研究有固定轉動軸的物體的平衡條件(學生實驗).

1、 研究有固定轉動軸的物體的平衡條件（學生實驗）情景切入情景切入學習目標學習目標1知道什么是轉動軸和有固定轉動軸知道什么是轉動軸和有固定轉動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，會計算力矩。掌握力臂的概念，會計算力矩。3理解有固定轉動軸的物體的平衡條理解有固定轉動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)？物體在共點力的作用下，如果保持物體在共點力的作用下，如果保持靜靜止止或者做或者做勻速直線運動勻速直線運動，我們就說這，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。個物體處于平衡狀態(tài)。2.2.在共點力作用下，物體的平衡條在共點力作用下，物體

2、的平衡條件是什么？件是什么？ F合合 = 0轉動平衡轉動平衡、力可以使物體轉動：、力可以使物體轉動：（）門轉動時，門上各點繞門軸做（）門轉動時，門上各點繞門軸做圓周運動。圓周運動。（）電風扇轉動時，葉片上各點都（）電風扇轉動時，葉片上各點都沿圓周運動，圓周的中心在同一直線沿圓周運動，圓周的中心在同一直線上。上。、轉動軸：、轉動軸： 物體轉動時，各點做圓周運動的圓物體轉動時，各點做圓周運動的圓心的連線。心的連線。轉動平衡轉動平衡、轉動平衡：、轉動平衡： 一個有固定轉動軸的物體，在力一個有固定轉動軸的物體，在力的作用下，如果保持的作用下，如果保持靜止（或勻速轉靜止（或勻速轉動）動），我們稱這個物體

3、處于轉動平衡，我們稱這個物體處于轉動平衡狀態(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、勻速直線運動、包括保持靜止、勻速直線運動、勻速轉動這三種狀態(tài)。勻速轉動這三種狀態(tài)。力對物體的轉動作用的影響力對物體的轉動作用的影響 演示演示1力力越大，力對物體越大，力對物體 的轉動作用越大的轉動作用越大 演示演示 力和轉動軸的距離力和轉動軸的距離越大，越大，力對物體的轉動作用越大力對物體的轉動作用越大演示演示 力對物體的轉動作用與力對物體的轉動作用與轉動軸到力的作用點的轉動軸到力的作用點的距離沒有必然關系距離沒有必然關系即力臂即力臂力臂：力臂：從從轉動軸轉動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：即先找到轉動軸；：即先找到轉動軸；二線二線：找到力的作用線；：找到力的作用線；三垂直三垂直：從轉軸向力的作用線作垂線：從轉軸向力的作用線作垂線示例：示例：如圖表示有兩個力如圖表示有兩個力F1和和F2作用在杠桿上，作用在杠桿上，杠桿的轉動軸過杠桿的轉動軸過O點垂直于紙面，求點垂直于紙面，求F1和和F2對轉對轉動軸的力臂？動軸的力臂？F1OABF2L1L2力矩力矩 決定物體轉動效果的兩個因素：決定物體轉動效果的兩個因素： 1.力的大??；力的大??；2.力臂。力臂。 力和力臂的乘積越大，力對力和力臂的乘積越大，力對 物體的轉動作用就越大物體的轉動作用就越

5、大力力 矩矩 為反映力對物體的轉動作用大小而引入為反映力對物體的轉動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的乘積叫做力對轉的乘積叫做力對轉動軸的力矩。動軸的力矩。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：力矩是表示力對物體的轉物理意義：力矩是表示力對物體的轉動作用的物理量。動作用的物理量。5、方向、方向物體繞軸轉動有兩個不同的轉向，順時物體繞軸轉動有兩個不同的轉向，順時針轉動或逆時針轉動針轉動或逆時針轉動力矩總是對某一轉軸而言的，力矩總是對某一轉軸而言的，對不同的轉軸，同一個力對不同的轉軸，同一個力 的的力

6、臂不同，力矩也不同。力臂不同，力矩也不同。一般的有固定轉動軸物體的一般的有固定轉動軸物體的平衡條件平衡條件 一般的有固定轉動軸物體的一般的有固定轉動軸物體的平衡條件平衡條件 M逆逆M1M2M順順M3 223422343234423224結論：結論：使力矩盤沿順時針方向轉動的使力矩盤沿順時針方向轉動的力矩之和等于使力矩盤沿逆時針方向轉力矩之和等于使力矩盤沿逆時針方向轉動的力矩之和。即動的力矩之和。即M順順= M逆逆課堂練習課堂練習例題：例題：如圖，質量分布均勻的如圖，質量分布均勻的OAOA橫梁橫梁重重80N80N，可繞，可繞O O點轉動，現橫梁處在水點轉動，現橫梁處在水平靜止狀態(tài)，所掛物體重平靜

7、止狀態(tài)，所掛物體重100N100N，=30=300 0。求繩求繩BABA上的拉力。（設上的拉力。（設OAOA長為長為L)L)OABGF1F3F2C課堂練習課堂練習解：解：以處于平衡的以處于平衡的OAOA桿為研究對象桿為研究對象O O點為轉動軸點為轉動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根據力矩的平衡條件根據力矩的平衡條件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代入數據解方程得：代入數據解方程得： F3=280NF3=280N解題步驟：解題步驟：