有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡復(fù)習(xí)資料

有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡復(fù)習(xí)資料復(fù)習(xí)1.什么是物體的平衡狀態(tài)？物體在共點力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運動，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。2.在共點力作用下，物體的平衡條件是什么？F合=03.

共點力的平衡力矩的平衡物體的平衡2021/1/42θOABGGF1F2為輕質(zhì)桿，求繩上的拉力若考慮的重力，上的拉力大小相同嗎？怎樣求解呢？G12021/1/43一、轉(zhuǎn)動平衡１、力可以使物體轉(zhuǎn)動：（１）門轉(zhuǎn)動時，門上各點繞門軸做圓周運動。（２）電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時，葉片上各點都沿圓周運動，圓周的中心在同一直線上。２、轉(zhuǎn)動軸：物體轉(zhuǎn)動時，各點做圓周運動的圓心的連線。３、轉(zhuǎn)動平衡：一個有固定轉(zhuǎn)動軸的物體，在力的作用下，如果保持靜止（或勻速轉(zhuǎn)動），我們稱這個物體處于轉(zhuǎn)動平衡狀態(tài)。４、物體的平衡狀態(tài)：包括保持靜止、勻速直線運動、勻速轉(zhuǎn)動這三種狀態(tài)。2021/1/44力對物體的轉(zhuǎn)動作用跟什么因素有關(guān)？舉例1力越大，力對物體的轉(zhuǎn)動作用越大演示２力和轉(zhuǎn)動軸的距離越大，力對物體的轉(zhuǎn)動作用越大演示３力對物體的轉(zhuǎn)動作用與轉(zhuǎn)動軸到力的作用點的距離沒有必然關(guān)系即力臂5.力臂：從轉(zhuǎn)動軸到力的作用線的垂直距離。2021/1/45※力臂的找法一軸：即先找到轉(zhuǎn)動軸；二線：找到力的作用線；三垂直：從轉(zhuǎn)軸向力的作用線作垂線示例：如圖表示有兩個力F1和F2作用在杠桿上，杠桿的轉(zhuǎn)動軸過O點垂直于紙面，畫出F1和F2對轉(zhuǎn)動軸的力臂。F1OABF2L1L2說明

轉(zhuǎn)動軸到力的作用點的距離不是力臂。2021/1/46決定物體轉(zhuǎn)動效果的兩個因素：1.力的大?。?.力臂。力和力臂的乘積越大，力對物體的轉(zhuǎn)動作用就越大力矩2021/1/47M=FL3.單位：N·m讀作“牛米”。4.物理意義：力矩是表示力對物體的轉(zhuǎn)動作用的物理量。力矩越大，力對物體的轉(zhuǎn)動作用就越大；力矩為零，力對物體不會有轉(zhuǎn)動作用。力矩總是對某一轉(zhuǎn)軸而言的，對不同的轉(zhuǎn)軸，同一個力的力臂不同，力矩也不同。二、力矩(M)：1.定義：力F和力臂L的乘積叫做力對轉(zhuǎn)動軸的力矩。2.定義式：3.單位：N·m讀作“牛米”2021/1/48杠桿的平衡條件是什么？能否用力矩來表示？注意：力矩是表示力對物體的轉(zhuǎn)動作用的物理量，作用在有固定轉(zhuǎn)動軸物體上的力矩可使物體沿不同方向轉(zhuǎn)動。從轉(zhuǎn)動軸的某個方向看過去，力矩的作用效果不外乎存在兩種可能：引起物體沿順時針方向轉(zhuǎn)動或者沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。物體轉(zhuǎn)動方向通常認為有順時針和逆時針兩個，使物體順時針轉(zhuǎn)動的力矩通常表示為M順，使物體逆時針轉(zhuǎn)動的力矩通常表示為M逆。杠桿的平衡時：M順=M逆（杠桿的平衡只是兩個力矩的平衡）拓展三個力矩平衡時：M順=M逆三、杠桿的平衡條件M順=M逆2021/1/49四、有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件M逆M1M2M順M3

2＊23＊42＊23＊43＊23＊44＊23＊22＊4結(jié)論：使力矩盤沿順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩之和等于使力矩盤沿逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩之和。即M順=M逆2021/1/410公式的理解：有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件：是力矩的代數(shù)和等于零?；蛘吡豈是矢量，一般規(guī)定逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩為正力矩，順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩為負力矩。2021/1/411力矩的兩種計算方法：2021/1/412例1：一直角尺可繞過A點垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動，直角尺邊的長度為30,邊的長度為40，F(xiàn)123=10N1⊥，F(xiàn)2⊥，F(xiàn)3沿著的方向(如圖)，則此三個力對軸A的力矩M1=，M2=，M3=；其中使直角尺向逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩有，使直角尺向順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩有，試判斷尺能否平衡？4N·m5N·m3N·mM2、M3M1ABCF1F2F3●●30cm40cm2021/1/413例2：如圖，質(zhì)量分布均勻的橫梁重80N，可繞O點轉(zhuǎn)動，現(xiàn)橫梁處在水平靜止狀態(tài)，所掛物體重100N，θ=300。求繩上的拉力。（設(shè)長為L)θOABGF1F3F2C解：以處于平衡的桿為研究對象O點為轉(zhuǎn)動軸受力分析如圖所示F1、F2、F3的力臂分別為L、1/2L、1/2LM順12M逆3根據(jù)力矩的平衡條件M順=M逆可得M123代入數(shù)據(jù)解方程得：F3=280N2021/1/414解題步驟：１、確定研究對象２、找到轉(zhuǎn)動軸３、受力分析４、找力臂５、判斷各力矩是M順還是M逆６、列力矩平衡方程７、代入數(shù)據(jù)解方程2021/1/415例3:一輛汽車重1.2×104N,使它的前輪壓在地秤上（如圖示），測得的結(jié)果為6.7×103N,汽車前后輪之間的距離是2.7m.求汽車中心的位置（即求前后輪與地面接觸點到重力作用線的距離）。2021/1/416例3圖2021/1/417例3解[分析]汽車可看作有固定轉(zhuǎn)動軸的物體。若將后輪與地面的接觸處作為轉(zhuǎn)動軸，則汽車受到兩個力矩的作用。一個是重力G的力矩，另一個是地秤對前輪支持力F的力矩，F(xiàn)的大小等于汽車前輪壓地秤的力，即題中所給的測得的結(jié)果6.7×103N.汽車在這兩個力矩的作用下保持平衡，利用轉(zhuǎn)動平衡條件即可求出汽車中心的位置。2021/1/418例3解續(xù)解：以汽車后輪與地面接觸處為轉(zhuǎn)動軸，設(shè)重力G對轉(zhuǎn)軸的力臂為l,地秤對前輪支持力F的力臂為l,由可得思考：為何不將前輪與地秤接觸處作為轉(zhuǎn)動軸？2021/1/419例4:圖示是一臺起重機的示意圖。機身和平衡體的重量G1=4.2×105N,起重桿的重量G2=2.0×104N.其它數(shù)據(jù)如圖中所示。起重機最多能提起多重的貨物？G2G=?G1O1m3m3m2021/1/420［分析］如圖,對O點而言，共有三個力矩：重力G1的力矩，其力臂為L1＝1m；重力G2的力矩，其力臂為L2＝3m；所求重力G的力矩，其力臂為L＝3＋3＝6m。G2G=?G1O1m3m3m得：解：2021/1/421練習(xí)1.如圖所示,螺絲和螺母間最大靜摩擦力對軸O的力矩為40N·m.若用長為20的扳手擰這個螺母，至少要在扳手上用多大的力才能擰動這個螺母？O20cmLF答：200N2021/1/4222、如圖所示，一根質(zhì)量為M的均勻鐵棒，它可以繞O點自由轉(zhuǎn)動，現(xiàn)用力F沿水平方向?qū)艟徛乩綀D示虛線位置的過程中，以下說法正確的是。A、重力不變，重力力臂不變，重力力矩變??；B、重力不變，重力力臂變長，重力力矩變大；C、F不變，F(xiàn)的力臂變長，F(xiàn)的力矩變大；D、F變大，F(xiàn)的力臂變短，F(xiàn)的力矩變大。答：2021/1/4233、如圖所示，OAB是一彎成直角的杠桿，可繞過O點垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動，桿OA長30cm，AB段長為40cm，桿的質(zhì)量分布均勻，已