力矩与稳定性

力矩与稳定性解释了为什么长扳手更容易拧松螺母，为什么跷跷板能让重的大人和轻的小孩保持平衡，以及为什么高大的巴士比低矮的轿车更容易翻倒。这个模块把一个计算概念（力乘垂直距离）和一个推理概念（重心相对于底座的位置）连在一起。

请在 Cambridge IGCSE Physics 0625 的最新课程大纲中，核对你所考年份在这个课题下列出的具体条目。

开始之前要先会什么？

你需要熟悉以牛顿为单位的力，以及把重量当作一种力，这些内容在力与动量和质量、重量与密度中学过。你还要会整理简单的公式并保持单位一致，例如把厘米换成米。

一个引导例题

一块轻木板在中点处支起。一个 40 N 的重物挂在支点左边 1.5 m 处。右边的 60 N 重物要挂在哪里，木板才能平衡？

逆时针力矩是 40 × 1.5 = 60 N m。要平衡，顺时针力矩也必须是 60 N m，所以 60 × d = 60，d = 1.0 m。

正向验算：60 N 在 1.0 m 处得到 60 N m，吻合。较重的物体更靠近支点，这和你对跷跷板的直觉一致。

各课应按什么顺序学习？

1. 计算绕支点的力矩：先掌握核心公式和 N m 这个单位。
2. 运用顺时针与逆时针的平衡：把公式变成力矩原理。
3. 从概念上找出重心：说明“重量作用在哪里”，以及不规则形状怎么找。
4. 用底座与重心解释稳定性：把重心用来解释翻倒与平衡类型。
5. 检查转动问题中的垂直距离：磨练多数错误答案共有的那一步。

这个课题有哪些陷阱？

• 用错距离。 距离要量到支点，沿着与力垂直的方向，而不是量到物体最近的一端。
• 单位混用。 力用 N、距离用 cm，得到的是 N cm。先换算，或清楚写明答案的单位是 N cm。
• 把力相加，而不是把力矩相加。 平衡看的是转动效果，不是力相等。
• 以为越重越稳。 稳定性取决于底座和重心的高度。
• 漏掉一个力。 均匀横梁的重量作用在它的中点，除非题目说横梁很轻，否则也要计算。

怎样使用练习？

先学完各课，再在纸上做力矩与稳定性练习。有完整作答后才打开答案，并用最后的表格把每个错误对回相应的课。错题记录与重测队列可以帮你记下哪一类错误反复出现。

想了解整个科目，请看物理学习指南。能看懂例题、遇到新图却卡住的学生，常常适合一对一线上物理补习，由老师观察你如何设置题目。