齿轮的受力分析及啮合条件
齿轮旋向
的判断方法首先使齿轮的轴线方向与站立方向一致，则表示旋向的斜线向右上方
的为右旋，向左上方的为左旋
1.
直齿圆柱齿轮传动的条件:
齿轮的模数相等、压力角相等；
作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。从动轮所受的圆周力是驱动力，其方向与从动轮转向相同；主动轮所受的圆周力是阻力，其方向与从动轮转向相反。径向力分别指向各轮中心（外啮合）。
2.斜齿圆柱齿轮传动的条件:齿轮的法向模数相等、法向压力角相等；齿轮的螺旋角大相等
方向相反.
作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。圆周力Ft 和径向力Fr 方向的判断与直齿轮相同。
轴向力Fa 的方向应沿轴线，指向该齿轮的受力齿面。通常用左右手法则判断：对于主动轮，左旋时用左
手（右旋时用右手），四指顺着齿轮转动方向握住主动轮轴线，则拇指伸直的方向即为轴向力Fa1 的方向。
3.
直齿圆锥齿轮传动的条件
:齿轮大端的模数相等、大端压力角相等；
综上几种齿轮传动,模数都要相等才能正确的配合及传动.
一对相互啮合的斜齿轮
，其旋向相反，即一个斜齿轮是左旋的，与其配合的另一个斜齿轮
一定是右旋的，反之亦然。而一对互相啮合的蜗轮蜗杆传动其旋向一定是相同的，即蜗杆
如果是左旋的，那么与其配合的蜗轮也一定是左旋的，反之亦然。
二力平衡
知识点1、二力平衡的条件
（1）平衡状态：我们把物体处于静止或匀速直线运动的状态叫做物体处于平衡状态。
（2）力的平衡：①力的平衡：物体受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡。②二力平衡：当物体受到两个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡。
（3）实验探究：二力平衡的条件
提出问题：二力平衡时它们的大小、方向、作用点应该有什么关系？
猜想与假设：物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，因此二力平衡时，这两个力应该大小相等，方向相反，作用在同一物体。
设计实验：
如图所示，把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里加砝码，探究小车在什么条件下会保持静止。
注意：物体的平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。由于实验时匀速直线运动状态不好控制，故我们采取当小车处于静止状态来研究二力平衡的条件。
实验器材：小车、线、定滑轮两个、等质量托盘两个、砝码若干。
①如图所示将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装置。
②在两边的托盘里分别放上这两不相等的砝码，观察小车的运动情况。
③在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况。
④保持两边托盘里的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动情况。
⑤将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使F1、F2同时向左，观察小车的运动情况。
设计实验记录表格并将实验中观察到的现象及测得的数据填入下表。
序号 小车在水平方向所受二力的情况 小车运动状态
是否改变 大小 方向 是否作用在同一直线
1 不相等 相反 是 改变
2 相等 相反 是 不改变
3 相等 相反 否 改变
4 相等 相同 是 改变
分析与论证：
①比较表中1、2可知，要使小车运动状态不变，保持静止，必须使两托盘中砝码的质量相等，说明二力平衡的条件：两个力的大小相等。②比较表中2、3可知，当把小车扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一直线上时，小车运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来静止状态时，F1、F2在同一直线上，说明二力平衡的条件是：两个力作用在同一直线上。③比较表中2、4可知，当F1、F2均向左拉，即方向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件：两个力方向相反。
二力平衡与受力分析
考点 考查规律
平衡状态和平衡力 平衡力的判定、平衡力与物体运动的关系
平衡力与相互作用力的区别 平衡力与相互作用力的区别
运动状态的改变与受力情况的分析 力与运动的关系
物体的受力分析及力的示意图
【知识链接】
1、 平衡状态和平衡力
(1)平衡状态和平衡力的关系
物体在平衡力的作用下，处于平衡状态，物体处于平衡状态时要么不受力，若受力一定是平衡力。
(2)力与运动的关系
物体受平衡力(不受力/F合＝0)时，物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)，说明力不
是产生(或维持)物体运动的原因。
物体受非平衡力时，运动状态改变(运动快慢或方向改变)，力是改变物体运动状态的原因。
2、 二力平衡
(1)条件：“同物、等大、反向、共线”
(2)平衡力与相互作用力的区别： 平衡力 相互作用力
相同点 大小 大小相等
共线 作用在同一条直线上
方向 方向相反
不同点 受力物体 作用在同一个物体上 分别作用在两个物体上
作用效果 使物体保持静止或匀速直线运动
状态 可以改变物体的运动状态，也可
以不改变
示意图
(3)应用
①根据平衡力中一个力的大小和方向，判定另一个力的大小和方向。
②根据物体的平衡状态，判断物体的受力情况。
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【解题技巧】
二力平衡一般考查2种情况：
(1)平衡力和相互作用力的区分：先进行正确的受力分析，然后根据二力平衡和相互作用力的特点
判断；
(2)二力平衡的应用：二力平衡和物体运动状态相结合，利用物体受力情况，分析物体运动状态，
或者利用物体运动状态找出平衡力。
【例1】某同学和家人在外出旅游途中，车抛锚在水平路面上，家人试图推动汽车但没有推动。下列
说法中正确的是( )
A．车未被推动是因为推力小于摩擦力
B．车未被推动是因为人推车的力小于车推人的力
C．人对车的推力和车对人的推力是一对相互作用力
D．车受到的支持力和车对水平路面的压力是一对平衡力
力的分析方法
力是物体之间相互作用的结果，是描述物体受力性质和作用效果的物理量。在物理学和工程学中，力的分析方法是研究物体力学性质和力的作用规律的重要手段。本文将介绍几种常见的力的分析方法，并探讨它们在实际问题中的应用。
一、平衡平衡力是指物体所受的多个力合力为零，物体处于力的平衡状态。平衡力的分析方法主要有以下几种：
1. 合力分解法：将合力分解为多个力的代数和，通过将合力在坐标系中分解为垂直于坐标轴的分力，然后再求出这些分力的合力，从而得出物体所受力的大小和方向。
2. 图形法：利用力的方向、大小和作用点之间的空间关系，在图纸上绘制力的作用线，并根据几何关系求解平衡条件。
3. 力矩法：力矩是描述力对物体产生转动效果的物理量。通过计算物体所受力矩的代数和，可以确定力对物体的转动效应，从而推导出物体所受的其他力的大小和方向。
二、非平衡非平衡力是指物体所受的多个力合力不为零，物体处于力的不平衡状态。非平衡力的分析方法主要有以下几种：
1. 牛顿第二定律：根据牛顿第二定律的公式F=ma，可以求解物体在外力作用下的加速度，从而间接计算物体所受的力。 2. 刚体平衡条件：对于刚体的平衡问题，根据刚体平衡条件可以建立力矩的平衡方程，通过解方程可以求解物体所受的力。
3. 动力学分析法：根据物体的运动状态，结合动力学原理，通过分析物体的加速度、速度和位移等参数，可以推导出物体所受的力。
三、力的分析方法在实际问题中的应用
力的分析方法广泛应用于实际问题的求解和工程设计中，以下是几个典型的应用场景：
1. 架桥设计：在桥梁设计中，需要分析桥梁所受的各种力，包括桥墩的受力、桥面上车辆的受力等。通过力的分析方法可以确定桥梁的结构设计和材料选择。
2. 机械传动系统：在机械传动系统的设计中，需要分析各个传动部件所受的力，包括齿轮传动的接触力、传动带的张力等。通过力的分析方法可以确定传动系统的工作效果和寿命。
3. 建筑结构设计：在建筑结构设计中，需要分析建筑物所受的各种力，包括风力、地震力、重力等。通过力的分析方法可以确定建筑物的结构安全性和稳定性。
