高考物理力矩平衡.ppt

1、力矩平衡,复习精要 032. 上海虹口区07学年度第一学期期终教学检测 4 063. 上海市南汇区08年第二次模拟考试17 028. 上海普陀区08年1月期末调研试卷13 025. 上海市黄浦区08年1月期终测评卷3B 033. 上海嘉定区2007学年上学期调研13 gk004. 2008年高考物理上海卷 7 024. 上海市徐汇区07年第一学期期末试卷22 gk012. 2008年高考理综宁夏卷30(2) 028. 上海普陀区08年1月期末调研试卷22 gk015. 2008年高考理综四川延考区卷 21,力矩平衡,力臂：从转动轴到力的作用线的垂直距离叫力臂。,力矩：力(F)和力臂(L)的乘积

2、(M)。即：M=FL。,力矩是描述物体转动效果的物理量，物体转动状态发生变化，才肯定受力矩的作用。,力矩的单位：在国际单位制中, 力矩的单位是牛顿米，注意不能写成焦耳（焦耳是能量单位） 。,当物体绕固定轴转动时，力矩只有两种可能的方向,所以可用正负号来表示。一般规定：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。,有固定转动轴物体的平衡条件：,作用于有固定轴的转动物体上的合力矩为零，或几个力矩的代数和为零。即： M=0,复习精要,032.上海虹口区07学年度第一学期期终教学检测 4,4. 如图所示，一根轻质木棒AO，A端用光滑铰链固定于墙上，在O端下面吊一个重物，上面用细

3、绳BO系于顶板上，现将B点逐渐向右移动，并使棒AO始终保持水平，则下列判断中正确的是 ( ) ABO绳上的拉力大小不变。 BBO绳上的拉力先变大后变小。 CBO绳上的拉力对轻杆的力矩先变大后变小。 DBO绳上的拉力对轻杆的力矩不变。,D,063.上海市南汇区08年第二次模拟考试17,17（6分）某同学用实验方法测力矩盘的重心，如图，是一个半径为8cm的力矩盘，重4N，但重心不在圆心O处，圆心套在转轴上后处于如图静止状态（OA呈水平）。在A点悬挂一个1N的砝码后，半径OA将顺时针转过30角后保持静止，则该盘重心离O点 cm。若在A处改挂一个3N的砝码后，则OA将转过 度才能平衡。,解：,由力矩平

4、衡条件,60,028.上海普陀区08年1月期末调研试卷13,13、如图为一传动装置，A、B两轮固定在同一转轴O上，M为控制两轮转动状态的摩擦片。A、B两轮半径分别为r，2r。绕在A轮上的绳子一端固定在A轮边缘，另一端系有质量为m的重物P，当重物P以速率v匀速下落时，B轮边缘上的各点的线速度大小为_，此时摩擦片 与B轮间的摩擦力为 _ 。 （转动时轴的摩擦忽略不计）,mg/2,2v,025.上海市黄浦区08年1月期终测评卷3B,3B如图所示，将粗细均匀直径相同的两根棒A和B粘合在一起，并在粘合处悬挂起来，恰好处于水平平衡.如果A棒的密度是B棒的2倍，那么A棒的重力是B棒的重力的_倍。,设A、B的

5、长度分别为a 、 b，,解：,则A、B的重力分别为 A gSa、 B gS b，,由力矩平衡条件得,1/2A gSa2= 1/2B gSb2,033.上海嘉定区2007学年上学期调研13,13、一根轻杆下端与一个半径为R，重力为G的光滑球相连，杆上端可绕轴O自由转动，杆长L，杆与球始终在同一直线上，O点还挂有一根系有重物的细绳,如右图所示，重物的重力为G，则平衡后杆与竖直方向的夹角为 。,解：,由力矩平衡条件,gk004.2008年高考物理上海卷 7,7如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AOOC，在A、C两点分别挂有两个和三个砝码，木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的砝码

6、，则木棒（ ） （A）绕O点顺时针方向转动 （B）绕O点逆时针方向转动 （C）平衡可能被破坏，转动方向不定 （D）仍能保持平衡状态,D,解见下页,即只要两边所增加挂钩码个数相同，依然能平衡。,解析：,设木棒AB重量为G，重心在O点左侧x处， AO长度为l，由力矩平衡条件,Gx+2mgl=3mgl,当A、C点各增加一个砝码，等式依然成立：,Gx+3mgl=4mgl,024.上海市徐汇区07年第一学期期末试卷22,22（12分）如图（a）所示，ABCD是一个T型支架 ，已知整个支架的质量为m15kg，重心在BD上、离B点0.2m的O点处，BD0.6m，D点通过铰链连接在水平地面上，ABC部分成为一

7、斜面，与水平地面间的夹角为37，且ABBC，ACBD。现有一质量为m210kg的钢块以v04m/s的初速度滑上ABC斜面，钢块与斜面间的动摩擦因数为0.25。问：T型支架会不会绕D点转动？ 某同学的解题思路如下： 可以先算出钢块静止在ABC上 恰好使支架转动的位置，如图 （b）所示。,根据支架受力情况写出此时力矩平衡的式子： MNMfMG，可根据该式子求出该位置到C点的距离s1； （MN、Mf、MG分别是钢块对斜面的压力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中Nm2gcos37，fm2gsin37。） 然后算出钢块以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距离s2； 比较这两个距离：若s

8、1s2，则T型支架不会绕D点转动；若s1s2，则会转动。,请判断该同学的解题思路是否正确，若正确，请按照该思路，写出详细的解题过程求出结果；若不正确，请给出你认为的正确解法。,恰好转动时的力矩平衡的表达式应该是： MNMfMG,m2gcos370(s1-0.8)m2gcos3700.6=m1g0.4sin370,agsin37gcos378m/s2,若斜面固定钢块最多能滑行的距离 s2v2/2a1.0m，,则 s1s2，所以T型支架会绕D点转动。,解:,该同学的思路中有错误。钢块在斜面上运动时，对斜面产生的摩擦力是滑动摩擦力,方向沿斜面向上,另外，钢块沿斜面向上滑动的加速度,题目,gk012.

9、2008年高考理综宁夏卷30(2),30、（10分）物理选修22一足够长的斜面，最高点为O点，有一长为l1.00 m的木条AB，A端在斜面上，B端伸出斜面外斜面与木条间的摩擦力足够大，以致木条不会在斜面上滑动在木条A端固定一个质量为M2.00 kg的重物（可视为质点），B端悬挂一个质量为m0.50 kg的重物若要使木条不脱离斜面，在下列两种情况下，OA的长度各需满足什么条件？ 、木条的质量可以忽略不计 、木条质量为m 0.50 kg， 分布均匀,解：、,当木条A端刚刚离开斜面时，受力情况如图a所示,设斜面倾角为，根据力矩平衡条件，若满足条件,木条就不会脱离斜面,根据题意,联立并代入已知条件解得

10、：,、设G为木条重心，由题意可知,当木条A端刚刚离开斜面时，受力情况如图b所示,由中的分析可知，若满足,木条就不会脱离斜面,联立并代入已知条件得：,题目,028.上海普陀区08年1月期末调研试卷22,22、（13分）风压就是垂直于气流方向上单位面积所受到的风的压力。某工科大学的学生研究小组进行了风洞实验，研究风速和风压之间的关系，得到的实验数据见下表： （1）试通过对上述实验数据的分析，归纳出风速V与风压P之间的定量关系。,图20,（2）2007年2月28日凌晨1时55分左右，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。据铁路部门设在沿线的测风

11、仪纪录，2月28日2时前后的平均风速为32米/秒，瞬时风速为43.4米/秒。已知每一节车厢重G=2105N，车厢的高度为h=3米，长度L=25米，宽度d= 1.5米，试计算当时的大风对一节车厢施加的最大水平推力有多大？,（3）上述大风能将列车吹翻吗？如果能吹翻，试说明你作出判断的依据是什么？如果不能吹翻，也同样说明理由，并猜测可能是什么因素使列车发生翻转的?在紧急情况下,你能否提出应急措施并作简要说明。,解:（1）风速V与风压P间的关系,（2）,（3）,应急措施:紧急打开火车两边的车窗、或火车上的乘客移动到大风吹过来的那边。,不会吹翻。,大量被大风卷起的黄沙颗粒对火车的侧壁的撞击产生一水平推力, 使列车发生翻转。,题目,gk015.2008年高考理综四川延考区卷 21,21两个可视为质点