高中物理竞赛力矩和力矩平衡知识点讲解
力矩与力矩平衡物体旋转的力矩概念及平衡条件
力矩与力矩平衡物体旋转的力矩概念及平衡条件力矩是物体受力时，围绕某个点旋转的趋势。
它是描述物体转动的物理量，也被称为扭矩。
力矩的大小受到作用力的大小和作用点与旋转中心之间的距离的影响。
力矩的计算公式为“力矩=作用力 ×距离”。
力矩平衡的概念是指物体受到外力作用时，力矩之和为零的状态。
在力矩平衡的情况下，物体将保持静止或保持匀速旋转。
力矩平衡条件是指力矩的合力为零。
下面将从力矩的概念和力矩平衡条件两个方面进行介绍。
一、力矩的概念力矩的计算公式是“力矩=作用力 ×距离”。
其中，作用力是指物体所受到的力，距离是指作用点与旋转中心之间的距离。
力矩的单位是牛顿·米（Nm）。
通过力矩的计算公式，可以推导出以下几个规律：1. 若作用力与旋转中心的距离为零，则力矩为零。
这是因为作用力与旋转中心重合，无法产生旋转的趋势。
2. 若作用力方向与距离方向垂直，则力矩的大小等于作用力的大小乘以距离的大小。
当作用力方向垂直与旋转方向时，力矩的值最大。
当作用力方向与旋转方向平行时，力矩的值为零。
3. 若作用力与旋转中心的距离变化，力矩的大小也会随之改变。
当距离增加时，力矩也增加；当距离减小时，力矩也减小。
这是因为距离的改变会改变物体受力的作用点和旋转中心之间的杠杆效应。
二、力矩平衡条件物体处于力矩平衡时，力矩的合力为零。
即所有作用力产生的力矩之和等于零。
力矩平衡是物体处于平衡状态的必要条件之一。
在力矩平衡的情况下，可以推导出以下条件：1. 对于一个平衡物体而言，任意一点的合力矩均为零。
这是因为力的平衡要求作用在物体上的力矩之和为零。
如果某一点的合力矩不为零，则物体将会发生旋转。
2. 对于一个平衡物体而言，合力的方向通过旋转中心。
这是因为合力的方向与旋转中心之间的距离为零，力矩也将为零。
只有通过旋转中心的合力，才能保持物体处于平衡状态。
3. 对于一个平衡物体而言，可以通过两个力矩相等来判断物体是否平衡。
力学力矩与力矩平衡
力学力矩与力矩平衡力矩是力学中的一个重要概念，它在物体静力学和动力学问题的分析中起着重要的作用。
力矩的概念最早由希腊数学家阿基米德提出，它描述了一个力绕某个点旋转的趋势。
力矩的平衡是力学中力的静态平衡条件的重要体现。
一、力矩的定义及计算公式力矩是一个矢量量，它的大小表示力的大小和作用点离旋转轴的距离的乘积，方向垂直于旋转轴。
根据力和力臂的关系，力矩可以通过以下公式来计算：力矩（M）=力（F） ×力臂（d）力的单位是牛顿（N），力臂的单位是米（m），力矩的单位是牛顿·米（Nm）。
二、力矩平衡的条件力矩平衡是物体处于平衡状态的一个重要条件。
在力矩平衡条件下，物体不会产生转动，而保持静止或匀速直线运动。
力矩平衡的条件是总力矩等于零，即：ΣM = 0其中，ΣM表示总力矩，它是所有力矩的代数和。
根据这个条件，可以解决静态平衡问题，如悬挂物体的平衡、桥梁的平衡等。
三、力矩平衡的应用示例1. 悬挂物体的平衡在解决悬挂物体平衡问题时，力矩平衡条件是非常有用的。
例如，一根木杆的一端悬挂着一个重物，要使木杆保持平衡，必须满足力矩平衡条件。
即使重物的质量很大，只要调整悬挂点的位置，使总力矩等于零，木杆就能够保持平衡。
2. 桥梁的平衡力矩平衡条件也可以应用于桥梁的平衡分析中。
桥梁结构中的吊索、悬浮桥等都需要满足力矩平衡条件。
通过计算各个力的力矩，并使它们的代数和等于零，可以计算出桥梁各个部分的力的大小和方向，从而保证桥梁的平衡。
四、力矩平衡的重要性力矩平衡是力学分析中重要的基本原理之一，它为解决复杂的静态平衡问题提供了依据。
通过力矩平衡条件，我们可以分析和计算物体所受力的大小和方向，也可以确定平衡状态是否存在。
力学力矩的应用非常广泛，不仅在物理学和工程学中有重要的作用，在日常生活中也大量存在。
例如，门的开关、自行车的转向原理等都涉及到力矩的平衡。
在工程领域，力矩平衡的应用更为广泛。
例如，建筑工程中的悬挂物体平衡、桥梁荷载分析、机械设备的平衡设计等都需要力学力矩的知识来进行分析和设计。
力矩与力矩平衡
力矩与力矩平衡力矩是物理学中描述物体受力情况的重要概念，它对于分析和解决力的平衡问题具有至关重要的作用。
在本文中，将介绍力矩的概念、计算方法以及力矩平衡的理论基础。
一、力矩的概念力矩是指作用在物体上的力对于物体的转动效应。
当力作用于物体上时，会产生一个转动力矩，该力矩的大小等于力的大小乘以作用点到转轴的垂直距离。
力矩的方向由右手定则确定，即将右手握紧，使拇指指向力的方向，四指所指方向即为力矩的方向。
二、力矩的计算方法力矩的计算方法可以通过以下公式得到：M = F × d其中，M表示力矩，F表示作用在物体上的力的大小，d表示力的作用点到转轴的垂直距离。
三、力矩平衡的条件力矩平衡是指物体所受外力的力矩之和等于零的状态。
力矩平衡的条件可由以下公式表示：ΣM = 0即所有作用在物体上的力矩之和等于零。
四、力矩平衡的应用1.杠杆原理杠杆原理是力矩平衡的重要应用之一。
当一个杠杆处于平衡状态时，根据力矩平衡的条件可以推导出如下公式：F1 × d1 = F2 × d2其中，F1和F2分别表示两个力的大小，d1和d2表示力的作用点到转轴的垂直距离。
根据杠杆原理，可以通过调节力和距离的大小来实现平衡状态。
2.测量未知力的大小力矩平衡还可以用于测量未知力的大小。
利用力矩平衡的条件，可以通过调节已知力和距离的大小来平衡物体。
当物体达到平衡状态时，已知力和未知力的力矩平衡条件可以用以下公式表示：F1 × d1 = F2 × d2通过测量已知力和已知距离的大小，可以计算出未知力的大小。
3.力矩平衡的应用于机械装置力矩平衡的理论基础被广泛应用于各种机械装置的设计与工作过程中。
通过合理设计力臂的长度，可以实现平衡状态，以保证机械装置的正常运行和稳定性。
五、总结力矩与力矩平衡是物理学中重要的概念和理论基础。
力矩的计算方法通过力的大小和作用点到转轴的垂直距离进行计算。
力矩平衡的条件要求物体所受外力的力矩之和等于零。
高三物理学习中的平衡力与力矩分析
高三物理学习中的平衡力与力矩分析高三是学生们备战高考的关键时期，而物理作为其中一门重要科目，对学生的掌握程度和能力要求较高。
在物理学习的过程中，平衡力与力矩是重要的概念和工具，本文将从理论和实践的角度对其进行深入分析。
一、平衡力的基本概念平衡力是指物体处于静止状态或稳定运动状态时所受到的力的总和为零的情况。
在物理学中，平衡力是力学平衡的基础。
我们在学习平衡力时需要了解以下几点：1.1 力的合成与分解力的合成是指两个或多个力的合力，即多个力作用于同一物体时合成的结果。
力的分解则是指将一个力分解为多个力的过程，即将力分解为垂直于其他力的分力。
通过力的合成与分解，我们可以更好地理解和分析物体所受的各个力。
1.2 平衡条件物体处于平衡的条件是所有作用在物体上的力的合力为零。
这一条件可以用于解决静力学问题，例如求解平衡木或悬挂物体的状况。
1.3 单摆与平衡单摆是一种重要的物理实验，也是理解平衡力概念的经典案例。
在单摆实验中，通过调整摆线的长度和摆动的幅度，使摆球保持平衡。
通过实践，我们可以更好地理解平衡力的概念和作用。
二、力矩的概念与计算力矩是指力绕固定点的作用效果，也称为力的旋转效果。
了解和掌握力矩的概念和计算方法对于解决物体平衡问题至关重要。
2.1 力矩的定义力矩可以通过如下公式计算：力矩=力的大小 ×力臂，其中力臂是指力作用线与转轴的垂直距离。
力矩有正负之分，正方向是力矩所引起的转动方向，负方向则相反。
2.2 力矩的平衡条件力矩的平衡条件是指力矩的合力为零。
在静力学中，通过计算物体所受的各个力矩，可以判断物体是否处于平衡状态。
力矩平衡条件的运用能够帮助我们解决平衡木、杠杆等问题。
三、实例分析：平衡木中的力矩计算平衡木是物理学习中比较常见的问题之一。
通过对平衡木问题的分析，我们可以更好地理解平衡力与力矩的应用。
考虑一个平衡木问题，一根长度为L的均匀杆被支点垂直放置在水平地面上，两个物体A和B被放在平衡木的两端。
高考物理中的力矩与平衡揭示物体平衡状态的条件与计算
高考物理中的力矩与平衡揭示物体平衡状态的条件与计算物体的平衡状态在物理学中起着重要的作用，研究物体平衡的条件和计算其力矩是高考物理中的重要内容。
在本文中，我们将深入探讨力矩与平衡的关系，揭示物体平衡状态的条件以及计算方法。
一、力矩与平衡的关系力矩是描述力对物体转动效应的物理量，也被称为扭矩或力臂。
在物体平衡的情况下，总的力矩为零。
要使物体保持平衡，必须满足以下条件：1. 保证合力为零：物体平衡的前提是合外力为零。
合外力即所有作用在物体上的力的矢量和。
若合外力不为零，物体将发生平衡失去平衡状态。
2. 保证合力的力矩为零：在物体平衡的情况下，合外力的力矩必须为零。
合外力的力矩是由作用在物体上的各个力通过力臂产生的，力臂即力的作用线和转轴的垂直距离。
若合外力的力矩不为零，物体将因此发生旋转而失去平衡。
根据上述条件，我们可以得出物体平衡的基本公式：ΣF = 0 和Στ = 0，其中ΣF代表合外力，Στ代表合外力的力矩。
二、物体平衡状态的条件1. 常见的平衡条件：在平面情况下，物体保持平衡有三种情况：平衡在支点、平衡在支撑面、平衡在悬挂。
当物体在一点上保持平衡时，该点即为物体的支点；当物体通过支撑面保持平衡时，合外力通过支撑面的力矩为零；当物体通过悬挂保持平衡时，合外力通过悬挂点的力矩为零。
2. 重心与平衡：物体的重心是物体所有小的质点的位置矢量的平均值，它可以用来描述物体的平衡情况。
当物体的重心处于支撑面上时，物体在平衡状态下；当物体的重心位于支撑面之上时，物体会倾斜，失去平衡。
三、物体平衡状态的计算方法1. 平衡时力的计算：根据物体平衡的条件，我们可以通过合力的计算来确定物体平衡的状态。
根据分解合力并将其投影到合适坐标系上，我们可以进一步分析合力的大小和方向，从而确定物体是否处于平衡状态。
2. 平衡时力矩的计算：物体平衡的条件还要求合外力的力矩为零。
为了计算力矩，我们要考虑力的大小、方向以及力臂的长度。
高考物理中的力矩与平衡解密物体的平衡状态
高考物理中的力矩与平衡解密物体的平衡状态在高考物理中，我们经常会遇到与力矩与平衡相关的问题。
力矩是力的旋转效应，而平衡是指物体处于稳定的位置。
本文将解密物体的平衡状态，从力矩的概念和平衡的条件出发，逐步展开讨论。
1. 力矩的概念力矩是指力对物体产生旋转效应的物理量。
我们知道，力的大小可以通过施加力的大小和方向来描述，而力矩则需要考虑力的大小、施力点与物体某一参考点之间的距离以及力和距离之间的夹角。
力矩的计算公式为M = Fd sinθ，其中M代表力矩，F代表施加力的大小，d代表力的作用点到参考点的距离，θ代表力和距离之间的夹角。
2. 平衡的条件为了使物体达到平衡状态，我们需要满足力的合力为零且力矩的合为零两个条件。
首先，物体受到的合力为零意味着物体处于静止状态或者匀速直线运动状态。
其次，力矩的合为零意味着物体不会发生旋转。
只有同时满足这两个条件，才能让物体保持平衡。
3. 力矩对物体平衡状态的影响力矩在物体的平衡状态中起到重要的作用。
当物体处于平衡状态时，力矩的合为零，因此物体不会产生旋转。
具体来说，我们可以根据力矩的大小和方向来判断物体是维持原来的平衡状态还是处于不稳定状态。
3.1. 物体保持平衡当物体受到一对大小相等、方向相反的力时，其力矩的合为零，物体可以保持平衡。
这是因为两个力所产生的力矩相互抵消，使得物体不会产生任何旋转的效应。
这种情况下，物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
3.2. 物体处于不稳定状态当物体受到的力不平衡时，会出现力矩的合不为零的情况，这导致物体处于不稳定状态。
在这种情况下，物体可能会发生旋转。
例如，当一个物体受到斜向上施加的力时，力矩的合不为零，物体很可能会发生旋转，而不是保持原来的平衡状态。
4. 平衡问题的应用举例力矩与平衡的概念在物理问题中有广泛的应用。
我们可以通过例题来深入理解这一概念。
在一个平衡问题中，给定多个物体和力的大小、方向等信息，我们需要找出物体是否处于平衡状态，以及是否会产生旋转效应。
力与平衡：理解力矩和力的平衡
力与平衡：理解力矩和力的平衡力矩和力的平衡是物理学中重要的概念，通过它们我们可以理解物体受力的情况及其相应的平衡状态。
本文将详细介绍力矩和力的平衡的概念、原理和实际应用。
一、力矩的概念与原理力矩是物体受到的力在一个参考点周围产生的转动效应。
当一个力施加在一个物体上时，该力会引起物体的转动。
而力矩则是用来描述这种转动效应的物理量。
力矩的大小等于力的大小与力臂的乘积，力臂是参考点到力的作用线的垂直距离。
力矩的方向则由参考点、力的作用线和力的方向确定。
根据右手定则，当用右手拇指指向力的方向，四指垂直于拇指指向的方向，则手指的方向所指即为力矩的方向。
在平衡条件下，物体所受的合力和合力矩均为零。
即ΣF=0和Στ=0，其中Σ表示矢量和，F表示力，τ表示力矩。
这是因为在平衡状态下，物体受力和受力矩的效果互相抵消，使得物体不发生平动和转动。
二、力的平衡的概念与原理力的平衡是指物体所受的合力为零的状态。
当物体所受的合力为零时，物体处于力的平衡状态，即物体不发生平动。
力的平衡可以分为平行力的平衡和非平行力的平衡两种情况。
1. 平行力的平衡平行力的平衡是指物体所受的平行力的合力为零的状态。
当若干个平行力作用在同一个物体上，且它们的合力为零时，物体将处于平行力的平衡状态。
在这种情况下，物体不会产生平动，但可能会产生转动。
平行力的平衡条件可以通过力的合成和分解来说明。
根据乌尔萨法则，若干个平行力的合力等于这些平行力的代数和，即|ΣF|=|F1|+|F2|+...+|Fn|。
当合力为零时，即ΣF=0，物体处于平行力的平衡状态。
2. 非平行力的平衡非平行力的平衡是指物体所受的非平行力的合力为零的状态。
当若干个非平行力作用在同一个物体上，且它们的合力为零时，物体将处于非平行力的平衡状态。
在这种情况下，物体既不会产生平动，也不会产生转动。
非平行力的平衡条件可以通过力矩的平衡来说明。
根据力矩的平衡条件Στ=0，若干个力产生的力矩之和为零。
高考物理中的力矩与平衡理解物体平衡的条件与平衡力的计算
高考物理中的力矩与平衡理解物体平衡的条件与平衡力的计算高考物理中的力矩与平衡物体平衡的条件与平衡力的计算高考物理中，力矩与平衡是一个重要的概念。
了解物体平衡的条件以及平衡力的计算方法对于理解力学的基本原理至关重要。
在本文中，我们将探讨力矩的概念以及在物体平衡中的应用。
一、力矩的概念力矩是描述力对物体产生旋转效果的物理量。
力矩的大小等于力的大小与力臂的乘积。
力臂指的是力作用点到物体转轴的距离，以符号L表示。
力矩的计算公式为：力矩M = F × L其中，F代表作用在物体上的力，L代表力的作用点到转轴的距离。
二、物体平衡的条件物体在平衡状态下，满足以下两个条件：1.合力为零：物体上所有受力的合力为零，即∑F = 0。
2.力矩为零：物体上所有受力的合力矩为零，即∑M = 0。
这两个条件是物体平衡的基本条件，同时也是力学中的两条基本定律，即力的平衡条件和力矩的平衡条件。
三、力的平衡条件在力的平衡条件下，物体上所有受力的合力为零。
当物体上受力不平衡时，物体将会发生加速度，即产生运动。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在物体上的合力成正比。
为了使物体保持静止或匀速直线运动，所受合力应该为零。
合力为零的条件可表示为∑F = 0。
四、力矩的平衡条件在力矩的平衡条件下，物体上所有受力的合力矩为零。
当物体上力的合力矩不为零时，物体将会发生转动。
根据牛顿第一定律，物体的转动状态将保持不变，即物体将保持静止或以匀速旋转。
通过将力矩的计算公式应用于物体上所有受力，可以得到判断物体平衡状态的依据。
根据力矩平衡条件，∑M = 0。
五、平衡力的计算方法在判断物体平衡条件时，有时需要计算平衡力的大小和方向。
平衡力是指将物体保持在平衡状态下所需的力。
对于平衡力的计算，我们可以利用力的平衡条件和力矩的平衡条件进行推导。
当物体处于平衡状态时，所有受力的合力为零，即∑F = 0。
根据这个条件，我们可以计算出平衡力的大小。
此外，在计算平衡力的方向时，我们可以利用力矩的平衡条件，即∑M = 0。
高中物理竞赛力矩和力矩平衡知识点讲解
高中物理竞赛力矩和力矩平衡知识点讲解力矩是表示力对物体产生转动作用的物理量，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：可以使物体转动.正确理解力矩的概念力矩是改变转动物体的运动状态变化的物理量，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。
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＝FL如图中，力F 的力臂为LF=Lsin θ 力矩M ＝F •L sin θ②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。
物体的平衡与力矩知识点总结
物体的平衡与力矩知识点总结物体的平衡是物理学中的基本概念之一，在力学中有着重要的应用。
当一个物体处于平衡状态时，它的受力和力矩之和为零，达到力学平衡。
本文将从力矩的概念、平衡条件和应用角度对物体的平衡与力矩进行总结。
一、力矩的概念与计算方法力矩是描述力的作用效果的物理量，它有大小和方向之分。
力矩的大小由力的大小和力臂（或力臂的长度）共同决定。
力臂指力矢量作用点到转轴的垂直距离。
力矩的计算公式为：力矩 = 力的大小 ×力臂的大小。
二、平衡条件平衡条件是物体达到力学平衡的必要条件，它包括平衡力和平衡力矩两个方面。
1. 平衡力平衡力是指物体受到的各个方向的力之和为零。
对于平衡力来说，物体可以是静止的，也可以是匀速匀速度运动的状态。
平衡力的计算需要考虑力的合成与分解，确保各个方向力的合力为零。
2. 平衡力矩平衡力矩是指物体受到的力矩之和为零，即所有力矩的代数和为零。
平衡力矩可以从两个方向考虑：顺时针和逆时针。
当顺时针力矩和逆时针力矩相等时，物体达到力学平衡状态。
三、平衡与力矩的应用物体的平衡与力矩理论在实际生活中有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1. 杠杆原理杠杆原理是关于力矩的重要应用之一。
当一个杠杆系统处于平衡状态时，根据平衡条件，可以求解杠杆两端的力大小和方向。
这在很多机械装置中有着重要的应用，例如门铃、刨花刀等。
2. 天平原理天平是由杠杆原理发展而来的测量重量的仪器。
通过将物体放在天平的两端，通过调整另一侧的标准物体，可以测量出物体的重量。
基于平衡与力矩的原理，天平被广泛应用于实验室、厨房等场合。
3. 悬挂物体的平衡当悬挂一个物体时，为了保持平衡，需要考虑到重力和物体自身的力矩。
根据平衡条件，可以调整悬挂点的位置和物体的角度，以保持平衡。
这在吊车、吊钩等机械设备中被广泛应用。
四、小结物体的平衡与力矩是力学中重要的概念和原理。
力矩作为描述力的作用效果的物理量，在研究物体平衡时起着关键作用。
高一物理竞赛讲义七——力矩平衡问题
力矩平衡问题1. 转动平衡状态物体处于静止或匀速转动状态时称为平衡状态。
2. 力矩（1）力臂：转动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。
（2）力矩：M ＝FL 。
单位：N ∙m 。
力矩是矢量，在中学里只研究固定转动轴物体的平衡，所以力矩只有顺时针和逆时针两种方向。
3. 力矩计算中的两种等效转化（1）在计算某个力的力矩时，若将此力的作用点与转轴连起来，常可将此力分解为沿此连线方向和垂直于此连线方向的两个分力，沿此连线方向的分力没有力矩，因而就转化为求垂直于此连线方向的分力的力矩了。
（2）在计算某物体的重力的力矩时，也可把物体看成一个整体，受到一个总重力，作用在其总重心；也可以把物体分成几块，每一块所受重力都作用在该块的重力上，然后计算这些重力的力矩和。
两种方法的结果是一致的。
4. 力矩平衡条件力矩平衡条件：物体所受合外力矩为零。
也可以表述为顺时针力矩之和等于逆时针力矩之和。
1、 如图所示，支架可绕过O 点的水平轴转动，Oa ＞Ob ，则关于O 点（ ）。
（A ）F 1和F 3的力矩同方向（B ）F 2和F 3的力矩同方向（C ）若三个力矩不平衡，为使它平衡，在a 点施力可使力最小 （D ）为使加在a 点的大小一定的力产生最大力矩可使此力方向与ab 杆垂直2、如图所示，一均匀杆，每米长的重为P ＝30 N ，支于杆的左端，在离左端a ＝0.2 m 处挂一重为W ＝300 N 的物体，在杆的右端加一竖直向上的拉力F ，杆多长时使杆平衡所需加的竖直向上的拉力F 最小，此最小值为多大？解析： 设F 最小时杆长为x ，杆受到重力G 、右端拉力F 和重物的拉力W 作用，如图2-4-4所示，由力矩平衡条件得： Fx ＝Wa ＋Px ⨯12x ，代入数字得：F ＝15x ＋60x ，因为15x 与60x 的积为常数，所以当15x ＝60x，即x ＝2 m 时F 最小，此最小值为Fmin ＝15x ＋60x ＝（15⨯2＋602）N ＝60 N 。
高中物理竞赛 专题5：力矩及物体的平衡 (精品)
2.求力臂作图
L甲 D
若OP D
L乙
D 2
D L丙 2
L丁 0
L甲 L乙 L丙 L丁 垂直与杠杆的施力 , 力臂最大 , 转动效果最好
3.范例解说
欲施力將一圆柱（r=10cm）推上楼梯，如图：
①标出物体转动時的转轴（支点）位置。 ②如图的四个力F1、F2、F3、F4，其力臂依序为： L1＝ 10 cm；L2＝ 20 cm ,L3＝ 如图cm ；L4＝ cm 。 如图
F F F1
L M＝FL sin L
F2
M＝F1L ＝FL sin
五、合力矩的意义
1.合力矩的意义： 当物体同时受到几个力产生的力矩时，合力矩 为 順逆力矩之和 。 （1）如果力矩的方向相同，转动效果会增強。 （2）力矩的方向不同，转动效果会減弱。 （3）当順时针方向的力矩和逆时针方向的力矩大 小相等，则合力矩为零，对物体的转动效果也 为零，原本静止的物体 不会转动 。
A6B6上一点，这一点与此薄片中点
的距离等于它与小突起A6的距离，
平板上，现设板向上运动而棒AB匀速转动，则木板
对棒的弹力如变化？
FN
B
Ff G
A
4.如图，均匀细杆AB质量为M，A端装有转轴，B端 连接细线通过光滑滑轮和质量为m的重物C相连，若杆 AB呈水平，细线与水平方向夹角为 时恰能保持静止， 则M与m的关系是_____，杆对轴A的作用力大小为 ______。
1.2 力矩及物体的平衡
一、影响转动的因素探讨
O 转轴 OO’
A B C
在门 C 位置上施力，门很容易转动。
O’
二、力臂的定义
1.力臂的定义：
高中物理竞赛辅导资料四：力、力矩、平衡
高中物理竞赛辅导资料四：力、力矩、平衡（一）重力重力大小G=mg，方向竖直向下。
一般来说，重力是万有引力的一个分力，静止在地球表面的物体，其万有引力的另一个分力充当物体随地球自转的向心力，但向心力极小。
（二）弹力当物体在外力作用下发生形变时，其内部产生的反抗外力作用而企图恢复形变的力叫弹力。
胡克弹力的大小由F=k△x确定。
a)当劲度系数分别为k1、k2…的若干弹簧串联使用时，等效弹簧的劲度系数为：b)当劲度系数分别为k1、k2…的若干弹簧并联使用时，等效弹簧的劲度系数为：例一：一根重力不计的弹簧一端固定，挂上重100N的物体时伸长了30cm，若把弹簧减去2/3，再把100N物体挂在弹簧下端，则弹簧伸长了多少？劲度系数变为多少？（三）摩擦力1、摩擦力方向一个物体在另一物体表面有相对运动或相对运动趋势时，产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。
方向沿接触面的切线且阻碍物体间相对运动或相对运动趋势。
2、滑动摩擦力的大小由公式f=μN计算。
3、静摩擦力的大小是可变化的，无特定计算式，一般根据物体运动性质和受力情况分析求解。
其大小范围在0＜f≤f m之间。
（四）力矩力和力臂的乘积叫力对转动轴的力矩。
记为M=FL，单位“牛·米”。
一般规定逆时针方向转动为正方向，顺时针方向转动为负方向。
力臂：从转动轴到力的作用线的垂直距离叫力臂例二：.如图所示是一根弯成直角的杆，它可绕O点转动.杆的OA段长30cm，AB段长40cm.现用F=10N的力作用在杆上，要使力F对轴O逆时针方向的力矩最大，F应怎样作用在杆上?画出示意图，并求出力F的最大力矩.（五）共点力作用下物体平衡条件：这些力的合力为零，即ΣF=0。
例三：如图所示，质量m =5kg 的物体，置于倾角θ=30°的粗糙斜面块上，用一平行于斜面的大小为30N 的力推物体，使其沿斜面向上匀速运动.求地面对斜面块M 的静摩擦力.（六）三力汇交原理：若一个物体受三个非平行力作用而处于平衡状态，则这三个力必为共点力。
力矩与力矩平衡条件
力矩与力矩平衡条件力矩（Moment of force），也被称为转矩，是描述物体受到外力产生的旋转效应的物理量。
力矩的概念是力在其绕定轴线旋转的能力，它由力的大小、作用点到轴线的距离和力的方向所决定。
在物理学和工程学中，力矩是研究物体平衡和旋转的重要概念之一。
本文将详细介绍力矩的定义、计算方法以及力矩平衡条件的相关知识。
一、力矩的定义与计算方法力矩是描述力的旋转效应的物理量，它是力到旋转轴的垂直距离乘以力的大小。
力矩的计算公式如下：M = F × d其中，M表示力矩，F表示力的大小，d表示力作用点到旋转轴的垂直距离。
根据力的方向与旋转轴的关系，力矩可以有正负之分。
当力顺时针作用于物体时，力矩取负值；当力逆时针作用于物体时，力矩取正值。
力矩的单位是牛顿·米（N·m）。
在实际应用中，常常用到“千牛·米”（kN·m）或“兆牛·米”（MN·m）等较大的单位。
二、力矩平衡条件力矩平衡条件是指物体处于平衡状态时力矩之间的相互关系。
当物体处于力矩平衡状态时，力矩的合数为零，即所有力矩的代数和为零。
力矩平衡条件可以表述为以下方程：ΣM = 0其中，ΣM表示力矩的代数和，等于所有力矩之和。
根据力矩平衡条件，可以推导出物体平衡的相关规律和定理。
1. 第一条件：力矩平衡条件的第一种形式是力的合力为零。
若所有作用于物体上的力矩的合为零，则物体处于力矩平衡状态。
2. 第二条件：力矩平衡条件的第二种形式是力的合力不为零，但力的夹角满足特定条件。
若作用于物体上的力的合力不为零，但符合一定条件时，物体仍然处于力矩平衡状态。
根据这两个条件，我们可以得出以下定理：1. 平衡定理（力矩定理）：若物体处于平衡状态，那么物体上所有力矩的合为零。
2. 杠杆定理：若一个物体在平衡状态下，那么对于该物体上的所有力来说，力的杠杆平衡条件成立，即力的大小与作用点到旋转轴的距离成反比。
高考力矩平衡知识点
高考力矩平衡知识点在物理学中，力矩平衡是一个重要的概念。
力矩平衡的理解对于高考物理考试至关重要。
在本文中，我们将深入探讨高考中与力矩平衡相关的知识点。
一、力矩的定义和计算方法力矩是描述力对物体产生转动作用的物理量。
它的计算公式是力乘以力臂的乘积，即M = F * d，其中M表示力矩，F表示力的大小，d 表示力臂（力作用点到转轴的距离）的长度。
力矩的单位是牛顿·米(N·m)。
二、力矩平衡的条件力矩平衡是指物体所受到的所有力矩的和为零的状态。
在力矩平衡的条件下，物体将保持静止或保持匀速旋转。
力矩平衡的条件可以表示为∑M = 0,其中∑M代表力矩的代数和。
三、力矩平衡的应用力矩平衡的应用非常广泛，常见的应用包括测量物体的质量和重力加速度、计算力臂的长度等。
在高考物理试卷中，力矩平衡往往与杠杆原理相结合，考察学生对于力矩平衡的理解和应用。
四、例题分析下面我们通过一道例题来进一步理解力矩平衡的概念和计算方法。
例题：如图所示，AB为杠杆，A为支点。
已知杠杆AB的长度为2m，A点距离力点F的距离为1m，A点距离力矩累加点O的距离为1.5m。
杠杆平衡时，力点F所受的力的大小应为多少？解析：根据力矩平衡的条件∑M = 0，可以设力F所受的力矩为M1，力臂AO乘以力F的大小即为力M2的大小。
根据题目中给出的数据，有M1 - M2 = 0。
代入数据并整理得到F = M1 / M2 = M1 / (AO) = 0.67 N。
通过以上分析，我们可以看出，理解力矩平衡的概念和计算方法对于解题至关重要。
通过理解力矩平衡的概念，我们可以更好地应用这个原理解决与力矩平衡相关的问题。
五、小结力矩平衡是高考物理考试中重要的知识点之一。
我们需要掌握力矩的定义和计算方法，理解力矩平衡的条件，并能够熟练运用力矩平衡的原理解决与之相关的问题。
通过不断的练习和思考，我们可以掌握这一知识点，提高解题的能力。
通过本文的阐述，相信读者对高考力矩平衡知识点有了更加深入的了解。
2019-2020年高中物理竞赛《力矩平衡条件及其应用》名师专题辅导讲义导学案
2019-2020年高中物理竞赛《力矩平衡条件及其应用》名师专题辅导讲义导学案基本知识：1、力矩的定义：力矩M＝力F×力臂L（顺时针转动效果和逆时针转动效果的力矩方向相反）2、一般物体受力平衡的条件：（1）合外力等于0，即：F合＝0（2）所有力对任意转动轴的合力距为0（力矩平衡），即：M合＝0。
推论：如果所有外力对某一点的力矩的代数和为0，则对任意一点的力矩的代数和为0.基本练习：1．如图：BO是一根质量均匀的横梁，重量G1＝80N，BO的一端安在B点，可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，另一端用钢绳AO拉着横梁保持水平，与钢绳的夹角，在横梁的O点挂一个重物，重要G2＝240N，则钢绳对横梁的拉力F1N。
2．如图所示，OAB是一弯成直角的杠杆，可绕过O点垂直于纸面的轴转动，杆OA长30cm，AB段长为40cm，杆的质量分布均匀，已知OAB的总质量为7kg，现在施加一个外力F，使杆的AB段保持水平，则该力作用于杆上点，F的最小值为N。
3．一辆汽车重1.2×104N，使它的前轮压在地秤上，测得的结果为6.7×103N，汽车前后轮之间的举例是 2.7m，则汽车重心的位置距离前轮与地面接触点的水平距离为m。
4．如图，一块均匀木板MN长L＝15m，G1＝400N，搁在相距8m的两个支架A、B上，MA＝NB，重G2＝600N的人从A向B走去，则人走到距离A支架1.6m处时，木板对A支架的压力是N，对B支架的压力是N；人走过B点m后木板会翘起来。
5．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平。
O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。
一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为=60°。
两小球的质量比为。
6．要使质量为m的重球滚上台阶，作用力应该作用在球面上的力在什么地方、沿什么方向，才最省力？最小力为多少？答：7．如图1-58所示，A、B是两个完全相同的长方形木块，长为，叠放在一起，放在水平桌面上，端面与桌边平行．A木块放在B上，右端有伸出，为保证两块不翻倒，木块B伸出桌边的长度不能超过（）(A)/2 (B)3/8 (C)/4 (D)/8 图1-588．如图1-60所示，将粗细均匀、直径相同的均匀棒A 和B 粘合在一起，并在粘合处用绳悬挂起来，恰好处于水平位置而平衡，如果A 的密度是B 的两倍，那么A 的重力大小是B 的_______倍．9．如图1-61所示，一个质量为m 、半径为R 的球，用长为R 的绳悬挂在L 形的直角支架上，支架的重力不计，AB 长为2R ，BC 长为，为使支架不会在水平桌面上绕B 点翻倒，应在A 端至少加多大的力？10．棒AB 的一端A 固定于地面,可绕A 点无摩擦地转动,B 端靠在物C 上,物C 靠在光滑的竖直墙上,如图1-63所示.若在C 物上再放上一个小物体,整个装置仍保持平衡,则B 端与C 物之间的弹力大小将（ ）(A)变大 (B)变小 (C)不变 (D)无法确定11．如图1-64所示，质量为m 的运动员站在质量为m 的均匀长板AB 的中点，板位于水平地面上，可绕通过A 点的水平轴无摩擦转动，板的B 端系有轻绳，轻绳的另一端绕过两个定滑轮后，握在运动员的手中，当运动员用力拉绳子时，滑轮的两侧的绳子都保持在竖直方向，则要使板的B 端离开地面，运动员作用于绳的最小拉力是_________．12．如图1-65所示，半径是0.1m ，重为N 的均匀小球，放在光滑的竖直墙和长为1m 的光滑木板（不计重力）OA 之间，木板可绕轴O 转动，木板和竖直墙的夹角为θ=60°，求墙对球的弹力和水平绳对木板的拉力．13．如图1-66所示，均匀杆AB 每米重为30N ，将A 端支起，在离A 端0.2m 的C 处挂一重300N 的物体，在B 端施一竖直向上的拉力F ，使杆保持水平方向平衡，则杆长为多少m 时所需的拉力F 最小？最小值为多少N ？A B 图1-60 B A C 图1-61AB图1-64 O A θ 图1-65 A B C F图1—66 图1-6314．图1-67中是用电动砂轮打磨工件的装置，砂轮的转轴过图中O 点垂直于纸面，AB 是一长度，质量的均匀刚性细杆，可绕过A 端的固定轴在竖直面（图中纸面）内无摩擦地转动，工件C 固定在AB 杆上，其质量，工件的重心、工件与砂轮的接触点P 以及O 点都在过AB 中点的竖直线上，P 到AB 杆的垂直距离，AB 杆始终处于水平位置，砂轮与工件之间的动摩擦因数。
高考物理中的力矩与平衡解析物体平衡状态的条件
高考物理中的力矩与平衡解析物体平衡状态的条件在高考物理中，力矩与平衡是一个重要的概念，它们可以帮助我们解析物体的平衡状态和相应的条件。
力矩是指力对物体的转动效果，而平衡则是物体处于不受外力影响的状态。
本文将通过解析力矩和平衡的概念以及它们的应用来探讨物体平衡状态的条件。
一、力矩的概念及计算方法力矩是指力对物体产生的转动效果，它是力与力臂的乘积。
力臂是指力作用点到转轴的垂直距离。
根据物理学原理，力矩的计算公式为：M = F * d其中，M表示力矩，F表示力的大小，d表示力臂的长度。
力矩的单位是牛顿•米（N•m）。
二、物体平衡状态的条件在物理学中，物体处于平衡状态时，有两个必要条件：合力为零，力矩为零。
1. 合力为零：当物体所受合外力为零时，物体处于平衡状态。
合外力是指除了物体所受到的支持力外的其他力的合力。
通过计算所有的合外力，可以确定物体受力是否为零。
2. 力矩为零：当物体所受合外力产生的力矩为零时，物体处于平衡状态。
通过求解力矩的代数和是否为零，可以确定物体受力是否平衡。
三、力矩与平衡的应用力矩与平衡的概念在物理学中有着广泛的应用。
以下是一些例子：1. 杠杆原理：杠杆原理是基于力矩和平衡的原理。
在一个平衡的杠杆系统中，左右两边所受到的力矩相等，即M1 = M2。
这个原理可以用于解决平衡问题，如测量未知质量的物体。
2. 悬挂物体的平衡：当一个物体悬挂在绳子或钢丝上时，需要考虑该物体所受到的重力和所受绳子的张力。
通过平衡条件，可以求解物体的重力和绳子的张力。
3. 平衡天平的使用：天平是一种常见的测量质量的工具，在使用天平时需要注意平衡的原理。
当两个物体悬挂在天平的两端时，需要调整物体的位置，使得天平保持平衡状态。
结论在高考物理中，力矩与平衡是一个重要的概念，可以帮助我们解析物体的平衡状态和相应的条件。
力矩是力对物体的转动效果，通过计算力矩可以判断物体的平衡状态。
物体的平衡状态有两个必要条件：合力为零和力矩为零。
力矩与力矩平衡条件
力矩与力矩平衡条件力矩是物理学中一个重要的概念，它描述了物体受力时的旋转效应。
在许多工程和科学领域中，力矩的概念被广泛应用于分析和解决问题。
本文将介绍什么是力矩，力矩的计算方法，以及力矩平衡条件的重要性。
一、力矩的概念力矩是指力对物体产生的旋转效应。
当一个物体受力时，力可以产生两种效果：使物体沿着直线运动和使物体绕着固定点旋转。
力矩正是描述物体绕一个固定点旋转的效果。
二、力矩的计算方法力矩的计算方法是通过力的大小和作用点到旋转轴的距离这两个因素来确定的。
力矩的计算公式为：力矩 = 力的大小 ×作用点到旋转轴的距离力矩可以通过右手法则来确定旋转方向。
当以旋转轴为中心，用右手握住力的方向，拇指指向旋转方向时，其他四指垂直于掌心的方向即为力矩方向。
三、力矩平衡条件的重要性力矩平衡是指一个物体所受所有力矩的代数和为零。
力矩平衡条件的重要性在于它可以用来分析物体的平衡状态以及解决静力学问题。
力矩平衡条件可以表示为：ΣM = 0其中，ΣM表示所有力矩的代数和。
当ΣM等于零时，物体处于力矩平衡状态。
力矩平衡条件不仅适用于一个维度的问题，也可以拓展到二维和三维空间。
四、力矩平衡条件的应用力矩平衡条件在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用案例：1. 门的平衡当一个门绕着铰链旋转时，力矩平衡条件可以用来分析门的平衡状态。
如果门的一侧受到一个向下的力，那么另一侧必须有一个相等大小的向上的力才能保持平衡。
2. 杠杆原理杠杆是一种常见的工具，通过杠杆原理可以利用力矩平衡条件来解决各种机械问题。
在一个杠杆上，力矩平衡条件可以用来确定力的大小和方向，以使杠杆保持平衡。
3. 吊车的稳定性吊车在工程领域中被广泛使用，力矩平衡条件可以帮助分析吊车的稳定性。
为了保持吊车的平衡，绳索所受的力矩必须平衡以防止吊车倾斜或翻倒。
4. 悬臂墙的设计在建筑工程中，力矩平衡条件用于设计悬臂墙的结构。
通过将所有力的矩相互平衡，可以确定墙的稳定状态和结构参数。
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高中物理竞赛力矩和力矩平衡知识点讲解力矩是表示力对物体产生转动作用的物理量，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：可以使物体转动.正确理解力矩的概念力矩是改变转动物体的运动状态变化的物理量，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。
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＝FL如图中，力F 的力臂为LF=Lsin θ 力矩M ＝F •L sin θ②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 ＝F sin θ•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。
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FθL FθL F θ LF 2F 1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1o 为轴（即对1o 取矩）其力矩为M 1=FL 1，使物体逆时针转，若以2o 为轴（即对2o 取矩）其力矩为M 2=FL 2，使物体顺时针转，由图可知L 1< L 2，故M 1< M 2，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，物体将处于静止或匀速转动状态。
有固定转动轴物体的平衡的表达式为：-+∑=∑=∑M M O M 或作用在物体上的大小相等.方向相等.作用线平行的两个力组成一个力偶。
它对物体只有转动作用，其大小积为力偶距：力偶距=力×力偶臂.力偶臂等于两个力作用线间的距离.力偶距的正负也由它使物体转动方向来确定;逆时针为正,顺时针为负。
（3）解决实际问题的步骤；（a ）确定研究对象——哪个物体；（b ）分析状态及受力——画示意图；分析研究对象的受力情况，找出每一个力的力臂，分析每一个力矩的转动方向；（c ）列出力矩平衡方程：∑M=0或∑M 顺＝∑M 逆； （d ）解出字母表达式，代入数据； （e ）作必要的讨论，写出明确的答案。
（4）一般物体的平衡条件此处所谈的“一般物体”是指没有固定转动轴物体。
对一个“一般物体”来说，作用在它上面的力的合力为零，对任意一点的力矩之和为零时，物体才能处于平衡状态。
也就是说必须一并具有或满足下面两个关系式：⎭⎬⎫⎩⎨⎧=∑=∑0(0F M 对任意转轴） 注意：∑M=0或∑M 顺＝∑M 逆，方程转轴可以根据需要可以任意选取，一般原则是尽量多的力力臂为零，或者让未知的力的力矩为零. 例题分析：例题1： 如图：BO 是一根质量均匀的横梁，重量G 1＝80N ，BO 的一端安在B 点，可绕通过B 点且垂直于纸面的轴转动，另一端用钢绳AO 拉着横梁保持水平，与钢绳的夹角o 30=θ，在横梁的O 点挂一个重物，重要G 2＝240N ，求钢绳对横梁的拉力F 1：（1）本题中的横梁是一个有固定转动轴的物体； （2）分析横梁的受力：拉力F 1，重力G 1，拉力F 2； （3）找到三个力的力臂并写出各自的力矩：F 1的力矩：θsin 1l FG 1的力矩：21lG F 2的力矩：l G 2 解：据力矩平衡条件有：02sin 211=--l G lG l F θ由此得：N G G F 560sin 22211=+=θ例题2：如右上图，半径为R 的均匀圆柱体重30 N ，在水平绳的拉力作用下，静止于固定斜面上，求：(1)绳子的拉力，(2)斜面对圆柱体的支持力，(3)斜面对圆柱体的摩擦力。
解析：如右下图，圆柱体受重力、斜面的支持力和摩擦力、绳拉力四个力。
此四力不是共点力。
不可以将绳拉力T ，摩擦力f 平移到柱体重心处。
用共点力平衡条件解决较繁（将斜面对柱体的支持力N 和摩擦力f 合成为一个力F ，则F 、T 、G 共点，然后再将R 分解求得N 、f ）。
用力矩解决较好。
取接触点为轴，由力矩平衡有：T(R+Rcos370)=GRsin370,得10N 3GT ==，取柱心为轴，有TR=fR,得10N 3GR f ===;再取拉力作用点为轴，有NRsin370=f （R+Rcos370）, 得N=G=30N 。
例题3：如图所示，光滑圆弧形环上套有两个质量不同的小球A 和B 两球之间连有弹簧，平衡时圆心O 与球所在位置的连线与竖直方向的夹角分别为α和β，求两球质量之比。
解析：此题可以分别分析小球A 、B 所受共点力，对每个球列共点力平衡方程求解，但是很繁琐。
若换一个角度，以O 为轴用力矩求解则较方便。
如右下图，小球A 受到N 1、N 2、 m 1g 三个力作用，B 受到N 1’、N 3、m 2g 三个力作用。
与弹簧一起看作绕过O 点的转动轴平衡问题，其中N 2、N 3没有力臂，N 1和N 1’的力矩互相抵消。
于是有：m 1gRsin α=m 2gRsin β，所以有：βαsin sin m m 21= 。
例题4：一块均匀木板MN 长L ＝15m ，重G 1＝400N ，搁在相距D ＝8m 的两个支架A 、B 上，MA ＝NA ，重G 2＝600N 的人从A 点向B 点走去，如图所示。
求：①人走过B 点多远木板会翘起来？②为使人走到N 点时木板不翘起来，支架B 应放在离N 多远处？2.67m 、3m分析和解：当木板刚翘起来时，板的重力对B 点产生的力矩和人的重力对B 点产生的力矩使板平衡，设人走过B 端L 时木板会翘起来，则有B L ⨯=⨯6004400 可解得L B ＝2.67m, 同理，可设当人走到N 端木板刚要翘起来时，B 支架和N 端的距离为L BN 则有BN BN L L ⨯=-⨯600)5.7(400 可得L BN ＝3mαβA BOα βA B ON 1 N 2 N 3m 1gN 1’m 2g例题5：. 在光滑水平面上有一滑块,滑块上放有一个上端有固定转动轴的木棒,如图1。
现用水平力F向右推滑块,但滑块仍静止。
试分析滑块对木棒的弹力的变化情况。
分析与解答：先应弄清施力F前的情况；因为滑块静止,目水平面是光滑的,所以木棒对滑块只有竖直向下的压力,而无摩擦力。
由牛顿第三案律可知,滑块对木棒也只有支持力(弹力)。
再以木棒为研究对象,对于其转动轴,木棒所受的弹力N的力距与木棒的重力距平衡,如图2(a)所示。
施力F点,同样由滑块静止可知,木棒对滑块向左的静摩擦力,以与力F平衡。
则滑块对木棒也有水平向右的静摩擦中。
这样，以木棒为研究对象,对转动轴又增加了一个摩擦力f的逆时针方向的力距,如图（b）,而木棒的重力对轴的顺时针方向的力距大小是不变的,故木棒所受滑块施的弹力将减小。
[本题交替以滑块和木棒为研究对象,结合物体的平衡条件进行受力分析,正是要求的解题能力]例题6：如图3所示,有固定转动轴0的轻板与竖直墙之间夹着一个光滑重球。
在板的端点绝竖直向上的力F,使整个装置处于平衡。
若缓慢使板与竖直墙的夹角θ增大(仍小于90o),则力F及其对轴o的力距M各将如何变化？分析与解答：以木板为研究对象，力F对轴o的力距与球对木板的正压力N对轴的力距平衡，因此力F 对轴o 的力距M 的变化情况，取决于弹力N 对轴o 的力距变化情况，其变化规律如何呢？这就要转移以光滑球的研究对象并应注意抓住球的重力G 和半径R这两个不变的因素。
设球与板接触点到轴o 的距离为X ，。
参看图4可知，板对球的弹力GN Sin θ=对板， 由力距平衡有，2G FLSin Nx N RCot Sin θθθ===L 为板长。
222G GRM RCot Sin Sin θθθ==22GR F LSin Tanθθ=可见随增大，M . F 都减小。
例题7： 如图5所示，水平轻杆AB 长1.5m ，其A 端有固定转动轴，倾斜轻杆CO 与AB 夹角为30°AC=1m。
在B 端有一小定滑轮，绕过定滑轮的细绳左侧成竖直，并连接重物P ，其重G=100N ；右侧细绳穿过动滑轮后，端点固定在E 点，动滑轮上吊有重物G1=30N 。