闸北高考冲刺补习班秋季新王牌有固定转轴的力矩平衡.docVIP

有固定转轴的力矩平衡 一、力矩 1、基本概念 (1)力的作用线：作用力方向上的一条假想直线，即力的延长线或者反向延长线。 (2)转动轴：如图O为转轴 (3)力臂：转轴O到力的作用线的垂线段。 2、力矩 (1)定义：力与力臂的乘积，用M表示。 (2)公式: (3)单位：，牛顿米 (4)物理意义：描述力对物体的转动作用效果 正力矩：使物体绕逆时针方向转动 负力矩：使物体绕顺时针方向转动。 如图： ，使杆绕转轴O沿逆时针方向移动，规定为正力矩； ，使杆绕转轴O沿顺时针方向移动；规定为负力矩； 典型例题 【例1】在下表的各图中，O是固定转动轴，均匀直棒OA的长是，所受重力是G，作用在棒A端的力是F。将F和G的力矩分别填入表中。 F的力矩 G的力矩 数学表达式 方向 数学表达式 方向 A. M1＝M2＞M3＝M4 B. M2＞M1＝M3＞M4 C. M4＞M2＞M3＞M1 D. M2＞M1＞M3＞M4 二、有固定转动轴物体平衡 1、平衡状态：当物体静止或处于匀速动状态或者 3、有固定转动轴物体平衡研究步骤： （1）明确研究对象，确定转轴； （2）分析研究对象受力（除转轴外）情况，确定每个力的力臂，判断每个力力矩的正负； （3）根据平衡条件列方程求解 典型例题 【例1】如图所示，粗细均匀的木棒AB，A端装有水平转轴，现在B端用竖直向上的力F=10牛使木棒与水平地面成600角时平衡。若在B端改用水平力F’使木棒与地面成300角时平衡，如图乙所示，则F’的大小为 A.5N；　　B10N；　C　；　　　D20N。 【例2】均匀杆OA重10牛，长1米，可绕过O点的水平轴自由转动。A端施一水平拉力F，使杆静止，如图所示，杆与水平方向成60°角，则拉力F的大小为若A端所加力F的方向可以任意改变，为使杆静止如图所示位置，F力的最小值为若在A端所加力的大小为5牛，仍使杆静止在图所示位置，则该力的方向是。 【例3】均匀杆重20牛，弯成等边直角，如图中的OAB，每边长为0.1米，可绕过O点的水平轴自由转动。在B端加一水平力F，使杆静止在图示位置，OA恰水平，则F力的大小为　　若F力的方向可以改变，为使杆仍静止在图示位置，则F力的最小值为　　。 【例4】如图，一均匀木板长12m，重200N，距A端3m处有一固定转轴O，另一端B用细绳悬吊着，使木板成水平状态．若细绳能承受的最大拉力为200N，细绳与木板的夹角为30°，欲使一个体重为600N的人在板上能安全行走，此人在板上行走的范围是多大？ 【例5】如图所示，均匀杆，每米长重为30 N，支于杆的左端，在离左端0.2 m处挂一重为300 N的重物，在杆的右端加一竖直向上的拉力F，杆多长时使杆平衡所需加的拉力F最小 学生练习 1、对于有固定转动轴的物体，下列说法中正确的是( ) A.有固定转动轴的 B.两个同方向的力作用在有固定转动轴物体上产生的力矩也必同方向 C.力臂最长不超过力的作用点到转动轴的距离 D.两个力作用于同一点，力大的产生的力矩一定也大 2、如图所示，轻杆BC的C端铰接于墙，B点用绳子拉紧，在BC中点O挂重物G。当以C为转轴时，绳子拉力的力臂是（ ） OB B.BC C.AC D.CE 第2题 第3题 3、如图所示，一均匀杆AB，能绕过A端的水平轴在竖直平面内转动在杆的另一端B用一始终竖直向上的力拉杆，当杆沿逆时针缓慢转过一个小角度时，拉力F的大小及拉力的力矩M的大小与原来相比是 ( ) AF变大，M变大B.F变大，M不变 CF不变，M变大D.F不变，M不变如图示，均匀杆OB长为、重为G1，B端所挂物体重为G2，杆可绕过O点的水平轴在竖直平面内自由转动B端用轻绳AB系于地面，杆与地面成60°角，轻绳与地面成30°角，则轻绳AB拉力对O点的力臂为 ，挂物体的轻绳对杆的拉力对O点的力矩大小为 ，轻绳AB的拉力大小为 第4题 第5题 5、如图，均匀杆长2，重10，在竖直平面内，Ａ端有水平固定转动轴，端挂一重70的重物，水平细绳系在杆上点，且要使绳的拉力是100，则＝ ；要使绳的拉力最小，且点位置不变，改变的长度，则需与呈 状态 6、如图所示，将粗细均匀直径相同的两根棒A和B粘合在一起，并在粘合处悬挂起来，恰好处于水平平衡如果A棒的密度是B棒的2倍，那么A棒的重力是B棒的重力的 倍 第6题 第7题 7、均匀杆OA重200牛、长3米，可绕过O点的水平轴自由转动。将它搁在半径为1米的光滑固定的半圆柱上，此时杆与水平地面成30°角，如图所示则此时半圆柱对杆的支持力大小为。 第8题 第9题 9、如图所示，均匀杆长为1 m，O为中点