高一物理力矩的定義和性質知識點

　　力學的知識點有很多，那麼比較重要的有哪些呢?哪些又是考試中會考到的呢?以下是小編為您整理的關於的相關資料，希望對您有所幫助。

　　總結

　　定義：

　　力矩***torque***：位矢***L***和力***F***的叉乘***M***。物理學上指使物體轉動的力乘以到轉軸的距離。

　　即：M=L×F。其中L是從轉動軸到著力點的向量, F是向量力;力矩也是向量。

　　力矩的量綱是力×距離;與能量的量綱相同。但是力矩通常用牛頓-米，而不是用焦耳作為單位。力矩的單位由力和力臂的單位決定。

　　力對物體產生轉動作用的物理量。可分為力對軸的矩和力對點的矩。力對軸的矩是力對物體產生繞某一軸轉動作用的物理量。

　　它是代數量，其大小等於力在垂直於該軸的平面上的分力同此分力作用線到該軸垂直距離的乘積;其正負號用以區別力矩的不同轉向，按右手螺旋定則確定：以右手四指沿分力方向***X軸/Y軸***，且掌心面向轉軸***X軸/Y軸***而握拳，大拇指方向***Z軸***與該軸正向一致時取正號，反之則取負號。力對點的矩是力對物體產生繞某一點轉動作用的物理量。

　　它是向量，等於力作用點位置矢r和力矢F的向量積。例如，用球鉸鏈固定於O點的物體受力F作用，以r表示自O點至F作用點A的位置矢，r和F的夾角為a***見圖***。物體在F作用下，繞垂直於r與F組成的平面並通過O點的軸轉動。轉動作用的大小和轉軸的方向取決於F對O點的矩矢M，M=r×F ;M的大小為rFsina ，方向由右手定則確定。力矩M 在過矩心O的直角座標軸上的投影為 Mx 、My 、Mz 。可以證明 Mx 、My 、Mz 就是F對x ，y，z軸的矩。力矩的量綱為L^2MT^***-2***，其國際制單位為N·m。

　　例如，3牛頓的力作用在離支點2米的槓桿上的力矩等於1牛頓的力作用在離支點6米的力矩，這裡假設力與槓桿垂直。一般地，力矩可以用向量叉積***注意：不是向量點乘***定義：

　　其中r是從轉動軸到力的向量, F是向量力。

　　注：力矩的單位是Nm⋅或kNm⋅。

　　力矩的性質：

　　1.力沿其作用線移動時，因為力的大小、方向和力臂均沒有改變，所以，力矩不變。

　　2.相互平衡的兩個力對同一點的矩的代數和等於零。

　　3.力F對點O的矩，不僅決定於力的大小，同時與矩心的位置有關。矩心的位置不同，力矩隨之不同;

　　4.當力的大小為零或力臂為零時，則力矩為零;

　　單位

　　力矩的量綱是距離乘以力;依照國際單位制，力矩的單位是牛頓-米。雖然牛頓與米的次序，在數學上，是可以變換的。BIPM ***國際重量測量局*** 設定這次序應是牛頓-米，而不是米-牛頓。

　　依照國際單位制，能量與功量的單位是焦耳，定義為 1 牛頓-米。但是，焦耳不是力矩的單位。因為，能量是力點積距離的標量;而力矩是距離叉積力的偽向量。當然，量綱相同並不盡是巧合;使 1 牛頓-米的力矩，作用一全轉，需要恰巧 2*Pi 焦耳的能量。

　　事實上，力矩與能量的關係是能量和一個對數向量2π[lnK]的乘積，即t=2πQ[lnK]，[lnk]的方向垂直於作用平面。因此用焦耳做單位也不是錯誤的。做圓周運動時，K=e，因此使 1 牛頓-米的力矩，作用一全轉，需要恰巧 2*Pi 焦耳的能量。