Question

【題目】仔細閱讀材料，根據材料提供的信息回答問題：我們已經學過杠桿的力臂和杠桿的平衡條件，如果把這些知識稍加拓寬和延伸，就可嘗試用新的方法來解決一些實際問題。有固定轉動軸的物體在力的作用下處于靜止或勻速轉動的狀態稱為力矩平衡狀態。物理學中把力和力臂的乘積叫做力對轉動軸的力矩（力矩用M表示）。在國際單位制中，力矩的單位是牛頓米。引入力矩概念后，杠桿的平衡條件可敘述為：使杠桿沿順時針轉動的力矩與使杠桿沿逆時針轉動的力矩相等。用公式表示為：M順=M逆。

（1）力矩的表達式為：M= 。

（2）用垂直于門的推力為80N，手到門軸的距離為0．3m,則推力對門軸的力矩為 Nm。

（3）如圖所示，一根均勻木棒OA可繞過O點的水平軸自由轉動，有一始終豎直向上的力F作用于該棒的A點，使木棒從圖示位罝緩慢勻速轉動到虛線位罝，設M為力F對轉軸的力矩，則此過程中力矩M將 ，力F將 。（均選填 “變大”、“不變”、“變小”、“先變大后變小”、“先變小后變大”）

Answer 1

【答案】（1）FL （2）24 （3）先變大后變小 不變

【解析】

試題分析：（1）由材料提供的信息可知，力矩的表達式為：M=FL，力矩的國際單位為Nm；（2）用垂直于門的力推門，推力的力臂等于手到門軸的距離，L=0．3m，推力F對門軸的力矩M=FL=80N×0．3m=24Nm；（3）一根均勻木棒OA可繞過O點的水平軸自由轉動，有一始終豎直向上的力F作用于該棒的A點，使木棒從圖示位罝緩慢勻速轉動到虛線位罝，設M為力F對轉軸的力矩，根據力矩平衡條件可知，則此過程中力矩M將先變大后變小，力F將不變。