競賽講義-力矩平衡課件

力學(xué)中的三種力競賽講義-力矩平衡——上課1彈力：物體由于形變而對引起形變的物體產(chǎn)生的作用力。2摩擦力：相互接觸的物體間產(chǎn)生的一對阻止相對運動或相對運動趨勢的力?；瑒幽Σ亮Γ?/p>

摩擦力總是阻止相對運動。（在彈性范圍內(nèi)）彈簧：競賽講義-力矩平衡——上課接觸面:沿法線方向N1．關(guān)于彈力1.1彈力的大小1.2彈力的方向:彈力的方向總是與形變方向相反.桿：較復(fù)雜繩子：沿繩子方向TFFnF

F=kx，k為彈簧的勁度系數(shù)。競賽講義-力矩平衡——上課1.3彈簧的串聯(lián)與并聯(lián)Fk1k2k1k2F競賽講義-力矩平衡——上課2．關(guān)于摩擦角將摩擦力f和接觸面對物體的正壓力N合成一個力F，合力F稱為全反力。在滑動摩擦情況下定義tanφ=μ=f/N，則角φ為滑動摩擦角；在靜摩擦力達(dá)到臨界狀態(tài)時，定義tanφ0=μs=fm/N，則稱φ0為靜摩擦角。NFfmf0αφ競賽講義-力矩平衡——上課解：競賽講義-力矩平衡——上課力矩、定軸轉(zhuǎn)動物體的平衡競賽講義-力矩平衡——上課決定物體轉(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)動作用就越大力矩反映力對物體轉(zhuǎn)動效果的物理量競賽講義-力矩平衡——上課力矩(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：M=FL3.單位：N·m

讀作“牛米”注：N·m作為功的單位，叫做焦耳（J），N·m作為力矩的單位不能叫做焦耳（J）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。競賽講義-力矩平衡——上課注意：力矩是表示力對物體的轉(zhuǎn)動作用的物理量，物體轉(zhuǎn)動方向通常認(rèn)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（負(fù)力矩），使物體逆時針轉(zhuǎn)動的力矩通常表示為M逆（正力矩）。力偶：二個大小相等、方向相反而不在一直線上的平行力稱為力偶。力偶中的一個力與力偶臂（兩力作用線之間的垂直距離）的乘積叫做力偶矩。競賽講義-力矩平衡——上課轉(zhuǎn)動平衡：有轉(zhuǎn)動軸的物體在力的作用下，處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。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逆即：力矩的代數(shù)和為零或所有使物體向順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩之和等于所有使物體向逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩之和。競賽講義-力矩平衡——上課

一直角尺可繞過A點垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動，直角尺AB邊的長度為30cm,BC邊的長度為40cm，F(xiàn)1=F2=F3=10N,F1⊥BC，F(xiàn)2⊥AC，F(xiàn)3沿著BC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？ABCF1F2F3●●30cm40cm4N·m5N·m3N·mM1M2、M3競賽講義-力矩平衡——上課如圖所示，一根輕質(zhì)木棒AO，A端用光滑鉸鏈固定于墻上，在O端下面吊一個重物，上面用細(xì)繩BO系于頂板上，現(xiàn)將B點逐漸向右移動，并使棒AO始終保持水平，則下列判斷中正確的是()A．BO繩上的拉力大小不變。B．BO繩上的拉力先變大后變小。C．BO繩上的拉力對輕桿的力矩先變大后變小。D．BO繩上的拉力對輕桿的力矩不變。ABOD競賽講義-力矩平衡——上課勻質(zhì)桿OA重P1，長為l1，能在豎直平面內(nèi)繞固定鉸鏈O轉(zhuǎn)動，此桿的A端用鉸鏈連另一重為P2、長為l2的均勻桿AB，在AB桿的B端加一水平力F。求平衡時此兩桿與水平線所成的角度

與

的大小，以及OA與AB間的作用力。P1P2F

OAB競賽講義-力矩平衡——上課解：以AB為研究對象，有（1）以O(shè)A+AB為研究對象，有P1P2F

OAB競賽講義-力矩平衡——上課以AB為研究對象，其所受的合力為零，因此（2）P2FABN

N的方向與水平線的夾角滿足：競賽講義-力矩平衡——上課

兩個可視為質(zhì)點的小球a和b，用質(zhì)量可忽略的剛性細(xì)桿相連，放置在一個光滑的半球面內(nèi)，如圖所示。已知小球a和b的質(zhì)量之比為，細(xì)桿長度是球面半徑的倍。兩球處于平衡狀態(tài)時，細(xì)桿與水平面的夾角是：（）A．45°B．30°C．22.5°D．15°OabθD競賽講義-力矩平衡——上課Oabθ解：細(xì)桿長度是球面半徑的倍,∴∠aOb=90°過O作豎直線OD，作ab的垂線OC，mbgmagθCDββ由力矩平衡條件，ΣMO=0競賽講義-力矩平衡——上課Oα競賽講義-力矩平衡——上課OαABNfGT競賽講義-力矩平衡——上課OαABNfGTC競賽講義-力矩平衡——上課OαABNfGT競賽講義-力矩平衡——上課O1O2競賽講義-力矩平衡——上課競賽講義-力矩平衡——上課25競賽講義-力矩平衡——上課O競賽講義-力矩平衡——上課OTN1N1N2G競賽講義-力矩平衡——上課AECBD28競賽講義-力矩平衡——上課MgN1N2mgCAEBD競賽講義-力矩平衡——上課后前MLF競賽講義-力矩平衡——上課前MFBCG競賽講義-力矩平衡——上課若不發(fā)生相對滑動，此時應(yīng)滿足后MFACG競賽講義-力矩平衡——上課()競賽講義-力矩平衡——上課競賽講義-力矩平衡——上課35競賽講義-力矩平衡——上課競賽講義-力矩平衡——上課競賽講義-力矩平衡——上課3．由OA棒所受的豎直方向和水平方向合外力為零，可分別得將代入上（1）（2）式，可得將（3）（4）代入，可得競賽講義-力矩平衡——上課OB棒的受力情況如圖所示。由此棒豎直方向和水平方向合外力為零，可分別得由圖所示的矢量關(guān)系，可得TB、TC

與T的關(guān)系為將（8）式分別代入（6）（7）式，得競賽講義-力矩平衡——上課由于B、