第4节　力矩的平衡条件

1、力矩的平衡条件,沈阳市第五十一中学 李红岩,两台越野车玩跷跷板,2,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,通过观看视频，同学们能回想起哪些相关的物理知识？,3,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,4,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,（1）力臂、力矩、杠杆的平衡条件； （2）力对物体转动的影响取决于力矩的大小，力矩越大，力对物体的转动作用越大。,昂贵的长江大桥,5,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,请各小组从物理角度分析，斜拉桥与跷跷板的相同点与不同点？,6,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,7,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,相同点 ：

2、跷跷板、斜拉桥、都有固定转动轴，都受到力矩的作用； 不同点 ：跷跷板受到两个力矩作用，斜拉桥受到多个力矩作用。,一个有固定转动轴的物体受到几个力矩的作用而处于平衡状态，需要满足什么条件呢？下面让我们用实验来寻找这个条件。,8,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,9,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,如图：圆盘可以绕通过 中心O并垂直于盘面的轴转 动。装好圆盘，使盘面沿竖 直方向，在圆盘上任意选三 个位置，各装上一个螺栓， 其中两个螺栓上分别悬挂不 同数值的钩码，第三个螺栓 用细线绕过定滑轮挂一个测 力计，测力计固定在竖杆的 适当位置。圆盘在三个力F1、 F2、F3的作用下达到

3、平衡。 用三角板量出各个力的力臂 L1、L2、L3。,10,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,请各小组对以上实验数据进行分析，可以发现什么规律？,小结：,（1）当所有使物体向顺时针方向转动的力矩之和等于所有使物体向逆时针方向转动的力矩之和时，物体将保持平衡； （2）如果把使物体向逆时针方向转动的力矩定为正力矩，有固定转动轴的物体的平衡条件是力矩的代数和等于零。 即： M1+M2+M3+=0 或 M合=0 （3）作用在物体上几个力的合力矩为零的情形叫做力矩的平衡。,11,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,例题： （原创）如图1，武汉天兴洲长江大桥，始建于2003年12月9日，

4、于2009年12月26日通车运营，全桥长4657.1米，宽27米。如图2，把它简化为理想模型，均匀水平桥板AO重为G,长为L,每根钢索平行并与桥面成300角，钢索与桥板固定点到转动轴距离为L1、L2、L3、LN，若每根钢索受力大小相等，则每根钢索承受多大的拉力？,12,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,图1,图2,解析,解：根据题意，画出桥板受力的示意图，作出各钢索拉力F的力臂OB1、OB2OBN，重力的力臂OC。 OB1=0.5L1 OB2=0.5L2 OBN=0.5LN 桥板重力G的力臂为： OC=0.5L 力矩的平衡方程为： FOB1+FOB2+FOBN-GOC=0 代入各力臂

5、值得： F0.5L1+F0.5L2+F0.5LN-G0.5L=0 F=,13,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,应用力矩的平衡条件解题步骤,14,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,1：确定研究对象并选择转动轴；,2：分析研究对象的受力情况（转动轴处 可除外），确定每个力的力臂，并判断力 矩的正负；,3：根据力矩的平衡条件列方程求解。,练习,如图3，起重机悬臂AB长8米，受到 的重力是5000N,重心在悬臂中点C，A 端以铰链固定，相当于转轴，B端用斜 锁BD拉住。在B端用钢丝吊一重物，重 物受到的重力是15000N。当悬臂处于 平衡状态时，钢索BD对悬臂的拉力为 多少？,15,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,解析,解：根据题意，画出受力的示意图，作出各力的力臂。 力矩的平衡方程为： FAB-G1AE-G2AH=0 代入各力臂值得：,16,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,F8-50002-150004=0 F=8750N,请同学们总结，本节课我们学到了哪些知识？,17,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,18,力矩的平衡条件 沈阳市第五十一中学 李红岩,1、力矩的平衡条件； 2、能运用力矩的平