物理 轉動與平衡

$§2-6轉動與平衡3組2021/5/91轉動平動轉動力、力臂、力矩轉動平衡轉動慣性有固定轉動軸的物體的平衡穩(wěn)度平衡的種類學習目錄2021/5/92第一部分轉動2021/5/93情景引入

騎過自行車的同學有這種體會，只有自行車在車輪轉動到一定速度時，自行車才會保持穩(wěn)定不倒，表演轉碟等雜技項目是，演員在頂起盤子前總是要使盤子先轉起來，而且在表演過程中還要微微搖動棍子，不斷維持盤子的旋轉盤子才不會掉下來，這些是什么原因呢？2021/5/94看圖思考雜技演員轉碟騎自行車2021/5/95

我們在研究直線運動和曲線運動時，都沒有考慮物體的形狀和大小，也就是把物體看成了質點，但有一類運動，例如門的開、關，風扇的運轉，是否還能把物體當成質點呢？問題導入2021/5/96觀察完上面的圖片思考完問題后，請同學們讀課本第43頁回答下面問題請在3分鐘之內完成并畫下，1分鐘小組討論平動的定義、特征？

轉動的定義？請各舉一個平動、轉動、平動和轉動同時進行的例子

定義：物體在運動過程中，物體上任意兩點運動前后的連線保持平行，這種運動稱為平動。

特征：在任何時刻物體中所有各點的運動速度位移都相同也就是說所有各點的運動狀態(tài)都相同，因此瓶凍霧體可以看作質點。

指運動物體上，除轉動軸上各點外，其他各點都繞同一轉動軸線作大小不同的圓周運動，這種運動叫做“轉動”平動：起重機提重物、注射器活塞運動轉動：門窗繞門軸運動、旋轉木馬、電扇扇葉轉動平動和轉動同時進行：螺釘擰入木頭、鉆頭鉆孔、車輪在路面上滾動2021/5/97

如果同學們還不太了解平動、不妨看一下這張圖。在運動的過程中，用藍色筆畫出的線總是與其原來的方向保持平行2021/5/98現在同學們一起回答這個問題

摩天輪是轉動還是平動？

為什么答案：轉動因為各個箱都在繞摩天輪中心（轉動軸轉動）2021/5/99第二部分轉動慣性2021/5/910問題導入

同學們都玩過陀螺嗎？陀螺是兒童喜愛的玩具，現在我們就一起來觀察陀螺，看看你發(fā)現了什么？2021/5/911觀察完上面的圖片思考完問題后，請同學們讀課本第44頁回答下面問題請在1分鐘之內完成并畫下，1分鐘小組討論轉動慣性的定義

轉動慣性的應用2021/5/912二、轉動慣性1.定義：物體在繞著自己的對稱軸轉動時具有保持轉速和轉動軸的方向不變的性質叫做轉動慣性注：像平動物體不受外界干擾時永遠做勻速直線運動一樣，一個轉動的物體，沒有受外界干擾時，他將永遠轉動下去。2.應用：火箭飛行器、羅盤、輪船的飛輪、玩具、雜技表演等等2021/5/913第三部分有固定轉動軸的物體的平衡2021/5/914概念引入

門，電風扇，機器的飛輪，砂輪，蹺蹺板等物體都能圍繞著一個固定，轉動軸發(fā)生轉動，一個有固定傳動軸的物體，在力的作用下，如果保持靜止或處于勻速直線運動狀態(tài)時，我們就說這個物體處于轉動平衡狀態(tài)，為了研究這類物體的轉動平衡狀態(tài)，我們先學習一個叫力矩的物理量。2021/5/915情景導入

我們都有這種感受，用同樣大小的一個力氣推門，如果推的位置不一樣，門所產生的轉動效果是不一樣的，或者說，在離轉動軸不遠的地方推，要用比較大的力才能把門推開，而在離轉動軸較遠的地方推門，用很小的力就能把門推開，擰螺絲帽十，用手直接去擰，很難把它擰緊，用扳手來擰，很容易擰緊了，并且用長手柄的扳子就比用短手柄的扳子要省力得多，這些表明影響物體的轉動狀態(tài)的，不僅僅是力的大小，力到轉動軸的距離也是重要因素，力越大，力和轉動軸之間的距離越大，力的轉動作用就越大。2021/5/916思考完問題后，請同學們讀課本第44頁回答下面問題請在1分鐘之內完成并畫下，1分鐘小組討論力臂的概念改變物體轉動狀態(tài)的兩個要素力矩的概念力、力臂、力矩分別用的字母表示力、力臂、力矩之間的關系（用公式表示）力臂的單位、力矩的單位和符號力矩和物體轉動的關系2021/5/9171.力、力臂、力矩1.力臂的概念轉動軸到力的作用線的距離叫做力臂。2.改變物體轉動狀態(tài)的兩個要素力和力臂3.力矩的概念力和力臂的乘積叫做力矩。4.力、力臂、力矩分別用的字母表示力：F力臂：L力矩：M5.力、力臂、力矩之間的關系（用公式表示）M=FL6.力臂的單位、力矩的單位和符號力臂單位：米力矩單位：牛頓米簡稱：牛米符號：N·m7.力矩和物體轉動的關系力矩是使物體產生加速轉動的原因，是改變物體轉動狀態(tài)的原因。力矩越大。力對物體的轉動作用就越大；力矩為零，無論力有多大，力對物體都不會有轉動作用。力矩可以使物體向不同方向轉動。2021/5/9182.轉動平衡

一個有固定傳動軸的物體在力的作用下如果處于靜止或勻速轉動狀態(tài)我們稱這個物體處于轉動平衡的狀態(tài)，如果教室里的門，窗，兒童游樂場里靜止的蹺蹺板，以及勻速轉動的飛輪，勻速轉動的電風扇，以及勻速轉動的風車等都處于轉動平衡狀態(tài)。2021/5/919問題導入

平動物體的平衡條件是物體所受合力為零，能使教室里的門窗，兒童游樂場里的蹺蹺板等這類有固定軸轉動的物體平衡的條件又是什么呢？2021/5/920探究有固定轉動軸的物體平衡條件公式：請小組討論實驗2021/5/921第四部分平衡的種類2021/5/922看圖思考不倒翁雜技演員走鋼絲不倒翁和走鋼絲的雜技演員都可以在重力和支持力的作用下處于平衡狀態(tài)，但是他們的平衡是有區(qū)別的。2021/5/923穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)平衡、隨遇平衡2021/5/924第五部分穩(wěn)度2021/5/925情景引入生活中我們擺放家具、物品，工廠里安放機器設備，房屋建筑的施工等都需要考慮穩(wěn)定的程度。2021/5/926穩(wěn)度的概念重心、支持面積與穩(wěn)度的關系思考完情