第一章 第4节力矩和力偶专用课件.ppt

第一章 第4节 力矩和力偶 一.力矩 生活中如果你注意观察,你就会发现有很多能绕固定轴转动的物体. 比如 1.力臂 我们把从转动轴到力的作用线之间的距离叫做力臂 如图 M=FL 单位: 牛米 (N·m) 想一想 平时我们使用的剪刀大多数都是手柄长而刀头短,但是,理发用剪则是手柄短而刀头长,为什么? 看几个力臂和力的关系的例子 3.力矩的计算 骑自行车前进时,如果脚对脚踏板的压力为30N,脚踏管的长为20cm,脚踏管和水平方向的夹角为30°,求此时花盘的转动力矩的大小? 分析: 要计算力矩就要找到力F和力臂L,在题目中告诉了F是30N,但力臂需要 计算确定 L=0.2×conθ =0.1732m 力矩: M=FL=30×0.1732 =5.196 (Nm) 4.力矩的平衡 有固定转轴的物体,当处于静止或匀速转动时的状态,叫力矩的平衡状态. 观察力矩平衡状态下的条件 平衡条件应用举例 例1：如图所示，A、B是两个完全相同的长方形木块，长为l，叠放在一起，放在水平桌面上，端面与桌边平行．A木块放在B上，右端伸出1/4，为保证两木块不翻倒，木块B伸出桌边的长度不能超过. 　　A．l/2　　B．3l/8 　　C．l/4　　D．l/8 解析：如图所示，以A、B两物体为研究对象分析，物体受到A、B的重力作用，还有桌面的支持力作用，若以桌的边缘为转动轴，则当两物体右移时，A的重力产生的顺时针方向的力矩增大，B产生的逆时针方向的力矩变小，所以支持力的力矩变小，当支持力N的力矩小到零时，是物作翻倒的临界条件．由力矩平衡条件可得： 例2：如图所示，质量为m的均质木杆，上端可绕固定水平光滑轴O转动，下端搁在木板上，木板置于光滑水平地面，棒与竖直线成45°角，棒与木板间的动磨擦因数为0.5．为使木板向右做匀速运动，求水平拉力F等于多少？ 解析：在木板上未施水平拉力F之前，木棒和木块之间没有摩擦力，而在木板上施加水平力F后，将在木棒和木棒之间产生一个滑动摩擦力．在木板施水平拉力F之后木板做匀速运动，合力为零．木板在水平方向上受到向左的摩擦力F1作用． 二 力偶 1.力偶 钳工用铰刀铰空时,如果 用一只手,铰刀就容易被折断,如果 用两只手在手柄上使力,并保持两 个力大小相等,方向相反,这样就能 使铰到只转动. 工程上,把大小相等,方向相反,作用线相互平行的一对力叫力偶 力偶只能使物体转动 2.力偶矩 生活中用力偶的例子很多 如 小结: 焦作市技师学院 数理组 * * 如何让转动的物体,有更好的转动效果呢? 实践中我们可以发现:物体的转动效果与力的大小有关,还与力的方向和位 置有关. 是这样吗? 大家想想. 因为:力相同时,力臂大转动效果好;力臂 相同时,力越大转动效果越好. 2.力矩 物理学中,把力与力臂的乘积叫力矩 用M表示 θ F 即： 所以，本题的正确选项应为B． 以杆OB为研究对象，受力情况如图所示，木杆处于平衡状态，合力矩为零，对木棒，以O为轴，列力矩平衡方程得 由动摩擦力公式得 解以上两式得 所以拉力: 以木板为研究对象，水平方向受两个力，分别 是拉力F和摩擦力F1 ，由于匀速拉出，由力的 平衡条件得F =F1 我们把两个力的作用线之间的距离d叫 力偶臂,力和力偶臂的乘积叫力偶矩. M=Fd 单位 Nm 力偶矩大,力偶的转动作用就大 1.力矩 2.力偶 力臂 力矩 M=FL 力矩的平衡 M1+M2+---=0 力偶 力偶矩 M=Fd 作业: 习题册1.4 2009.5.31