有固定转动轴物体的平衡.doc

《有固定转动轴物体的平衡.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、标准教案第二章物体平衡§2.3有固定转动轴物体的平衡高考对应考点：1．力矩（学习水平B级）2.有固定转动轴的物体的平衡（学习水平B级）课时目标：1．了解转动平衡的概念，理解力臂和力矩的概念。2．理解有固定转动轴物体平衡的条件3．会用力矩平衡条件分析问题和解决问题重点难点：1．力矩平衡计算2．动态平衡问题的分析方法知识精要：一．转动平衡：有转动轴的物体在力的作用下，处于静止或，叫平衡状态。二．力矩：1．力臂：转动轴到力的作用线的。2．力矩：的乘积。　（1）计算公式：；（2）单位：；（3）矢量：在中学里，只研究固定转动轴物体的平衡，所以只有顺时针和逆时针转动

2、两种方向三．力矩平衡条件：力矩的代数和为零或所有使物体向方向转动的力矩之和等于所有使物体向方向转动的力矩之和。热身练习：1．如图所示，要使圆柱体绕点滚上台阶，试通过作图来判断在圆柱体上的最高点所施加的最小力的方向_____________。2．匀质杆可绕轴转动，今用水平力使它缓缓抬起的过程中，如图所示，重力对轴的力臂变化是_____________，重力对轴的力矩变化情况是_____________，已知抬起过程中水平拉力力矩的大小应等于重力的力矩，则水平拉力的变化情况是_____________。103．如图，把物体放在水平板的正中央，用始终垂直于杆的

3、力将板的B端缓慢抬高（端不动），设相对平板静止，则力的将，的力矩将；若始终竖直向上，则力的大小将，的力矩将。4．如图所示，杆可以在竖直平面内绕点自由转动，若在端分别沿图示方向施力，杆均能静止在图示位置上．则三力的大小关系是（）A．B．C．D．5．如图所示，直杆可绕点转动，图中虚线与杆平行，杆端点受四个力的作用，力的作用线与杆在同一竖直平面内，它们对转轴的力矩分别为，则它们力矩间的大小关系是（）A．；B．；C．；D．；6．如图所示，一杆均匀，每米长的重为，支于杆的左端，在离杆的左端处挂一质量为的物体，在杆的右端加一竖直向上的力杆多长时使杆平衡时所加竖直向上

4、的拉力最小，此最小值为多大？精解名题：例1．一块均匀木板长，重，搁在相距的两个支架上，，重的人从点向点走去，如图所示。10求：①人走过点多远木板会翘起来？②为使人走到点时木板不翘起来，支架应放在离多远处？分析：先对木板受力分析，木板受到自身重力、人对木板的压力以及支架对木板的支持力，当人走过点时，为保证不翘起，应选定点为支点。解：当木板刚翘起来时，板的重力对点产生的力矩和人的重力对点产生的力矩使板平衡，设人走过端时木板会翘起来，则有　可解得，同理，可设当人走到端木板刚要翘起来时，支架和端的距离为则有，可得。答案：①；②例2．（2012年长宁-2）如图所示

5、，形金属支架与固定转轴相连，水平，与垂直，端由竖直细线悬吊，，，支架各部分质量均匀分布，支架总质量为．小滑块质量，静止于端时细线 恰不受力．现给小滑块初速使其水平向右滑动，滑块与间的动摩擦因数，取重力加速度，求：①支架的重力相对转轴的力矩；  ②小滑块滑至点时细线对的拉力．分析：对形金属支架受力分析，由于质量不对称，因此分成两段，分别求其产生的力矩；由于小滑块滑动，使得支架受到向右的滑动摩擦力力，因此支架受到两个顺时针方向的力矩和绳子拉力产生的逆时针方向的力矩。解：①由力矩平衡得：②滑动摩擦力：力矩平衡得： 拉力：答案：①②10FαO90°FαO90°F

6、αO90°90°FαOABCD例3．一均匀的直角三直形木板ABC，可绕过C点的水平轴转动，如右图所示。现用一始终沿直角边AB且作用在A点的力F，使BC边慢慢地由水平位置转至竖直位置。在此过程中，力F的大小与α角变化的图线是（）分析：三角板的重心在其三条中线的交点上，木板受到重力和拉力F作用，在木板转动过程中，重心相对于地面的位置会发生变化，拉力F的力臂总保持不变，在转动过程中，重力的力矩先变小后变大，因此拉力F也先变小后边大。解：设边为L，重心到c点的距离为a，重心与c点的连线与的夹角为由力矩平衡条件得：，可见F与的关系不是线性的，因此应选C。答案：C例

7、4．如图所示，一自行车上连接脚踏板的连杆长R1，由脚踏板带动半径为r1的大齿盘，通过链条与半径为r2的后轮齿盘连接，带动半径为R2的后轮转动。①设自行车在水平路面上匀速行进时，受到的平均阻力为，人蹬脚踏板的平均作用力为F，链条中的张力为T，地面对后轮的静摩擦力为。通过观察，写出传动系统中有几个转动轴，分别写出对应的力矩平衡表达式；②设R1=20cm，R2=33cm，脚踏大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24，计算人蹬脚踏板的平均作用力与平均阻力之比；③自行车传动系统可简化为一个等效杠杆。以R1为一力臂，在框中画出这一杠杆示意图，标出支点，力臂尺寸和作用力

8、方向；分析：对于自行车，脚踏板的力产生顺时针转动的力矩，通过链条带动自行车后轮顺