(精心整理)难点3力矩平衡条件及应用

命题屡次再现于近几年高考上海卷及全国理综卷中.其难点分布于：(1)从实际背景中构建2)灵活恰当地选取固定转动轴.(3)将转动模型从相关系统(连结体)中隔离分析等.已知OB=OC=L，弹簧伸长量恰等于BC，由此可知，弹簧的劲度系3______.手O是其固定转动轴.手在A点施加一个作用力F时，b将压紧轮法正确的是C，所需的力F[例[例1](★★★★★)如图3-3所示，长为L质量为m匀木棒，上端用绞链固定在物体上，另一端放在动摩擦(1)小车静止时，求棒的下端受小车的支持力；(2)小车向左运动时，求棒的下端受小车的支持力；(3)小车向右运动时，求棒的下端受小车的支持力.命题意图：题目出示的物理情境，来考查考生受力分析能力及力矩平衡条件的应用能力.B级要求.而错列力矩平衡方程.解题方法与技巧：(1)取棒为研究对象.选绞链处为固定转动轴，除转动轴对棒的作用L1(2)小车向左运动，棒另外受到一个水平向左的摩擦力F1作用，受力如图3-5所示，L则有FLcosθ=mgcosθ+μFLsinθN22N2N(3)小车向右运动时，棒受到向右的摩擦力F2作用，LFLcosθ+μFLsinθ=mgcosθN3N32NN31解NN31解得F=动方向，故棒所受摩擦力的方向也不同，从而导致弹力的不同.[例2](★★★★★)(2002年上海卷)如图3-7所示，一自行车上连接脚踏板的连杆(1)设自行车在水平路面上匀速行进时，受到的平均阻力为f，人蹬脚踏板的平均作用FTfs系统中有几个转动轴，分别写出对应的力矩平衡表达式；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命题意图：以生活中的自行车为背景，设立情景，考查运用力矩、力矩平衡条件解决实多数考生缺少抽象概括的能力，无法构建传动系统简化的杠杆模型.(2)不能再现自行车的工作过程，无法将r1/r2之比与两个齿盘的齿数之比加以联系，导致中途解题受阻.方法与技巧：(1)自行车传动系统中的转动轴个数为2，设脚踏齿轮、后轮齿轮半(2)由FR1=Tr1,Tr2=fsR2及fs=f(平均阻力)FRr48可得1=1=fRr24s22FrR483333所以=12===3.3frR24201021(3)如图3-8所示一、高考走势卷的命题实践充分证明了这一点.可以预言：以本知识点为背景的高考命题仍将再现.二、物体平衡条件实际上一个物体的平衡，应同时满足F=0和M=0.共点力作用下的物体如果满足合合F=0，同时也就满足了M=0，达到了平衡状态；而转动的物体只满足M=0就不一定能合合合达到平衡状态，还应同时满足F=0方可.合三、有固定转动轴物体平衡问题解题步骤1.明确研究对象，即明确绕固定转动轴转动的是哪一个物体.2.分析研究对象所受力的大小和方向，并画出力的示意图.选取转动轴，并找出各个力对转动轴的力臂，力矩的大小和方向.4.根据平衡条件(使物体顺时针方向转动的力矩之和等于使物体逆时针方向转动的力矩之和)列方程，并求解.●歼灭难点训练是质量为m的均匀细杆，可绕O轴在竖直平面内自由转动.细杆上的D.丁区D.丁区域P点与放在水平桌面上的圆柱体接触，圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡.已知杆的1倾角为θ，AP长度是杆长的，各处的摩擦都不计，则挡板对圆柱体的作用力等于42.(★★★★)一根木料长5.65m，把它左端支在地上，竖直向上抬起它的右端时，用3.3.(★★★★)如图3-10所示，两个等重等长质料均匀直棒AC和BC，其各自一端分别通过转轴与墙壁绞结，其另一端相连4l为100N，B端用铰链与竖直的板MN连接，在离B点处6.(★★★★★)如图3-13所示，梯与墙之间的摩擦因数6.(★★★★★)如图3-13所示，梯与墙之间的摩擦因数tan2[难点磁场][歼灭难点训练]人人x11.mgsin2θ2.11303.D4.130N3===1m.即离A端2m处.=人人1y==