1、城东中学 林 东 槟 第四章 物体的平衡 高一物理教案课题第三节 有固定转动轴物体的平衡教学目的一、知识教学：1、认识转动的物体，知道什么是转动轴和有固定转动轴的物体的平衡状态；2、知道运动平衡的概念；3、理解力臂和力矩的概念，会计算力矩；4、掌握有固定转动轴的物体的平衡条件，会应用平衡条件处理有关的问题。二、能力训练：1、正确理解力矩的概念，区别力矩和转动轴到力的作用点的距离的区别；2、培养学生分析推理能力和概括能力以及用力矩的平衡解决实际问题的能力。三、德育渗透：了解共点力平衡和力矩平衡的区别，让学生建立对具体事物具体分析的观念，同时培养学生研究物体问题的能力和兴趣，了解科学方法在物理研究
2、中的应用。学法引导通过对日常生活中的转动现象的观察，引入此类平衡的问题。并通过实验的方法来总结带有固定转动轴物体的平衡条件。重点难点及解决办法本节课的重点是转动平衡、有固定转动轴的物体的平衡条件；难点是力臂和力矩的概念及物体的转动方向的确定。解决办法：找力臂的办法是从转动轴作力的作用线（或延长线）的垂线，转动轴与垂足间的距离即为该力的力臂。应用力矩的平衡条件解决具体问题的基本方法仍然是先选取研究对象，然后分析物体的受力（通过转动轴的力可以不考虑，因为它对转动轴的力矩为零），最后根据力矩的平衡求解。教具力矩盘、铁支架、钩码、弹簧秤、细线、直尺等整体感知本节是在初中杠杆平衡的基础上推广到有固定转动
3、轴的物体的平衡。力矩概念在初中虽然没有学过，但是学习过杠杆平衡的条件是动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。回忆初中学习过的知识，有助于认识顺时针转动的力矩和逆时针转动的力矩以及力矩平衡的条件。教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程一、复习：1、前边我们共同学习了物体在共点力作用下的平衡条件及其应用，请同学们回答以下问题： （1）什么是共点力作用下物体的平衡状态？ （2）在共点力作用下物体的平衡条件是什么？ 2、杠杆的平衡条件是什么？二、引入新课：杠杆的特点是它可以绕某一固定轴转动。请同学再观察和思考，我们周围还有哪些物体可以绕固定轴转动？ 学生：用手开门，用板手拧螺丝，用撬棒撬石块，用
4、剪刀剪纸张等。今天这一节课是在初中学过的杠杆平衡条件的基础上，进一步学习有固定转动轴的物体的平衡。我们已经知道：力的作用能够物体的形状，又能改变物体的运动状态，物体的机械运动有平动和转动两种基本形式，力既能改变物体的平动状态（如匀速直线运动的物体在力的作用下由运动变为静止），也能改变物体的转动状态，请大家列举力改变物体转动状态的实例。三、讲授新课：（一）用投影片出示本节课的学习目标： 1：了解转动平衡的概念 2：理解力臂和力矩的概念 3：理解有固定转动轴的物体的平衡条件（二）学习目标完成过程： 1：转动平衡 （1）举例：生活中，我们常见到有许多物体在力的作用下转动；例如：门、砂轮、电唱机的唱盘
5、，电动机的转子等； （2）引导学生分析上述转动物体的共同特点，即上述物体转动之后，物体上的各点都沿圆周运动，但所有各点做圆周运动的中心在同一直线上，这条直线就叫转动轴。 （3）介绍什么是转动平衡。 一个有固定转动轴的物体，在力的作用下，如果保持静止，我们就说这个物体处于转动平衡状态。 （4）课堂讨论：举几个物体处于转动平衡状态的实例。 2：力矩： （1）引言：通过上面例子的分析，我们知道，力可以使物体转动，那么力对物体的转动作用跟什么有关系呢？ （2）举例： a：推门时，如果在离转轴不远的地方推，用比较大的力才能把门推开；在离转动轴较远的地方推门，用比较小的力就能把门推开。 b：用手直接拧螺帽
6、，不能把它拧紧；用扳手来拧，就容易拧紧了。 （3）总结得到：力越大，力和转动轴之间的距离越大，力的转动作用就越大。 （4）力臂： a：力和转动轴之间的距离，即从转动轴到力的作用线的距离，叫做力臂。 b：力臂的找法： 一轴：即先找到转动轴； 二线：找到力的作用线； 三垂直：即从转轴向力的作用线做垂线，则转轴和垂足之间的举例就是该力的力臂。 c：巩固训练： 画出右图中各个力的力臂： (5）力矩： a：定义：力F与其力臂L的乘积叫做力对转动轴的力矩。用字母M表示。 b：共识：MFL。 c：单位：牛米（Nm） （6）课堂讨论： 如何用力矩把初中学习过的杠杆平衡条件表示出来？ 3：力矩的平衡： （1）引
7、言：刚才我们用力矩表示出了杠杆的平衡条件，这是力矩平衡的最简单的情形，那么力矩的一般平衡条件是什么呢？ （2）【演示实验】： 把力矩盘放好，使其内绕固定轴转动，按图示方法使盘在F1、F2、F3的作用下处于静止状态（即平衡状态），量出这三个力的力臂L1、L2和L3，分别计算使圆盘向顺时针方向转动的力矩M1F1L1，M2F2L2，及使圆盘向逆时针方向转动的力矩M3F3L3，总结有什么规律。改变力的作用位置和大小重新做两次。 （3）总结得到力矩的平衡条件 a：实验总结：当所有使物体向顺时针方向转动的力矩之和等于所有使物体向逆时针方向转动的力矩之和时，物体处于转动平衡状态。 b：通常规定使物体沿逆时针
8、方向转动的力矩为正，使物体向顺时针方向转动的力矩为负； c：力矩的平衡条件： 有固定转动轴物体的平衡条件是力矩的代数和等于零。 即M1M2M30。 或者：M合0 （4）说明什么是力矩的平衡：作用在物体上几个力的合力矩为零时的情形叫力矩的平衡。 4：巩固训练如图所示，一根质量为M的均匀铁棒，它可以绕O点自由转动，现用力F沿水平方向将OA棒缓慢地拉到图示虚线位置的过程中，以下说法正确的是 。 A：重力不变，重力力臂不变，重力力矩变小； B：重力不变，重力力臂变长，重力力矩变大； C：F不变，F的力臂变长，F的力矩变大； D：F变大，F的力臂变短，F的力矩变大。三、小结 本节课我们主要学习了： 1：转动平衡：一个有固定转动轴的物体，在力的作用下如果保持静止状态或匀速转动，我们称这个物体处于转动平衡状态。 2：力臂及其找法 3：力矩及力矩的平衡。四、作业：课本练习二五、板书设计：备注. .
