1、力矩,教學(xué)目標(biāo),新課引入,基本概念,例題精選,課后作業(yè),轉(zhuǎn)軸,杠桿,力臂,力矩,力矩平衡,1了解轉(zhuǎn)動(dòng)平衡的概念，理解力臂和力矩的概念 2理解有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體平衡的條件 3會(huì)用力矩平衡條件分析問題和解決問題，會(huì)使用力矩的計(jì)算公式,教學(xué)目標(biāo)：,思考：你能談一談在力的作用下可以使物體發(fā) 生哪些變化呢？,力可以使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā) 生變化,力可以使物體發(fā)生形變,力可以使物體轉(zhuǎn)動(dòng),用扳手?jǐn)Q螺絲,拉門把手開門,蹺蹺板,用桿秤稱重,讓我們先來學(xué)習(xí)幾個(gè)新的物理概念,轉(zhuǎn)軸：物體繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn),請(qǐng)找一找下列圖片的固定轉(zhuǎn)軸在哪里？,杠桿：在力的作用下可以圍繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的堅(jiān)硬 物體叫做杠桿,判斷下列那些是杠桿 說明原因

2、，并找出固定轉(zhuǎn)軸,（）雖然有固定轉(zhuǎn)軸，但是不是堅(jiān)硬物體,（）轉(zhuǎn)軸會(huì)移動(dòng)，不固定,（）小石塊與木棒相碰的點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸,（）此為固定轉(zhuǎn)軸,力臂：轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線的垂直距離,力F的力臂,力F的力臂為L(zhǎng)F=Lsin,畫一畫下列各個(gè)力的力臂,并求出大?。?LF1=L,LF=Lsin ,F2無力臂。所以，當(dāng)力與杠 桿平行時(shí)力臂為零,L,F3,F3作用點(diǎn)在轉(zhuǎn)軸上。,探討：力的轉(zhuǎn)動(dòng)效果與哪些因素有關(guān),情況一：力臂相同，力的大小不同,情況二：力相同，力臂長(zhǎng)短不同,力越大，力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用越大,力到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離越大，力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用越大,由上述實(shí)驗(yàn)我們知道，力的轉(zhuǎn)動(dòng)效果與力和力臂有關(guān)。 接下來讓我們進(jìn)一步定量的

3、研究它們之間的聯(lián)系：,決定物體轉(zhuǎn)動(dòng)效果的兩個(gè)因素： 1.力的大??；2.力臂。,力和力臂的乘積越大，力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用就越大,力 矩,力矩(M)： 1.定義：力F和力臂L的乘積叫做力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的力矩。,2.定義式：,M = FL,3.單位：Nm 讀作“牛米”。,4.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。,力矩越大，力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用就越大； 力矩為零，力對(duì)物體不會(huì)有轉(zhuǎn)動(dòng)作用。,*注：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 的力臂不同，力矩也不同。,力矩的計(jì)算： 先求出力的力臂，再由定義求力矩MFL 如圖中，力F的力臂為L(zhǎng)F=Lsin 力矩MFL sin,把力沿平行于桿和垂直于桿

4、的兩個(gè)方向分解，平行于桿的分力對(duì)桿無轉(zhuǎn)動(dòng)效果，力矩為零；平行于桿的分力的力矩為該分力的大小與桿長(zhǎng)的乘積。,F1,F2,L,思考：對(duì)輕質(zhì)杠桿L,F1產(chǎn)生的 力矩與F2產(chǎn)生的力矩作用效果 相同么？,答：不同。F1使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， F2使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),a,b,M1=M順=F1Lsinb M2=M逆=F2Lsina,當(dāng)M順M逆時(shí)，杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)M順M逆時(shí)，杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)M順=M逆時(shí)，杠桿保持不動(dòng),力矩平衡條件： 力矩的代數(shù)和為零或所有使物體向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和等于所有使物體向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和。 M=0或M順M逆,明確轉(zhuǎn)軸很重要： 大多數(shù)情況下物體的轉(zhuǎn)軸是容易明確的，但在有的情

5、況下則需要自己來確定轉(zhuǎn)軸的位置。如：一根長(zhǎng)木棒置于水平地面上，它的兩個(gè)端點(diǎn)為AB，現(xiàn)給B端加一個(gè)豎直向上的外力使桿剛好離開地面，求力F的大小。在這一問題中，過A點(diǎn)垂直于桿的水平直線是桿的轉(zhuǎn)軸。象這樣，在解決問題之前，首先要通過分析來確定轉(zhuǎn)軸的問題很多，只有明確轉(zhuǎn)軸，才能計(jì)算力矩，進(jìn)而利用力矩平衡條件。,注意點(diǎn),*注意：二力平衡共線，三力平衡共點(diǎn),例：已知細(xì)桿在三個(gè)力的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài) 確定細(xì)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，對(duì)細(xì)桿受力分析：,受力分析, 添加輔助線,確定轉(zhuǎn)軸,在本題中細(xì)桿上任意一點(diǎn)都 可以作為其轉(zhuǎn)動(dòng)軸，可以選 擇端點(diǎn)以便于解題。,N1,N2,G,畫出力臂,求解力矩,三力平衡交于一點(diǎn),勻質(zhì)杠桿的重心

6、在它的中點(diǎn),輕質(zhì)杠桿的質(zhì)量忽略不計(jì),F,L,如圖，長(zhǎng)度為L(zhǎng)質(zhì)量為G的勻質(zhì)細(xì) 桿，受到大小為F方向垂直于細(xì)桿的拉力,力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果 力使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效果不僅跟力的大小有關(guān)，還跟力臂有關(guān)，即力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果決定于力矩。 當(dāng)臂等于零時(shí)，不論作用力多么大，對(duì)物體都不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)作用。 當(dāng)作用力與轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行時(shí)，不會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)作用，計(jì)算力矩，關(guān)鍵是找力臂。需注意力臂是轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線的距離，而不是轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用點(diǎn)的距離。,下列關(guān)于力矩的敘述中正確的是（ ） A.使物體保持靜止?fàn)顟B(tài)的原因 B.是物體轉(zhuǎn)動(dòng)的原因 C.是物體轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因 D.桿狀物體的平衡只能是在力矩作用下的力矩平衡,C,精選例題,一直角尺可繞過A點(diǎn)垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直角尺AB邊的長(zhǎng)度為30cm , BC邊的長(zhǎng)度為40cm ，F(xiàn)1=F2=F3=10N ,F1BC ，F(xiàn)2AC ，F(xiàn)3沿著BC的方向 (如圖 )，則此三個(gè)力對(duì)軸A