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高一物理教学教案:力矩平衡条件的应用(2)

http://www.newdu.com 2020-05-07 网络 佚名 参加讨论

    例2 一个不均匀的长木杆,平放在地面上,当我们抬起它的一端(另一端支在地面上),需要用500N的力;如果抬另一端,发现这回需要用800N才能抬起.请分析说明这根木杆的重力是多少?
    解析:设木杆长为 ,重力为 ,已知抬起 端时用力为500N,抬起 端时用力大小为800N.可以假设木杆的重心距 端为 ,距 端为 .
    抬 端时,以 端点为轴 由力矩平衡条件可得
    抬 端时,以 端点为轴 由力矩平衡条件可得
    联立上面的两方程式可得
    关于圆柱体滚台阶的问题
    例3 如图所示,若使圆柱体滚上台阶,要使作用力最小,试分析作用力的作用点应作用在圆柱体截面的什么位置?
    解析:根据题意:
    在圆柱体滚上台阶的过程中,圆柱体与台阶相接处为转动轴.
    由固定转动轴物体的平衡条件可知:在匀速转动时圆柱体的重力的力矩应与作用力的力矩相等.又因为圆柱体的重力和它对转动轴的力臂是确定的,所以要使作用力最小其力臂一定最长,又因为转动轴在圆柱体的边缘上,作用力的作用点也要在圆柱体的边缘上,要想作用力的力臂最长就只有圆柱体截面的直径,如图;作用力的方向是垂直圆柱体截面直径向上。 (责任编辑:admin)
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