一、共点力的平衡条件
(1)处于平衡状态的物体,其状态不发生变化,加速度为0.
(2)根据牛顿第二定律F=ma,当物体处于平衡状态时,加速度为0,因而物体所受的合外力F=0.
为0.
例1 .城市中的路灯、无轨电车的供电线路等,
经常用三角形的结构悬挂。如图为这类结构的
一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重量都可忽略。 如果悬挂物的重量为G,角AOB等于θ,钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大?
例2.举重是中国代表团在奥运会上重要的夺金
项目。在举重比赛中,运动员举起杠铃时必须
使杠铃平衡一定时间,才能被裁判视为挺(或
抓)举成功。运动员可通过改变两手握杆的距
离来调节举起时双臂的夹角。若双臂夹角变大,
则下面关于运动员保持杠铃平衡时手臂用力大
小变化的说法正确的是()。
A.不变 B.减小 C.增大 D.不能确定
二、物体的转动平衡
1.转动平衡状态
物体处于静止或匀速转动是称为平衡状态。
(1)力的作用线
用线。
(2)力臂
转轴到力的作用线的垂直距离叫力臂,其最大
可能值为力到转动轴的距离。
(3)力矩
力矩等于力和力臂的乘积,公式M=FL,单位:N·m。在研究有固定转动轴物体的平衡中,力矩
只有顺时针和逆时针两种方向。
3.力矩平衡条件
力矩平衡条件是:物体所受的合力矩为零,
也就是顺时针力矩之和等于逆时针力矩之和。
∑M=0 或M顺=M逆
例3.如图所示,直杆OA可绕点O转动,图中虚线与杆平行,杆端A受到三个力F1、F2、F3作用,表示力大小方向的有向线段的末端如图
所示。力的作用线与杆OA在同一平面内,则三力对转轴O的力矩
大小关系为:
A.M
2
>M1= M3B. M2=M1<M3
C. M
2
>M1> M3 D.M2<M1< M3
例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()
A.BO绳上的拉力大小不变
B.BO绳上的拉力先变小后变大
C.BO绳上的拉力对轻杆的力矩不变
D.BO绳上的拉力对轻杆的力矩先变大后变小
例5.证明:物体受到三个力处于平衡状态,则这三个力的作用线交于一点。