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竞赛讲义力矩平衡上课.ppt
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1、力学中的三种力1 1 弹力:弹力:物体由于形变而对引起形变的物体产生的作用力。物体由于形变而对引起形变的物体产生的作用力。2 2 摩摩擦擦力力:相相互互接接触触的的物物体体间间产产生生的的一一对对阻阻止止相相对对运运动动或或相对运动趋势的力。相对运动趋势的力。滑动摩擦力滑动摩擦力:摩擦力总是阻止摩擦力总是阻止相对运动。相对运动。(在弹性范围内)(在弹性范围内)弹簧:弹簧:接触面接触面:沿法线方向沿法线方向N1关于弹力关于弹力1.1 1.1 弹力的大小弹力的大小1.2 1.2 弹力的方向弹力的方向:弹力的方向总是与形变方向相反弹力的方向总是与形变方向相反.杆:杆:较复杂较复杂绳子:绳子:沿绳子方
2、向沿绳子方向TFFnF F F=k xk x,k k为弹簧的劲度系数。为弹簧的劲度系数。1.3 1.3 弹簧的串联与并联弹簧的串联与并联Fk1k2k1k2F2关于摩擦关于摩擦角角将摩擦力将摩擦力f和接触面对物体的正压力和接触面对物体的正压力N合成一个力合成一个力F,合力,合力F称为全反力。称为全反力。在滑动摩擦情况下定义在滑动摩擦情况下定义tanan=f/N,则角则角为滑动摩擦角;在静摩擦力达为滑动摩擦角;在静摩擦力达到临界状态时,定义到临界状态时,定义tanan0=s=fm/N,则称则称0为为静摩擦角。静摩擦角。NFfmf0解:解:力矩、定轴转动物体的平衡决定物体转动效果的两个因素:决定物体
3、转动效果的两个因素:1.力的大小;力的大小;2.力臂。力臂。力和力臂的乘积越大,力对物体的转动作用就越大力和力臂的乘积越大,力对物体的转动作用就越大力力 矩矩反映力对物体反映力对物体转动效果转动效果的物理量的物理量力矩力矩(M):1.定义:力定义:力F和力臂和力臂L的乘积叫做力对转动轴的力矩。的乘积叫做力对转动轴的力矩。2.定义式:定义式:M=F L3.单位:单位:Nm 读作作“牛米牛米”注:注:Nm作为功的单位,叫做焦耳(作为功的单位,叫做焦耳(J),),Nm作为力矩的单位不能叫做焦耳(作为力矩的单位不能叫做焦耳(J)4.物理意义:力矩是表示力对物体的转动作用的物理量。物理意义:力矩是表示力
4、对物体的转动作用的物理量。力矩越大,力对物体的转动作用就越大;力矩越大,力对物体的转动作用就越大;力矩为零,力对物体不会有转动作用。力矩为零,力对物体不会有转动作用。力矩总是对某一转轴而言的,对不同的转轴,同一个力 的力臂不同,力矩也不同。注意:注意:力矩是表示力对物体的转动作用的物理量,物力矩是表示力对物体的转动作用的物理量,物体转动方向通常认为有顺时针和逆时针两个,使物体顺体转动方向通常认为有顺时针和逆时针两个,使物体顺时针转动的力矩通常表示为时针转动的力矩通常表示为M M顺顺(负力矩)(负力矩),使物体逆时,使物体逆时针转动的力矩通常表示为针转动的力矩通常表示为M M逆逆(正力矩)(正力
5、矩)。力偶力偶:二个大小相等、方向相反而不在一直线上:二个大小相等、方向相反而不在一直线上的的平行力平行力称为力偶。称为力偶。力偶中的一个力与力偶臂(两力作用线之间的垂力偶中的一个力与力偶臂(两力作用线之间的垂直距离)的乘积叫做力偶矩。直距离)的乘积叫做力偶矩。转动平衡转动平衡:有转动轴的物体在力的作用下,处于:有转动轴的物体在力的作用下,处于静止或匀速转动状态。静止或匀速转动状态。平衡时:平衡时:M顺顺=M逆逆(杠杆的平衡只是两个力矩的平衡杠杆的平衡只是两个力矩的平衡)拓展拓展三个力矩平衡时:三个力矩平衡时:M顺顺=M逆逆即:即:力矩的代数和为零或所有使物体向顺时针方向转动的力矩的代数和为零
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