第三节 有固定转动轴物体的平衡.doc

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)
窗体顶部
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
窗体底部
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)
窗体顶部
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
窗体底部
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)
窗体顶部
A．F不断增大，MF不断增大
B．F不断减小，MF不断增大
C．F不变，MF不断增大
D．F与MF均保持不变
窗体底部
5．一块均匀木块MN，长L=15m，重G1=400N，搁在相距d=8m的两个支架A、B上，MA=NB，重G2=600N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？