力矩有固定转动轴物体的平衡条件教学案.doc

上海市真如中学教学案 课题 第二章A、B力矩 有固定转动轴物体的平衡条件 课时 3 前端分析 学情 分析 力臂初中概念已学习过，但力矩没有引入，力矩学习对物体受力分析要求较高。 教学 目标 1．理解力臂、力矩的概念； 2．能正确找出给定力的力臂，并运用公式M＝FL解决实际的力矩问题； 3．知道当力的作用线垂直于“力的作用点与转轴连线”时，其力臂最大； 4．掌握有固定转动轴的物体的平衡条件，会应用力矩平衡条件处理有关问题。 5、通过实际需要中引入引进力矩概念，通过力矩盘实验体验实验探究过程 重点 难点 力矩、有固定转动轴的物体的平衡条件 应用力矩平衡条件处理有关问题 教学 方法 讲授、启发、实验探究等 教学过程（一） 任务设计 主要 任务 教学活动 按需施教 1、核心知识 1．力臂：从转动轴到力的作用线的垂直距离。用L来表示。 2．力矩：力和力臂的乘积。用M表示。公式；M=F×L。单位；牛顿·米。计算力矩，关键是正确找到力臂。 3．有固定轴的物体平衡有固定轴的物体平衡的条件：顺时针力矩的总和等于逆时针力矩的总和。 公式；ΣM顺=ΣM逆2、有固定转动轴物体的平衡： （1）有固定转轴物体的平衡状态： 匀速转动或静止不转。 （2）演示实验研究： ① 实验装置：如右图所示，力矩盘是均匀的，其重心在圆盘的中心，圆盘可以在竖直面内绕过中心的水平轴几乎无摩擦地转动。 ② 力矩平衡条件的实验研究： 思考： （a）可采取什么办法对力矩盘施加作用力？ （b）为便于研究力矩盘的平衡状态，应使力矩盘匀速转动还是静止不转？ （c）为使力矩盘保持平衡状态，应如何考虑对其施加的几个作用力的力矩方向效果？ 3、学生活动 ◆ 学生活动1： 用手推开门时，分别改变力的大小、方向、作用点，比较转动效果。 引入：1、力臂（L）： （1）定义：从 到力的 的垂直距离。 （2）单位： 。 （3）大小特点：① 当力沿何方向时，其力臂达最大？ ★ 当力 于“ 与 的连线”时，其力臂最大。 ② 当力沿何方向时，其力臂为零？ ★ 当力的作用线通过 时，其力臂为零。 〖例1〗 如图所示，O点为杆OB的转轴，请分别作出图中力F1、F2、F3的力臂。 2、力矩（M）： （1）定义: 力与力臂的乘积叫做力矩。 （2）定义式： M = F·L （M——力矩，F——作用力 ；L——力臂。） （3）单位：_______ 。 （4）作用效果：使物体发生 。 力矩越 ，物体的转动效果越明显；当力矩为 时，物体不会发生转动。 〖例2〗 下图显示了用板手拧螺帽的几种情况。在这些情景中，力的大小相同，均为30N，力的方向分别与扳手柄垂直(a、b)或成一夹角600(c)。力的作用点与螺帽中心的距离OA分别为12cm(a、c)和20cm(b)。求这些情况下F的力矩各是多少？ 学生活动2◆ 实验操作： 如右图所示，将钉子固定在力矩盘的几个任意位置上，其中两边钉子上用细线悬挂不同个数的钩码，最后一个钉子上与测力计的钩子相连，测力计另一端则挂在水平杠杆的套环上。 ◆ 实验数据记录： 顺时针力矩 逆时针力矩 1 2 3 4 F（牛） L（米） M(牛·米) M合 （3）实验结论： 有固定转动轴物体的平衡条件是：顺时针力矩之和 逆时针力矩之和。 即：合力矩为 。 表达式：________________。 〖例3〗 如图所示，一根质量为M的均匀铁棒，长为L，它与竖直方向的夹角为θ，它可以绕O轴自由转动，现用水平力F作用于棒的下端，使棒静止在如图所示的位置。求棒受到的拉力F大小及其力矩大小？ 　 4、主要技能 …… 课堂 小结 应用力矩平衡条件解题的确定研究对象分析研究对象的受力情况，找出每一个力的力臂，分析每一个力矩的转动方向； 力矩平衡条件建立方程M合＝0 或 M顺＝M逆解方程，对结果进行必要的讨论。1.如图所示，轻杆BC的C端铰接于墙，B点用绳子拉紧，在BC中点O挂重物G当以C为转轴时，绳子拉力的力臂是………… ( ) (A) OB (B) BC (C) AC (D) CE 2.于力矩，下列说法中正确的是………………… ( ) (A) 力对物体的转动作用决定于力矩的大小和方向(B) 力矩等于零时，力对物体不产生转动作用(C) 力矩等于零时，力对物体也可以产生转动作用(D) 力矩的单位是“牛·米”，也可以写成“焦”.有大小为F1=4N和F2=3N的两个力，其作用点距轴O的距离分别为L1=30cm和L2=40cm，则这两个力对转轴O的力矩M1和M2的大小关系为……………………………… (