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第三节 有固定转动轴物体的平衡

来源:好走旅游网
第三节 有固定转动轴物体的平衡

学习目标:

1.知道转动平衡的概念. 2.知道力臂和力矩的概念.

3.掌握有固定转动轴物体平衡的条件. 4.会处理有关转动平衡的问题.

学习重点:

1.转动平衡的概念.

2.力臂和力矩的概念.

3.有固定转动轴物体平衡的条件.

学习难点:处理有关转动平衡的问题

学习内容:

一、转动平衡的概念

1.转动轴:物体转动时,物体上做圆周运动的各点所围绕的中心直线叫做转动轴.

2.转动平衡:一个有固定转动轴的物体,在力的作用下,如果保持静止状

态或匀速转动状态,我们就称这个物体处于转动平衡状态.处于转动平衡状态的物体,如果失去平衡,物体将发生非匀速转动.

二、力臂

从转动轴到力的作用线的垂直距离,叫做力臂.

注意:在找力臂时,要特别注意力的作用线与力的作用点的区别.要清楚力臂与力的作用线垂直.

三、力矩

1.定义:力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩.

2.公式:M=FL,式中M表示力矩,L是力F对转动轴的力臂.

3.物理意义:力矩是表示物体转动作用效果的一个物理量.

4.单位:牛·米,符号是N·m.

注意:力矩的单位不能与功的单位混同,不能写成焦耳(J).

四、有固定转动轴物体的平衡条件

1.力矩的平衡:作用在物体上的几个力的合力矩为零叫做力矩的平衡.

2.有固定转动轴物体的平衡条件是:力矩的代数和等于零,即M1+M2+M3……=0.

或者M合=0.

注意事项

1.力矩可以使物体向不同的方向转动.

2.力矩使物体转动的方向只有逆时针方向和顺时针方向两种.一般取使物体逆时针方向转动的力矩为正,使物体顺时针方向转动的力矩为负.这里力矩

的正负不表示力矩的方向,只反映力矩可以使物体向不同方向转动.

自我检测:

1.对于作用在同一个有固定转轴的物体上的等大的两个力,以下说法正确的是( D )

A.如果它们的作用点到转轴的距离相同则它们的力矩一定相同

B.如果它们的作用点到转轴的距离相同而且方向也相同,则它们的力矩一定相同

C.如果它们的作用点到转轴的距离不同则它们的力矩一定不同

D.如果它们的作用点到转轴的距离不同,并且力的方向也不同,但它们的力矩却可能相同

2.如图,一个直角支架OAB,OA=AB,OA⊥AB,OA呈水平.用光滑铰链固定于O点.今有竖直向上的力F1和水平向左的力F2分别作用于A、B两点,下列说法中正确的是( BC )

A.F1产生的力矩竖直向上,F2产生的力矩水平向左

B.F1和F2产生的力矩方向相同 C.若F1=F2,则力矩M1=M2

D.若F1=F2,则力矩

3.均匀杆AB,A端用光滑铰链固定,处于竖直静止状态,如图所示,现在B端施加一个水平方向的外力F,使杆在竖直平面内被缓慢拉起.下列说法正确的是( A )

A.F逐渐增大,F对铰链的力矩不断增大 B.F逐渐增大,F对铰链的力矩不断减小 C.F逐渐减小,它对铰链的力矩增大 D.F逐渐减小,它对铰链的力矩也逐渐减小

4.上题中,若使杆稍微偏离竖直位置一点后,给B端施加一个方向始终竖直向上的力F使杆缓慢至水平,这一过程中正确的是( C )

A.F不断增大,M不断增大

F

B.F不断减小,M不断增大

F

C.F不变,M不断增大

F

D.F与M均保持不变

F

5.一块均匀木块MN,长L=15 m,重G1=400 N,搁在相距d=8m的两个支架A、B上,MA=NB,重G2=600 N的人从A点向B点走去,如图所示

求:(1)人走过B点多远木板会翘起来?

(2)为使人走到N点时木板不翘起来,支架B应放在离N端多远处?

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