有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡復(fù)習(xí)資料

有固定轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。2.在共點(diǎn)力作用下，物體的平衡條件是什么？F合=03.

共點(diǎn)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(dòng)平衡１、力可以使物體轉(zhuǎn)動(dòng)：（１）門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，門上各點(diǎn)繞門軸做圓周運(yùn)動(dòng)。（２）電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片上各點(diǎn)都沿圓周運(yùn)動(dòng)，圓周的中心在同一直線上。２、轉(zhuǎn)動(dòng)軸：物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心的連線。３、轉(zhuǎn)動(dòng)平衡：一個(gè)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體，在力的作用下，如果保持靜止（或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)），我們稱這個(gè)物體處于轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)這三種狀態(tài)。2021/1/44力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用跟什么因素有關(guān)？舉例1力越大，力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用越大演示２力和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離越大，力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用越大演示３力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用與轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用點(diǎn)的距離沒(méi)有必然關(guān)系即力臂5.力臂：從轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(gè)力F1和F2作用在杠桿上，杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸過(guò)O點(diǎn)垂直于紙面，畫出F1和F2對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的力臂。F1OABF2L1L2說(shuō)明

轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用點(diǎn)的距離不是力臂。2021/1/46決定物體轉(zhuǎn)動(dòng)效果的兩個(gè)因素：1.力的大??；2.力臂。力和力臂的乘積越大，力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量。力矩越大，力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用就越大；力矩為零，力對(duì)物體不會(huì)有轉(zhuǎn)動(dòng)作用。力矩總是對(duì)某一轉(zhuǎn)軸而言的，對(duì)不同的轉(zhuǎn)軸，同一個(gè)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(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)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(lái)表示？注意：力矩是表示力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量，作用在有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體上的力矩可使物體沿不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。從轉(zhuǎn)動(dòng)軸的某個(gè)方向看過(guò)去，力矩的作用效果不外乎存在兩種可能：引起物體沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)或者沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。物體轉(zhuǎn)動(dòng)方向通常認(rèn)為有順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)，使物體順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩通常表示為M順，使物體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩通常表示為M逆。杠桿的平衡時(shí)：M順=M逆（杠桿的平衡只是兩個(gè)力矩的平衡）拓展三個(gè)力矩平衡時(shí)：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(dòng)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(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和等于使力矩盤沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和。即M順=M逆2021/1/410公式的理解：有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件：是力矩的代數(shù)和等于零。或者力矩M是矢量，一般規(guī)定逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩為正力矩，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩為負(fù)力矩。2021/1/411力矩的兩種計(jì)算方法：2021/1/412例1：一直角尺可繞過(guò)A點(diǎn)垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直角尺邊的長(zhǎng)度為30,邊的長(zhǎng)度為40，F(xiàn)123=10N1⊥，F(xiàn)2⊥，F(xiàn)3沿著的方向(如圖)，則此三個(gè)力對(duì)軸A的力矩M1=，M2=，M3=；其中使直角尺向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩有，使直角尺向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)橫梁處在水平靜止?fàn)顟B(tài)，所掛物體重100N，θ=300。求繩上的拉力。（設(shè)長(zhǎng)為L(zhǎng))θOABGF1F3F2C解：以處于平衡的桿為研究對(duì)象O點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)軸受力分析如圖所示F1、F2、F3的力臂分別為L(zhǎng)、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(duì)象２、找到轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)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(diǎn)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(dòng)軸的物體。若將后輪與地面的接觸處作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸，則汽車受到兩個(gè)力矩的作用。一個(gè)是重力G的力矩，另一個(gè)是地秤對(duì)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(cè)得的結(jié)果6.7×103N.汽車在這兩個(gè)力矩的作用下保持平衡，利用轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)軸，設(shè)重力G對(duì)轉(zhuǎn)軸的力臂為l,地秤對(duì)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(dòng)軸？2021/1/419例4:圖示是一臺(tái)起重機(jī)的示意圖。機(jī)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(jī)最多能提起多重的貨物？G2G=?G1O1m3m3m2021/1/420［分析］如圖,對(duì)O點(diǎn)而言，共有三個(gè)力矩：重力G1的力矩，其力臂為L(zhǎng)1＝1m；重力G2的力矩，其力臂為L(zhǎng)2＝3m；所求重力G的力矩，其力臂為L(zhǎng)＝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(duì)軸O的力矩為40N·m.若用長(zhǎng)為20的扳手?jǐn)Q這個(gè)螺母，至少要在扳手上用多大的力才能擰動(dòng)這個(gè)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(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)用力F沿水平方向?qū)艟徛乩綀D示虛線位置的過(guò)程中，以下說(shuō)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(zhǎng)，重力力矩變大；C、F不變，F(xiàn)的力臂變長(zhǎng)，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(guò)O點(diǎn)垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，桿OA長(zhǎng)30cm，AB段長(zhǎng)為40cm，桿的質(zhì)量分布均勻，已