专题四 力矩、力偶与平面任意力系（专项练习）浙江省（单独招生考试）《机械基础》（高教版）考纲讲练测

编写说明：本套资料依据所提供的浙江省机械类《机械基础》考纲摘录和《机械基础》第3版（李世维、顾淑群主编，高等教育出版社）编写。专题四按规划作基础串讲；题型、题量沿用指定模板用于教学训练，实际考试要求以官方文件为准。 浙江省机械类 《机械基础》考纲讲练测 专题四 力矩、力偶与平面任意力系 练习 一、选择题 1. 使用扳手时，O为螺母中心。下列关于力臂的说法正确的是（ ）。 A. 总等于扳手总长 B. 等于O到力作用线的垂直距离 C. 总等于O到手的距离 D. 只由力的大小决定 2. 60 N的力对O点的垂直力臂为0.25 m，产生逆时针趋势。规定逆时针为正，力矩为（ ）。 A. −15 N·m B. +30 N·m C. +15 N·m D. −30 N·m 3. 关于同一平面内的力偶，正确说法是（ ）。 A. 力偶矩与所选矩心位置无关 B. 可以用一个力来平衡 C. 两个力一定分别作用于不同物体 D. 合力为零就没有转动效应 4. 将刚体上的非零力平移到原作用线以外，正确的等效处理是（ ）。 A. 只保留等大同向力 B. 只保留附加力偶 C. 保留一个等大反向力 D. 等大同向力与适当的附加力偶 5. 某平面力系合力为零，仍有非零合力矩。对此判断正确的是（ ）。 A. 力系必然平衡 B. 力系不满足平衡条件 C. 所有力都必为零 D. 可用一个力平衡该非零力偶 6. 某直轴只承受弯矩、不传递转矩，即使它正在转动，仍属于（ ）。 A. 转轴 B. 传动轴 C. 心轴 D. 只能是曲轴 二、填空题 7. 力臂为矩心到力作用线的_______距离；力的作用线通过矩心时，力矩为_______。 8. 力偶中的两力等大、反向且不共线；两力作用线间的垂距称为_______，力偶矩常用单位为_______。 9. 力平移到新点时，附加力偶的矩等于_______对新点的矩；平面力系平衡时合力矩应为_______。 10. 工作时只承受弯矩、不传递转矩的轴为_______；既承受弯矩又承受转矩的轴为_______。 三、综合题 11. 用水平扳手拧螺母，螺母中心为O。手在O右侧0.20 m处竖直向下施加50 N的力，忽略扳手自重，规定逆时针为正。请完成：一、指出矩心、力臂并求该力对O点的矩；二、若把该力平移至O点，应保留怎样的力、附加怎样的力偶；三、若另一操作采用两个等大反向的平行力构成顺时针力偶，每个力均为50 N，作用线间距0.20 m，求力偶矩；四、比较原单力与该力偶，说明为何不能因两者对O点的矩相同，就说两者对刚体完全等效。 12. 某装置有甲、乙、丙三根直轴：甲支承滑轮并随滑轮转动，只承受弯矩、不传递转矩；乙用于连接动力装置，主要承受转矩；丙是减速器输出轴，既承受齿轮载荷引起的弯矩，又向外传递转矩。请完成：一、按受载特点给三根轴分类并说明理由；二、解释为什么甲的转动不能证明它是转轴；三、说明弯矩和转矩的作用区别；四、若分析同一平面内的某支承件，已知合力为零但合力矩不为零，能否认定它平衡？说明还应检查哪些基本条件。 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：本套资料依据所提供的浙江省机械类《机械基础》考纲摘录和《机械基础》第3版（李世维、顾淑群主编，高等教育出版社）编写。专题四按规划作基础串讲；题型、题量沿用指定模板用于教学训练，实际考试要求以官方文件为准。 浙江省机械类 《机械基础》考纲讲练测 专题四 力矩、力偶与平面任意力系 练习（解析版） 一、选择题 1. 使用扳手时，O为螺母中心。下列关于力臂的说法正确的是（ ）。 A. 总等于扳手总长 B. 等于O到力作用线的垂直距离 C. 总等于O到手的距离 D. 只由力的大小决定 【答案】B 【解析】力臂取O到作用线的垂距，手柄长度只有在特定方向下才等于力臂。 2. 60 N的力对O点的垂直力臂为0.25 m，产生逆时针趋势。规定逆时针为正，力矩为（ ）。 A. −15 N·m B. +30 N·m C. +15 N·m D. −30 N·m 【答案】C 【解析】大小为60乘0.25，且逆时针取正。 3. 关于同一平面内的力偶，正确说法是（ ）。 A. 力偶矩与所选矩心位置无关 B. 可以用一个力来平衡 C. 两个力一定分别作用于不同物体 D. 合力为零就没有转动效应 【答案】A 【解析】力偶对作用面内各点的矩相同，不随矩心改变。 4. 将刚体上的非零力平移到原作用线以外，正确的等效处理是（ ）。 A. 只保留等大同向力 B. 只保留附加力偶 C. 保留一个等大反向力 D. 等大同向力与适当的附加力偶 【答案】D 【解析】需同时保持合力和转动效应，不可漏掉附加力偶。 5. 某平面力系合力为零，仍有非零合力矩。对此判断正确的是（ ）。 A. 力系必然平衡 B. 力系不满足平衡条件 C. 所有力都必为零 D. 可用一个力平衡该非零力偶 【答案】B 【解析】力矩条件未满足，不能仅因合力为零判定平衡。 6. 某直轴只承受弯矩、不传递转矩，即使它正在转动，仍属于（ ）。 A. 转轴 B. 传动轴 C. 心轴 D. 只能是曲轴 【答案】C 【解析】转动心轴仍是心轴，受载分类与是否旋转不同。 二、填空题 7. 力臂为矩心到力作用线的_______距离；力的作用线通过矩心时，力矩为_______。 【答案】垂直；零 【解析】力臂为垂距，作用线通过矩心时力臂等于零。 8. 力偶中的两力等大、反向且不共线；两力作用线间的垂距称为_______，力偶矩常用单位为_______。 【答案】力偶臂；N·m 【解析】力偶矩为一个力乘力偶臂，单位牛顿米。 9. 力平移到新点时，附加力偶的矩等于_______对新点的矩；平面力系平衡时合力矩应为_______。 【答案】原力；零 【解析】先从原力确定附加矩，平衡时再检查各力矩代数和。 10. 工作时只承受弯矩、不传递转矩的轴为_______；既承受弯矩又承受转矩的轴为_______。 【答案】心轴；转轴 【解析】分类依据是受载特点，不能只看是否旋转。 三、综合题 11. 用水平扳手拧螺母，螺母中心为O。手在O右侧0.20 m处竖直向下施加50 N的力，忽略扳手自重，规定逆时针为正。请完成：一、指出矩心、力臂并求该力对O点的矩；二、若把该力平移至O点，应保留怎样的力、附加怎样的力偶；三、若另一操作采用两个等大反向的平行力构成顺时针力偶，每个力均为50 N，作用线间距0.20 m，求力偶矩；四、比较原单力与该力偶，说明为何不能因两者对O点的矩相同，就说两者对刚体完全等效。 【答案】矩心为O，力臂为0.20 m，原力有顺时针趋势，故。移至O点后保留竖直向下50 N的力，并附加顺时针10 N·m的力偶。另一操作的力偶矩也为−10 N·m，只取一个50 N的力乘力偶臂。原单力的合力为向下50 N，力偶的合力为零，两者虽对O点的矩相同，却不能完全等效。 【解析】作答要点：先辨垂直力臂与转向，再统一单位求矩；力的平移需同时保留力和附加力偶；力偶矩不乘二；比较等效性既检查合力，也检查合力矩，不能只比较某一点的矩。 12. 某装置有甲、乙、丙三根直轴：甲支承滑轮并随滑轮转动，只承受弯矩、不传递转矩；乙用于连接动力装置，主要承受转矩；丙是减速器输出轴，既承受齿轮载荷引起的弯矩，又向外传递转矩。请完成：一、按受载特点给三根轴分类并说明理由；二、解释为什么甲的转动不能证明它是转轴；三、说明弯矩和转矩的作用区别；四、若分析同一平面内的某支承件，已知合力为零但合力矩不为零，能否认定它平衡？说明还应检查哪些基本条件。 【答案】甲为转动心轴，只承受弯矩、不传递转矩；乙为传动轴，主要承受转矩；丙为转轴，同时承受弯矩与转矩。甲是否转动是运动特征，不能代替按受载分类。弯矩反映弯曲作用，转矩反映绕轴线的扭转和传动作用，二者常用单位相同但含义不同。支承件合力矩不为零，不能判为平衡；两个正交方向的合力及对一点的合力矩必须同时为零。 【解析】作答要点：三根轴逐一对应载荷条件；明确心轴可以转动，传动轴是主要承受转矩；不把是否旋转或单位是否相同当成分类依据；平衡判断既查力又查矩。本题为规划规定的概念衔接，不求轴强度或复杂支承反力。 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 学科网（北京）股份有限公司 $