文档介绍：,理解力臂和力矩的概念。,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:,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运动状态,可见转动物体的运动状态的变化不仅与力的大小有关,还受力的方向、力的作用点的影响。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。物理学中力的作用点和力的作用方向对转动物体运动状态变化的影响,用力矩这个物理量综合表示,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。力矩是矢量,在中学物理中,作用在物体上的力都在同一平面内,各力对转轴的力矩只能使物体顺时针转动或逆时针转动,这样,求几个力矩的合力就简化为代数运算。力对物体的转动效果力使物体转动改变的效果不仅跟力的大小有关,还跟力臂有关,即力对物体的转动效果决定于力矩。①当臂等于零时,不论作用力多么大,对物体都不会产生转动作用。②当作用力与转动轴平行时,不会对物体产生转动作用,计算力矩,关键是找力臂。需注意力臂是转动轴到力的作用线的距离,而不是转动轴到力的作用点的距离。FθLFθL大小一定的力有最大力矩的条件:①力作用在离转动轴最远的点上;②力的方向垂直于力作用点与转轴的连线。力矩的计算:①先求出力的力臂,再由定义求力矩M=FLFθLF2F1如图中,力F的力臂为LF=Lsinθ力矩M=F•Lsinθ②先把力沿平行于杆和垂直于杆的两个方向分解,平行于杆的分力对杆无转动效果,力矩为零;平行于杆的分力的力矩为该分力的大小与杆长的乘积。如图中,力F的力矩就等于其分力F1产生的力矩,M=Fsinθ•L两种方法不同,但求出的结果是一样的,对具体的问题选择恰当的方法会简化解题过程。力矩的方向:力矩:力臂(L)和力(F)的叉乘(M)。即:M=L×F。其中L是从转动轴到着力点的矢量,F是矢量力;力矩也是矢量。力对物体产生转动作用的物理量。可分为力对轴的矩和力对点的矩。力对轴的矩是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量。其大小等于力在垂直于该轴的平面上的分力同此分力作用线到该轴垂直距离的乘积;其正负号用以区别力矩的不同转向,按右手螺旋定则确定:以右手四指沿分力方向,且掌心面向转轴而握拳,大拇指方向(Z轴)与该轴正向一致时取正号,反之则取负号。力对点的矩是力对物体产生绕某一点转动作用的物理量。它是矢量,等于力作用点位置矢r和力矢F的矢量积。明确转轴很重要: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,这条直线叫转轴。特点:①物体中始终保持不动的直线就是转轴。②物体上轴以外的质元绕轴转动,转动平面与轴垂直且为圆周,圆心在轴上。③和转轴相平行的线上各质元的运动情况完全一样。大多数情况下物体的转轴是容易明确的,但在有的情况下则需要自己来确定转轴的位置。如:一根长木棒置于水平地面上,它的两个端点为AB,现给B端加一个竖直向上的外力使杆刚好离开地面,求力F的大小。在这一问题中,过A点垂直于杆的水平直线是杆的转轴。象这样,在解决问题之前,首先要通过分析来确定转轴的问题很多,只有明确转轴,才能计算力矩,进而利用力矩平衡条件。有固定转动轴物体的平衡转动平衡:有转动轴的物体在力的作用下,如果保持静止或匀速转动状态,我们称这个物体处于转动平衡。注意:作用于同一物体的同一力,由于所取转轴的位置不同,该力对轴的力矩大小可能发生相应的变化,对物体产生转动作用的方向(简称“转向”)也可能不同。例如如右图中的力F,若以为轴(即对取矩)其力矩为M1=FL1,使物体逆时针转,若以为轴(即对取矩)其力矩为M2=FL2,使物体顺时针转,由图可知L1<L2,故M1<M2,且二者反向。由此可见,一谈力矩,必须首先明确是以何处为轴,或对谁取矩。平衡条件:作用于物体上的全部外力对固定转动轴所取力矩的代数和为零。沿着转轴观察,力矩的转动效应不是使物体沿顺时针转,就是逆时针转,若使物体沿顺时针转的力矩为正,则使物体沿逆时针转的力矩就为负。可以将力分解带沿杆和垂直于方向沿杆的分力力矩为零(或者垂直于面和平行与面或者轴,其中平行与面或者轴的分力力矩为零)当作用在有固定转动轴物体上的顺时针方向力矩之和与逆时针方向力矩之和相等时,物体将处于静