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1、6力矩非共點力平衡力矩是表示力對物體產生轉動作用的物理量,是物體轉動轉動狀態改變的原因。它等于力和力臂的乘積。表達式為:M=FL,其中力臂L是轉動軸到F的力線的(垂直)距離。單位:Nm效果:可以使物體轉動.正確理解力矩的概念力矩是矢量,在中學物理中,作用在物體上的力都在同一平面內,各力對轉軸的力矩只能使物體順時針轉動或逆時針轉動,這樣,求幾個力矩的合力就簡化為代數運算。計算力矩,關鍵是找力臂。需注意力臂是轉動軸到力的作用線的距離,而不是轉動軸到力的作用點的距離。力矩的計算:先求出力的力臂,再由定義求力矩MFL如圖中,力F的力臂為LF=Lsin力矩MFL sin先把力沿平行于桿和垂直于桿的兩個方

2、向分解,平行于桿的分力對桿無轉動效果,力矩為零;平行于桿的分力的力矩為該分力的大小與桿長的乘積。如圖中,力F的力矩就等于其分力F1產生的力矩,MF sinL兩種方法不同,但求出的結果是一樣的,對具體的問題選擇恰當的方法會簡化解題過程。FLF2F1FLFL作用在物體上的大小相等.方向相等.作用線平行的兩個力組成一個力偶。它對物體只有轉動作用,其大小積為力偶距:力偶距=力×力偶臂.力偶臂等于兩個力作用線間的距離.力偶距的正負也由它使物體轉動方向來確定;逆時針為正,順時針為負。(3)解決實際問題的步驟;(a)確定研究對象哪個物體;(b)分析狀態及受力畫示意圖;分析研究對象的受力情況,找出每

3、一個力的力臂,分析每一個力矩的轉動方向;(c)列出力矩平衡方程:M=0或M順M逆;(d)解出字母表達式,代入數據;(e)作必要的討論,寫出明確的答案。(4)一般物體的平衡條件此處所談的“一般物體”是指沒有固定轉動軸物體。對一個“一般物體”來說,作用在它上面的力的合力為零,對任意一點的力矩之和為零時,物體才能處于平衡狀態。也就是說必須一并具有或滿足下面兩個關系式: 注意:M=0或M順M逆,方程轉軸可以根據需要可以任意選取,一般原則是盡量多的力力臂為零,或者讓未知的力的力矩為零.例題分析:例題1: 如圖:BO是一根質量均勻的橫梁,重量G180N,BO的一端安在B點,可繞通過B點且垂直于紙面的軸轉動

4、,另一端用鋼繩AO拉著橫梁保持水平,與鋼繩的夾角,在橫梁的O點掛一個重物,重要G2240N,求鋼繩對橫梁的拉力F1: (1)本題中的橫梁是一個有固定轉動軸的物體; (2)分析橫梁的受力:拉力F1,重力G1,拉力F2; (3)找到三個力的力臂并寫出各自的力矩: 例題2:如右上圖,半徑為R的均勻圓柱體重30 N,在水平繩的拉力作用下,靜止于固定斜面上,求:(1)繩子的拉力,(2)斜面對圓柱體的支持力,(3)斜面對圓柱體的摩擦力。例題3:如圖所示,光滑圓弧形環上套有兩個質量不同的小球A和B兩球之間連有彈簧,平衡時圓心O與球所在位置的連線與豎直方向的夾角分別為和,求兩球質量之比。ABO例題4:一塊均勻

5、木板MN長L15m,重G1400N,擱在相距D8m的兩個支架A、B上,MANA,重G2600N的人從A點向B點走去,如圖所示。求:人走過B點多遠木板會翹起來?為使人走到N點時木板不翹起來,支架B應放在離N多遠處? 例題5:. 在光滑水平面上有一滑塊,滑塊上放有一個上端有固定轉動軸的木棒,如圖1。現用水平力F向右推滑塊,但滑塊仍靜止。試分析滑塊對木棒的彈力的變化情況。例題6: 如圖3所示,有固定轉動軸0的輕板與豎直墻之間夾著一個光滑重球。在板的端點絕豎直向上的力F,使整個裝置處于平衡。若緩慢使板與豎直墻的夾角增大(仍小于90o),則力F及其對軸o的力距M各將如何變化?例題7: 如圖5所示,水平輕

6、桿AB長1.5m,其A端有固定轉動軸,傾斜輕桿CO與AB夾角為30°AC=1m。在B端有一小定滑輪,繞過定滑輪的細繩左側成豎直,并連接重物P,其重G=100N;右側細繩穿過動滑輪后,端點固定在E點,動滑輪上吊有重物G1=30N。不計滑輪質量及摩擦。求co桿對AB桿的作用力F。同步達綱練習:1.如圖9所示,長L=4m的均勻吊橋質量m=80kg,成水平時,并未與對岸地面接觸,這時牽引繩與橋面成30?角。質量m。=50kg的人站在橋面距軸D為1m處,用水桶打水。桶和水的質量為m=10kg,正以a=0.2m/s的速度上升。此時牽引繩的拉力多大? 2.如圖10所示,質量為m的均勻桿與地面接觸為一固定轉動軸,桿與光滑球接觸占距0為L/3。求豎直墻對球的彈力T。BAC圖1-583如圖1-58所示,一個質量為m、半徑為R的球,用長為R的繩懸掛在L形的直角支架上,支架的重力不計,AB長為2R,BC長為,為使支架不會在水平桌面上繞B點翻倒,應在A端至少加多大的力?AB圖1-634如圖1-63所示,質量為m的運動員站在質量為m的均勻長板AB的中點,板位于水平地面上

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