研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件(學(xué)生實(shí)驗(yàn)).

1、 研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）情景切入情景切入學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1知道什么是轉(zhuǎn)動(dòng)軸和有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸知道什么是轉(zhuǎn)動(dòng)軸和有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡狀態(tài)。的物體的平衡狀態(tài)。2掌握力臂的概念，會(huì)計(jì)算力矩。掌握力臂的概念，會(huì)計(jì)算力矩。3理解有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條理解有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件。件。物體的平衡物體的平衡1.1.什么是物體的平衡狀態(tài)？什么是物體的平衡狀態(tài)？物體在共點(diǎn)力的作用下，如果保持物體在共點(diǎn)力的作用下，如果保持靜靜止止或者做或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們就說這，我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。2.2.在共點(diǎn)力作用下，物體的平衡條在共點(diǎn)力作用下，物體

2、的平衡條件是什么？件是什么？ F合合 = 0轉(zhuǎn)動(dòng)平衡轉(zhuǎn)動(dòng)平衡、力可以使物體轉(zhuǎn)動(dòng)：、力可以使物體轉(zhuǎn)動(dòng)：（）門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，門上各點(diǎn)繞門軸做（）門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，門上各點(diǎn)繞門軸做圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)。（）電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片上各點(diǎn)都（）電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片上各點(diǎn)都沿圓周運(yùn)動(dòng)，圓周的中心在同一直線沿圓周運(yùn)動(dòng)，圓周的中心在同一直線上。上。、轉(zhuǎn)動(dòng)軸：、轉(zhuǎn)動(dòng)軸： 物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心的連線。心的連線。轉(zhuǎn)動(dòng)平衡轉(zhuǎn)動(dòng)平衡、轉(zhuǎn)動(dòng)平衡：、轉(zhuǎn)動(dòng)平衡： 一個(gè)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體，在力一個(gè)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體，在力的作用下，如果保持的作用下，如果保持靜止（或勻速轉(zhuǎn)靜止（或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)）動(dòng)），我們稱這個(gè)物體

3、處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡，我們稱這個(gè)物體處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)。狀態(tài)。、物體的平衡狀態(tài)：、物體的平衡狀態(tài)： 包括保持靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)、包括保持靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)這三種狀態(tài)。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)這三種狀態(tài)。力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用的影響力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用的影響 演示演示1力力越大，力對(duì)物體越大，力對(duì)物體 的轉(zhuǎn)動(dòng)作用越大的轉(zhuǎn)動(dòng)作用越大 演示演示 力和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離力和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離越大，越大，力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用越大力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用越大演示演示 力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用與力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用與轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用點(diǎn)的距離沒有必然關(guān)系距離沒有必然關(guān)系即力臂即力臂力臂：力臂：從從轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸到到力的作用線力的作用線的的垂

4、直垂直距離。距離。力臂的找法力臂的找法一軸一軸：即先找到轉(zhuǎn)動(dòng)軸；：即先找到轉(zhuǎn)動(dòng)軸；二線二線：找到力的作用線；：找到力的作用線；三垂直三垂直：從轉(zhuǎn)軸向力的作用線作垂線：從轉(zhuǎn)軸向力的作用線作垂線示例：示例：如圖表示有兩個(gè)力如圖表示有兩個(gè)力F1和和F2作用在杠桿上，作用在杠桿上，杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸過杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸過O點(diǎn)垂直于紙面，求點(diǎn)垂直于紙面，求F1和和F2對(duì)轉(zhuǎn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的力臂？動(dòng)軸的力臂？F1OABF2L1L2力矩力矩 決定物體轉(zhuǎn)動(dòng)效果的兩個(gè)因素：決定物體轉(zhuǎn)動(dòng)效果的兩個(gè)因素： 1.力的大??；力的大?。?.力臂。力臂。 力和力臂的乘積越大，力對(duì)力和力臂的乘積越大，力對(duì) 物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用就越大物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用就越

5、大力力 矩矩 為反映力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用大小而引入為反映力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用大小而引入力矩的概念力矩的概念力矩力矩1.定義：力定義：力F和力臂和力臂L的乘積叫做力對(duì)轉(zhuǎn)的乘積叫做力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的力矩。動(dòng)軸的力矩。2.定義式：定義式：M = F L3.單位：單位：Nm 讀作讀作“牛米牛米”4.物理意義：力矩是表示力對(duì)物體的轉(zhuǎn)物理意義：力矩是表示力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量。動(dòng)作用的物理量。5、方向、方向物體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)有兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)向，順時(shí)物體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)有兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)向，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)針轉(zhuǎn)動(dòng)或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)力矩總是對(duì)某一轉(zhuǎn)軸而言的，力矩總是對(duì)某一轉(zhuǎn)軸而言的，對(duì)不同的轉(zhuǎn)軸，同一個(gè)力對(duì)不同的轉(zhuǎn)軸，同一個(gè)力 的的力

6、臂不同，力矩也不同。力臂不同，力矩也不同。一般的有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的一般的有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件平衡條件 一般的有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的一般的有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件平衡條件 M逆逆M1M2M順順M3 223422343234423224結(jié)論：結(jié)論：使力矩盤沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的使力矩盤沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和等于使力矩盤沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)力矩之和等于使力矩盤沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和。即動(dòng)的力矩之和。即M順順= M逆逆課堂練習(xí)課堂練習(xí)例題：例題：如圖，質(zhì)量分布均勻的如圖，質(zhì)量分布均勻的OAOA橫梁橫梁重重80N80N，可繞，可繞O O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)橫梁處在水點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)橫梁處在水平靜止?fàn)顟B(tài)，所掛物體重平靜

7、止?fàn)顟B(tài)，所掛物體重100N100N，=30=300 0。求繩求繩BABA上的拉力。（設(shè)上的拉力。（設(shè)OAOA長為長為L)L)OABGF1F3F2C課堂練習(xí)課堂練習(xí)解：解：以處于平衡的以處于平衡的OAOA桿為研究對(duì)象桿為研究對(duì)象O O點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)軸點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)軸受力分析如圖所示受力分析如圖所示F1F1、F2F2、F3F3的力臂分別為的力臂分別為L L、1/2L1/2L、 1/2L1/2LM M順順=M1+M2 M=M1+M2 M逆逆=M3=M3根據(jù)力矩的平衡條件根據(jù)力矩的平衡條件M M順順= M= M逆可得逆可得M1+M2 =M3M1+M2 =M3F1F1L+F2L+F2 1/2L1/2L =F3=F3 1/2L1/2L代入數(shù)據(jù)解方程得：代入數(shù)據(jù)解方程得： F3=280NF3=280N解題步驟：解題步驟：