大学工程力学试题及答案

大学工程力学试题及答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.下列哪种情况下，物体的平衡状态将被破坏？（）A.物体所受合外力为零B.物体所受合外力不为零C.物体所受合外力为零，但受摩擦力作用D.物体所受合外力为零，且不受摩擦力作用【答案】B【解析】根据牛顿第一定律，物体所受合外力为零时，物体将保持静止或匀速直线运动状态当合外力不为零时，物体的运动状态将发生改变，平衡状态被破坏

2.在下列图形中，属于刚体的是（）A.橡皮泥B.金属杆C.弹簧D.液体【答案】B【解析】刚体是指在力的作用下不发生形变的物体，金属杆是典型的刚体，而橡皮泥、弹簧和液体在力的作用下都会发生形变

3.关于力矩，下列说法正确的是（）A.力矩是标量B.力矩的大小与力的方向无关C.力矩的作用效果与力的作用点位置有关D.力矩的单位是牛顿【答案】C【解析】力矩是矢量，其大小与力的方向有关，单位是牛顿·米力矩的作用效果与力的作用点位置有关，即力的作用线到转动轴的垂直距离越大，力矩越大

4.在下列情况下，物体处于稳定平衡状态的是（）A.物体稍微偏离平衡位置后，能自动恢复原位B.物体稍微偏离平衡位置后，继续偏离C.物体偏离平衡位置后，需要外力才能恢复原位D.物体偏离平衡位置后，保持静止不动【答案】A【解析】稳定平衡状态是指物体稍微偏离平衡位置后，能自动恢复原位的平衡状态

5.在下列情况下，属于静摩擦力的是（）A.物体在斜面上静止时，斜面对物体的支持力B.物体在水平面上静止时，水平面对物体的摩擦力C.物体在斜面上滑动时，斜面对物体的摩擦力D.物体在水平面上滑动时，水平面对物体的支持力【答案】B【解析】静摩擦力是指物体在相对静止时，阻止物体相对运动的摩擦力物体在水平面上静止时，水平面对物体的摩擦力是静摩擦力

6.在下列情况下，属于动摩擦力的是（）A.物体在斜面上静止时，斜面对物体的支持力B.物体在水平面上静止时，水平面对物体的摩擦力C.物体在斜面上滑动时，斜面对物体的摩擦力D.物体在水平面上滑动时，水平面对物体的支持力【答案】C【解析】动摩擦力是指物体在相对运动时，阻止物体相对运动的摩擦力物体在斜面上滑动时，斜面对物体的摩擦力是动摩擦力

7.在下列情况下，属于惯性力的是（）A.物体在静止时，受到的地球引力B.物体在运动时，受到的地球引力C.物体在加速运动时，受到的附加力D.物体在减速运动时，受到的附加力【答案】C【解析】惯性力是指物体在加速运动时，受到的附加力，它是一个虚拟力，用来解释物体在非惯性参考系中的运动

8.在下列情况下，属于离心力的是（）A.物体在静止时，受到的地球引力B.物体在运动时，受到的地球引力C.物体在圆周运动时，受到的附加力D.物体在直线运动时，受到的附加力【答案】C【解析】离心力是指物体在圆周运动时，受到的附加力，它是一个虚拟力，用来解释物体在非惯性参考系中的运动

9.在下列情况下，属于转动惯量的是（）A.物体的质量B.物体的体积C.物体的质量分布D.物体的形状【答案】C【解析】转动惯量是描述物体绕轴转动时惯性大小的物理量，它取决于物体的质量分布

10.在下列情况下，属于功的是（）A.物体受到的力B.物体受到的力与位移的乘积C.物体受到的力与时间的乘积D.物体受到的力与速度的乘积【答案】B【解析】功是力与位移的乘积，它表示力对物体做的功

二、多选题（每题4分，共20分）

1.下列哪些是刚体的基本性质？（）A.刚体不变形B.刚体可变形C.刚体受力后保持平衡D.刚体受力后运动状态改变E.刚体受力后不发生形变【答案】A、E【解析】刚体的基本性质是不变形，即受力后不发生形变

2.下列哪些是力矩的影响因素？（）A.力的大小B.力的方向C.力的作用点位置D.转动轴的位置E.物体的质量【答案】A、C、D【解析】力矩的大小与力的大小、力的作用点位置和转动轴的位置有关

3.下列哪些是静摩擦力的特点？（）A.静摩擦力的大小与物体受到的合外力有关B.静摩擦力的最大值等于动摩擦力C.静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反D.静摩擦力的大小等于物体受到的合外力E.静摩擦力的方向与物体受到的合外力的方向相反【答案】C【解析】静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反

4.下列哪些是动摩擦力的特点？（）A.动摩擦力的大小与物体受到的合外力有关B.动摩擦力的最大值等于静摩擦力C.动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反D.动摩擦力的大小等于物体受到的合外力E.动摩擦力的方向与物体受到的合外力的方向相反【答案】C【解析】动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反

5.下列哪些是惯性力的特点？（）A.惯性力是真实存在的力B.惯性力是一个虚拟力C.惯性力的方向与物体加速度的方向相反D.惯性力的大小与物体的质量成正比E.惯性力的方向与物体受到的合外力的方向相反【答案】B、C、D【解析】惯性力是一个虚拟力，其方向与物体加速度的方向相反，大小与物体的质量成正比

三、填空题（每题4分，共32分）

1.力矩的公式是______，单位是______【答案】M=F×L；牛顿·米

2.静摩擦力的最大值等于______【答案】动摩擦力

3.动摩擦力的公式是______，其中μ是______【答案】f=μN；动摩擦系数

4.惯性力的公式是______，其中m是______，a是______【答案】F=ma；质量；加速度

5.离心力的公式是______，其中m是______，ω是______，r是______【答案】F=mrω²；质量；角速度；半径

6.转动惯量的公式是______，其中m是______，r是______【答案】I=mr²；质量；半径

7.功的公式是______，单位是______【答案】W=F×s；焦耳

8.功率的公式是______，单位是______【答案】P=W/t；瓦特

四、判断题（每题2分，共20分）

1.两个物体之间的静摩擦力总是等于动摩擦力（）【答案】（×）【解析】静摩擦力的最大值等于动摩擦力，但静摩擦力的大小可以小于动摩擦力

2.物体在圆周运动时，受到的离心力是一个真实存在的力（）【答案】（×）【解析】离心力是一个虚拟力，用来解释物体在非惯性参考系中的运动

3.物体的转动惯量越大，其转动越容易（）【答案】（×）【解析】物体的转动惯量越大，其转动越困难

4.功是标量，没有方向（）【答案】（√）【解析】功是标量，只有大小，没有方向

5.功率是描述物体做功快慢的物理量（）【答案】（√）【解析】功率是描述物体做功快慢的物理量，它表示单位时间内做的功

五、简答题（每题5分，共20分）

1.简述刚体的基本性质【答案】刚体的基本性质是不变形，即受力后不发生形变

2.简述力矩的影响因素【答案】力矩的大小与力的大小、力的作用点位置和转动轴的位置有关

3.简述静摩擦力的特点【答案】静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反

4.简述动摩擦力的特点【答案】动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析一个物体在斜面上静止时，受到的力有哪些？【答案】物体在斜面上静止时，受到的力有重力、斜面的支持力和静摩擦力重力垂直向下，斜面的支持力垂直于斜面向上，静摩擦力沿斜面向上，阻止物体沿斜面向下滑动

2.分析一个物体在水平面上做匀速直线运动时，受到的力有哪些？【答案】物体在水平面上做匀速直线运动时，受到的力有重力、水平面的支持力和水平方向的力（如推力或拉力）重力垂直向下，水平面的支持力垂直向上，水平方向的力推动物体做匀速直线运动

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.一个质量为10千克的物体，放在一个与水平面成30°的斜面上，斜面的动摩擦系数为

0.2求物体沿斜面向下滑动时受到的力有哪些？各力的大小是多少？【答案】物体沿斜面向下滑动时受到的力有重力、斜面的支持力和动摩擦力重力G=mg=10×

9.8=98牛顿，斜面的支持力N=mgcos30°=98×√3/2≈

84.87牛顿，动摩擦力f=μN=

0.2×

84.87≈

16.97牛顿

2.一个质量为5千克的物体，在水平面上受到一个水平方向的力F=20牛顿的作用，物体与水平面的动摩擦系数为

0.1求物体在水平面上做匀加速直线运动时，加速度的大小是多少？【答案】物体在水平面上做匀加速直线运动时，受到的力有重力、水平面的支持力、水平方向的力和动摩擦力重力G=mg=5×

9.8=49牛顿，水平面的支持力N=mg=49牛顿，动摩擦力f=μN=

0.1×49=

4.9牛顿根据牛顿第二定律，F-f=ma，20-

4.9=5a，解得a=

3.04米/秒²。