题目
若刚体受到同一平面内互不平行的三个力作用而平衡,那么这三个力的作用线必汇交于一点。A. 正确B. 错误
若刚体受到同一平面内互不平行的三个力作用而平衡,那么这三个力的作用线必汇交于一点。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题主要考查平面任意力系的平衡条件,特别是三个互不平行的力平衡时的作用线关系。
解题核心思路:
当刚体受同一平面内三个互不平行的力作用而平衡时,需同时满足合力为零和合力矩为零。若三个力的作用线不交于一点,则它们的合力矩无法为零,刚体将发生转动,无法保持平衡。因此,三个力必须共点才能同时满足这两个平衡条件。
破题关键点:
- 互不平行的力无法构成共线力系,必须通过共点形成平面汇交力系。
- 平面汇交力系的平衡条件隐含了作用线共点的要求,否则无法保证合力矩为零。
平面任意力系的平衡条件:
刚体平衡的必要充分条件是:
- 所有力的矢量和为零($\vec{F}_\text{合} = 0$);
- 所有力对任一点的力矩矢量和为零($\vec{M}_\text{合} = 0$)。
题目条件分析:
- 三个力在同一平面内,互不平行,说明它们的作用线不在同一直线上。
- 若三个力平衡,则必须同时满足上述两个条件。
关键推导:
- 若三个力不共点:
假设三个力的作用线不交于一点,则它们的矢量和可能为零(即$\vec{F}_\text{合} = 0$),但对某一点的力矩之和$\vec{M}_\text{合} \neq 0$,导致刚体产生角加速度,无法保持平衡。 - 若三个力共点:
三个力的作用线交于一点时,所有力对这一点的力矩之和自动为零($\vec{M}_\text{合} = 0$)。此时只需满足矢量和为零($\vec{F}_\text{合} = 0$),即可保证平衡。
结论:
三个互不平行的平面力系若平衡,则必须共点,否则无法同时满足平衡条件。因此题目描述正确。