机械基础习题集答案

第一章静力学一、填空1、力对物体的作用效应取决于力的三要素，即力的力的大小、力的方向和力的作用点。

2、平衡是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。

3、柔性约束对物体的作用力为沿柔体伸长的方向的_拉_力。

4、铰链约束分为__固定铰链__和_ 活动铰链__。

5、活动铰链的约束反力必通过_铰链中心__并与__支承面__相垂直。

6、固定铰链的约束反力是随转动零件所处的位置的变化而变化的，通常可用两个相互垂直的分力表示。

约束反力的作用线必定通过铰链的中心。

7、固定端约束反力一般情况下可分解为相互垂直的两个分力和一个阻止其转动的力偶矩。

8、力对物体的作用效果是使物体运动状态发生变化或使物体产生变形.。

9、平面汇交力系平衡的几何条件是_力多边形自行封闭_；平衡的解析条件是_力系中所有各力在两坐标轴上的投影的代数和分别为零___。

10、作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点为该两力的作用点，合力的大小和方向用该两个分力为邻边所构成的平行四边形的对角线表示。

11、力偶对物体的转动效应取决于_力偶矩的大小_、_力偶的转向__和_力偶作用面的方位__三要素。

12、力偶是指_作用于同一物体上大小相等，方向相反，而作用线不在同一直线上的一对平行力_。

13、物体受到的力一般可分为两类，一类是使物体产生运动的力称为主动力；另一类是约束体对物体的运动起限制作用的力称为约束反力。

14、作用在刚体上各个力的作用线如果均在同一平面内，则这种力系称为平面力系；平面力系中如果各力的作用线都汇交于一点，这样的力系又叫做平面汇交力系；若平面力系中各力的作用线均相互平行，这种力系称为平面平行力系；作用在物体上的各力的作用线在同一平面内，若它们既不汇交于一点，又不相互平行，这样的力系称为平面任意力系。

15、平面汇交力系的合力对平面内任一点之矩等于该力系中各分力对同一点的力矩的代数和。

16、任意一个平面任意力系均可向物体内的任一点进行简化，简化结果得到○1一个主矢，它等于原力系中各力的矢量和，作用在简化中心；○2一个主矩，它等于原力系中各力对简化中心之矩的代数和。

17、平面任意力系平衡的必要和充分条件是：力系的主矢和力系对任一点的主矩都等于零。

18、在应用平衡方程求解平衡问题时，为使计算简化，通常将矩心选在多个未知力的交点上，而坐标轴尽可能选取为与该力系中多数未知力的作用线平行或垂直。

19、最大静滑动摩擦力的大小与两物体接触面上的垂直压力成正比。

20、工程上凡对依靠摩擦维持平衡的物体，若在满足一定的几何条件下，不论主动力的大小如何，总能保持平衡而不滑动，这种现象称为自锁。

二、判断题1、物体作匀速直线运动时的状态属于平衡状态。

（√）2、作用在同一物体上的两个力,使物体保持平衡时，则这两个力大小相等、方向相反、作用线重合。

(√)3、力对物体的作用效果仅取决于力的大小及方向。

（×）4、合力是各个分力的合成，因此合力一定大于分力。

（×）5、力偶不能用一个力来等效替换。

（√）6、平面力偶系达到平衡状态时，合力偶矩必等于零。

（√）7、国际单位制中，力的单位用千克（kg）表示。

（×）8、组成力偶的两个力，大小相等，方向相反，所以其合力为零。

（×）9、当平面一般力系对某点的主矩为零时,该力系向任一点简化的结果必为一个合力。

( ×)10、一个物体只受三个力而平衡，则这三个力的合力一定为零。

（√）11、力偶可在其作用平面内任意移动而不影响其对构件的作用效应。

（√）12、在外力大小相等和接触面摩擦因数相同的条件下，V型槽面的夹角愈小，其契形滑块的摩擦力愈大。

（√）13、摩擦力总是阻碍物体的运动，所以总是有害的。

（×）14、若两个力在同一轴上的投影相等，则这两个力必相等。

（×）15、由力的多边形法则求平面汇交力系的合力时，其合力作用点仍为各力的汇交点，合力的大小和方向与各力相加的次序无关。

（√）16、作用于物体上的力，均可平移到物体的任一点，但必须同时增加一个附加力偶。

（√）17、平面任意力系简化后，其主矢量与简化中心有关，主矩与简化中心无关。

（×）18、力偶对其作用面内任意点的力矩值恒等于此力偶的力偶矩，而与矩心的相对位置无关。

（√）19、静滑动摩擦因数是随着相对运动速度和单位面积上的压力的变化而变化的。

（×）20、如果某刚体上仅受两个大小相等、方向相反的力的作用，那么该刚体就一定处于平衡状态。

（×）三、选择题1、力的法定计量单位是（D）。

A、千克力(kgf)B、达因（dyn）C、吨（t）D、牛顿（N）2、光滑面约束的特点是（C）。

A、只能限制物体沿接触面公切线方向并指向光滑面的运动B、只能限制物体沿接触面公切线方向并背离光滑面的运动C、只能限制物体沿接触面公法线方向并指向光滑面的运动D、只能限制物体沿接触面公法线方向并背离离滑面的运动3、平面力偶系平衡条件是（B）。

A、平面力偶系中各力偶矩的代数和是一个常量B、平面力偶系中各力偶矩的代数和等于零C、平面力偶系中各力偶方向相同D、平面力偶系中各力偶方向相反4、有两个共点的力，力的大小分别为9N、12N，两力的夹角为90°，则此两力的合力为（B）N。

A、3B、15C、21D、305、力偶对物体产生的运动效应为( A )。

A、只能使物体转动B、只能使物体移动C、既能使物体转动,又能使物体移动D、既不能使物体转动,又不能使物体移动6. 下列表述中正确的是（D）。

A、任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式B、任何平面力系只能列出三个平衡方程式C、在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须相互垂直D、平面力系如果平衡，该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零7. 下列表述中不正确的是（B）。

A、力矩与力偶矩的单位相同B、改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，则一定改变力偶对物体的作用效果C、一个力偶不能用一个力来进行平衡D、力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影的代数和必等于零8. 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300角，则斜面的倾角α应为（D）。

A、0°B、30°C、45°D、60°9. 如图所示，在刚体上A、B、C三点分别作用三个大小相等的力Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3，则（C）。

A、刚体平衡B、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力C 、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力偶D 、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力和一个力偶 10、判断下图所示平面汇交力系中哪一个合力最大？（B ）A B C D11、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（C ）。

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12、某机构如图a 所示，所给杆件AB 的四个受力图中（A ）。

4N3N3N3N3NA、图b正确B、图c正确C、图d正确D、图e正确13、如图所示的各图为平面汇交力系所作的力多边形，下面说法正确的是（）。

A、图a和图b是平衡力系B、图b和图c是平衡力系C、图a和图c是平衡力系D、图c和图b是平衡力系14、重力为G的圆柱放在如图a所示的结构中，在A点与光滑墙面接触，在C点与光滑板接触，在所给的四个受力图中，（C）是正确的。

A、图bB、图cC、图dD、图e15、关于力偶与力矩的论述，（D）是正确的。

A、力偶对物体的作用效果与其在刚体作用面内的具体位置有关。

B、力偶对刚体既产生转动效应又产生移动效应C、力偶可用一个力来等效替换D、力偶对任意点之矩都等于力偶矩16、下面说法错误的是（D）。

A 、一个力平移后得到一个力和一个力偶B 、一个力可分解为一个力和一个力偶C 、一个力和一个力偶可以合成为一个单独的力D 、一个力和一个力偶可以合成为一个单独的力偶 17、平面平行力系独立的平衡方程式只有（B ）个。

A 、1个 B 、2个 C 、3个 D 、4个 18、下面（C ）不是平面平行力系的方程组。

A 、ΣF x =0 ΣM o （F ）=0B 、ΣF y =0 ΣM o （F ）=0C 、ΣF x =0 ΣF y =0D 、ΣM A （F ）=0 ΣM B （F ）=019、楔形块放在V 形槽内如图所示，其两侧面间的静滑动摩擦因数为μs ,则沿槽推动楔块所需的最小水平力P 为（A ）。

A 、αμsin Q s B 、αμsin 2Qs C 、αμsin 2Q s D 、Q s μαsin20、设全部主动力的合力与接触面法线间的夹角为α，摩擦角为Ф，则α与Ф满足（C ）关系时产生自锁现象。

A 、α≥ФB 、α≤Ф/2C 、α≤ФD 、α≤2Ф 四、简答题1、如图所示，在物体的A 点上作用有一个力P ，若在B 点再作用一个力，能否使物体保持平衡。

为什么？答：不能，因为如果刚体只受两个力作用而处于平衡时，这两个则必定大小相等、方向相反且作用线重合。

现在B 点处找不到能与P 力重合的作用线。

2、怎样在A 、B 两点加力，使图中a 、b 两个物体保持平衡？答：如图所示：3、推车时，人给小车一个作用力，小车也给人一个反作用力。

此二力大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上，因此二力互相平衡。

这种说法对吗？为什么？答：不对，二力平衡是指大小相等，方向相反且作用线重合的两个力同时作用于同一个物体上，上面的作用力与反作用力是分别作用于不同的物体，因此不能说它们互相平衡。

4、怎样画出物体的受力分析图？答：画受力图的步骤为：（1）确定研究对象；（2）解解除研究对象上的全部约束，画出分离体；（3）画出分离体上的全部主动力；（4）按照约束的性质画出全部约束反力；即用约束反力代替原来约束对物体的作用力。

5、两个力三角形中的三个力的关系如图所示，试述这两个图中力三角形的含义？答：（a）F1+F2＝F3（b）F1+F2+F3＝06、力偶不能用一个力来平衡，为什么图中的滑轮能平衡？答：图中滑轮在O点受到一个向上的作用力，力偶m是与力P和滑轮在O点受到向上的作用力这一对力构成的力偶相平衡。

7、求解平面任意力系平衡问题时，怎样选取直角坐标轴和矩心，才能使计算比较简捷。

答：在应用平衡方程解平衡问题时，将矩心选在多个未知力的交点上，将坐标轴尽可能选得与该力系中多数未知力的作用线平行或垂直，可使计算简化。

8、在简化一个已知平面力系时，选取不同的简化中心，其主矢和主矩是否发生变化？简化后的力系对物体的作用效果是否发生变化？答：主矢不变化，仍等于原力系中各力的矢量和；主矩变化，主矩等于原力系中各力对简化中心之矩的代数和；简化后的力系对物体的作用效果不发生变化。