力矩和定轴转动平衡+答案xs.doc

高二物理【】物体的 2012．1．力矩 (1)力臂：转动轴到力的作用线的垂直距离叫力臂。其最大可能值为力到转动轴的距离。 (2)力矩：，单位：N·m。在中学里只研究固定转动轴物体的平衡，所以力矩只有顺时针和逆时针两种方向。 2．力矩计算中的两种等效转化 （1）在计算某个力的力矩时，若将此力的作用点与转轴连起来，常可将此力分解为沿连线方向的和垂直于连线方向的两个分力，沿此连线方向的分力没有力矩，因而就转化为求垂直于此连线方向的分力的力矩了。 (2)在计算某物体重力的力矩时，可把物体看成一个整体，受到一个总重力，作用在其总重心；也可以把物体分成几块，每一块所受重力都作用在该块的重心上，然后计算这些重力的力矩和。两种方法的结果是一致的。 3．定轴转动的平衡条件 物体处于静止或匀速转动状态时称为力矩平衡状态。 物体所受合外力矩为零。也可以表述为顺时针力矩之和等于逆时针力矩之和。一、力臂和力矩 ．如图所示，T字形架子A BO可绕过O点且垂直于纸面的转动轴自由转动．现在其A端与B端分别施以图示方向的力F1、和F2，则关于F1和F2的力矩M1和M2，下列说法中正确的是 ( ) A．都是顺时针的 B．都是逆时针的 C．M1是顺时针的．M2是逆时针的 D．M1是逆时针的．M2是顺时针的 2．如图甲、乙所示，相同的两球分别固定在相同的轻杆的一端，另一端用光滑铰链分别铰于墙面(如图甲所示)和地面(如图乙所示)。球都搁在一粗糙的长木板上，木板放在水平地面上。若用相同的力F分别将木板向右拉动。那么板对球的摩擦力的力距方向各如何？ 二、有固定转动轴物体的平衡 ．如图所示，用单位长度质量为ρ的材料制成的长方形框架A BCD，已知AB=a，BC=ｂ，可绕过AB边的水平轴自由转动．现在CD边的中点施加一个水平力F，为使框架静止时与竖直方向成α角，则力F的大小应为 ( ) A．ρg(a＋b)tgα． B．ρg(a+b)ctgα． C．ρg（a＋b）tgα/． D．ρg（a＋b）ctgα ． 如图所示，重为G的L形匀质杆的一端O点通过铰链与墙连接，另一端B点作用着一个力F，当F与水平面成α＝45o角时，杆OA边呈水平而平衡。已知OA长2L，AB长L，试求力F的大小。 如图所示，均匀杆AB每米重为3N，将A端支起，在离A端0.2 m的C处挂一重300 N的物体，在B端施一竖直向上的拉力F，使杆保持水平方向平衡，问杆长为多少时，所需的拉力F最小?最小值为多大? 7．如图所示，均匀正方体边长为a，8．如图所示，均匀球重为G，置于倾角为300的斜面上，在球的最高点用水平力F拉住使球静止在斜面上，则F＝ ，为能使球静止在斜面上，又最省力可将F力施于 ________处，方向 ，此时F′＝ 。 9．如图所示，长为1m的轻杆OA可绕过O点的水平轴自由转动，在A端挂一个质量为M的物体，现将长也为1m的轻绳系在杆上的某点B，另一端系于墙上。为使杆保持水平，选取适当的B点位置，能使绳子拉力最小，此时绳子拉力的大小与B点到O点的距离分别是（ ） A．Mg,m B．Mg, C．2Mg, D．2Mg, 二、动态平衡问题 10. 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11. 如图所示，重为Ｇ的均匀棒，可绕上端Ｏ在竖直平面内转动今在棒的下端用水平力F拉，使棒缓慢转动，直至转到水平方向为止，则拉力F和它的力矩Ｍ的变化情况( ) Ａ F和Ｍ都增大Ｂ F和Ｍ都减小 ＣF增大，Ｍ减小ＤF减小，Ｍ增大13. 如图所示，一均匀直角三角形木板abc，可绕垂直纸面通过c点的水平轴转动现用一始终沿直角边ba的作用于a点的力F，使bc边缓慢地由水平位置转至竖直位置，在此过程中，力F的大小随α角变化的图线是图中的 ( ) 14. 如图所示，质量分布均匀的球重G，墙壁及挡板均是光滑的，竖直向上的拉力F作用在挡板的一端．挡板的自身重力不计，当角逐渐增大到90之前，随着增大( ) A．小球对挡板的压力增大． B．拉力F的力矩变大． C．墙对球的弹力变大．D．挡板对球的弹力不小于球重G．15. 如图所示，足够长的均匀木棒ＡＢ的Ａ端铰于墙上，悬线一端固定，另一