光的原理课件2.8 力矩力矩的平衡.ppt

1、2.8 2.8 力矩力矩 力矩的平衡力矩的平衡问题引入问题引入力力 矩矩有固定转动轴的有固定转动轴的物体的平衡条件物体的平衡条件 有人说只要对门施加力，就一定能打开门或关上门。有人说只要对门施加力，就一定能打开门或关上门。这句话对吗？这句话对吗？如图所示，用板手拧螺丝，请问把手放在板手的不同如图所示，用板手拧螺丝，请问把手放在板手的不同位置所用的力是否相同？为什么？位置所用的力是否相同？为什么？问题引入问题引入OOFrFrOFr 力对物体的转动效果不仅与力的大小有关，而且与力力对物体的转动效果不仅与力的大小有关，而且与力到转轴的距离有关到转轴的距离有关。1.力臂力臂转动轴到力的作用线的垂直距离

2、转动轴到力的作用线的垂直距离。2.力矩力矩力和力臂的乘积力和力臂的乘积。3.单位单位 牛牛米米（N m）一、力一、力 矩矩 如图所示，转盘可以绕轴如图所示，转盘可以绕轴O 转动，在盘上有两点受到转动，在盘上有两点受到力力F 和和F 的作用，的作用，12 合力矩为合力矩为F1F2 r2 r1则产生的力矩为则产生的力矩为 我们规定：使物体沿逆时针方向转动的力矩为正，沿我们规定：使物体沿逆时针方向转动的力矩为正，沿顺时针方向转动的力矩为负。顺时针方向转动的力矩为负。二、有固定转动轴的物体的平衡条件二、有固定转动轴的物体的平衡条件 讨论：讨论：绕定轴转动的绕定轴转动的平衡条件平衡条件是是：合力矩为零，

3、或者说力矩合力矩为零，或者说力矩的代数和为零。的代数和为零。（3）若若 ，则则 M=0，转盘将保持静止或匀转盘将保持静止或匀速转动。这种状态称为速转动。这种状态称为平衡状态平衡状态。（2）若若 ，转盘将沿逆时针方向转动；转盘将沿逆时针方向转动；（1）若若 ，转盘将沿顺时针方向转动；转盘将沿顺时针方向转动；30BAO.例例1 如如图图所所示示，灯灯重重20 N，用用重重量量不不计计的的水水平平杆杆 BO 和和细细绳绳 AO 悬悬吊吊起起来来，AO 与与水水平平杆杆的的夹夹角角为为30，求求细细绳绳的拉力的拉力。GlFr 分分析析：以以杆杆BO为为研研究究对对象象，B为为转转轴轴，由由于于B点点的

4、的作作用用力力通通过过转转轴轴，所所以以不不产产生生力力矩矩。因因此此，灯灯的的重重力力G产产生生顺顺时时针针方方向向的的力力矩矩，细细绳绳的的拉拉力力F产产生生逆时针方向的力矩，合力矩为零。逆时针方向的力矩，合力矩为零。解：解：由力矩的平衡条件得由力矩的平衡条件得F r=G lF=2G=220 N=40 N 例例2 如如图图所所示示为为简简易易起起重重机机的的示示意意图图，均均匀匀钢钢管管制制成成的的起起重重臂臂长长 l=4.0 m，重重G1=1.0103 N，物物重重G2=1.0 103 N。若若钢钢索索跟跟起起重重臂臂垂垂直直，重重物物与与起起重重臂臂都都处处于于平平衡衡状状态态，求钢索中的拉力求钢索中的拉力F。分分析析：F 对对转转动动轴轴产产生生逆逆时时针针方方向向的的力力矩矩，G1 和和 G2 对对转转动动轴轴产产生生顺顺时时针方向的力矩，合力矩为零。针方向的力矩，合力矩为零。解：解：由力矩的平衡条件得由力矩的平衡条件得 1.如图为汽车制动踏脚板的示意图如图为汽车制动踏脚板的示意图，O 是转动轴是转动轴，B 端连接制动器，如果司机踏紧踏脚板的力端连接制动器，如果司机踏紧踏脚板的力F 为为45 N，则制则制动器的阻力动器的阻力 F是多大？是多大？解：解：由力矩的平衡条件得由力矩的平衡条件得 练练 习习