最新有固定转动轴的物体的平衡的教案示例汇编.doc
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1、有固定转动轴的物体的平衡的教案示例教学目的通过力臂、力矩概念的教学,使学生理解有固定转动轴物体的平衡状态及平衡条件,培养学生实验(观察、分析)、物理思维(推理、抽象、理想化)及运用数学方法解决实际问题的能力。教学过程教具演示实验用能自由转动的自行车后轮。学生实验用教具:1力矩盘及钩码、支架、弹簧秤、直角三角板(参见图1)。每2人一组。2有刻度的均匀杠杆、支架、钩码4个、悬线及弹簧秤(参见图2)。每2人一组。一、温故知新提问 1什么叫力?力的作用效果是什么?对同一个质点,力的作用效果不同,可能是什么原因?(学生回答略)2在共点力作用下,物体的运动可能是什么状态?什么叫处于平衡状态?(学生回答略)
2、二、提出新课题引入 本节课讨论“有固定转动轴的物体的平衡”问题。(板书标题。)演示 若甲、乙、丙三个小孩,用同样大的力F1、F2、F3作用于无链条的自行车后轮边缘上同一点P,方向如图3所示。观察、结论:F1使车轮产生转动效果显著;F2不产生使车轮转动的效果;F3使车轮产生的转动效果不明显。提问 三个力大小相等,作用于同一点P,为什么产生不同的效果呢?议论、回答 力的方向不同,力的作用线的空间方位不同。幻灯显示 如图4所示,轴到力的作用线的距离L1、L2、L3不同。叠映显示力臂L1、L2、L3,以强化印象。由L1随F1慢动作转变位置到F3(L3)、F2(L2),但力都与力臂垂直。小结 板书 (1
3、)力臂(L):从转动轴到力的作用线的(垂直)距离。分析提问 同样的力臂(如L1),力变大(如F12F1),产生的转动效果会有什么变化?议论、观察演示、回答 (略)小结 力、力臂无论哪一个增大,力产生的使物体转动的效果都更明显,这种效应的大小与力和力臂的乘积成正比,在物理学中称:板书 (2)力与力臂的乘积叫力矩。M=FL,单位:Nm(与“J”不同)。分析 不同大小的力矩,使物体产生的转动效果不同。因此初中学过的杠杆平衡条件可叙述为:动力矩=阻力矩。讲述 力矩的方向,可以从力使物体转动的方向得知,如图3冲力F1的力矩是顺时针方向的。板书 力矩有顺时针方向与逆时针方向的区别,可分别用“+”或“-”号
4、表示。演示 用力F1使轮转动起来后,撤去F1,持续观察。提问 看到了什么现象?为什么会出现这种现象?回答 轴处有摩擦力和空气阻力产生阻力矩。提问 阻力不存在,会出现什么现象?回答 由于惯性,轮子会匀速转动,永不停止。提问 若有阻力,能否实现匀速转动?回答 施一个与阻力矩等大的反向力矩(图5所示),如装上链条,用恰当的力拉动链条。板书 力矩是使物体产生加速转动的原因,是改变物体转动状态的原因。(3)有固定转动轴物体保持静止或匀速转动的状态叫做处于平衡状态。说明 平衡是一种特殊状态,平衡是有条件的。板书 (4)有固定转动轴物体的平衡条件:为了找到平衡的条件,请同学们做下列实验。实验1 用图1装置,
5、在力矩盘处于平衡时,将力F1、F2、F3、F4、F5的值及相应的力臂L1、L2、L3、L4、L5的值分别记入表中。幻灯显示结论 在误差范围内,顺时针力矩和等于逆时针力矩和,即M顺=M逆;或 M0。(代数和为零)讲解 板书(5)解决实际问题的步骤;(a)确定研究对象哪个物体;(b)分析状态及受力画示意图;(c)列出力矩平衡方程:M=0或M顺M逆;(d)解出字母表达式,代入数据;(e)作必要的讨论,写出明确的答案。例1 如图6所示的杠杆,O为水平固定无摩擦的转轴,OA2OB,B点处挂4.0N的物体,在A端施一个2.5N的力能否使杠杆保持平衡?讨论 (组织正、反方辩论,教师掌握时间。)实验2 做如图
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