上海市崇明區(qū)高中物理 第11講 有固定轉(zhuǎn)軸物體的平衡復(fù)習(xí)學(xué)案（無(wú)答案）滬科版必修1（通用）

1、第十一講 有固定轉(zhuǎn)軸物體的平衡 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)1、轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)物體處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)稱(chēng)為轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)2、力矩（1）力臂：從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線的 符號(hào)：L（2力矩：力和該力的力臂的 叫做這個(gè)力的力矩。 符號(hào)：M計(jì)算公式：M= 單位：Nm若力的作用線通過(guò)轉(zhuǎn)軸，此力的力矩為 ，即：通過(guò)轉(zhuǎn)軸的力 轉(zhuǎn)動(dòng)效果。力矩是矢量。在中學(xué)里我們只研究有固定轉(zhuǎn)軸的物體平衡，所以，力矩只有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種方向。3、力矩的計(jì)算方法（1）力臂法：它的基本要點(diǎn)是過(guò)轉(zhuǎn)軸做該力的作用線的垂線，其垂線長(zhǎng)即為該力的力臂。（2）分解法：計(jì)算某個(gè)力的力矩時(shí)，若將此力的作用點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸連接起來(lái)，?？蓪⒋肆Ψ纸鉃檠卮诉B線方向和垂直于此

2、連線方向的兩個(gè)分力，沿此連線方向的分力沒(méi)有力矩，因而就轉(zhuǎn)化為求垂直于此連線方向的分力的力矩了，而該方向分力所對(duì)應(yīng)的力臂則是該力的作用點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離。這種方法還能夠很方便的判斷該力矩的方向。（3）在計(jì)算某物體的重力的力矩時(shí)，可以把物體看成一個(gè)整體，受到一個(gè)總重力，作用在其總重心上；也可以把物體分成幾塊，每一塊所受的重力都作用在該塊的重心上。然后計(jì)算這些重力的力矩和，兩種方法的結(jié)果是一樣的。F1F2F3A0B例1：如圖所示，桿OAB可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中虛線與OB連線平行，桿B端同時(shí)受三個(gè)力F1、F2、F3、作用，力的作用線與桿在同一豎直平面內(nèi)，它們對(duì)轉(zhuǎn)軸O的力矩分別為M1、M2、M3，下

3、列選項(xiàng)中正確的是：（ ）(A) M1 M2 M2 M3(C) M1 = M2 = M3 (D) M1 M3 M22134OAA1ccBB1例2：如圖所示為自行車(chē)的撐腳示意圖，OB為撐腳桿，能繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)處于放下位置，OB為撐腳桿收起時(shí)的位置，c、c是兩塊擋板。為不影響騎車(chē)，撐腳桿在騎車(chē)時(shí)要靠在擋板c上而保持水平，停放時(shí)則靠在擋板c上保持豎直而撐住車(chē)輛不使它倒下，為此需要裝一根彈簧，彈簧的一端系在撐腳桿A點(diǎn)上，那么另一端應(yīng)系在固定板上的哪個(gè)區(qū)域，才能達(dá)到上述目的（設(shè)彈簧始終處于拉長(zhǎng)狀態(tài)）： （）（A）1區(qū)域，（B）2區(qū)域，（C）3區(qū)域，（D）4區(qū)域。4、有固定轉(zhuǎn)軸的物體物體平衡條件為：物體所受

4、外力的合力矩為 ，也可以表述為順時(shí)針?lè)较虻牧刂?逆時(shí)針?lè)较虻牧刂汀?、力矩平衡問(wèn)題的解題步驟：（1）選取研究對(duì)象（ 有固定轉(zhuǎn)軸的物體）（2）受力分析（轉(zhuǎn)軸處的作用力沒(méi)有力矩，可不用分析）但不要改變力的作用點(diǎn)（3）對(duì)無(wú)明顯轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體還要選取轉(zhuǎn)動(dòng)軸（一般選未知力較多處為轉(zhuǎn)動(dòng)軸）（4）確定每個(gè)力的力臂和力矩的方向（5）列力矩平衡方程求解例3：APCdBFO如圖是電動(dòng)砂輪打磨工件的裝置，砂輪的轉(zhuǎn)軸通過(guò)圖中O點(diǎn)垂直與紙面，AB是一根長(zhǎng)度為0.6m、質(zhì)量為m1=0.5kg的均勻剛性細(xì)桿，可繞過(guò)A點(diǎn)的固定軸無(wú)摩擦的轉(zhuǎn)動(dòng)，工件C固定在AB桿上，其質(zhì)量m2=1.5kg，工件的重心，工件與砂輪的接觸點(diǎn)P

5、以及O點(diǎn)都在過(guò)AB中心的垂直線上，P到AB桿的垂直距離d=0.01m，AB桿始終處于水平位置。砂輪與工件之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)m=0.6（1）當(dāng)砂輪靜止時(shí)，要使工件對(duì)砂輪產(chǎn)生的壓力為100N，則施于B端豎直向下的力應(yīng)是多大？（2）當(dāng)砂輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，要使工件對(duì)砂輪的壓力仍為100N，則施于B端豎直向下的力應(yīng)是多少？例4：如圖所示，光滑水平面上有一長(zhǎng)木板，一均勻桿質(zhì)量為m，上端鉸于O點(diǎn)，下端擱在板上，桿與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m0.5，桿與豎直方向成45角，（1）為使板向右勻速運(yùn)動(dòng)，作用在板上向右的水平拉力F應(yīng)多大？（2）為使板向左勻速運(yùn)動(dòng)，作用在板上向左的水平拉力F應(yīng)多大？例5：如圖所示，光滑勻質(zhì)桿可

6、繞O軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體A到O點(diǎn)的距離為桿長(zhǎng)的，連接A的繩位于豎直方向上，設(shè)物體A的質(zhì)量為，桿的質(zhì)量為，求：(1) 若，且桿靜止于水平位置，則繩的拉力及物體A對(duì)桿的壓力為_(kāi)和_。(2) 若要桿保持在水平位置靜止，則物體A的質(zhì)量為與桿的質(zhì)量為之間應(yīng)滿足_。OACmB370例6：如圖所示，一塊質(zhì)量為 0.6kg 均勻平板 AB 長(zhǎng) 0.8m，其左端擱在水平地面上，板與地面的夾角為 370，長(zhǎng) 0.3m的支架（不計(jì)重力）上端垂直固定在板的中心C上，下端與水平固定轉(zhuǎn)軸 O 連接在平板 A 點(diǎn)處有一質(zhì)量為 0.5kg 的小物體 m 以初速 v0 沿板向上運(yùn)動(dòng)，物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.2試求：

7、（1）平板重力的力矩；（2）小物體運(yùn)動(dòng)到距 B 端多遠(yuǎn)恰能使平板翻轉(zhuǎn)？作業(yè)班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)1、如圖所示，質(zhì)量為m的均勻半圓形薄板可以繞光滑的水平軸A在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AB是它的直徑，O是它的圓心。在B點(diǎn)作用一個(gè)垂直于AB的力F使薄板平衡，此時(shí)AB恰處FABO于水平位置，則F=_；保持力F始終垂直于AB，在F作用下使薄板繞A點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)，直到AB到達(dá)豎直位置的過(guò)程中，力F的大小變化情況是_。CADB2、如圖所示，均勻的直角三角板ABC重為20N，在C點(diǎn)有固定的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，A點(diǎn)用豎直的線AD拉住，當(dāng)BC處于水平平衡位置時(shí)AD線上的拉力大小為F。后將一塊凹槽口朝下、重為4N的木塊卡在斜邊AC上，木塊恰能沿斜邊AC勻速下滑，當(dāng)木塊經(jīng)過(guò)AC的中點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力大小變?yōu)镕，則下述正確的是： （ ）AF=10N B. F10NC. F=2N D. F=4NO30AB3、一均勻木板AB長(zhǎng)12米，重200牛頓，距離A端3米處有一固定轉(zhuǎn)軸O，另一端用繩子懸掛使板保持水平狀態(tài)，繩子能承受的最大拉力為200牛頓，繩子與板的夾角為30，重600牛頓的人在距離A端_米的范圍內(nèi)行走是安全的。4、A、B為相同的兩物塊，如圖所示鉸接于M、N、P三處。M、N在同一水平面上，A、B的重量不計(jì)。頂邊水平，且各長(zhǎng)3m；側(cè)邊豎直，高4m。今在B的右邊中點(diǎn)處加一水平力F=