難點3力矩平衡條件及應用

1/5難點3力矩平衡條件及應用命題屢次再現(xiàn)于近幾年高考上海卷及全國理綜卷中.其難點分布于：(1)從實際背景中構建結體)中隔離分析等.●難點磁場端固定,這時輕桿在水平位置保持平衡,彈簧處于伸長狀態(tài),已知OB=2OC=L，彈簧伸長量恰等于BC，由此可知,彈簧的勁度系數(shù)等于3______.2.(★★★★★)(1997年上海,6)如圖3-2所示是一種手O是其固定轉動軸.手在A點施加一個作用力F時,b將壓緊輪說法正確的是B．輪a順時針轉動時，所需的力F較小●案例探究(1)小車靜止時，求棒的下端受小車的支持力；(2)小車向左運動時,求棒的下端受小車的支持力;(3)小車向右運動時,求棒的下端受小車的支持力.命題意圖：題目出示的物理情境，來考查考生受力分析能力及力矩平衡條件的應用能力.B級要求.錯解分析：對“車的不同運動狀態(tài)使棒所受摩擦力大小方向的變化”理解分析不透,從而錯列力矩平衡方程.解題方法與技巧：(1)取棒為研究對象．選絞鏈處為固定轉動軸,除轉動軸對棒的作用力L1FLcosmgcosFmgN12N122/5F5所示，則1LN22N2NF>FNN12LN3N32NN31解得FNN31解得F=本題的關鍵點是取棒作為研究對象,由于車有不同的運動方向,故棒所受摩擦力的方向也不同,從而導致彈力的不同.[例2](★★★★★)(2002年上海卷)如圖3－7所示,一自行車上連接腳踏板的連桿長2(1)設自行車在水平路面上勻速行進時，受到的平均阻力為f，人蹬腳踏板的平均作用ss轉動軸，分別寫出對應的力矩平衡表達式；(2)設R=20cm,R＝33cm,腳踏大齒盤與后輪齒盤的齒數(shù)分別為48和24，計算人12蹬腳踏板的平均作用力與平均阻力之比;(3)自行車傳動系統(tǒng)可簡化為一個等效杠桿.以R為一力臂,在框中畫出這一杠桿示意1圖,標出支點，力臂尺寸和作用力方向.命題意圖:以生活中的自行車為背景,設立情景，考查運用力矩、力矩平衡條件解決實際錯解分析：(1)盡管自行車是一種常見的交通工具,但多數(shù)考生缺少抽象概括的能力,無法構建傳動系統(tǒng)簡化的杠桿模型．(2)不能再現(xiàn)自行車的工作過程,無法將r/r之比與兩12個齒盤的齒數(shù)之比加以聯(lián)系，導致中途解題受阻．12對腳踏齒盤中心的轉動軸可列出:FR=Tr112s22s2ssFRr48可得1=1=fRr24s22FrR483333所以=12==＝3．3frR24201021●錦囊妙計一、高考走勢隨著中學新課程方案推廣與實施,“有固定轉動軸物體的平衡”以其在現(xiàn)實生活中應用的廣泛性，再次被列為高考命題考查的重要內容之一．近幾年高考上海卷及2002年全國綜合卷的命題實踐充分證明了這一點．可以預言:以本知識點為背景的高考命題仍將再現(xiàn).二、物體平衡條件實際上一個物體的平衡，應同時滿足F=0和M＝0．共點力作用下的物體如果滿足合合F=0,同時也就滿足了M=0,達到了平衡狀態(tài)；而轉動的物體只滿足M=0就不一定能達到合合合平衡狀態(tài)，還應同時滿足F=0方可．合三、有固定轉動軸物體平衡問題解題步驟1.明確研究對象，即明確繞固定轉動軸轉動的是哪一個物體.2.分析研究對象所受力的大小和方向，并畫出力的示意圖.3.依題意選取轉動軸，并找出各個力對轉動軸的力臂，力矩的大小和方向.4.根據(jù)平衡條件(使物體順時針方向轉動的力矩之和等于使物體逆時針方向轉動的力矩之和)列方程，并求解.●殲滅難點訓練3/5C.丙區(qū)域?D．丁區(qū)域?C.丙區(qū)域?D．丁區(qū)域?細桿上的P點與放在水平桌面上的圓柱體接觸,圓柱體靠在豎直的擋板上而保持平衡.已知1桿的傾角為θ，AP長度是桿長的,各處的摩擦都不計,則擋板對圓柱體的作用力等于___4_________.2．(★★★★)一根木料長5.65m,把它左端支在地上，豎直向上抬起它的右端時,用力480N,用相似的方法抬起它的左端時,用力650N,該木料重___________N．3.3.(★★★★)如圖3－10所示,兩個等重等長質料均勻直棒AC和BC,其各自一端分別通過轉軸與墻壁絞結,其另一端相連于C點,AC棒與豎直墻夾角為45°，BC棒水平放置，當兩棒均處于平衡狀態(tài)時，則BC棒對AC棒作用力方向可能處于哪一區(qū)域A．甲區(qū)域???B.乙區(qū)域5吊一重為50N的重物測出細繩AC上的拉力為150N，現(xiàn)將板MN在△ABC所在平面內沿順時針方向傾斜30°，這時12重200N，在距A端3m處有一固定轉動軸O,B端被繩拴住，繩與AB的夾角為30°，板AB水平.已知繩能承受的最大拉2參考答案:[難點磁場]1.9mg/4L2.A[殲滅難點訓練]14/51．mgsin2θ2．11303.D4/535/55．作出AB板的受力圖3′-1G×x-G×CO=0人G600人人在O軸右端y處,繩子的拉力T＝200N,由力矩平衡得：Tsin30°×BO-Gy-G人1y=