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，即M=FL,式中L為力臂，力臂是轉動軸到力的作用線的距離。在國際單位制中，力矩的單位是牛頓米，符號為Nm。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= ，力矩的國際單位為 。

（2）用垂直于門的力推門，推力F=80N，手到門軸的距離為0．3m,則F對門軸的力矩M為 Nm。

（3）如圖所示，一根均勻木棒OA可繞過0點的水平軸自由轉動，現有一方向不變的水平力F作用于該棒的A點，使棒從豎直位罝緩慢轉到偏角0<90°的某一位罝（緩慢轉動可視為勻速轉動），設M為力F對轉軸的力矩，對此過程中M和F判斷正確的是 。（選填字母）

A．M不斷變大，F不斷變大

B．M不斷變大，F不斷變小

C．M不斷變小，F不斷變大

D．M不斷變

Answer 1

【答案】（1）FL； Nm；（2）24；（3）A．

【解析】

試題分析：（1）根據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）如果以O點為轉軸，重力的力臂增大，其力矩增大，由力矩平衡條件可知，水平力F的力矩與重力的力矩平衡，則力F對轉軸的力矩M不斷變大；力F對轉軸的力臂L減小，由力矩M=FL，分析可知，F不斷變大，故A正確。