工程力学选择题

2025年3月17日 | 阅读 21 分钟

我们精选的 50 道工程力学问题和答案涵盖了该学科的所有领域。它涵盖了工程力学中的 50 多个主题。任何希望提高知识水平、准备面试或准备入学考试的人都可以练习这些工程力学问题。

1) 对于由带箭头和尾部的箭头定义的两个向量。每个向量的长度以及它们之间的角度表示

  1. 它们的量值和作用线方向,分别
  2. 它们的量值平方和作用线方向,分别
  3. 量值平方和长度比,分别
  4. 量值平方根和作用线方向,分别

答案: A [ 它们的量值和作用线方向,分别 ]

说明: 每个向量的长度以及它们之间的角度分别表示它们的作用线的大小和方向。箭头的头部/尖端表示向量的方向。


2) 一个力向量,其大小为 R,与 x 轴成 α 角,其在 x 轴和 y 轴上的分量为

  1. R余弦 (180-α) 和 R正弦(α)
  2. R余弦 (α) 和 R正弦(α)
  3. R余弦 (α) 和 R正弦(180+α)
  4. R余弦 (180-α) 和 R正弦(180+α)

答案: B [ R余弦 (α) 和 R正弦(α) ]

说明: 沿 x 轴的分量是向量的余弦分量。如果角度与 x 轴形成,则向量沿 y 轴的分量是正弦分量。对于某些三角函数,180-α 可能会改变其符号。


3) 如图所示,A=60 度,B=30 度。计算通过添加两个向量的 x 轴分量得到的总长度。

Engineering Mechanics MCQ
  1. 4.35米
  2. 3.23米
  3. 1.5米
  4. 2.50米

答案: B [ 3.23米 ]

说明: 获取给定向量的余弦分量后,我们得到 x 轴分量的总长度为 3cos60 + 2cos30 = 3.23。


4) 如果两个相等的向量力相互垂直,那么合力作用的角度与其中一个向量相比是多少?

  1. 0 度
  2. 45 度
  3. 90 度
  4. 180 度

答案: B [ 45 度 ]

说明: 向量相互垂直。这意味着力之间的角度为 90 度。因此,结果将与任一向量成 45 度。


5) 如果 A 是任何向量 Ai + Bj + Ck,那么向量的 y 轴分量是多少?

  1. A 个单位
  2. B 个单位
  3. C 个单位
  4. 三个数的平方和的平方根,即 A、B 和 C

答案: B [ B 个单位 ]

说明: 由于给定的向量显示在笛卡尔坐标系中,带有“j”的数字是给定向量的 Y 轴分量。带有“i”的数字分别表示 x 轴和“k”表示 z 轴的分量。


6) 关于力向量 F = Ai + Bj + Ck,哪个陈述是正确的?

  1. 在任何向量的直角分量表示中,我们有向量 F = Ax + By + Cz
  2. 在任何向量的直角分量表示中,我们有向量 F = Ai + Bj + Ck
  3. 在任何向量的直角分量表示中,我们有向量 F = Fi + Fj + Fk
  4. 在任何向量的直角分量表示中,我们有向量 F = Fx + Fy + Fz

答案: 在任何向量的直角分量表示中,我们有向量 F = Fx + Fy + Fz

说明: 如给定的向量 F = Ai + Bj + Ck,这意味着该向量的 x、y 和 z 轴分量分别为 A、B 和 C。但是,在任何向量的直角分量表示中,该向量写为 F = Fx + Fy + Fz。


7) 对于向量 F,Fcosβ 等于零。这指的是什么?

  1. Y 轴分量为零
  2. X 轴分量为零
  3. β = 180°
  4. Z 轴分量为零

答案: A [ Y 轴分量为零 ]

说明: 我们知道,α、β 和 γ 分别是 x、y 和 z 轴形成的角。因此 y 轴分量为零,或 β = 90°。因此,如果角度导致某个分量为零,则向量在该特定轴上垂直于该轴。


8) 求向量与 y 轴和 z 轴分别成 60° 和 45° 角的 α 角。它与 x 轴成 α 角。力的大小为 200N。

  1. 120°
  2. 60°
  3. 90°
  4. 45°

答案: B [ 60° ]

说明: 当你将向量分解为 x、y 和 z 轴分量时,你会得到一个包含 cosα 的方程。在正确计算 α 后,你需要将该值直接代入前面的分量方程。α = 60°。因为 120° 会得到一个负分量。只需尝试将向量分解为其分量。


9) 如果向量与 y 轴和 z 轴的夹角分别为 60° 和 45°,则用笛卡尔形式表示向量。它也与 x 轴成 α 角。力的大小为 200N。

  1. 100i - 100j + 141.4k N
  2. 100i + 100j + 141.4k N
  3. 100i - 100j - 141.4k N
  4. 100i + 100j - 141.4k N

答案: B [ 100i + 100j + 141.4k N ]

说明: 当你将向量分解为 x、y 和 z 轴分量时,你会得到一个包含 cosα 的方程。在正确计算后,你需要将该值直接代入前面的分量方程。


10) 如果我们将一个标量乘以单位向量,会发生什么?

  1. 幅度会相应变化
  2. 方向会相应改变
  3. 方向会按标量平方根的因子改变
  4. 幅度不会相应变化

答案: A [ 幅度会相应变化 ]

说明: 单位向量的大小会按乘以的标量数变化。方向不会。因为方向在应用单位向量计算后固定,所以向量除以其大小。


11) 哪个陈述是正确的?

  1. 乘法定律:a(A.B) = Ax(aB)
  2. 交换律:A.B =B.A
  3. 交换律:a(A.B) = A.(aB)
  4. 乘法定律:A.(B+D) = (A.B) + (A.D)

答案: B [ 交换律:A.B =B.A ]

说明: 对于三个向量 A、B 和 D,各种定律是。交换律:A.B =B.A。分配律为 A.(B+D) = (A.B) + (A.D)。乘法定律为 a(A.B) = A.(aB)。


12) (AxB).(BxA) 是什么?或者 A = A1i + A2j + A3k 且 B = B1i + B2j + B3k?

  1. A1B1A2B2i + A2B2A3B3j + A3B3A1B1k
  2. A1B1A1B2i + A2B2A3B2j + A3B3A1B3k
  3. A1B1A2B1i + A2B2A2B3j + A3B3A2B1k
  4. 0

答案: D [ 0 ]

说明: 在这里,我们尝试对同一平面内的两个向量进行叉乘,这将得到零。同时,同一平面向量的点乘会得到一个标量,而不是零。


13) 两个大小均为单位且夹角为 45° 的向量的点乘是多少?

  1. -0.707
  2. 0.707
  3. -1.414
  4. 1.414

答案: B [ 0.707 ]

说明: 两个向量之间的夹角为 45° 的点乘将具有向量大小的乘积。由于向量是单位大小的,它们的乘积将为一。因此,幅度因子将是 45° 处的余弦函数。


14) 合向量的单位向量的大小是多少?(图示两个向量的合向量)

Engineering Mechanics MCQ
  1. 225N
  2. 1N
  3. 55N
  4. 110N

答案: B [ 1N ]

说明: 问题要求合向量的单位向量的大小。因此答案是 1。无论向量的大小是任意数量,单位向量的大小都将等于一。单位向量给出的方向与向量的方向相同。


15) 确定平行于 z 轴的 q 值。即点 A、B 和 C 平行于 xy 平面的投影的交点。三等分点与点 A、B 和 C 之间的距离等于 0.6m。

Engineering Mechanics MCQ
  1. 51.9毫米
  2. 51.9厘米
  3. 51.19毫米
  4. 51.9米

答案: B [ 51.9厘米 ]

说明: 应用平衡方程将得到结果。沿 z 轴的合力将保持为零,从而得到 γ 的值为 50°。因此 q=51.9cm。


16) 如果物体被三根或更多根绳子绑住并允许达到平衡。那么所达到的平衡是相对于什么?

  1. 地面
  2. 物体的 3 轴
  3. 重量方向
  4. 绳子方向
tton class="workspace" onclick="showworkspace(16)">工作区

答案: A [ 地面 ]

说明: 是的,平衡是相对于地面达到的。就像运动一样,相对于地面需要为零。物体或身体相对于地面的相对速度必须为零。这意味着运动处于平衡状态。


17) 物体绕任何轴旋转的趋势也称为 ______

  1. 偶力矩
  2. 转动惯量
  3. 力矩

答案: D [ 力矩 ]

说明: 物体绕任何轴旋转的趋势也称为力矩。它是作用在垂直于旋转轴方向的力矩。如果轴和力相交,则力没有施加力矩。


18) 力矩是哪两个向量的叉乘?

  1. 半径和力向量
  2. 力和半径向量
  3. 半径和力标量
  4. 力和半径标量

答案: A [ 半径和力向量 ]

说明: 叉乘需要按正确的顺序进行。如果不按顺序进行,答案将与真实答案相反。因此,答案不是力和半径向量,而是半径和力向量。因为力矩有其方向,就像许多叉乘一样,需要谨慎。


19) 关于力 (F) 对距离轴 L 处的物体施加力矩 (M),以下哪个是正确的?

  1. M=FLcosθ
  2. M=FLsinθ
  3. M=FxLsinθ
  4. M=F.Lsinθ

答案: B [ M=FLsinθ ]

说明: 通过施加在物体上的力相对于旋转轴的力矩由两者的叉乘给出。如果力不垂直于轴且角度为 θ,则使用角度的形式。就像通常在叉乘中使用的那样。


20) 如果一个力作用在线路上的任何一点,并且仍然在固定点 P 处产生相同的力矩,那么该力被称为滑动向量。这种性质的名称是什么?

  1. 分配属性
  2. 结合律
  3. 力的传递原理
  4. 负结合律

答案: C [ 力的传递原理 ]

说明: 如果一个力作用在线路上的任何一点,并且仍然在固定点 P 处产生相同的力矩,那么该力被称为滑动向量。这是因为作用在 P 点轴线上的力的力矩在整个过程中都是相同的。它被称为力的传递原理。


21) 以下哪个是正确的?(A 代表旋转轴的向量表示,r 代表半径向量,F 代表力向量)

  1. Ax(rxF)
  2. A.(rxF)
  3. Fx(r.F)
  4. A.(r.F)

答案: A.(rxF)

说明: 方程的正确形式由 A.(rxF) 给出。A 代表旋转轴的向量,r 代表半径向量,F 代表力向量。通常,这可以用来确定力相对于轴的力矩。也就是说,如果力正在绕轴旋转物体。


22) 以下哪种力不会引起旋转?假设旋转被视为在物体内部的轴或物体的质心轴上。

  1. 共点
  2. 不共点
  3. 不平行
  4. 并行

答案: A [ 共点 ]

说明: 共点力是旋转轴。如果任何力接触到该轴,则该力不足以引起旋转。如果力是共点的,则该力与轴线的垂直距离为零,因此不会产生旋转。我们知道,旋转是由力矩引起的。


23) 对于由大小相同的两个力 F 组成且相距 r 的偶力矩 M,以下哪个是正确的?

  1. M = r.F
  2. M = rxF
  3. M = -(r.F)
  4. M = -(rxF)

答案: B [ M = rxF ]

说明: 答案是 M = rxF。力矩是距离和力的叉乘。它是通过手的卷曲定向的。拇指表示力矩的方向。手指的运动是导致力引起的旋转方向的旋转。


24) 确定所示三角形平面上的偶力矩。

Engineering Mechanics MCQ
  1. 100Nm
  2. 1600Nm
  3. 600Nm
  4. 2600Nm

答案: 2600Nm


25) 传递原理是

  1. 它说明作用在物体上的力是滚动向量
  2. 它说明作用在物体上的力是滑动向量
  3. 它说明作用在物体上的力是单位向量
  4. 它说明作用在物体上的力是单位向量

答案: B [ 它说明作用在物体上的力是滑动向量 ]

说明: 传递原理说明作用在物体上的力是滑动向量。也就是说,它可以施加在物体的任何一点上。它将产生与施加在任何其他点上的效果相同。因此答案。


26) 简化的主要目的是什么?

  1. 将力与偶力相加并得出总和
  2. 减少计算
  3. 将力与偶力相乘并得出总和
  4. 将力与偶力相减并得出总和

答案: B [ 减少计算 ]

说明: 简化的主要目的是减少计算。力被简化,偶力也被简化。这给了我们作用在物体上的总力和总力矩。这给了我们各自的单一值,从而减少了工作量。


27) 就像共线力一样,存在共线偶,并从中取出净力矩。

  1. 陈述的第一部分是错误的,第二部分也是错误的
  2. 陈述的第一部分是错误的,第二部分是真的
  3. 陈述的第一部分是真的,第二部分也是真的
  4. 陈述的第一部分是真的,第二部分是假的

答案: D [ 陈述的第一部分是真的,第二部分是假的 ]

说明: 两者都是向量量。两者都可以轻松简化。如果以向量形式表示,则任务会更容易。因此,力或偶力不一定是向量。即使取量值,也在 2D 中完成简化。


28) 有两种类型的加载。均匀分布和非均匀分布,即在拐角处有两个不同值的那个。

  1. 陈述的第一部分是错误的,第二部分也是错误的
  2. 陈述的第一部分是错误的,第二部分是真的
  3. 陈述的第一部分是真的,第二部分也是真的
  4. 陈述的第一部分是真的,第二部分是假的

答案: C [ 陈述的第一部分是真的,第二部分也是真的 ]

说明: 两种加载形式是均匀分布和非均匀分布,在拐角处有两个不同的值。均匀分布的载荷在拐角处每米没有两个不同的载荷值。


29) 在加载系统的简化中,净力作用在加载体的 ______。

  1. 中心轴
  2. 质心
  3. 基座
  4. 拐角

答案: B [ 质心 ]

说明: 在简化加载系统时,净力作用在加载体的质心上。如果加载系统是三角形的,那么在距离基座三分之二处,加载的净力将作用。并且载荷将是加载面积的一半。


30) 在三角形分布加载中,可以使用以下哪个三角函数轻松找到任意距离处的加载?

  1. 正弦
  2. 切线
  3. 反正弦
  4. 余弦

答案: B [ 正切 ]

说明: 在三角形分布加载中,可以通过使用正切三角函数轻松找到任意距离处的加载。这是因为线性距离仅决定垂直加载。也就是说,加载沿线性距离是均匀的。如果线性距离更大,则加载更大。


31) 均匀分布加载的合力作用取决于

  1. 垂直距离
  2. 面积
  3. 支撑之间的距离
  4. 支撑长度

答案: B [ 面积 ]

说明: 均匀分布加载的合力作用取决于分布覆盖的面积。面积越大,力越大。即在放置加载的结构上产生的张力越大。因此是答案。


32) 确定由 Q 点的销钉引起的梁上的垂直反力分量。力 60N 乘以十,然后应用。

Engineering Mechanics MCQ
  1. 445N
  2. 319N
  3. 40N
  4. 45N

答案: B [ 319N ]

说明: 力之和必须为零。力矩之和也必须为零?但就角度而言,它们不必为零。但是作用在特定角度上的力必须等于零?这是使物体保持平衡的基本需求。


33) 关于三力系统,以下哪个陈述是正确的?

  1. 力不一定总是处于平衡状态
  2. 平衡不必考虑力矩。它总是处于平衡状态
  3. 力矩总是处于平衡状态
  4. 力总是处于平衡状态

答案: A [ 力不一定总是处于平衡状态 ]

说明: 三力系统中的力不一定总是处于平衡状态。当力相互抵消时,平衡就建立起来了。此外,当净力矩为零时。此时,三力系统中的平衡才能建立。


34) 一个力由支撑产生,该支撑不允许其连接构件 ____。

  1. 旋转
  2. 翻译
  3. 减法
  4. 加法

答案: B [ 平移 ]

说明: 支撑产生的力不允许其连接构件平移。这是任何维度上力的平衡的基本条件。当考虑支撑反力以实现物体平衡时,会应用此规则。


35) 单销、单轴承和单铰链抵抗 ______

  1. 偶力矩
  2. 惯性
  3. 力和偶力矩

答案: D [ 力和偶力矩 ]

说明: 实验发现,单销、单轴承和单铰链都能抵抗力和偶力矩。它有助于实现物体的平衡。因此,在解决相同问题时必须采取适当的指导。


36) 如果支撑对齐正确,则反力能够充分支撑物体。

  1. 陈述仅在 3D 中为真
  2. 陈述仅在 2D 中为真
  3. 陈述仅在 1D 中为真
  4. 陈述始终为真

答案: D [ 陈述始终为真 ]

说明: 这是在梁和所有支撑系统的实验中观察到的基本性质。维度不影响平衡条件。主要目的是实现平衡。通过使净力等于零来实现。


37) 什么是多余支撑?

  1. 仅由铰链组成的支撑
  2. 由铰链和滚轮组成的支撑
  3. 保持结构所必需以上的支撑
  4. 仅由滚轮组成的支撑

答案: C [ 保持结构所必需以上的支撑 ]

说明: 支撑,如果它们比保持结构所需的支撑多,则称为多余支撑。它成为静不定。它会在实现平衡时造成问题并影响平衡的计算。


38) 什么是静不定性?

  1. 可用的平衡方程多于未知载荷
  2. 可用的平衡方程少于未知载荷
  3. 支撑反力相互相反
  4. 可用的平衡方程等于未知载荷

答案: B [ 可用的平衡方程少于未知载荷 ]

说明: 静不定性是指可用的平衡方程少于未知载荷的情况。它不仅在实现平衡时造成问题,而且还会影响平衡的计算。因此,这是需要避免发生的事情。


39) 在 3D 中,如果反力与轴相交,则物体将受到不当约束。

  1. 陈述是错误的
  2. 陈述是正确的
  3. 如果存在“支撑反力”,则陈述是正确的。
  4. 如果存在“2D”,则陈述是正确的。

答案: B [ 陈述是正确的 ]

说明: 在 3D 中,如果反力与轴相交,则物体将受到不当约束。这是因为会产生小的力矩,而这些力矩在实际情况中会发生。但它们在为确定平衡所做的计算中不会匹配。因此,陈述是正确的。


40) 偶力是标量,力是向量,因此,只有力才能在自由体图(free body diagrams)中简化。

  1. 陈述的第一部分是错误的,第二部分也是错误的
  2. 陈述的第一部分是错误的,第二部分是真的
  3. 陈述的第一部分是真的,第二部分也是真的
  4. 陈述的第一部分是真的,第二部分是假的

答案: B [ 陈述的第一部分是假的,第二部分是真的 ]

说明: 两者都是向量量。两者都可以轻松简化。如果以向量形式表示,则任务会更容易。因此,力或偶力不一定是向量。即使取量值,也在 2D 中完成简化。


41) 偶力和其他两个力系统在自由体图(free body diagrams)中可以轻松简化。

  1. 陈述是正确的
  2. 陈述是错误的
  3. 如果我们删除“力”部分,则陈述是正确的
  4. 如果我们删除“偶力”部分,则陈述是正确的

答案: A [ 陈述是正确的 ]

说明: 两者都是向量量。两者都可以轻松简化。如果以向量形式表示,则任务会更容易。因此,力或偶力不一定是向量。即使取量值,也在 2D 中完成简化。


42) 什么是自由体图(free body diagrams)的共线力系统?

  1. 所有力相互垂直的力系统
  2. 所有力相互平行的力系统
  3. 力不能形成共线力系统。这是不可能的
  4. 所有力从同一点发出的力系统

答案: D [ 所有力从同一点发出的力系统 ]

说明: 所有力从同一点发出的力系统称为力的共线系统。它是一种易于简化的力系统。由于力是向量量,因此应用向量数学并完成简化。


43) 设计桁架时,遵循以下哪个规则?

  1. 载荷施加在节点上
  2. 使用电缆施加所有载荷
  3. 载荷不施加在节点上
  4. 所有载荷均未施加在节点上

答案: A [ 载荷施加在节点上 ]

说明: 用于设计桁架的规则集包含各种规则。其中之一是载荷施加在节点上。这是在忽略桁架部分重量的情况下完成的。


44) 牛顿第三定律说明什么?

  1. 对于每个作用力,都有一个大小相等、方向相反的反作用力
  2. 动量变化率等于施加的力
  3. 在施加力之前,物体保持静止
  4. 当力沿切线方向施加时,物体倾向于旋转

答案: A [ 对于每个作用力,都有一个大小相等、方向相反的反作用力 ]

说明: 第三定律的要求在物体平衡中很重要。尤其是刚体。刚体粒子处于平衡状态。因此它们承受着力。它们也产生反作用力,因此牛顿第三定律要求平衡。


45) 如果物体处于平衡状态,但自由体图(free body diagram)中显示有旋转的卷曲射线,那么

  1. 这种旋转不能在 fbd(自由体图)中显示
  2. 图是错误的
  3. 物体仅处于平衡状态,因为其他力将抵消该旋转
  4. 显示的射线可能是正确的,但不能说物体处于平衡状态

答案: C [ 物体仅处于平衡状态,因为其他力将抵消该旋转 ]

说明: 处于平衡状态的物体在任何情况下都不会旋转。是的,图可能包含显示作用在结构上的偶力的旋转射线。但问题是,除此旋转之外的其他力将抵消该旋转,因此物体处于平衡状态。


46) 如果五个力作用在单个粒子上,并且它们之间的夹角为 72° 且共线,那么

  1. 作用在物体上的净力是水平的
  2. 作用在物体上的净力为零
  3. 作用在物体上的净力成 45° 角
  4. 作用在物体上的净力是垂直的

答案: B [ 作用在物体上的净力为零 ]

说明: 作用在物体上的净力为零。这意味着力相互抵消。这意味着物体处于平衡状态,不需要任何外力来使其处于平衡状态。


47) 二力构件和三力构件的区别是

  1. 前者是平行的,后者是垂直的
  2. 前者是共线的,后者是平行的
  3. 前者作用在物体上的两个点,后者作用在三个点上
  4. 前者是垂直的,后者是共线的

答案: C [ 前者作用在物体上的两个点,后者作用在三个点上 ]

说明: 二力构件的定义仅定义了力作用在物体上的两个点。三力构件的定义也是如此。三力作用点是三个。


48) 关于三力系统,以下哪个陈述是正确的?

  1. 力不一定总是处于平衡状态
  2. 平衡不必考虑力矩。它总是处于平衡状态
  3. 力矩总是处于平衡状态
  4. 力总是处于平衡状态

答案: A [ 力不一定总是处于平衡状态 ]

说明: 三力系统中的力不一定总是处于平衡状态。当力相互抵消时,平衡就建立起来了。此外,当净力矩为零时。此时,三力系统中的平衡才能建立。


49) 三力系统中的所有力都需要共线。然后它们才会形成平衡状态。

  1. 陈述的第一部分是错误的,第二部分也是错误的
  2. 陈述的第一部分是错误的,第二部分是真的
  3. 陈述的第一部分是真的,第二部分也是真的
  4. 陈述的第一部分是真的,第二部分是假的

答案: C [ 陈述的第一部分是真的,第二部分也是真的 ]

说明: 力需要共线。如果不是这样,则无法实现平衡。如果它们也平行,那么就假设它们在无穷远处相遇。因此,力之间的平衡得以建立。因此,力必须共线。


50) 当防止附着构件的 ______ 时,会产生偶力矩。

  1. 旋转
  2. 翻译
  3. 减法
  4. 加法

答案: A [ 旋转 ]

说明: 当防止附着构件的旋转时,会产生偶力矩。这是任何维度下偶力矩平衡的基本条件。当考虑偶力矩以实现物体平衡时,会应用此规则。