约束与约束反力
【考点分析】
1.考试情况
2.重点分析：（1）约束及约束反力的概念；
（2）几种常见的约束及约束反力。
3.教学建议
考生在复习本节时，重点关注：①约束及约束反力的概念②几种常见约束类型的特点、约束反力的画法（包括力的作用线、作用点、方向、反力的个数）及各约束类型的例子。
【例题精讲】一、选择题
1.柱子插入杯形基础后，在柱脚与杯口之间填以沥青麻丝，这种基础可简化成为（ ）。
A.可动铰支座 B.固定铰支座 C.辊轴支座 D.固定端支座
【解析】 该题主要考查常见约束类型的举例。固定铰支座可以绕销钉转动，但不能在垂直于销钉轴线平面内的任何方向的移动。柱子插入杯形基础后，在柱脚与杯口之间填以沥青麻丝，基础允许柱子产生微小的转动，但不允许柱子上下、左右移动。因此，这种基础看成固定铰支座。
【答案】 B
2.柱子插入杯形基础后，在柱脚与杯口之间填以细石混凝土，这种基础可简化成为（ ）。
A.可动铰支座 B.固定铰支座 C.辊轴支座 D.固定端支座
【解析】 该题作为第一题的扩展，同样主要考查常见约束类型的举例。固定端支座既不能沿任何方向的移动，也不能转动。柱子插入杯形基础后，在柱脚与杯口之间填以细石混凝土，基础既不允许柱子产生微小的转动，也不允许柱子上下、左右移动。因此这种基础看成固定端支座。
【答案】 D
3.约束反力中含有力偶的约束为（ ）。
A.固定铰支座 B.可动铰支座 C.固定端支座 D.圆柱铰链
【解析】 该题主要考查几种常见的约束反力的确定：（1）固定端支座既不能沿任何方向的移动，也不能转动。这种支座对构件除了产生水平约束反力和竖向约束反力外，还有一个阻止转动的力偶。（2）圆柱铰链的性质同固定铰支座，它的约束反力是一个不知大小和方向的力，但这种表示法在解析计算中不常采用（常用两个相互垂直的未知反力来共同表示）。（3）可动铰支座约束的性质相当于链杆约束，它的约束反力通过销钉中心，垂直于支承面，方向不确定。
【答案】 C
4.光滑接触面约束可以是（ ）。
A.链条 B.可动铰支座 C.固定铰支座 D.接触点
【解析】 该题应从约束反力的性质入手解题，光滑接触面约束的反力是通过接触点，沿接触面在该点的公法线作用并指向物体的压力，即作用线和指向均确定，选项中与它性质最近的是可动铰支座，但其作用线确定而指向不定；链条属于柔体，不能承受压力；固定铰支座约束反力是一个不知大小和方向的力，为了给这个力表示出来常用相互垂直的两个分力来表示，但两个分力的实际方向均需经过计算来确定，根据光滑面约束的概念可知相互接触的可以是面也可以是点。
【答案】 D
二、判断题
1.约束反力的方向一定是与约束所能阻止的运动方向相反。 （ ）
【解析】 根据约束反力的定义：约束对被约束物体运动的阻碍作用，是一种力的作用，这种力叫作约束反力。可知约束反力是阻碍被约束物体运动的。因此，它的方向应该与它所能阻止的运动方向相反。
【答案】 正确
2.作用在物体上主动使物体运动或使物体有运动趋势的力称为主动力。 （ ）
【解析】 本题考查主动力的定义：与约束反力相对应，主动使物体运动或使物体有运动趋势的力叫作主动力。
【答案】 正确
三、填空题
1.链杆的约束反力沿着 _________方向，指向不定。
【解析】 链杆约束的约束性质与可动铰支座约束的性质相同。链杆只能限制物体沿链杆轴线方向的运动，而不能限制其他方向的运动。所以，链杆的约束反力沿着链杆的轴线方向，指向不定。
【答案】 链杆的轴线
课堂练习1－2
一、选择题
1.约束反力的方向可以确定的约束是（ ）。
A.固定铰支座 B.固定端支座 C.可动铰支座 D.柔体约束
2.与固定铰支座约束性能不同的约束是（ ）。
A.链杆约束 B.圆柱铰链约束 C.销钉约束 D.门窗合页
3.关于约束的说法正确的是（ ）。
A.柔性约束，沿柔体轴线背离物体
B.光滑接触面约束，约束反力沿接触面公法线，指向物体
C.固定端支座，反力可以正交分解为两个力方向假设
D.以上AB正确
4.如题4图所示系统只受F 作用而平衡。欲使A 支座约束力的作用线与AB 成30°角，则斜面的倾角应为（ ）。
A.0° B.30° C.45° D.60°
5.静定结构AB如题5图所示，则A 支座的约束为（ ）。
A.固定端支座 B.光滑接触面
C.固定端支座或光滑接触面 D.未说明清楚，无法确定
(https://www.daowen.com)
题4图
题5图
二、填空题
1.阻碍非自由体运动的限制物是 __________，约束对被约束物体运动的阻碍作用是___________，它是___________，其方向总是_____________________。
2.主动使物体运动或有运动趋势的力叫做 ___________，如___________、___________、______________________等，在工程上它称为___________。
3.常见的几种约束有___________、___________、___________、__________、__________。
4.柔体约束的反力通过_________________点，沿__________线，用字母___________表示。
5.光滑面约束的反力通过_________________点，沿__________线，用字母___________表示。
6.可动铰支座的约束反力通过___________，__________于支承面，方向___________。
7.固定铰支座的约束反力通过_______________，方向_______________，解析法计算中常采用_______________共同表示。
8.固定端支座的约束反力有__________、__________、_________。
课后练习1－2
一、选择题
1.约束反力是（ ）。
A.主动力 B.被动力
2.约束反力总是与约束所能阻止的运动方向（ ）。
A.相同 B.相反
3.下列不属于主动力的是（ ）。
A.重力 B.风压力
C.土压力 D.绳索对悬挂的小球的拉力
4.下列关于常见的约束反力说法错误的是（ ）。
A.柔体约束反力是通过接触点，沿柔体中心线作用的拉力
B.光滑面约束反力是通过接触点，沿接触面在该点的公法线作用的压力
C.可动铰支座的约束反力通过销钉中心，垂直于支承面方向向上
D.固定铰支座约束反力通过销钉中心，方向不定
5.下面几种类型的约束中，约束反力作用线已知的是（ ）。
A.可动铰支座 B.固定铰支座 C.圆柱铰链 D.固定端支座
6.关于光滑面约束的约束反力描述正确的是（ ）。
A.沿着光滑面的法线方向
B.通过接触点，沿着接触面背离物体的拉力
C.沿着光滑面的切线方向
D.通过接触点，沿着接触面公法线方向的压力
二、判断题
1.凡是两端用光滑铰连接的直杆都是二力杆。 （ ）
2.凡是只受两个力作用的构件（杆）都是二力构件（杆）。 （ ）
3.约束反力的作用位置在约束与被约束物体的相互接触处。 （ ）
4.柔体约束的特点是只能承受拉力，不能承受压力，只能限制物体沿着柔体伸长的方向运动。 （ ）
5.链杆的约束反力沿着链杆的轴线指向不定。 （ ）
6.约束反力的方向总是与约束所能阻止的运动方向相反。 （ ）
7.柔体对物体的约束反力是通过接触点沿柔体中心线作用的拉力。 （ ）
8.和研究对象有联系的物体即是研究对象的约束，就可以用相应的约束反力代替约束对研究对象的作用。 （ ）
9.只受两个力作用的杆叫二力杆。 （ ）
10.约束是阻碍物体运动的限制物。 （ ）
三、填空题
1.几种常见的约束反力中___________及__________的反力的方向是确定的。
2.与可动铰支座的约束性能相同的约束有 ___________，其约束反力沿着 ___________，方向__________。
3.与固定铰支座约束性能相同的约束有___________、___________。
4.工程中常见的柱子插入杯形基础后，当柱脚与杯口之间的填充物为沥青麻丝时，此约束相当于 ___________，当填充物为细石混凝土时，此时的约束相当于___________。
5.约束反力作为物体间的相互作用一定遵循___________公理。
6.只受两个力作用而保持平衡的杆称为 ___________杆，它不一定都是直杆，也可以是__________。