《有固定轉動軸物體的平衡》.ppt

有固定轉動軸物體的平衡,1.什么是物體的平衡狀態(tài)？,物體在共點力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運動，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。,2.在共點力作用下，物體的平衡條件是什么？,F合=0,OA為輕質桿，求繩AB上的拉力,若考慮OA的重力,一、轉動平衡,、力可以使物體轉動：,（）門轉動時，門上各點繞門軸做圓周運動。,（）電風扇轉動時，葉片上各點都沿圓周運動，圓周的中心在同一直線上。,、轉動軸：物體轉動時，各點做圓周運動的圓心的連線。,、轉動平衡：一個有固定轉動軸的物體，在力的作用下，如果保持靜止（或勻速轉動），我們稱這個物體處于轉動平衡狀態(tài)。,、物體的平衡狀態(tài)：包括保持靜止、勻速直線運動、勻速轉動這三種狀態(tài)。,力對物體的轉動作用跟什么因素有關？,舉例1,力越大，力對物體的轉動作用越大,演示,力和轉動軸的距離越大，力對物體的轉動作用越大,演示,力對物體的轉動作用與轉動軸到力的作用點的距離沒有必然關系,即力臂,力臂：從轉動軸到力的作用線的垂直距離。,力臂的找法一軸：即先找到轉動軸；二線：找到力的作用線；三垂直：從轉軸向力的作用線作垂線,示例：如圖表示有兩個力F1和F2作用在杠桿上，杠桿的轉動軸過O點垂直于紙面，求F1和F2對轉動軸的力臂？,L1,L2,練習3：均勻正方形，邊長為a，可繞過C點的水平軸轉動，重力的力臂多大？在A點施力，如何使力臂最大？如何使力臂最?。苛Ρ勰芊翊笥谧饔命c到軸的距離？,練習4：均勻桿重為G，用水平力F拉住，（1）畫出F和G的力臂，（2）寫出其表達式，（3）當增大時，它們的力臂各如何變化？,決定物體轉動效果的兩個因素：1.力的大??；2.力臂。,力和力臂的乘積越大，力對物體的轉動作用就越大,力矩,為反映力對物體的轉動作用大小而引入力矩的概念,五、力矩(M)：1.定義：力F和力臂L的乘積叫做力對轉動軸的力矩。,2.定義式：,M=FL,3.單位：Nm讀作“牛米”注：Nm作為功的單位，叫做焦耳（J），Nm作為力矩的單位不能叫做焦耳（J）,4.物理意義：力矩是表示力對物體的轉動作用的物理量。,力矩越大，力對物體的轉動作用就越大；力矩為零，力對物體不會有轉動作用。,力矩總是對某一轉軸而言的，對不同的轉軸，同一個力的力臂不同，力矩也不同。,練習5：已知：ABBOOCCD2m，F(xiàn)13N，F(xiàn)21N，F(xiàn)32.5N，F(xiàn)44N，F(xiàn)53N，F(xiàn)65N，F(xiàn)1與桿成60角，F(xiàn)2與桿成30角，F(xiàn)5與桿成45角，F(xiàn)6與桿成45角，求各力的力矩大小。,（5）力矩的方向物體繞軸轉動有兩個不同的轉向，順時針轉動或逆時針轉動,練習6：判斷前面練習1中各力矩的方向，計算順時力矩之和及逆時針力矩之和。,練習7：試判斷F1、F2的力矩方向,練習8：半徑為R10cm的圓柱體放在傾角為30的斜面上，重為G100N，水平拉力F50N，拉住圓柱體的最高點，求：重力和拉力的力矩，并說出它們的方向。,練習9：均勻桿長8m，重320N，求重力矩。,一直角尺可繞過A點垂直紙面的軸轉動，直角尺AB邊的長度為30cm,BC邊的長度為40cm，F(xiàn)1=F2=F3=10N,F1BC，F(xiàn)2AC，F(xiàn)3沿著BC的方向(如圖)，則此三個力對軸A的力矩M1=，M2=，M3=；其中使直角尺向逆時針方向轉動的力矩有，使直角尺向順時針方向轉動的力矩有，試判斷尺能否平衡？,4Nm,5Nm,3Nm,M1,M2、M3,鞏固練習,杠桿的平衡條件是什么？能否用力矩來表示？,注意：力矩是表示力對物體的轉動作用的物理量，物體轉動方向通常認為有順時針和逆時針兩個，使物體順時針轉動的力矩通常表示為M順，使物體逆時針轉動的力矩通常表示為M逆。,杠桿平衡時：,M順=M逆（杠桿的平衡只是兩個力矩的平衡）,拓展三個力矩平衡時：,M順=M逆,一般的有固定轉動軸物體的平衡條件,2234,2234,3234,42,32,24,結論：使力矩盤沿順時針方向轉動的力矩之和等于使力矩盤沿逆時針方向轉動的力矩之和。即M順=M逆,例題：如圖，質量分布均勻的OA橫梁重80N，可繞O點轉動，現(xiàn)橫梁處在水平靜止狀態(tài)，所掛物體重100N，=300。求繩BA上的拉力。（設OA長為L),解：,以處于平衡的OA桿為研究對象O點為轉動軸受力分析如圖所示F1、F2、F3的力臂分別為L、1/2L、1/2LM順=M1+M2M逆=M3根據(jù)力矩的平衡條件M順=M逆可得M1+M2=M3F1L+F21/2L=F31/2L代入數(shù)據(jù)解方程得：F3=280N,解題步驟：,、確定研究對象,、找到轉動軸,、受力分析,、找力臂,、判斷各力矩是M順還是M逆,、列力矩平衡方程,、代入數(shù)據(jù)解方程,