难点3力矩平衡条件及应用

1/5难点3力矩平衡条件及应用命题屡次再现于近几年高考上海卷及全国理综卷中.其难点分布于：(1)从实际背景中构建结体)中隔离分析等.●难点磁场端固定,这时轻杆在水平位置保持平衡,弹簧处于伸长状态,已知OB=2OC=L，弹簧伸长量恰等于BC，由此可知,弹簧的劲度系数等于3______.2.(★★★★★)(1997年上海,6)如图3-2所示是一种手O是其固定转动轴.手在A点施加一个作用力F时,b将压紧轮说法正确的是B．轮a顺时针转动时，所需的力F较小●案例探究(1)小车静止时，求棒的下端受小车的支持力；(2)小车向左运动时,求棒的下端受小车的支持力;(3)小车向右运动时,求棒的下端受小车的支持力.命题意图：题目出示的物理情境，来考查考生受力分析能力及力矩平衡条件的应用能力.B级要求.错解分析：对“车的不同运动状态使棒所受摩擦力大小方向的变化”理解分析不透,从而错列力矩平衡方程.解题方法与技巧：(1)取棒为研究对象．选绞链处为固定转动轴,除转动轴对棒的作用力L1FLcosmgcosFmgN12N122/5F5所示，则1LN22N2NF>FNN12LN3N32NN31解得FNN31解得F=本题的关键点是取棒作为研究对象,由于车有不同的运动方向,故棒所受摩擦力的方向也不同,从而导致弹力的不同.[例2](★★★★★)(2002年上海卷)如图3－7所示,一自行车上连接脚踏板的连杆长2(1)设自行车在水平路面上匀速行进时，受到的平均阻力为f，人蹬脚踏板的平均作用ss转动轴，分别写出对应的力矩平衡表达式；(2)设R=20cm,R＝33cm,脚踏大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24，计算人12蹬脚踏板的平均作用力与平均阻力之比;(3)自行车传动系统可简化为一个等效杠杆.以R为一力臂,在框中画出这一杠杆示意1图,标出支点，力臂尺寸和作用力方向.命题意图:以生活中的自行车为背景,设立情景，考查运用力矩、力矩平衡条件解决实际错解分析：(1)尽管自行车是一种常见的交通工具,但多数考生缺少抽象概括的能力,无法构建传动系统简化的杠杆模型．(2)不能再现自行车的工作过程,无法将r/r之比与两12个齿盘的齿数之比加以联系，导致中途解题受阻．12对脚踏齿盘中心的转动轴可列出:FR=Tr112s22s2ssFRr48可得1=1=fRr24s22FrR483333所以=12==＝3．3frR24201021●锦囊妙计一、高考走势随着中学新课程方案推广与实施,“有固定转动轴物体的平衡”以其在现实生活中应用的广泛性，再次被列为高考命题考查的重要内容之一．近几年高考上海卷及2002年全国综合卷的命题实践充分证明了这一点．可以预言:以本知识点为背景的高考命题仍将再现.二、物体平衡条件实际上一个物体的平衡，应同时满足F=0和M＝0．共点力作用下的物体如果满足合合F=0,同时也就满足了M=0,达到了平衡状态；而转动的物体只满足M=0就不一定能达到合合合平衡状态，还应同时满足F=0方可．合三、有固定转动轴物体平衡问题解题步骤1.明确研究对象，即明确绕固定转动轴转动的是哪一个物体.2.分析研究对象所受力的大小和方向，并画出力的示意图.3.依题意选取转动轴，并找出各个力对转动轴的力臂，力矩的大小和方向.4.根据平衡条件(使物体顺时针方向转动的力矩之和等于使物体逆时针方向转动的力矩之和)列方程，并求解.●歼灭难点训练3/5C.丙区域ﻩD．丁区域ﻩC.丙区域ﻩD．丁区域ﻩ细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触,圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡.已知1杆的倾角为θ，AP长度是杆长的,各处的摩擦都不计,则挡板对圆柱体的作用力等于___4_________.2．(★★★★)一根木料长5.65m,把它左端支在地上，竖直向上抬起它的右端时,用力480N,用相似的方法抬起它的左端时,用力650N,该木料重___________N．3.3.(★★★★)如图3－10所示,两个等重等长质料均匀直棒AC和BC,其各自一端分别通过转轴与墙壁绞结,其另一端相连于C点,AC棒与竖直墙夹角为45°，BC棒水平放置，当两棒均处于平衡状态时，则BC棒对AC棒作用力方向可能处于哪一区域A．甲区域ﻩﻩﻩB.乙区域5吊一重为50N的重物测出细绳AC上的拉力为150N，现将板MN在△ABC所在平面内沿顺时针方向倾斜30°，这时12重200N，在距A端3m处有一固定转动轴O,B端被绳拴住，绳与AB的夹角为30°，板AB水平.已知绳能承受的最大拉2参考答案:[难点磁场]1.9mg/4L2.A[歼灭难点训练]14/51．mgsin2θ2．11303.D4/535/55．作出AB板的受力图3′-1G×x-G×CO=0人G600人人在O轴右端y处,绳子的拉力T＝200N,由力矩平衡得：Tsin30°×BO-Gy-G人1y=