力矩平衡和共点力平衡的区别

第二节 力矩 力矩的平衡

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

θO

A F1 G

G1

G

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力越大，力对物体 的转动作用越大

演示2

即力臂

演示3

力和转动轴的距离越大， 力对物体的转动作用越大

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

力矩专题

有固定转动轴物体的平衡同步精练

精练一（有固定转动轴物体的平衡1）

1．某同学用一不等臂天平称量物体A的质量，他先把物体A放在天平的右方托盘上，使天平平衡时，左托盘上所放的砝码的质量为m1；他把物体A再放在天平的左托盘上，使天平平衡时，右方托盘上所放砝码质量为m2。被称物体质量等于（ ）

（A）m1m2

（B）（m1＋m2）/2

（C）m1m2/（m1＋m2）

（D）无法确定.

2．对于有固定转动轴的物体，下列说法中正确的是（ ）

（A）有固定转动轴的物体只要在转动，其合力矩必不为零

（B）两个同方向的力作用在有固定转动轴物体上产生的力矩也必同方向

（C）力臂最长不超过力的作用点到转动轴的距离

（D）两个力作用于同一点，力大的产生的力矩一定也大

3．如图所示，均匀杆AB重为10N，右端A铰接于墙上，杆恰水平，B

端用一细绳系于墙上的C点，且在B端挂一物体，物体重为20N，则绳

子张力大小为 。

4．如图所示，均匀正方体边长为a，重为Ｇ，在上端加一水平力F，恰能翻动，则F＝ 。若作用点和施力方向可以任选，则要使正方体能翻动，所需的最小力大小为 。

5．如图所示，均匀杆长1m，支于O点恰平衡，A为OB段的

中点。现将AB段折弯如图，平衡时支点离O点

共点力的平衡条件

受力分析及共点力平衡山东省淄博第一中学

物理组

阚方海

共点力的平衡条件

木块静止在斜面上，分析木块和斜面的受力情况. F2 F1 F

m

Gm

F1 ′

F2 ′ GM

M

共点力的平衡条件

一、受力分析步骤1、明确研究对象(受力物体) 2、受力分析的顺序： (1)先分析重力(方向总是竖直向下) (2)接着分析弹力(用假设法判断) (3)再分析摩擦力(用假设法判断) (4)最后分析外力(外力可以方向不变地平移) 3、注意：不能漏力也不能多力

共点力的平衡条件

受力分析的注意事项1、只分析研究对象所受的力，不分析研究对 象对其他物体所施的力。 2、每分析一个力，都应找到施力物体，这是 防止“多力”的有效措施之一。 3、合力和分力不能同时作为物体受到的力。 4、结合物体的运动状态和力的作用的相互性 也是确保受力分析正确的有效途径。5、重点研究共点力的情况，所以受力分析时，都 应把一个点(质点)来处理，所有力的作用点都是 同一点

共点力的平衡条件

二、共点力及平衡 共点力:

作用在物体的同一点，或作用线延长相交于一点的 几个力称为共点力。N

F1 限 速 40km/s G

F2

F1

f 刹车 G

F3不是共点力

F2

作示意图时，可以把这些力的作用点画到它们作用线的公共

2014级高一物理竞赛培训第一讲

力矩和力矩平衡 （两课时）

高一物理组 郭金朋

一：力矩的概念

力矩是改变转动物体的运动状态变化的物理量，门、窗等转动物体从静止状态变为转动状态或从转动状态变为静止状态时，必须受到力的作用。但是，我们若将力作用在门、窗的转轴上，则无论施加多大的力都不会改变其转动状态，可见物体的转动运动状态的变化不仅与力的大小有关，还与受力的方向、力的作用点有关。力的作用点离转轴越远，力的方向与转轴所在平面越趋于垂直，力使转动物体运动状态变化得就越明显。在物理学中力对转动物体运动状态变化的影响，用力矩这个物理量来表示，因此，力矩被定义为力与力臂的乘积。力矩概括了影响转动物体运动状态变化的所有规律，力矩是改变转动物体运动状态的物理量。

力矩是表示力对物体产生转动作用的物理量，是物体转动转动状态改变的原因。它等于力和力臂的乘积。表达式为：M=FL，其中力臂L是转动轴到F的力线的（垂直）距离。单位：Nm 效果：可以改变转动物体运动状态。

转轴： 物体转动时，物体上的各点都沿圆周运动，圆周的中心在同一条直线上，这条直

线就叫转轴。

特点：1，体中始终保持不动的直线就是转轴。

2，体上轴以外的质元绕轴转动，转动平面与轴

2014级高一物理竞赛培训第一讲

力矩和力矩平衡 （两课时）

高一物理组 郭金朋

一：力矩的概念

力矩是改变转动物体的运动状态变化的物理量，门、窗等转动物体从静止状态变为转动状态或从转动状态变为静止状态时，必须受到力的作用。但是，我们若将力作用在门、窗的转轴上，则无论施加多大的力都不会改变其转动状态，可见物体的转动运动状态的变化不仅与力的大小有关，还与受力的方向、力的作用点有关。力的作用点离转轴越远，力的方向与转轴所在平面越趋于垂直，力使转动物体运动状态变化得就越明显。在物理学中力对转动物体运动状态变化的影响，用力矩这个物理量来表示，因此，力矩被定义为力与力臂的乘积。力矩概括了影响转动物体运动状态变化的所有规律，力矩是改变转动物体运动状态的物理量。

力矩是表示力对物体产生转动作用的物理量，是物体转动转动状态改变的原因。它等于力和力臂的乘积。表达式为：M=FL，其中力臂L是转动轴到F的力线的（垂直）距离。单位：Nm 效果：可以改变转动物体运动状态。

转轴： 物体转动时，物体上的各点都沿圆周运动，圆周的中心在同一条直线上，这条直

线就叫转轴。

特点：1，体中始终保持不动的直线就是转轴。

2，体上轴以外的质元绕轴转动，转动平面与轴

1.进一步理解共点力作用下物体的平衡条件,并能分析和计算共点力作用下物体的平衡问题。2.力求掌握解决共点力平衡问题的基本思路和方法,会正确选择研究对象,进行受力分析,画出物体的受力图。

4．2 共点力平衡条件的应用

教学目标

1.进一步理解共点力作用下物体的平衡条件，并能分析和计算共点力作用下物体的平衡问题。

2.力求掌握解决共点力平衡问题的基本思路和方法，会正确选择研究对象，进行受力分析，画出物体的受力图。

教学重点

共点力作用下物体平衡的特点及一般解法。

教学难点

三力作用下的动态平衡问题。

教学过程

（一）复习

1．平衡状态

2．平衡条件

（二）新授课

思考：“推”往往要比“拉”费力，这是为什么呢？

当堂练习：

1．在水平路面上用绳子拉一只重100N的箱子，绳子和路面的 夹角为37°，如图所示.当绳子的拉力为50N，恰好使箱子匀速移动，求箱子和地面间的动摩擦因数

2．质量为m的木块，被水平力F紧压在倾角θ=60°的固定木板上，如图所示，木板对木块的作用力为多少？

1.进一步理解共点力作用下物体的平衡条件,并能分析和计算共点力作用下物体的平衡问题。2.力求掌握解决共点力平衡问题的基本思路和方法,会正确选择研究对象,进行受力分析,画出物体的受力图。

归纳

第三章 相互作用 §3.4 共点力的平衡学案

【学习目标】

1、理解共点力作用下的物体平衡条件及其在解题中的应用。 2、掌握几种常见的平衡问题的解题方法。

【自主学习】

1．共点力

物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的 或者它们的作用线交于 ，这几个力叫共点力。 2．平衡状态：

一个物体在共点力作用下，如果保持 或 运动，则该物体处于平衡状态． 3．平衡条件：

物体所受合外力 ．其数学表达式为：F合＝ 或Fx合= Fy合= ，其中Fx合为物体在x轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力． 平衡条件的推论

(1)物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下的力的合力等大反向.

(2)物体在同一平面内的三个互不平行的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为共点力.

(3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的有向线段必构成封闭三角形，即表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形. 4．力的平衡：

作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫做 。 若物体受到两

共点力的平衡及其应用

高新完全中学高一年级 郭忠孝

【课标分析】

知道什么是物体处于平衡状态。知道在共点力作用下物体的平衡条件，即合力为零。会分析生活中的共点力平衡的实例。 【教材分析】

初中阶段学生对平衡问题有了初步的了解，但只限于二力平衡。高中阶段要在此基础上延伸，在平行四边形定则的基础上探讨多个共点力平衡的问题，其中三个共点力的平衡是重点，动态平衡是难点。 【教法分析】

师生共同归纳总结本节基础知识点、解题方法和解题步骤，学生合作探究并分组展示，小组互评，教师点评。 【学法分析】

学生要思考物体受共点力的作用处于平衡状态时，这些共点力满足什么条件。注意物体受三力平衡时的分析和研究，动态平衡题目的分析与研究，加深物体平衡与生活实例的结合。 【教学目标】 一、知识与技能

1.能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题；

2.进一步学习受力分析，正交分解等方法。

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二、过程与方法

1.通过案例分析，培养学生分析和解决问题能力以及应用数学方法解决物理问题的能力；

2.通过案例分析，培养学生处理平衡问题时一题多解的能力。

三、情感态度与价值观

渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于

共点力作用下物体的平衡

一、学习目标

1．准确且恰当的选取研究对象，进行正确的受力分析且能画出利于解题的受力图。 2．熟练掌握常规力学平衡问题的解题思路。

3．会运用相应数学方法处理力的合成与分解，掌握动态平衡问题的分析方法。 二、知识概要

1. 共点力——几个力作用于物体的一点，或它们的作用线（或其反向延长线）交于一点，这几个力叫共点力。

2、共点力作用下物体的平衡状态：静止或匀速运动

3、共点力作用下物体的平衡条件：合外力为零或加速度为零 F合＝0 或 a=0

在正交分解法时表达式为： Fx合＝0，Fy合＝0 4、平衡条件的推论

（1）物体受两个力作用处于平衡，则这两个力是一对平衡力。 （2）物体受三个力处于平衡，则:

a、任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反； b、平移三力一定构成一个封闭的三角形; c、三力平衡不平行必共点。 （3）物体受多个力而平衡，则: a、正交分解法求解

选择x、y轴方向时，要使尽可能多的力落在坐标轴上，尽可能少分解力，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力

b、任一个力与其余的力的合力大小相等，方向相反。 5、求解平衡问题的基本思路 (1) 明确平衡状态(加速度为零)； (2) 巧选

共点力作用下物体的平衡

一、学习目标

1．准确且恰当的选取研究对象，进行正确的受力分析且能画出利于解题的受力图。 2．熟练掌握常规力学平衡问题的解题思路。

3．会运用相应数学方法处理力的合成与分解，掌握动态平衡问题的分析方法。 二、知识概要

1. 共点力——几个力作用于物体的一点，或它们的作用线（或其反向延长线）交于一点，这几个力叫共点力。

2、共点力作用下物体的平衡状态：静止或匀速运动

3、共点力作用下物体的平衡条件：合外力为零或加速度为零 F合＝0 或 a=0

在正交分解法时表达式为： Fx合＝0，Fy合＝0 4、平衡条件的推论

（1）物体受两个力作用处于平衡，则这两个力是一对平衡力。 （2）物体受三个力处于平衡，则:

a、任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反； b、平移三力一定构成一个封闭的三角形; c、三力平衡不平行必共点。 （3）物体受多个力而平衡，则: a、正交分解法求解

选择x、y轴方向时，要使尽可能多的力落在坐标轴上，尽可能少分解力，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力

b、任一个力与其余的力的合力大小相等，方向相反。 5、求解平衡问题的基本思路 (1) 明确平衡状态(加速度为零)； (2) 巧选