题目
图4所示某平面平衡力系作用在平面Oxy内,问下述哪组方程是该力系的独立平衡方程( )。A. (A) ∑MA(F)=0,∑MB(F)=0,∑MC(F)=0B. (B) ∑MA(F)=0,∑MB(F)=0,∑Mo(F)=0C. (C) ∑Fx=0,∑Fy=0,∑FAB=0D. (D) ∑MA(F)=0,∑Mo(F)=0,∑Fy=0
图4所示某平面平衡力系作用在平面Oxy内,问下述哪组方程是该力系的独立平衡方程( )。
A. (A) ∑MA(F)=0,∑MB(F)=0,∑MC(F)=0
B. (B) ∑MA(F)=0,∑MB(F)=0,∑Mo(F)=0
C. (C) ∑Fx=0,∑Fy=0,∑FAB=0
D. (D) ∑MA(F)=0,∑Mo(F)=0,∑Fy=0
题目解答
答案
B. (B) ∑MA(F)=0,∑MB(F)=0,∑Mo(F)=0
解析
考查要点:本题主要考查平面任意力系的独立平衡方程的选取条件,需明确矩心位置是否共线对独立方程组的影响。
解题核心思路:
- 平面任意力系的独立平衡方程需满足三个独立方程,通常形式为:
- 两个投影方程(如 $\sum F_x=0$,$\sum F_y=0$)和一个力矩方程(如 $\sum M_O=0$);
- 或三个力矩方程,但矩心不能共线。
- 判断选项中各组方程是否满足独立性条件。
破题关键点:
- 选项B中 $\sum M_A=0$、$\sum M_B=0$、$\sum M_O=0$ 的矩心若不共线,则三者独立;
- 其他选项中可能存在方程不独立或形式错误(如选项C的 $\sum F_{AB}=0$ 非标准形式)。
选项分析
选项A
$\sum M_A=0$,$\sum M_B=0$,$\sum M_C=0$
- 若三点 $A$、$B$、$C$ 不共线,则三力矩方程独立。
- 但题目未明确三点位置关系,无法保证独立性,排除。
选项B
$\sum M_A=0$,$\sum M_B=0$,$\sum M_O=0$
- 假设 $O$ 为坐标原点,$A$、$B$、$O$ 不共线(常规设定),则三力矩方程独立。
- 满足平面力系独立平衡方程条件,正确。
选项C
$\sum F_x=0$,$\sum F_y=0$,$\sum F_{AB}=0$
- $\sum F_{AB}=0$ 表示沿 $AB$ 方向的投影之和为零,但平面力系只需两个投影方向独立。
- 三个投影方向可能线性相关,方程不独立,排除。
选项D
$\sum M_A=0$,$\sum M_O=0$,$\sum F_y=0$
- $\sum M_A=0$ 与 $\sum F_y$、$\sum M_O=0$ 可能存在关联(如 $A$ 点在 $y$ 轴上),导致方程不独立。
- 排除。