山东省(春季高考)机电技术类 《机械基础》项目七任务二 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)机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共208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电技术类理论知识,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电技术类高考的学生。
与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》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)机电技术类 《机械基础》
项目七:杆件的静力分析
任务二:受力图
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. 在分析物体的受力图时,对光滑接触表面的约束力分析正确的是( )
A. 约束力的方向沿接触表面的切线
B. 约束力的方向不沿接触表面的公法线
C. 约束力的方向沿接触表面的公法线并指向受力物体
D. 约束力不能阻碍物体的位移
【答案】C
【解析】光滑接触面只能提供法向约束力,约束力方向沿接触表面的公法线并指向受力物体,因此选C。
2. 维修人员将放在水平地面上的设备箱单独取出研究。设备箱受到向右的牵引力且保持静止,其受力图中应标出的摩擦力方向是( )。
A. 竖直向上,与设备箱重力方向相同
B. 竖直向下,与地面对箱的支持力同向
C. 水平向左,与设备箱牵引力方向相反
D. 水平向右,与设备箱运动趋势方向相同
【答案】C
【解析】设备箱受到向右牵引时,若保持静止,地面对箱的摩擦力应阻碍其向右运动趋势,方向为水平向左。受力图中还应标出竖直向下的重力和竖直向上的支持力。
3. 已知1、2、3、4为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢关系如图所示为平行四边形,由此可知______( )
A. 力系可合成为一个力偶;
B. 力系可合成为一个力;
C. 力系可简化为力偶组合;
D. 力系的合力为零,力系平衡。
【答案】A
【解析】根据力的平行四边形法则,图示力系可合成为一个力偶。
4. 一根质量可忽略的直杆两端分别与墙壁和载荷铰接。绘制该直杆的受力图时,杆两端铰接处作用力的正确表示方法是( )。
A. 沿杆轴线标出两个方向相反的拉力
B. 垂直杆轴线标出两个方向相反的压力
C. 沿水平方向标出两个大小相等的力
D. 沿竖直方向标出两个大小相等的力
【答案】A
【解析】质量可忽略且仅在两端受力的直杆属于二力杆,两个外力应大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。因此受力图中两端作用力应沿杆轴线表示。
5. 构件受力图中,作用点的位置变化会影响什么( )
A. 力的大小
B. 力的方向
C. 力的作用效果
D. 力的性质
【答案】C
【解析】作用点的位置变化会影响力的作用效果。
6. 在画构件受力图时,如果一个构件同时受到拉力和压力,这些力应该如何表示( )
A. 使用相同长度的箭头
B. 使用相同颜色的箭头
C. 使用相反方向的箭头
D. 使用相同形状的箭头
【答案】C
【解析】应该使用相反方向的箭头来表示拉力和压力。
7. 图中圆球处于静止状态,以下关于其受力的说法正确的是( )
A. 重力G与绳子拉力的合力方向水平向左
B. 重力G与C点支持力的合力方向沿绳子AB向上
C. 绳子拉力与C点支持力的合力大小等于重力G,方向竖直向上
D. 以上说法都不对
【答案】C
【解析】因为圆球处于静止状态,所受合外力为零。根据力的平衡条件,任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反。所以绳子拉力与C点支持力的合力大小等于重力G,方向竖直向上,C选项正确。
8. 下列关于受力图画法的描述中正确的是( )
A. 只需画出作用在研究对象上的约束力
B. 无须进行受力分析,只要直接将所有力画在图上即可
C. 只需画出作用在研究对象上的主动力
D. 确定研究对象,然后把研究对象的全部作用力用简图形式画出来
【答案】D
【解析】画受力图时,应先确定研究对象,再画出作用在该研究对象上的全部外力,包括主动力和约束力,并用简图表示,因此选D。
9. 在画构件受力图时,如果需要表示力的大小,通常会在力的旁边标注什么( )
A. 力的方向
B. 力的大小值
C. 力的性质
D. 力的作用点
【答案】B
【解析】通常会在力的旁边标注力的大小值。
10. 某机构如图a所示,所给杆件AB的四个受力图中( )
A. 图b正确
B. 图c正确
C. 图d正确
D. 图e正确
【答案】A
11. 在构件受力图中,如果一个构件受到一个瞬时冲击力,这个力在受力图中应如何表示( )
A. 使用一个带有星号的箭头
B. 使用一个带有感叹号的箭头
C. 使用一个点线箭头
D. 使用标注冲击力符号、方向、大小的箭头
【答案】D
【解析】受力图中的力应以箭头表示,箭头的起点表示作用点,箭头方向表示力的方向;力的大小可用符号、数值或按比例的箭头长度标注。对于冲击力,还应通过力的符号或文字注明其性质。故选D。
12. 构件受力图中,如果需要按比例表示一个构件所受多个力的大小,这些力通常如何表示( )
A. 用不同颜色表示
B. 用不同大小的箭头表示
C. 用不同形状的箭头表示
D. 用不同长度的箭头表示
【答案】D
【解析】受力图中各力首先应按实际作用点和方向画出。若题目要求按比例表示力的大小,则可用不同长度的箭头表示不同大小的力,箭头越长表示力越大。故选D。
13. 对静止在粗糙斜面上的物块绘制受力图时,以下做法正确的是( )。
A. 把物块重力沿斜面方向分解后,只画分力
B. 把斜面支持力沿竖直方向画在物块重心处
C. 把摩擦力按物块可能滑动趋势的反向标出
D. 把物块对斜面的压力画在物块受力图中
【答案】C
【解析】受力图只画研究对象实际受到的外力。静止物块的摩擦力方向应与其相对斜面的运动趋势相反;重力应竖直向下,支持力垂直于斜面,物块对斜面的压力不属于物块所受的力。
14. 关于图中吊灯,下列说法正确的是( )
A. 吊灯受到的重力G和绳子对吊灯的拉力是一对作用力与反作用力
B. 绳子对吊灯的拉力和吊灯对绳子的拉力′是一对作用力与反作用力
C. 吊灯受到的重力G和吊灯对地球的引力是一对平衡力
D. 绳子对天花板的拉力和天花板对绳子的拉力是一对平衡力
【答案】B
【解析】作用力与反作用力是两个物体之间相互的力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。A选项中,吊灯受到的重力G和绳子对吊灯的拉力都作用在吊灯上,是一对平衡力,不是作用力与反作用力;B选项,绳子对吊灯的拉力,施力物体是绳子,受力物体是吊灯,吊灯对绳子的拉力′,施力物体是吊灯,受力物体是绳子,二者是一对作用力与反作用力;C选项中,吊灯受到的重力G,施力物体是地球,受力物体是吊灯,吊灯对地球的引力,施力物体是吊灯,受力物体是地球,这两个力是一对作用力与反作用力,不是平衡力;D选项中,绳子对天花板的拉力和天花板对绳子的拉力,分别作用在天花板和绳子上,是一对作用力与反作用力,不是平衡力。
15. 在构件受力图中,如果一个构件受到一个斜向的力,这个力应该如何表示( )
A. 使用一个水平箭头
B. 使用一个垂直箭头
C. 使用一个斜向箭头
D. 使用两个正交箭头
【答案】C
【解析】绘制构件受力图时,应按力的实际作用方向画出力矢量。斜向力应画为斜向箭头;若计算需要,可在受力图之外或后续计算中将该斜向力分解为两个正交分量。故选C。
16. 在下列几种约束中,约束力方向可预先确定的是( )
A. 柔体约束
B. 固定端约束
C. 活动铰链约束
D. 固定铰链约束
【答案】A
【解析】柔体约束又称柔性约束,例如绳索、链条等。柔体只能受拉,约束力的作用点在接触点,方向沿柔体本身并背离受力物体,因此其方向可预先确定。固定端、活动铰链和固定铰链的约束反力通常需设未知分量。故选A。
17. 下图中刚架中CB段正确的受力图应为( )
A. 图A
B. 图B
C. 图C
D. 图D
【答案】D
18. 绘制杆件受力图时,应先确定______。( )
A. 主动力
B. 约束力
C. 内力
D. 外力
【答案】A
【解析】绘制杆件受力图时,应先分析并确定作用在杆件上的主动力,再分析约束力,因此选A。
19. 在构件受力图中,如果需要表示力的分解,通常会使用什么方法( )
A. 三角形法则
B. 四边形法则
C. 平行四边形法则
D. 梯形法则
【答案】C
【解析】通常使用平行四边形法则来表示力的分解。
20. 在构件受力图中,如果需要表示合力(即力不平衡的结果),通常应如何表示( )
A. 使用不同颜色的箭头
B. 使用不同大小的箭头
C. 使用带有问号的箭头
D. 画出合力箭头
【答案】D
【解析】受力图中应按实际作用力分别画出各力。若各力不能平衡,可根据力的合成求出合力,并用合力箭头表示其大小和方向。因此选D。
二、计算题(本大题共5小题,每题4分,共20分)
21. 质量为 20 kg 的木箱放在水平地面上,已在大小为 80 N、水平向右的拉力作用下向右滑动。木箱与地面间的动摩擦因数为 0.20,取 。不计空气阻力。(1)画出木箱的受力图,并写出木箱所受各力的名称和方向。(2)计算木箱受到的滑动摩擦力大小。(3)计算木箱的加速度大小和方向。
【答案】(1)木箱受重力,方向竖直向下;受地面的支持力,方向竖直向上;受拉力,方向水平向右;受滑动摩擦力,方向水平向左。(2)竖直方向平衡:。滑动摩擦力:。(3)水平方向合力:。由牛顿第二定律:,方向水平向右。
【解析】木箱向右滑动,滑动摩擦力的方向与木箱相对地面的运动方向相反,故摩擦力水平向左。竖直方向上木箱不发生运动,支持力与重力平衡,。滑动摩擦力为。水平方向合力为,所以,加速度方向水平向右。
22. 质量为 10 kg 的物体置于倾角为 的粗糙斜面上,物体在平行于斜面向上的拉力作用下,沿斜面向上做匀速直线运动。已知动摩擦因数为 ,取 。(1)画出物体的受力图,并将重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解。(2)计算斜面对物体的支持力大小。(3)计算拉力大小。
【答案】(1)物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力。重力沿斜面向下的分力为 ,垂直斜面的分力为 ;摩擦力沿斜面向下。(2)支持力 。(3)摩擦力 ;拉力 。
【解析】物体沿斜面向上匀速运动,滑动摩擦力沿斜面向下。重力分解为沿斜面向下的和垂直斜面向内的。垂直斜面方向平衡,。滑动摩擦力。沿斜面方向匀速,合力为零,故。
23. 如图所示,已知吊架所吊重物G=5 kN,不计各杆自重,试求AB和CB两杆所受的力。
【答案】 则AB杆所受的力F=8.66 kN,CB杆所受的力F=10 kN。
24. 质量为 50 kg 的设备已在水平地面上沿拉力的水平分量方向滑动。技师用一根与水平面成 角的绳索拉动设备,绳索拉力为 200 N。设备与地面间的动摩擦因数为 0.25,取 ,,。(1)画出设备的受力图,并求拉力的水平分力和竖直分力。(2)计算地面对设备的支持力大小及滑动摩擦力大小。(3)计算设备加速度的大小和方向。
【答案】(1)设备受重力、地面的支持力、绳索拉力和滑动摩擦力。拉力的水平分力为;竖直分力为,方向竖直向上。(2)竖直方向平衡:。滑动摩擦力:。(3)水平方向合力:。加速度:,方向沿拉力的水平分量方向。
【解析】将绳索拉力分解为水平分力和竖直分力:,。设备在竖直方向没有加速度,故,即。设备已滑动,滑动摩擦力,方向与运动方向相反。水平方向合力为,由牛顿第二定律得,方向沿拉力的水平分量方向。
25. 起重装置中,质量为 200 kg 的设备由两根完全相同的钢丝绳对称吊起,两绳与竖直方向的夹角均为 。设备静止在空中,取 。现因吊装空间受限,两根钢丝绳与竖直方向的夹角调整为 ,设备仍保持静止。(1)分别画出设备和任意一根钢丝绳的受力图。(2)计算钢丝绳与竖直方向夹角为 时,每根钢丝绳的拉力大小。(3)计算夹角调整为 时,每根钢丝绳的拉力大小,并说明吊装时不宜使钢丝绳与竖直方向的夹角过大的原因。
【答案】(1)设备受竖直向下的重力和两根钢丝绳沿绳方向斜向上的拉力、;两拉力的水平分量大小相等、方向相反。任意一根钢丝绳受上端吊钩沿绳方向的拉力和下端设备沿绳方向的拉力,这两个力大小相等、方向相反。(2)设备重力。竖直方向平衡:,所以。(3)竖直方向平衡:,所以。钢丝绳与竖直方向的夹角增大时,每根钢丝绳的拉力增大,容易超过钢丝绳的允许载荷,因此吊装时不宜使该夹角过大。
【解析】设备静止,合力为零。两根钢丝绳对称,拉力的水平分量相互抵消,竖直分量共同平衡设备重力。设备重力为。当夹角为时,,得。当夹角为时,,得。夹角增大时,单根绳拉力的竖直分量占比减小,为维持平衡必须增大单根绳拉力。
三、综合应用题(本大题共6小题,共40分)
26.(5分)某维修车间使用两根等长吊索对称吊装一台质量为600 kg的电动机。每根吊索与竖直方向的夹角均为,取。(1)计算每根吊索承受的拉力。(2)在电动机的受力图中,应画出哪些力?并说明各力的方向。(3)若每根吊索的额定拉力为4.0 kN,判断该吊装方案是否满足承载要求。
【答案】(1)电动机重力为。由竖直方向平衡得,所以。(2)画出竖直向下的重力,以及沿两根吊索方向斜向上、大小相等的两个拉力。(3)满足承载要求。每根吊索实际拉力为3.46 kN,小于额定拉力4.0 kN。
【解析】电动机静止,竖直方向合力为零。其重力为。两根吊索对称,水平方向分力相互抵消,竖直方向满足,所以。受力图中只画作用在电动机上的外力,即竖直向下的重力和沿两根吊索方向斜向上的两个拉力。,故每根吊索均满足额定拉力要求。
27.(5分)某车间使用两根等长钢丝绳对称吊装一台质量为800 kg的减速器,钢丝绳与竖直方向的夹角均为。吊装过程中减速器保持静止,取。(1)根据减速器的受力情况,计算每根钢丝绳的拉力。(2)若每根钢丝绳的额定工作拉力为4.50 kN,判断该吊装方案是否满足要求。(3)用文字说明减速器受力图中应标出的力和方向,并提出一项改进措施。
【答案】(1)减速器重力为。由竖直方向平衡得,所以。(2)不满足要求。每根钢丝绳承受的拉力约为4.53 kN,大于4.50 kN的额定工作拉力。(3)受力图中应画出竖直向下的重力,以及沿两根钢丝绳方向斜向上的拉力、。可选用额定工作拉力更大的钢丝绳,或减小钢丝绳与竖直方向的夹角。
【解析】减速器静止,竖直方向合力为零。重力为。两根钢丝绳对称,其水平分量相互抵消,竖直方向有,所以。实际拉力大于额定工作拉力,因此该方案不满足要求。受力图应画出竖直向下的重力和沿两根钢丝绳方向斜向上的拉力;可提高钢丝绳额定工作拉力,或减小钢丝绳与竖直方向的夹角。
28.(5分)装配车间采用牵引绳在水平地面上移动一台质量为120 kg的设备。牵引绳与水平面夹角为,设备与地面的静摩擦因数为0.20,取。设备将要向右滑动时,可认为处于临界平衡状态。(1)计算使设备开始向右滑动所需牵引力的最小值。(2)若现场施加的牵引力为260 N,判断设备能否开始向右滑动。(3)画出设备的受力图,并说明牵引绳斜向上拉动设备对支持力的影响。
【答案】(1)设备重力为。临界平衡时,竖直方向有;水平方向有。代入得,即,所以。(2),设备能开始向右滑动。(3)设备受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、沿绳方向斜向右上方的牵引力和水平向左的静摩擦力。牵引力的竖直向上分量使支持力减小。
【解析】设备将要向右滑动时,摩擦力为最大静摩擦力,方向水平向左。牵引力分解后,水平分量为,竖直向上分量为。竖直方向平衡得;水平方向临界平衡得。解得。现场拉力为,超过临界值,因此设备能开始向右滑动。
29.(5分)某装配线需将质量为50 kg的工件沿倾角的输送轨道匀速向上输送。工件与轨道间的动摩擦因数为0.25,牵引力沿轨道向上,取。(1)计算使工件沿轨道匀速上行所需的牵引力。(2)若输送装置实际提供300 N的牵引力,判断工件的运动状态,并计算其加速度。(3)用文字说明工件受力图中应标出的力和方向,并分析增大轨道倾角对所需牵引力的影响。
【答案】(1)轨道对工件的支持力为。摩擦力为。沿轨道方向平衡时,。(2)300 N大于282.7 N,工件将加速上行。合力为,加速度为。(3)受力图中应画出竖直向下的重力、垂直轨道向外的支持力、沿轨道向下的摩擦力和沿轨道向上的牵引力。增大倾角会使重力沿轨道向下的分力增大,所需牵引力增大。
【解析】工件沿轨道向上匀速运动,沿轨道方向合力为零,滑动摩擦力沿轨道向下。垂直轨道方向平衡,支持力。摩擦力。匀速上行时,。实际牵引力为时,沿轨道合力为,加速度,方向沿轨道向上。增大倾角会增大重力沿轨道向下的分力,从而增大所需牵引力。
30.(10分)某设备安装工将质量为200 kg的控制柜沿斜面缓慢上移。控制柜与斜面间的动摩擦因数为0.15,牵引绳平行于斜面,取。控制柜匀速上移时,牵引力大小保持不变。(1)计算牵引绳所需的拉力。(2)若选用额定拉力为0.80 kN的牵引绳,判断其是否满足使用要求。(3)画出控制柜的受力图,并说明牵引绳突然断裂后控制柜的运动趋势及应采取的安全措施。
【答案】(1)控制柜重力为。支持力为。摩擦力为。沿斜面方向平衡得。(2)不满足使用要求。所需拉力为1.26 kN,大于额定拉力0.80 kN。(3)控制柜受竖直向下的重力、垂直斜面向外的支持力、沿斜面向上的牵引力和沿斜面向下的摩擦力。牵引绳突然断裂时,控制柜因惯性仍会沿斜面向上运动,但在重力沿斜面向下的分力和摩擦力作用下减速;停止后将沿斜面下滑。应立即设置可靠止挡或防坠装置,并确保作业人员避开控制柜可能下滑的区域。
【解析】匀速上移时沿斜面平衡,N=mgcos=1732 N,f=μN=259.8 N,故T=mgsin+f≈1.26 kN。0.80 kN小于所需拉力,不满足要求。受重力、支持力、牵引力和向下摩擦力;断绳后先减速上移,停后下滑,应设止挡或防坠装置并隔离危险区域。
31.(10分)车间使用两根相同吊索起吊一台质量为750 kg的控制柜。两根吊索在控制柜上端左右对称布置,每根吊索与水平面的夹角均为。起吊过程中控制柜保持静止,取重力加速度为10 N/kg。每根吊索的额定工作载荷为5.5 kN。
(1)用文字说明以控制柜为研究对象时,受力图中应标出的各力及其方向。
(2)计算静止起吊时每根吊索的拉力。
(3)判断所选吊索能否满足额定工作载荷要求;若保持控制柜质量不变且仍采用两根相同吊索,计算每根吊索与水平面的夹角至少应调整到多少度。
【答案】(1)受力图中应标出控制柜的重力,方向竖直向下;还应标出左、右两根吊索对控制柜的拉力,拉力分别沿各自吊索方向斜向上并指向吊钩。由于两根吊索对称,两个拉力大小相等。
(2)控制柜重力为 。设每根吊索拉力为 ,由竖直方向平衡可得 。因此 。
(3)每根吊索实际拉力约为5.83 kN,大于额定工作载荷5.5 kN,所选吊索不能满足要求。设调整后的夹角为 ,应满足 ,所以 ,夹角 至少约为。
【解析】(1)绘制控制柜受力图时,只保留直接作用在控制柜上的重力和两根吊索拉力,不画控制柜对吊索的作用力。
(2)控制柜静止时,两个吊索拉力的水平方向分量相互抵消,竖直方向分量之和与重力平衡,据此可求每根吊索拉力。
(3)吊索夹角越小,其竖直分量越小,承担同一重力时吊索拉力越大。将夹角增大到约及以上,才能使单根吊索拉力不超过额定工作载荷。
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山东省(春季高考)机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共208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电技术类理论知识,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电技术类高考的学生。
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山东省(春季高考)机电技术类 《机械基础》
项目七:杆件的静力分析
任务二:受力图
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. 在分析物体的受力图时,对光滑接触表面的约束力分析正确的是( )
A. 约束力的方向沿接触表面的切线
B. 约束力的方向不沿接触表面的公法线
C. 约束力的方向沿接触表面的公法线并指向受力物体
D. 约束力不能阻碍物体的位移
2. 维修人员将放在水平地面上的设备箱单独取出研究。设备箱受到向右的牵引力且保持静止,其受力图中应标出的摩擦力方向是( )。
A. 竖直向上,与设备箱重力方向相同
B. 竖直向下,与地面对箱的支持力同向
C. 水平向左,与设备箱牵引力方向相反
D. 水平向右,与设备箱运动趋势方向相同
3. 已知1、2、3、4为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢关系如图所示为平行四边形,由此可知______( )
A. 力系可合成为一个力偶;
B. 力系可合成为一个力;
C. 力系可简化为力偶组合;
D. 力系的合力为零,力系平衡。
4. 一根质量可忽略的直杆两端分别与墙壁和载荷铰接。绘制该直杆的受力图时,杆两端铰接处作用力的正确表示方法是( )。
A. 沿杆轴线标出两个方向相反的拉力
B. 垂直杆轴线标出两个方向相反的压力
C. 沿水平方向标出两个大小相等的力
D. 沿竖直方向标出两个大小相等的力
5. 构件受力图中,作用点的位置变化会影响什么( )
A. 力的大小
B. 力的方向
C. 力的作用效果
D. 力的性质
6. 在画构件受力图时,如果一个构件同时受到拉力和压力,这些力应该如何表示( )
A. 使用相同长度的箭头
B. 使用相同颜色的箭头
C. 使用相反方向的箭头
D. 使用相同形状的箭头
7. 图中圆球处于静止状态,以下关于其受力的说法正确的是( )
A. 重力G与绳子拉力的合力方向水平向左
B. 重力G与C点支持力的合力方向沿绳子AB向上
C. 绳子拉力与C点支持力的合力大小等于重力G,方向竖直向上
D. 以上说法都不对
8. 下列关于受力图画法的描述中正确的是( )
A. 只需画出作用在研究对象上的约束力
B. 无须进行受力分析,只要直接将所有力画在图上即可
C. 只需画出作用在研究对象上的主动力
D. 确定研究对象,然后把研究对象的全部作用力用简图形式画出来
9. 在画构件受力图时,如果需要表示力的大小,通常会在力的旁边标注什么( )
A. 力的方向
B. 力的大小值
C. 力的性质
D. 力的作用点
10. 某机构如图a所示,所给杆件AB的四个受力图中( )
A. 图b正确
B. 图c正确
C. 图d正确
D. 图e正确
11. 在构件受力图中,如果一个构件受到一个瞬时冲击力,这个力在受力图中应如何表示( )
A. 使用一个带有星号的箭头
B. 使用一个带有感叹号的箭头
C. 使用一个点线箭头
D. 使用标注冲击力符号、方向、大小的箭头
12. 构件受力图中,如果需要按比例表示一个构件所受多个力的大小,这些力通常如何表示( )
A. 用不同颜色表示
B. 用不同大小的箭头表示
C. 用不同形状的箭头表示
D. 用不同长度的箭头表示
13. 对静止在粗糙斜面上的物块绘制受力图时,以下做法正确的是( )。
A. 把物块重力沿斜面方向分解后,只画分力
B. 把斜面支持力沿竖直方向画在物块重心处
C. 把摩擦力按物块可能滑动趋势的反向标出
D. 把物块对斜面的压力画在物块受力图中
14. 关于图中吊灯,下列说法正确的是( )
A. 吊灯受到的重力G和绳子对吊灯的拉力是一对作用力与反作用力
B. 绳子对吊灯的拉力和吊灯对绳子的拉力′是一对作用力与反作用力
C. 吊灯受到的重力G和吊灯对地球的引力是一对平衡力
D. 绳子对天花板的拉力和天花板对绳子的拉力是一对平衡力
15. 在构件受力图中,如果一个构件受到一个斜向的力,这个力应该如何表示( )
A. 使用一个水平箭头
B. 使用一个垂直箭头
C. 使用一个斜向箭头
D. 使用两个正交箭头
16. 在下列几种约束中,约束力方向可预先确定的是( )
A. 柔体约束
B. 固定端约束
C. 活动铰链约束
D. 固定铰链约束
17. 下图中刚架中CB段正确的受力图应为( )
A. 图A
B. 图B
C. 图C
D. 图D
18. 绘制杆件受力图时,应先确定______。( )
A. 主动力
B. 约束力
C. 内力
D. 外力
19. 在构件受力图中,如果需要表示力的分解,通常会使用什么方法( )
A. 三角形法则
B. 四边形法则
C. 平行四边形法则
D. 梯形法则
20. 在构件受力图中,如果需要表示合力(即力不平衡的结果),通常应如何表示( )
A. 使用不同颜色的箭头
B. 使用不同大小的箭头
C. 使用带有问号的箭头
D. 画出合力箭头
二、计算题(本大题共5小题,每题4分,共20分)
21. 质量为 20 kg 的木箱放在水平地面上,已在大小为 80 N、水平向右的拉力作用下向右滑动。木箱与地面间的动摩擦因数为 0.20,取 。不计空气阻力。(1)画出木箱的受力图,并写出木箱所受各力的名称和方向。(2)计算木箱受到的滑动摩擦力大小。(3)计算木箱的加速度大小和方向。
22. 质量为 10 kg 的物体置于倾角为 的粗糙斜面上,物体在平行于斜面向上的拉力作用下,沿斜面向上做匀速直线运动。已知动摩擦因数为 ,取 。(1)画出物体的受力图,并将重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解。(2)计算斜面对物体的支持力大小。(3)计算拉力大小。
23. 如图所示,已知吊架所吊重物G=5 kN,不计各杆自重,试求AB和CB两杆所受的力。
24. 质量为 50 kg 的设备已在水平地面上沿拉力的水平分量方向滑动。技师用一根与水平面成 角的绳索拉动设备,绳索拉力为 200 N。设备与地面间的动摩擦因数为 0.25,取 ,,。(1)画出设备的受力图,并求拉力的水平分力和竖直分力。(2)计算地面对设备的支持力大小及滑动摩擦力大小。(3)计算设备加速度的大小和方向。
25. 起重装置中,质量为 200 kg 的设备由两根完全相同的钢丝绳对称吊起,两绳与竖直方向的夹角均为 。设备静止在空中,取 。现因吊装空间受限,两根钢丝绳与竖直方向的夹角调整为 ,设备仍保持静止。(1)分别画出设备和任意一根钢丝绳的受力图。(2)计算钢丝绳与竖直方向夹角为 时,每根钢丝绳的拉力大小。(3)计算夹角调整为 时,每根钢丝绳的拉力大小,并说明吊装时不宜使钢丝绳与竖直方向的夹角过大的原因。
三、综合应用题(本大题共6小题,共40分)
26.(5分)某维修车间使用两根等长吊索对称吊装一台质量为600 kg的电动机。每根吊索与竖直方向的夹角均为,取。(1)计算每根吊索承受的拉力。(2)在电动机的受力图中,应画出哪些力?并说明各力的方向。(3)若每根吊索的额定拉力为4.0 kN,判断该吊装方案是否满足承载要求。
27.(5分)某车间使用两根等长钢丝绳对称吊装一台质量为800 kg的减速器,钢丝绳与竖直方向的夹角均为。吊装过程中减速器保持静止,取。(1)根据减速器的受力情况,计算每根钢丝绳的拉力。(2)若每根钢丝绳的额定工作拉力为4.50 kN,判断该吊装方案是否满足要求。(3)用文字说明减速器受力图中应标出的力和方向,并提出一项改进措施。
28.(5分)装配车间采用牵引绳在水平地面上移动一台质量为120 kg的设备。牵引绳与水平面夹角为,设备与地面的静摩擦因数为0.20,取。设备将要向右滑动时,可认为处于临界平衡状态。(1)计算使设备开始向右滑动所需牵引力的最小值。(2)若现场施加的牵引力为260 N,判断设备能否开始向右滑动。(3)画出设备的受力图,并说明牵引绳斜向上拉动设备对支持力的影响。
29.(5分)某装配线需将质量为50 kg的工件沿倾角的输送轨道匀速向上输送。工件与轨道间的动摩擦因数为0.25,牵引力沿轨道向上,取。(1)计算使工件沿轨道匀速上行所需的牵引力。(2)若输送装置实际提供300 N的牵引力,判断工件的运动状态,并计算其加速度。(3)用文字说明工件受力图中应标出的力和方向,并分析增大轨道倾角对所需牵引力的影响。
30.(10分)某设备安装工将质量为200 kg的控制柜沿斜面缓慢上移。控制柜与斜面间的动摩擦因数为0.15,牵引绳平行于斜面,取。控制柜匀速上移时,牵引力大小保持不变。(1)计算牵引绳所需的拉力。(2)若选用额定拉力为0.80 kN的牵引绳,判断其是否满足使用要求。(3)画出控制柜的受力图,并说明牵引绳突然断裂后控制柜的运动趋势及应采取的安全措施。
31.(10分)车间使用两根相同吊索起吊一台质量为750 kg的控制柜。两根吊索在控制柜上端左右对称布置,每根吊索与水平面的夹角均为。起吊过程中控制柜保持静止,取重力加速度为10 N/kg。每根吊索的额定工作载荷为5.5 kN。
(1)用文字说明以控制柜为研究对象时,受力图中应标出的各力及其方向。
(2)计算静止起吊时每根吊索的拉力。
(3)判断所选吊索能否满足额定工作载荷要求;若保持控制柜质量不变且仍采用两根相同吊索,计算每根吊索与水平面的夹角至少应调整到多少度。
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