力平衡状态。由于两根吊索对称布置,水平方向分力相互抵消,竖直方向分力共同承担发动机重力,因此
。
取,得
。
所以每根吊索承受的拉力约为。
(2)实际拉力,超过额定工作拉力,现有吊装方案不安全,存在吊索超载断裂风险。
(3)应适当增大吊索与水平面的夹角,使吊索更接近竖直方向,从而增大竖直分力并降低单根吊索拉力。吊装前应检查吊索、吊钩及连接部位是否完好可靠,并确认额定载荷满足要求。
27.(10分)某汽车维修企业检修一辆厢式货车的液压举升平台。平台可视为长度为 4.0 m 的均匀梁,左、右两端分别由支承点 A、B 支撑。平台自重为 2.0 kN,重力作用在平台中点;一台重为 6.0 kN 的设备放置在距 A 点 1.5 m 处。忽略支承件自重。(1)计算支承点 B 对平台的支承力。(2)计算支承点 A 对平台的支承力。(3)已知 B 点支承装置允许承载力为 3.0 kN,判断当前放置方案是否安全,并提出一项改进措施。
【答案】(1)以 A 点为矩心,根据力矩平衡:。。B 点支承力为 3.25 kN。(2)根据竖直方向平衡:。。A 点支承力为 4.75 kN。(3)当前方案不安全。B 点实际支承力为 3.25 kN,大于允许承载力 3.0 kN。可将设备向 A 点方向移动,减小设备对 B 点的力矩。
【解析】(1)以 A 点为矩心,根据力矩平衡,A 点支承力的力矩为零,有
。
因此
。
(2)根据竖直方向平衡,
。
所以
。
(3)B 点实际支承力为,大于其允许承载力,因此当前放置方案不安全。可将设备向 A 点方向移动,减小设备对 B 点的力矩,从而降低 B 点支承力。
28.(10分)某汽车总装车间使用一根长 4.80 m 的水平吊装梁搬运发动机。吊装梁两端分别由左、右支承点 A、B 支撑,吊装梁自重为 2.40 kN,重力作用于梁的中点。发动机重力为 18.0 kN,吊挂位置距 A 点 1.80 m。忽略吊具其他质量。(1)计算 A、B 两支承点的竖直支承反力。(2)若 A 点允许承受的最大竖直载荷为 12.0 kN,B 点允许承受的最大竖直载荷为 9.00 kN,判断该吊装位置是否满足要求。(3)在不改变发动机重力和吊装梁长度的条件下,发动机吊挂位置至少应距 A 点多远,才能使 A 点支承反力不超过 12.0 kN。
【答案】(1)设 A、B 点支承反力分别为 、。由竖直方向平衡得 。对 A 点取矩得 。。。(2)A 点反力为 12.45 kN,大于允许值 12.0 kN;B 点反力为 7.95 kN,小于允许值 9.00 kN。因此,该吊装位置不满足要求。(3)为使 ,则 。设发动机距 A 点为 ,则 。。发动机吊挂位置至少应距 A 点 1.92 m。
【解析】(1)吊装梁处于平衡状态。竖直方向平衡方程为
。
以 A 点为矩心取矩,有
,
所以
。
进而
。
(2)A 点反力,超过允许值;B 点反力,未超过允许值。因此,该吊装位置不满足要求。
(3)设发动机吊挂位置距 A 点为。为使,由竖直方向平衡可知
。
以 A 点取矩:
。
取临界状态,得
,
。
因此,发动机吊挂位置至少应距 A 点。
29.(10分)某道路救援车辆使用两条牵引绳固定一辆待运输的故障车辆。两条牵引绳在同一连接环处相互垂直,第一条牵引绳的拉力为 3.0 kN,第二条牵引绳的拉力为 4.0 kN。两条拉力均作用在同一平面内。(1)计算连接环所受两个拉力的合力大小。(2)计算合力与 4.0 kN 拉力方向之间的夹角。(3)若连接环允许承受的最大拉力为 4.8 kN,判断该连接环是否满足使用要求,并说明处理措施。
【答案】(1)两力相互垂直,合力为:。。连接环所受合力为 5.0 kN。(2)设合力与 4.0 kN 拉力方向的夹角为 :。。(3)不满足使用要求。合力 5.0 kN 大于连接环允许承受的最大拉力 4.8 kN。应更换承载能力更大的连接环,或调整牵引绳受力以降低合力。
【解析】(1)两条牵引绳的拉力相互垂直,合力大小由勾股定理确定:
。
(2)设合力与拉力方向的夹角为。相对于该方向,合力的垂直分量为,沿该方向的分量为,因此
,
得
。
(3)连接环所受合力为,大于其允许承受的最大拉力,因此不满足使用要求。应更换承载能力更大的连接环,或调整牵引绳的受力方向和大小以降低合力。
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