当前位置:文档之家› 力矩力矩的平衡

力矩力矩的平衡


2.定义式:
M=FL
3.单位:N·m 读作“牛米”
注:N·m作为功的单位,叫做焦耳(J),N·m作为力矩的单 位不能叫做焦耳(J)
4.物理意义:力矩是表示力对物体的转动作用的物理量。
力矩越大,力对物体的转动作用就越大; 力矩为零,力对物体不会有转动作用。
❖ 练习3:已知:AB=BO=OC=CD=2 m,
(3)当增大时,它们的力臂各如何变化?
F
L
O
决定物体转动效果的两个因素:1.力的大小;2.力臂。 力和力臂的乘积越大,力对物体的转动作用就越大
力矩
为反映力对物体的转动作用大小而引入力矩的概念.
力矩总是对某一转轴而言的, 对不同的转轴,同一个力 的
力臂不同,力矩也不同。
二、力矩(M):
1.定义:力F和力臂L的乘积叫做力对转动轴的力矩。
例题:如图,质量分布均匀的OA横梁重
80N,可绕O点转动,现横梁处在水平静止状
态,所挂物体重500N,θ=300。求绳BA上的
拉力。(设OA长为L)
解题步骤:
解:以处于平衡的OA杆为研究对象 1、确定研究对象
B
O点为转动轴
2、找到转动轴
F3
受力分析如图所示
3、受力分析
F1、F2、F3的力臂分别为L、1/2L、4、找力臂
F
黑板上画图讲解
R
30
❖ 练习6:均匀杆长8 m,重320 N,求重力矩。
黑板上画图讲解
巩固练习
一直角尺可绕过A点垂直纸面的轴转动,直角尺AB
边的长度为30cm , BC边的长度为40cm ,F1=F2=F3=10N ,
F1⊥BC ,F2⊥AC ,F3沿着BC的方向 (如图 ),则此三个
力对轴A的 力矩M1= 4 N·m
F1=3 N,F2=1 N,F3=2.5 N,F4=4 N,
F5=3 N,F6=5 N,F1与杆成60角,F2与杆
成30角,F5与杆成45角,F6与杆成45角,
求各力的力矩大小。
黑板上画图讲解
F2
F3
F5 F6
A B O CD
F1
F4
(5)力矩的正负
❖ 物体绕轴转动有两个不同的转向,顺时针转 动或逆时针转动.
说 转动轴到力的作用点的距离 明 不是力臂。
L1
O
B
L2
F2
❖ 练习1:均匀正方形,边长为a,可绕过C点 的水平轴转动,重力的力臂多大?在A点施
力,如何使力臂最大?如何使力臂最小?力 臂能否大于作用点到轴的习2:均匀杆重为G,用水平力F拉住, (1)画出F和G的力臂, (2)写出其表达式,
第1章 力 物体的平衡 1.4 共点力作用下物体的平衡
1.4.5 力矩平衡
1.什么是物体的平衡状态?
物体在共点力的作用下,如果保持静止或者做 匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态。
2.在共点力作用下,物体的平衡条件是什么?
F合 = 0
OA为轻质杆,求绳AB上的拉力
B F2
θ
A
O
F1
G
G1 G
❖ 规定使物体沿逆时针方向转动的力矩为正, 使物体沿顺时针方向转动的力矩为负。
练习4:试判断F1、F2的力矩方向
F2
F1
黑板上画图讲解
❖ 练习5:半径为R=10 cm的圆柱体放在倾角 为30的斜面上,重为G=100 N,水平拉力F =50 N,拉住圆柱体的最高点,求:重力和 拉力的力矩,并说出它们的方向。
, M2=
5 N·m

M3= 3 N·m
;其中使直角尺向逆时针方向转动的力
矩有
M2 、M3
,使直角尺向顺时针方向转动的力矩
有 M1 ,试判断尺能否平衡? A ●
30cm
F2
×

B
40cm C
F3
F1
三.力矩的平衡
注意:力矩是表示力对物体的转动作用的物理量,
物体转动方向通常认为有顺时针和逆时针两个,使物 体顺时针转动的力矩通常表示为M顺,使物体逆时针 转动的力矩通常表示为M逆。
平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂 或者表述为 :M顺= M逆
拓展 三个力矩平衡时: M顺= M逆
一般的有固定转动轴物体的平衡条件
M1 4*2 2*4 3*2
M逆
M2 2*2 2*2 3*2
M顺
M3 3*4 3*4 3*4
结论:使力矩盘沿顺时针方向转动的
力矩之和等于使力矩盘沿逆时针方向转 动的力矩之和。即M顺= M逆
1/2L
C
θ
A
O
M顺=M1+M2
M逆=M3 5、判断各力矩是M顺还是M逆
根据力矩的平衡条件M顺= M逆可得
F2
F1 M1+M2 =M3
6、列力矩平衡方程
F1*L+F2* 1/2L =F3* 1/2L 7、代入数据解方程 G
代入数据解方程得: F3=1080N
力对物体的转动作用与
转动轴到力的作用点的 距离没有必然关系
力臂:从转动轴到力的作用线的垂直距离。
※力臂的找法
一轴:即先找到转动轴; 二线:找到力的作用线; 三垂直:从转轴向力的作用线作垂线
示例:如图表示有两个力F1和F2作用在杠杆上,杠杆的转
动轴过O点垂直于纸面,求F1和F2对转动轴的力臂?
A
F1
若考虑OA的重力
由于OA的重量G1与其余三个力为非共点力,就不 能用前面学到的知识解题,要用到今天上讲的知 识。
一、转动平衡
1、力可以使物体转动:
(1)门转动时,门上各点绕门轴做圆周运动。 (2)电风扇转动时,叶片上各点都沿圆周运动,圆周 的中心在同一直线上。
2、转动轴:
物体转动时,各点做圆周运动的圆心的连线。
3、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 (或匀速转动),我们称这个物体处于转动平衡状态。
4、物体的平衡状态:
包括保持静止、匀速直线运动、匀速转动这三种状态。
力对物体的转动作用跟什么因素有关?
举例1
演示2 即力臂 演示3
力越大,力对物体 的转动作用越大
力和转动轴的距离越大, 力对物体的转动作用越大
相关主题