重心与稳度及三种平衡状态(课堂PPT)
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《平衡知识培训教材》课件
力的矩与转动平衡
总结词
力的矩是指力对物体转动轴产生的转动 效果；转动平衡是指物体受到的力矩之 和为零，即物体处于静止或匀速转动的 状态。
VS
详细描述
当一个物体受到力矩的作用时，会产生转 动效果。如果物体受到的力矩之和为零， 则物体将保持原来的静止或匀速转动状态 。例如，当一个杠杆处于平衡状态时，作 用在杠杆两端的力矩相互平衡。
THANKS
感谢观看
。
04
平衡在工程中的应用
机械工程中的平衡
总结词
机械工程中平衡的概念及其重要性
详细描述
在机械工程中，平衡是确保机械设备 正常运转的关键因素。通过合理的设 计和调整，可以消除或减少不平衡力 矩和惯性力，从而提高机械设备的稳 定性和效率。
航空航天中的平衡
总结词
航空航天中平衡的概念及其重要性
详细描述
在航空航天领域，平衡对于飞行器的稳定性和安全性 至关重要。通过精确计算和调整飞行器的重心位置， 可以确保其在各种飞行状态下保持稳定，提高飞行性 能和乘客的舒适度。
详细描述
平衡技术是现代科技的重要组成部分，其应用范围广泛，包括机器人、无人机 、自动驾驶等领域。随着技术的不断进步，未来平衡技术的应用场景将更加丰 富，例如在医疗、航空航天、能源等领域的应用。
平衡与其他领域的交叉发展
总结词
平衡技术的发展将促进与其他领域的交叉融合，形成新的产业和经济增长点。
详细描述
《平衡知识培训教材》 ppt课件
• 平衡知识概述 • 平衡的物理原理 • 平衡在生活中的应用 • 平衡在工程中的应用 • 平衡的实践与训练 • 平衡的未来发展与展望
01
平衡知识概述
平衡的定义与重要性
平衡的定义
飞行原理--飞机的平衡、稳定性与操纵性 ppt课件
m.a.c
15
●MAC图示
Mean Aerodynamic chord.
16
●重心位置在MAC上的表示 重心的前后位置常用重心在MAC上的投影到该翼弦
前端的距离，占该翼弦的百分数来表示。重心必须在其 前后极限范围内。
CG
Forward limit
Mean Aerodynamic chord. Aft
30
●获得方向平衡的条件：
M y 0
31
4.1.4 飞机的横侧平衡
飞机的横侧平衡是指作用于飞机的各滚转力矩之和 为零，坡度不变。
32
●滚转力矩主要有:
① 两翼升力对重心产生的滚转力矩 ② 螺旋桨反作用力矩对重心产生的滚转力矩
33
●获得横侧平衡的条件：
M x 0
34
4.1.5 影响飞机平衡的主要因素
44
●保持横侧平衡的主要方法
飞行员可利用偏转副翼产生的横侧操纵力矩来平衡 滚转力矩以保持横侧平衡。
纵轴
左滚
45
本章主要内容
4.1 飞机的平衡 4.2 飞机的稳定性 4.3 飞机的操纵性
46
飞行原理/CAFUC
4.2 飞机的稳定性
ppt课件
37
●起落架收放
一方面导致飞机重心移动；另一方面，起落架附加 阻力变化会引起俯仰力矩变化。
38
●重心位置变化
重心移动对机翼的俯仰力矩影响较大。
➢重心前移：
39
●保持俯仰平衡的主要方法
飞行员可利用偏转升降舵产生的俯仰操纵力矩来平 衡俯仰力矩以保持俯仰平衡。
横轴
下俯
40
② 影响方向平衡的主要因素
13
CG
X CG
八年级物理下册8.2力的平衡.ppt
【想一想】
当物体不受外力作用时，能处 于静止状态或匀速直线运动状态。
如果物体受到力的作用时，能 不能处于静止状态或匀速直线运动状 呢？
F
G 静止状态---平衡状
左图口杯 处于什么 状态？它 受到力的 作用吗？ 若受到， 它又受到 那些力的 作用？这
右图是被匀速吊起的
货物，它受到力的作
用吗？若受到，又受 到哪些力的作用呢？
定改变；
【二力平衡的条件的应用】
练习1：请画出下图中物体受力的示意图， 并分析物体是否受到平衡力，哪一对力是二力平衡。 1）静止在桌面上的茶杯。 2）匀速运动的拖车。
静止在桌面上的茶杯
杯子受的支持 力N与重力G 二力平衡
匀速运动的拖车
拖车受的支持力N与重 力G二力平衡、牵引力 F与阻力f二力平衡
实验 四
两力大小相等，方向相反，不在同一直 线上
如图，在两边的绳套上挂等重的钩码。并将塑 料板扭转一个角度，使拉塑料板的细绳相互平 行，但不在同一直线上。放开塑料板，塑料板 将 转动。
实验 实验
三在实验三四和实验四
物中体：在水平方向所受二力的
情况
运动状
态是否
大小
方向
是否在一条直 线上
改变
相等
成一 定角 度
物体不是受平衡力作用，运动状态改变。
运动和力的关系 1、力是改变物体运动状态的原因；
2、物体的运动不需要力来维持；
3、物体静止或匀速
不受力或受平衡力
4、物体受平衡
静止或匀速直线
力 5、物体受非平衡
运动状态改变
力6、运动状态改变，一定有力作用在物
体上，
7、并有且力是作不用平在衡物的体力上；，运动状态不一
压杆稳定的概念及三种平衡状态-PPT
cr s
a s
b
令
2
a s
b
2 (小柔度杆)
cr s
令 1
2E p
目录
表 1 直线公式的系数 a 和 b
材料 低碳钢 优质碳钢 硅钢 铬钼钢 铸铁 强铝 松木
a(MPa) 304 461 578
980.7 332.2
373 28.7
b(MPa) 1.12 2.568 3.744 5.296 1.454 2.15 0.19
(b): 木杆的横截面与(a)相同，高为 1.4m(细长压杆），当压力为 0.1KN时杆被压弯，导致破坏。
(a)和(b)竟相差60倍，为什么？
(a)
(b)
平衡的三种状态
稳定平衡状态
随遇平衡状态
不稳定平衡状态
平衡刚性圆球受干扰力，刚球离开原位置；干扰力撤消：
稳定平衡 —— 凹面上，刚球回到原位置； 随遇平衡 —— 平面上，刚球在新位置上平衡； 不稳定平衡 —— 凸面上，刚球不回到原位置，
压杆的稳定校核 已知拖架D处承受载荷 例题F=10kN。AB杆外径D=50mm， 内径d=40mm，材料为Q235钢， E[=n2st0]0=G3P。a，校核A=B1杆01 0的，稳定性。
解： CD梁
MC 0
F 2000 FN sin 30 1500
得 FN 26.6kN
AB杆
l 1
dx
x l, v
B
Ak 0
Asin kl B coskl
cos kl 0
kl (2n 1) (n 1,2)
2 k2 F
EI
F
(2n
1)2
(2l)2
2 EI
取 n=1, 得：
物理鲁科版(2019)必修第一册3.1重力与重心(26张PPT)
3．如图所示是小车所受外力的图示，所选标度都相 同，则对于小车的运动，作用效果相同的是( B )
A．F1和F2 C．F1和F3、F4
B．F1和F4 D．都不相同
什如 么何 是测 重量 力呢 ？？
二、重力及其测 量 1、概念：由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。
简称为物重 施力物体：地球 受力物体：地球上的一切物体 产生的原因：地球的吸引 2、重力的三要素： （1）大小: ①用弹簧测力计测量 测量的原理？ ②公式：G=mg g=9,8N/kg 注意：g g随地球纬度的增加而增加，减小而减小 g随海拔高度的增加而减少，减小而增加
2.歼20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼 击机．它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电 系统让世界震惊．关于歼20战机的受力下列说法正 确的是( B )
A．战机受到的重力指向地心 B．战机受重力的同时，它也对地球产生引力 C．战机向前运动的推力无施力物体 D．战机匀速飞行，它不受重力作用
3．一个人站在体重计上称体重，保持立正姿势称 得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面， 体重计指针稳定后读数为G′，则( C )
4.如何准确描述力？ 力的三要素：力的大小，方向，作用点 表达方式： （1）力的示意图： （2）力的图示： ①根据实际情况选定标度（用多长的线段表示1N的力）
②从作用点沿力的方向画一线段，根据选定的标度和 力的大小按比例确定线段长度，并加上刻度
③再线段的一端加箭头表示方向，箭尾表示作用点
一、力的描述
3、重心与稳度
我们通常把物体在支持面上的稳定程度叫稳度．稳度 越大，物体就越不容易翻倒，如：建筑物、机器、车 船、飞机、仪表等都存在稳度问题．提高稳度的方法 主要有两种：一是增大支持面；二是降低 荡
力学平衡稳定性稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡 ppt课件
dS0 因而达到平衡态后，熵有最大值，且不变化。
设 想 此 时 有 一 个 偏 离 平 衡 态 的 虚 变 动 ， 则 有 ：
S1S2S0
2
平 衡 态 的 条 件 是 ： 1S0(平 衡 判 据 ） 2S0（ 稳 定 性 判 据 ）
由 热 力 学 第 一 、 二 定 律 ：
dUTdSdW 系
1
等熵、无外功的系统过程：
在等温不做功的情况下： dF 0
由此可得： 等温不做功的系统中进行的过程， 系统的自由能绝不会增加，而平衡 对应于自由能F取最小值的宏观态
若将系统对外做功分为膨胀功与非膨胀功，有： dW系 PdV dW系
有之前1式：
dU TdS dW系 作勒让德变换：
dG SdT VdP dW系
同理分析：
T T P P
(热平衡条件） (力学平衡条件） (相平衡条件）
将 稳 定 性 判 据 2 U 0 应 用 于 热 力 学 系 统 ：
2 U 2 S U 2 V S 2 2 S 2 U V SV V 2 U 2 SV 2 0
写成二次型的形式
由2式,同时T
=
U S
V
:
2U
S2
V
T S
V
T U
V
U S
V
T CV
0
（ T 0 ) C V d Q 系 d T V 0
具体分析
热平衡时: T系 =Ta
由系统内部的涨落，使得: T系>Ta
此 时 ,热 量 从 系 统 传 向 外 界 ， 则 : dQ系0
代入热平衡稳定性条件：
U1U2U0
2
1U0 （平衡判据） 2U0（平衡稳定性判据）
热力学势 平衡判据 （熵除外）
设 想 此 时 有 一 个 偏 离 平 衡 态 的 虚 变 动 ， 则 有 ：
S1S2S0
2
平 衡 态 的 条 件 是 ： 1S0(平 衡 判 据 ） 2S0（ 稳 定 性 判 据 ）
由 热 力 学 第 一 、 二 定 律 ：
dUTdSdW 系
1
等熵、无外功的系统过程：
在等温不做功的情况下： dF 0
由此可得： 等温不做功的系统中进行的过程， 系统的自由能绝不会增加，而平衡 对应于自由能F取最小值的宏观态
若将系统对外做功分为膨胀功与非膨胀功，有： dW系 PdV dW系
有之前1式：
dU TdS dW系 作勒让德变换：
dG SdT VdP dW系
同理分析：
T T P P
(热平衡条件） (力学平衡条件） (相平衡条件）
将 稳 定 性 判 据 2 U 0 应 用 于 热 力 学 系 统 ：
2 U 2 S U 2 V S 2 2 S 2 U V SV V 2 U 2 SV 2 0
写成二次型的形式
由2式,同时T
=
U S
V
:
2U
S2
V
T S
V
T U
V
U S
V
T CV
0
（ T 0 ) C V d Q 系 d T V 0
具体分析
热平衡时: T系 =Ta
由系统内部的涨落，使得: T系>Ta
此 时 ,热 量 从 系 统 传 向 外 界 ， 则 : dQ系0
代入热平衡稳定性条件：
U1U2U0
2
1U0 （平衡判据） 2U0（平衡稳定性判据）
热力学势 平衡判据 （熵除外）
重心ppt课件
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y
10
Ⅰ
xⅠ
C (y ,x )
解：将截面分为1、2两个矩形。
建立坐标系如图示。
各矩形的面积和形心坐标如下： 矩形I
A1 10120 1200mm2
120 y1 y
Ⅱ
10
Ⅱ
O xⅡ 80
x1 10 5mm 2
y1
120 2
60mm
x
矩形II A2 10 70 700mm2
x2 10 70 45mm 2
第四节
一､物体重心的概念
物体的重心
地球上的物体都受到地球的吸引力，这个吸引力就是重
力。严格地讲，物体的重力是一个分布力，分布在物体的各 个部分，我们通常所说的重力是指这个分布力的合力。可以 证明，无论物体如何放置，其重力(合力)均通过一个确定的 点，这个点就是物体的重心。
重心是力学中的一个十分随时随地彰显尊贵身份。
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解：将截面分为1、2两个矩形。
建立坐标系如图示。
新教科版高中物理必修一 4.1物体在共点力作用下的平衡 (共19张PPT)
THE END ❖ 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/72021/3/72021/3/72021/3/7
谢谢观看
A．竖直上抛物体达最高点时，物体处于平衡状态 B．电梯匀速上升时，电梯中的人处于平衡状态 C．竖直弹簧上端固定，下端挂一个重物，平衡后用力F 将它再往 下拉一段距离后突然撤去力F，重物仍处于平衡状态 D．只有加速度为零的物体才处于平衡状态
课后练习
2.物体A在水平力F1=400N的作用下，沿倾角θ=60°的斜面匀速下 滑，如图所示。物体A受的重力G=400N，求斜面对物体A的支持力 和A与斜面间的动摩擦因数μ.
f= μ FN
FN y
联立求解得：
FN =146.4N
x
μ=0.268
3
f θ F1
G
一、平衡状态： 物体在共点力的作用下，保持静止或者做匀速直线运
动，我们就说这个物体处于平衡状态。 二、物体的平衡条件
F合=0
❖ 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/72021/3/7Sunday, March 07, 2021
直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？
F
α
FN
G
例1：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与 竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？
解法一：合成法
解：对物体受力分析如图得：
G =F合
F N = G tanα F= G
cos
F F合
α
α FN
G
谢谢观看
A．竖直上抛物体达最高点时，物体处于平衡状态 B．电梯匀速上升时，电梯中的人处于平衡状态 C．竖直弹簧上端固定，下端挂一个重物，平衡后用力F 将它再往 下拉一段距离后突然撤去力F，重物仍处于平衡状态 D．只有加速度为零的物体才处于平衡状态
课后练习
2.物体A在水平力F1=400N的作用下，沿倾角θ=60°的斜面匀速下 滑，如图所示。物体A受的重力G=400N，求斜面对物体A的支持力 和A与斜面间的动摩擦因数μ.
f= μ FN
FN y
联立求解得：
FN =146.4N
x
μ=0.268
3
f θ F1
G
一、平衡状态： 物体在共点力的作用下，保持静止或者做匀速直线运
动，我们就说这个物体处于平衡状态。 二、物体的平衡条件
F合=0
❖ 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/72021/3/7Sunday, March 07, 2021
直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？
F
α
FN
G
例1：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与 竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？
解法一：合成法
解：对物体受力分析如图得：
G =F合
F N = G tanα F= G
cos
F F合
α
α FN
G
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7
背景知识之二：平衡的种类
8
重心與平衡
• 物体的重心不可超出底面的范围，才能平 衡。
9
平衡的種類
•稳定平衡：稍微移离 原位置，有回原处的 趋势，如A处小球。
•不稳定平衡：稍微移 離原位置，必离开原 处，如B处小球。
•随遇平衡：稍微移离
原位置，則平衡静止
于新位置，如C处小
10
11
三種不同的平衡
1
杂技表演中的物理学
探究重心与稳度的关系
∵绳对橡皮施加了一个指向圆心
的拉力
∴橡皮绕手做圆周运动 推理:
①.天上的月亮、人造卫星能绕地球做圆周
运动,说明月亮、人造卫星与地球间存在相
互吸引力 ②.太阳周围的行星一直绕太阳转动,说明行
星与太阳之间存在相互作用力 ③.牛顿发现万有引力
----- 宇宙间任何两个物体,大到天体,
小到灰尘,都存在相互吸引的力 3
背景知识之一：重力与重心
物体由于地球的吸引
1、重力的产生：而受到的力的叫做重力
竖
2、方向：
直
向
3、大小： G=mg
下
4、重心： 重力的作用点，
将物体理想化为质点 4
物体重心位置的求法
•质量均勻的物体，其重心就在几何中 心位置。 •均勻的正方形、長方形、平行四边形等 的重心在两对角线的交点处； •圆、圆环、球体、空心球体等的重 心在圓心或球心处； •三角形平板的重心在三边中线的交 点处
12
就稳定平衡：重心与稳度
• 例1 有“高空王子”之称的美籍加拿大人科克伦， 于1996年9月24日晚，在毫无保护的情况下，手 握10m长的金属杆，在一根横跨在上海浦东两幢 大楼之间、高度为110m、长度为196m的钢丝上 稳步向前走，18min后走完全程。他在如此危险 的高空中走钢丝能够获得成功，是因为充分利用 了下述哪些力学原理? （ ）
5
• 欲求形狀不规则平板的重心位置， 常用的有支撑法和悬挂法。
一、悬挂法：可分別在平板上不同 點，如A、B、C 铅直吊起，做出 铅直线AA‘，BB’，CC‘，交点G即 为重心所在。
6
背景知识之二：物体的平衡状态
• 当物体所受合力为零 • 运动状态保持不变 • 处于静止或匀速直线运动状态 • 即为平衡状态
• A．降低重心； B．增大摩擦力； • C．力矩平衡原理； D．牛顿第二定律.
13
14
重心与稳度 物体的稳度与重心的高低、
底面积大小有关 重心越低稳度越好;底面积越大越稳
“不倒翁”被扳倒后会自己立起来为什么?
分析∵a.重心低 b.当不倒翁向右偏时 重力的作用线在支撑点的左边,重 力使不倒翁向左转 ∴不倒
15
从重心引出的重垂线，
如果通过支点或在物体底
部的支承面内，物体就不
会倒下。
16
17
18
19
20
21
22
23
阿斯顿马丁 DBS
最高车速 307 km/h
24
法拉利 599-GTB
最高车速 330 km/h
25
提高稳度的方法 降低重心
26
提高稳度的方法 增大支面
27
谢谢合作
28