力矩與力矩平衡

1、1力矩和力矩平衡一一內(nèi)容黃金組內(nèi)容黃金組.1了解轉(zhuǎn)動(dòng)平衡的概念，理解力臂和力矩的概念。2理解有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體平衡的條件3會(huì)用力矩平衡條件分析問題和解決問題二二要點(diǎn)大揭秘要點(diǎn)大揭秘1轉(zhuǎn)動(dòng)平衡：有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體在力的作用下，處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。明確轉(zhuǎn)軸很重要：明確轉(zhuǎn)軸很重要：大多數(shù)情況下物體的轉(zhuǎn)軸是容易明確的，但在有的情況下則需要自己來確定轉(zhuǎn)軸的位置。如：一根長(zhǎng)木棒置于水平地面上，它的兩個(gè)端點(diǎn)為AB，現(xiàn)給B端加一個(gè)豎直向上的外力使桿剛好離

2、開地面，求力F的大小。在這一問題中，過A點(diǎn)垂直于桿的水平直線是桿的轉(zhuǎn)軸。象這樣，在解決問題之前，首先要通過分析來確定轉(zhuǎn)軸的問題很多，只有明確轉(zhuǎn)軸，才能計(jì)算力矩，進(jìn)而利用力矩平衡條件。2力矩：力臂：轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線的垂直距離。力矩：力和力臂的乘積。計(jì)算公式：M＝FL單位：Nm效果：可以使物體轉(zhuǎn)動(dòng)（1）力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果力使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效果不僅跟力的大小有關(guān)，還跟力臂有關(guān)，即力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果決定于力矩。①當(dāng)臂等于零時(shí)，不

3、論作用力多么大，對(duì)物體都不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)作用。②當(dāng)作用力與轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行時(shí)，不會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)作用，計(jì)算力矩，關(guān)鍵是找力臂。需注意力臂是轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線的距離，而不是轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用點(diǎn)的距離。（2）大小一定的力有最大力矩的條件：大小一定的力有最大力矩的條件：①力作用在離轉(zhuǎn)動(dòng)軸最遠(yuǎn)的點(diǎn)上；②力的方向垂直于力作用點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸的連線。（3）力矩的計(jì)算：①先求出力的力臂，再由定義求力矩M＝FL如圖中，力F的力臂為L(zhǎng)F=Lsinθ力矩M＝F?Lsinθ②先

4、把力沿平行于桿和垂直于桿的兩個(gè)方向分解，平行于桿的分力對(duì)桿無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)效果，力矩為零；平行于桿的分力的力矩為該分力的大小與桿長(zhǎng)的乘積。如圖中，力F的力矩就等于其分力F1產(chǎn)生的力矩，M＝Fsinθ?L兩種方法不同，但求出的結(jié)果是一樣的，對(duì)具體的問題選擇恰當(dāng)?shù)姆椒〞?huì)簡(jiǎn)化解題過程。3力矩平衡條件：力矩的代數(shù)和為零或所有使物體向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和等于所有使物體向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和?！芃=0或∑M順＝∑M逆FθLFθLFθLF2F13A相等

5、B細(xì)段輕、粗段重C細(xì)段重，粗段輕D不能確定2.應(yīng)用題應(yīng)用題(1)如圖，把物體A放在水平板OB的正中央，用一不變的力F將板的B端勻速地慢慢抬高（O端不動(dòng)），設(shè)A相對(duì)平板靜止，則A對(duì)板的壓力將______，A與B之間的摩擦力將______，F(xiàn)對(duì)O點(diǎn)的力矩將______(2)一根均勻的木棒長(zhǎng)1m，在棒的左端掛一個(gè)質(zhì)量為6kg的物體，然后在距棒左端0.2m處將棒支起，棒恰平衡，則棒的質(zhì)量是______(3)一塊均勻木板MN長(zhǎng)L＝15m，重G1＝

6、400N，擱在相距D＝8m的兩個(gè)支架A、B上，MA＝NA，重G2＝600N的人從A點(diǎn)向B點(diǎn)走去，如圖所示。求：①人走過B點(diǎn)多遠(yuǎn)木板會(huì)翹起來？②為使人走到N點(diǎn)時(shí)木板不翹起來，支架B應(yīng)放在離N多遠(yuǎn)處？應(yīng)用題參考答案：（1）減小，增大，減?。?）4kg（3）2.67m、3m分析和解：當(dāng)木板剛翹起來時(shí)，板的重力對(duì)B點(diǎn)產(chǎn)生的力矩和人的重力對(duì)B點(diǎn)產(chǎn)生的力矩使板平衡，設(shè)人走過B端L時(shí)木板會(huì)翹起來，則有可解得LB＝2.67mBL???6004400同理

7、，可設(shè)當(dāng)人走到N端木板剛要翹起來時(shí)，B支架和N端的距離為L(zhǎng)BN則有可得LBN＝3mBNBNLL????600)5.7(4003.提高題提高題(1)如圖，均勻桿OA質(zhì)量為m，O端用鉸鏈懸起，A端放在木板B上，桿與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，木板在拉力F的作用下向右作勻31??速運(yùn)動(dòng)，桿與豎直方向夾角為30，則桿對(duì)木板的壓力N=______mg41(2)如圖所示，厚薄均勻的BC板長(zhǎng)L為0.5m板的一端B與墻用鉸鏈連接，在C端用一水平的細(xì)繩連接，繩的