有固定转动轴物体的平衡复习资料

有固定转动轴物体的平衡复习资料复习1.什么是物体的平衡状态？物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。2.在共点力作用下，物体的平衡条件是什么？F合=03.

共点力的平衡力矩的平衡物体的平衡2021/1/42θOABGGF1F2为轻质杆，求绳上的拉力若考虑的重力，上的拉力大小相同吗？怎样求解呢？G12021/1/43一、转动平衡１、力可以使物体转动：（１）门转动时，门上各点绕门轴做圆周运动。（２）电风扇转动时，叶片上各点都沿圆周运动，圆周的中心在同一直线上。２、转动轴：物体转动时，各点做圆周运动的圆心的连线。３、转动平衡：一个有固定转动轴的物体，在力的作用下，如果保持静止（或匀速转动），我们称这个物体处于转动平衡状态。４、物体的平衡状态：包括保持静止、匀速直线运动、匀速转动这三种状态。2021/1/44力对物体的转动作用跟什么因素有关？举例1力越大，力对物体的转动作用越大演示２力和转动轴的距离越大，力对物体的转动作用越大演示３力对物体的转动作用与转动轴到力的作用点的距离没有必然关系即力臂5.力臂：从转动轴到力的作用线的垂直距离。2021/1/45※力臂的找法一轴：即先找到转动轴；二线：找到力的作用线；三垂直：从转轴向力的作用线作垂线示例：如图表示有两个力F1和F2作用在杠杆上，杠杆的转动轴过O点垂直于纸面，画出F1和F2对转动轴的力臂。F1OABF2L1L2说明

转动轴到力的作用点的距离不是力臂。2021/1/46决定物体转动效果的两个因素：1.力的大小；2.力臂。力和力臂的乘积越大，力对物体的转动作用就越大力矩2021/1/47M=FL3.单位：N·m读作“牛米”。4.物理意义：力矩是表示力对物体的转动作用的物理量。力矩越大，力对物体的转动作用就越大；力矩为零，力对物体不会有转动作用。力矩总是对某一转轴而言的，对不同的转轴，同一个力的力臂不同，力矩也不同。二、力矩(M)：1.定义：力F和力臂L的乘积叫做力对转动轴的力矩。2.定义式：3.单位：N·m读作“牛米”2021/1/48杠杆的平衡条件是什么？能否用力矩来表示？注意：力矩是表示力对物体的转动作用的物理量，作用在有固定转动轴物体上的力矩可使物体沿不同方向转动。从转动轴的某个方向看过去，力矩的作用效果不外乎存在两种可能：引起物体沿顺时针方向转动或者沿逆时针方向转动。物体转动方向通常认为有顺时针和逆时针两个，使物体顺时针转动的力矩通常表示为M顺，使物体逆时针转动的力矩通常表示为M逆。杠杆的平衡时：M顺=M逆（杠杆的平衡只是两个力矩的平衡）拓展三个力矩平衡时：M顺=M逆三、杠杆的平衡条件M顺=M逆2021/1/49四、有固定转动轴物体的平衡条件M逆M1M2M顺M3

2＊23＊42＊23＊43＊23＊44＊23＊22＊4结论：使力矩盘沿顺时针方向转动的力矩之和等于使力矩盘沿逆时针方向转动的力矩之和。即M顺=M逆2021/1/410公式的理解：有固定转动轴物体的平衡条件：是力矩的代数和等于零。或者力矩M是矢量，一般规定逆时针方向转动的力矩为正力矩，顺时针方向转动的力矩为负力矩。2021/1/411力矩的两种计算方法：2021/1/412例1：一直角尺可绕过A点垂直纸面的轴转动，直角尺边的长度为30,边的长度为40，F123=10N1⊥，F2⊥，F3沿着的方向(如图)，则此三个力对轴A的力矩M1=，M2=，M3=；其中使直角尺向逆时针方向转动的力矩有，使直角尺向顺时针方向转动的力矩有，试判断尺能否平衡？4N·m5N·m3N·mM2、M3M1ABCF1F2F3●●30cm40cm2021/1/413例2：如图，质量分布均匀的横梁重80N，可绕O点转动，现横梁处在水平静止状态，所挂物体重100N，θ=300。求绳上的拉力。（设长为L)θOABGF1F3F2C解：以处于平衡的杆为研究对象O点为转动轴受力分析如图所示F1、F2、F3的力臂分别为L、1/2L、1/2LM顺12M逆3根据力矩的平衡条件M顺=M逆可得M123代入数据解方程得：F3=280N2021/1/414解题步骤：１、确定研究对象２、找到转动轴３、受力分析４、找力臂５、判断各力矩是M顺还是M逆６、列力矩平衡方程７、代入数据解方程2021/1/415例3:一辆汽车重1.2×104N,使它的前轮压在地秤上（如图示），测得的结果为6.7×103N,汽车前后轮之间的距离是2.7m.求汽车中心的位置（即求前后轮与地面接触点到重力作用线的距离）。2021/1/416例3图2021/1/417例3解[分析]汽车可看作有固定转动轴的物体。若将后轮与地面的接触处作为转动轴，则汽车受到两个力矩的作用。一个是重力G的力矩，另一个是地秤对前轮支持力F的力矩，F的大小等于汽车前轮压地秤的力，即题中所给的测得的结果6.7×103N.汽车在这两个力矩的作用下保持平衡，利用转动平衡条件即可求出汽车中心的位置。2021/1/418例3解续解：以汽车后轮与地面接触处为转动轴，设重力G对转轴的力臂为l,地秤对前轮支持力F的力臂为l,由可得思考：为何不将前轮与地秤接触处作为转动轴？2021/1/419例4:图示是一台起重机的示意图。机身和平衡体的重量G1=4.2×105N,起重杆的重量G2=2.0×104N.其它数据如图中所示。起重机最多能提起多重的货物？G2G=?G1O1m3m3m2021/1/420［分析］如图,对O点而言，共有三个力矩：重力G1的力矩，其力臂为L1＝1m；重力G2的力矩，其力臂为L2＝3m；所求重力G的力矩，其力臂为L＝3＋3＝6m。G2G=?G1O1m3m3m得：解：2021/1/421练习1.如图所示,螺丝和螺母间最大静摩擦力对轴O的力矩为40N·m.若用长为20的扳手拧这个螺母，至少要在扳手上用多大的力才能拧动这个螺母？O20cmLF答：200N2021/1/4222、如图所示，一根质量为M的均匀铁棒，它可以绕O点自由转动，现用力F沿水平方向将棒缓慢地拉到图示虚线位置的过程中，以下说法正确的是。A、重力不变，重力力臂不变，重力力矩变小；B、重力不变，重力力臂变长，重力力矩变大；C、F不变，F的力臂变长，F的力矩变大；D、F变大，F的力臂变短，F的力矩变大。答：2021/1/4233、如图所示，OAB是一弯成直角的杠杆，可绕过O点垂直于纸面的轴转动，杆OA长30cm，AB段长为40cm，杆的质量分布均匀，已