第三課時有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡

1、第三課時：有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識目標(biāo) 1：知道什么是轉(zhuǎn)動軸和有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡狀態(tài)。 2：掌握力臂的概念，會計算力矩。 3：理解有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件。 二、能力目標(biāo)： 通過有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件的得到過程，培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力。 三、德育目標(biāo)： 使學(xué)生了解物理學(xué)的研究方法 教學(xué)重點： 1：什么是轉(zhuǎn)動平衡； 2：有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件。 教學(xué)難點： 力矩的概念及物體的轉(zhuǎn)動方向的確定。 教學(xué)方法： 實驗法、歸納法、講授法 教學(xué)用具： 力矩盤、鉤碼、彈簧秤、投影儀、投影片 教學(xué)步驟： 一、導(dǎo)入新課： 1：復(fù)習(xí)：前邊我們共同學(xué)習(xí)了物體在共點

2、力作用下的平衡條件及其應(yīng)用，請同志們回答以下問題： （1）什么是共點力作用下物體的平衡狀態(tài)？ （2）在共點力作用下物體的平衡條件是什么？ 2：引入：本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)另外一種平衡轉(zhuǎn)動平衡 二、新課教學(xué) （一）用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1：了解轉(zhuǎn)動平衡的概念 2：理解力臂和力矩的概念 3：理解有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件 （二）學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程： 1：轉(zhuǎn)動平衡 （1）舉例：生活中，我們常見到有許多物體在力的作用下轉(zhuǎn)動；例如：門、砂輪、電唱機(jī)的唱盤，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子等； （2）引導(dǎo)學(xué)生分析上述轉(zhuǎn)動物體的共同特點，即上述物體轉(zhuǎn)動之后，物體上的各點都沿圓周運(yùn)動，但所有各點做圓周運(yùn)動的中心在同一直線上，

3、這條直線就叫轉(zhuǎn)動軸。 （3）介紹什么是轉(zhuǎn)動平衡。 一個有固定轉(zhuǎn)動軸的物體，在力的作用下，如果保持靜止，我們就說這個物體處于轉(zhuǎn)動平衡狀態(tài)。 （4）課堂討論：舉幾個物體處于轉(zhuǎn)動平衡狀態(tài)的實例。 2：力矩： （1）引言：通過上面例子的分析，我們知道，力可以使物體轉(zhuǎn)動，那么力對物體的轉(zhuǎn)動作用跟什么有關(guān)系呢？ （2）舉例： a：推門時，如果在離轉(zhuǎn)軸不遠(yuǎn)的地方推，用比較大的力才能把門推開；在離轉(zhuǎn)動軸較遠(yuǎn)的地方推門，用比較小的力就能把門推開。 b：用手直接擰螺帽，不能把它擰緊；用扳手來擰，就容易擰緊了。 （3）總結(jié)得到：力越大，力和轉(zhuǎn)動軸之間的距離越大，力的轉(zhuǎn)動作用就越大。 （4）力臂： a：力和轉(zhuǎn)動軸之間

4、的距離，即從轉(zhuǎn)動軸到力的作用線的距離，叫做力臂。 b：力臂的找法： 一軸：即先找到轉(zhuǎn)動軸； 二線：找到力的作用線； 三垂直：即從轉(zhuǎn)軸向力的作用線做垂線，則轉(zhuǎn)軸和垂足之間的舉例就是該力的力臂。 c：鞏固訓(xùn)練： 畫出右圖中各個力的力臂： (5）力矩： a：定義：力F與其力臂L的乘積叫做力對轉(zhuǎn)動軸的力矩。用字母M表示。 b：共識：MFL。 c：單位：牛·米（N·m） （6）課堂討論： 如何用力矩把初中學(xué)習(xí)過的杠桿平衡條件表示出來？ 3：力矩的平衡： （1）引言：剛才我們用力矩表示出了杠桿的平衡條件，這是力矩平衡的最簡單的情形，那么力矩的一般平衡條件是什么呢？ （2）實驗： 把力矩

5、盤放好，使其內(nèi)繞固定軸轉(zhuǎn)動，按圖示方法使盤在F1、F2、F3的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)（即平衡狀態(tài)），量出這三個力的力臂L1、L2和L3，分別計算使圓盤向順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩M1F1L1，M2F2L2，及使圓盤向逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩M3F3L3，總結(jié)有什么規(guī)律。改變力的作用位置和大小重新做兩次。 （3）總結(jié)得到力矩的平衡條件 a：實驗總結(jié)：當(dāng)所有使物體向順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩之和等于所有使物體向逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩之和時，物體處于轉(zhuǎn)動平衡狀態(tài)。 b：通常規(guī)定使物體沿逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩為正，使物體向順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩為負(fù)； c：力矩的平衡條件： 有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件是力矩的代數(shù)和等于零。 即M1M2M30。 或者：M合0 （4）說明什么是力矩的平衡：作用在物體上幾個力的合力矩為零時的情形叫力矩的平衡。 4：鞏固訓(xùn)練如圖所示，一根質(zhì)量為M的均勻鐵棒，它可以繞O點自由轉(zhuǎn)動，現(xiàn)用力F沿水平方向?qū)A棒緩慢地拉到圖示虛線位置的過程中，以下說法正確的是 。 A：重力不變，重力力臂不變，重力力矩變小； B：重力不變，重力力臂變長，重力力矩變大； C：F不變，F(xiàn)的力臂變長，F(xiàn)的力矩變大； D：F變大，F(xiàn)的力臂變短，F(xiàn)的力矩變大。 三、小結(jié) 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了： 1：轉(zhuǎn)