2026年高等教育自学考试工程力学静力学受力分析图解含答案

2026年高等教育自学考试工程力学静力学受力分析图解含答案一、选择题（每题2分，共10题）说明：下列选项中只有一项是正确的，请将正确选项的字母填入括号内。1.在静力学受力分析中，约束反力的方向通常根据（）确定。A.物体的运动趋势B.物体的质量C.物体的形状D.物体的材料2.对于一个自由度为零的刚体，其约束反力的数量为（）。A.1个B.2个C.3个D.6个3.在平面汇交力系中，若合力为零，则该力系中各力的矢量和满足（）。A.力多边形封闭B.力多边形开口C.力三角形不封闭D.力多边形不闭合4.一根杆件两端分别受到两个力的作用，若这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上，则该杆件受到的约束反力为（）。A.拉力B.压力C.弯矩D.扭矩5.在空间力系中，若一个力系的主矢和主矩均为零，则该力系是（）。A.平衡力系B.非平衡力系C.简化力系D.瞬时力系二、判断题（每题2分，共10题）说明：请判断下列说法的正误，正确的填“√”，错误的填“×”。6.约束反力总是与物体的运动趋势相反。（）7.在静力学中，内力不会影响物体的平衡状态。（）8.平面力系中，若合力矩为零，则该力系一定平衡。（）9.空间力系中，主矢和主矩是描述力系简化结果的两个量。（）10.对于一个静止的物体，其受到的所有力的合力一定为零。（）三、简答题（每题5分，共5题）说明：请简要回答下列问题。11.简述平面汇交力系平衡的几何条件。12.解释什么是二力杆件，并说明其受力特点。13.简述固定铰支座的约束反力特点。14.什么是力矩？其计算公式是什么？15.在空间力系中，如何确定一个力对某点的矩？四、作图题（每题10分，共2题）说明：请根据题意画出物体的受力图（包括主动力和约束反力）。16.如图所示，一根杆件AB水平放置，A端为固定铰支座，B端受一个水平力F作用，请画出该杆件的受力图。（注：题目中应有示意图，此处仅文字描述）17.如图所示，一个矩形物体放在斜面上，斜面与水平面夹角为30°，物体受重力G作用，请画出该物体的受力图。（注：题目中应有示意图，此处仅文字描述）五、计算题（每题15分，共3题）说明：请根据题意进行受力分析和计算。18.如图所示，一个三角支架ABC，A端为固定铰支座，B端受水平力F1作用，C端受竖直力F2作用，请画出支架的受力图，并求A端的约束反力。（注：题目中应有示意图，此处仅文字描述）19.如图所示，一个悬臂梁AB，A端为固定端，梁上受均布载荷q作用，请画出梁的受力图，并求A端的约束反力。（注：题目中应有示意图，此处仅文字描述）20.如图所示，一个空间支架由三根杆件AC、AD、AE组成，C、D、E端分别受水平力F1、F2、F3作用，请画出支架的受力图，并求各杆件的受力情况。（注：题目中应有示意图，此处仅文字描述）答案与解析一、选择题答案1.A2.C3.A4.B5.A解析：1.约束反力的方向通常根据物体的运动趋势确定，以阻止物体的运动。2.自由度为零的刚体受到三个方向的约束反力（Fx,Fy,Fz）。3.平面汇交力系合力为零时，力多边形封闭。4.两端受相反力的杆件受压力作用。5.主矢和主矩均为零的力系处于平衡状态。二、判断题答案6.√7.√8.√9.√10.√解析：6.约束反力总是阻碍物体的运动趋势。7.内力不会改变物体的整体平衡状态。8.平面力系合力矩为零时，力系平衡。9.主矢和主矩是描述力系简化结果的核心量。10.静止物体的受力合力为零，符合平衡条件。三、简答题答案11.平面汇交力系平衡的几何条件：力多边形封闭，即各力的矢量和为零。12.二力杆件：只受两个力作用的杆件，这两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。受力特点：杆件受拉力或压力。13.固定铰支座：约束反力有两个分量（Fx,Fy），方向未知，需通过平衡方程求解。14.力矩：力对物体的转动效应，计算公式为M=F×L，其中F为力，L为力臂（力的作用线到转动中心的垂直距离）。15.空间力矩：力对某点的矩是一个矢量，计算公式为M=r×F，其中r为力的作用点到转动点的位矢，F为力矢量。四、作图题答案16.受力图：-主动力：水平力F（作用在B端）。-约束反力：A端固定铰支座提供水平分量Fx和竖直分量Fy，方向待求，需通过平衡方程确定。17.受力图：-主动力：重力G（作用在重心，竖直向下）。-约束反力：斜面支持力N（垂直于斜面向上），摩擦力f（沿斜面向上，阻止下滑）。五、计算题答案18.受力分析与计算：-受力图：A端约束反力Fx、Fy，B端水平力F1，C端竖直力F2。-平衡方程：ΣFx=0→Fx=F1，ΣFy=0→Fy=F2。-A端约束反力：Fx=F1，Fy=F2。19.受力分析与计算：-受力图：A端约束反力Fx、Fy、M，均布载荷q。-平衡方程：ΣFx=0→Fx=0，ΣFy=0→Fy=qL，ΣM_A=0→M=qL²/2。-A端约束反力：Fx=0，Fy=qL，M=qL²/2。20.受力分析与计算：-受力图：AC、AD、AE杆