《高一物理教案：力矩平衡教案4.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理教案：力矩平衡教案4.docx（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、力矩教学课例在高中物理中，力矩是由力的概念衍生出来的一个概念， 它是高中力学体系中的一个枝叉知 在教学 中， 我 常 ， 不少教 力矩概念的教学并未 予足 的重 在教学中只是告 学生， 力矩是描写力使物体 生 效果的物理量，它的定 是力和力臂的乘 ，定 式是 M=FL ，其中力臂 L 是 到力的作用 的距离 种教法 然能 快地完成教学任 ， 但学生却感到十分生硬和乏味 多学生学 力矩概念之后， 仍然弄不清 什么要建立力矩的概念，力矩作 描写力的 效果的物理量， 什么要定 M=FL ，而不是 的形式，等等 学生来 ， 些 不解决，力矩的概念并没有在 里真正地建立起来，力矩的知 上并没有真正成 他
2、 自己的知 了克服以上的弊端， 我 将力矩概念的教学方案作了重大改 ，其基本思想是：突出科学方法的教育， 注重知 形成的 程， 增 学生学 程中的探索成分教学的基本 程如下：1新 入教 ：我 已 知道， 力的作用能 改 物体的形状， 也能改 物体的运 状 物体的机械运 有平 和 两种基本形式， 力既能改 物体的平 状 ，也能改 物体的 状 大家列 力改 物体 状 的 例学生：手开 ，用扳手旋螺 ，用撬棒撬石 教 ：在初中物理中我 学 ， 力的作用效果可以用 位面 受到的 力去描写，那么，力所 生的 效果 当怎 去描写呢？ 就是本 所要解决的 2力臂概念的建立教 ： 在， 我 先考 一个相关的熟
3、悉 ：在 物体 ，力的作用效果跟哪些因素有关？学生：力的大小、方向和作用点教 ： ！ 叫力的三要素但是，科学 是力求用最 的 言去描写世界， 影响力的 效果的3个因素，我 能否将它 行 并， 使之得到 化呢？ 表明，在保持作用力不 的情况下， 力的作用效果并不是由力的作用点与 之 的距离决定的，而是由力的作用 与 之 的距离决定的例如，在 1中，大小相等的力 F作用在 A 点（F的作用 与杆 OA 成30 角）和作用在OA 的中点 C（F的作用 与杆 OA 垂直）， O到两力的作用 的距离相等，即OA =OC，力所 生的 效果是相同的在物理学中， 与力的作用 之 的距离叫做力臂，用L表示第 1
4、页共4页教师：力臂的大小是由哪些因素决定的？力臂概念的引出有什么作用和意义？学生：力臂的大小是由力的作用点和力的方向共同决定的，力臂概念的引出，实际上是把力的作用点和力的方向这两个因素归合为一个因素教师：试用力臂概念叙述力所产生的转动效果由哪些因素决定学生：影响力所产生的效果的因素是力和力臂力越大、力臂越大， 力所产生的转动效果就越明显练习：作力臂（从略）3力矩概念的建立教师：在初中物理中我们学过，压力的作用效果既跟压力 F的大小有关，又跟受力面积 S的大小有关；用压力 F和受力面积 S的比值 FS可以很好地描述压力的作用效果现在我们知道，力的转动效果既跟力 F的大小有关，又跟力臂 L 的大小
5、有关那么，力 F和力臂 L应当怎样组合起来才能很好地描述力的转动效果呢？能将力 F和力臂 L相加，即 F L来描述力的转动效果吗？为什么？学生：不能因为力 F和力臂 L是两个性质不同的物理量， 它们的单位也不同，不能直接相加教师：还有什么理由可以说明这样做是不行的？学生：当力臂 L 为零时，力F不会产生转动的效果 但在 FL 中，即使 L等于零，F+L仍不为零可见，不可用 FL 描写力的转动效果教师：对！那么，参照 F S，是否可以将力 F和力臂 L相除，即用 F L 去描述力的转动效果呢？学生：用 F L描述也是不行的，因为实验表明， L越大，力 F的转动效果越明显，而在上述组合中， L越大
6、，比值却越小教师：那么，是否可以用力F与力臂 L的乘积 FL，或者用 F、 L力所产生的转动效果呢？如果这些组合中有一种是可行的，请猜测可能是哪一种？学生：也许可以用 FL 来描述力的转动效果教师：有哪些同学最希望用FL来描述力的转动效果？请举手（多数学生举手）教师：这个猜测和选择是否正确，让我们用实验来作一次检验实验：如图 2装置，横杆被水平悬挂，其左端系一个物块，细线处于伸直状态用弹簧秤在右段不同位置 A、A 竖直向下拉横杆，使横杆恰能发生转动记下两次弹簧秤的读数 F1 、F2和 A 、A与悬点 O之间的距离 L1 、L2 验表明， F1 L1=F2 L2第 2页共4页教师：上述实验表明，
7、 不同的力作用在一个物体上， 如果这些力和对应的力臂的乘积 FL相等，则力所产生的转动效果相同这个实验事实告诉我们：应当用FL来描写力的转动效果物理学中，我们用力矩（ M ）来作为描述力所产生的转动效果的物理量，可见，力矩的定义式应是M=FL 4反思教师：刚才有的同学猜测也许可以用 FL来描写力的转动效果，大多数同学也有这样的愿望， 这个猜测在实验中得到了很好地证明 也就是说，我们所得到的正是我们所希望得到的 这难道是一种偶然的巧合吗？谁能说说， 你为什么希望用 FL，而不希望用别的，如 FL2、 FL3、学生：因为 FL 最简单教师：不仅如此，如果将产生相同转动效果的F1、F2 、L1、L2
8、分可见它们违反了自然规律所以力矩只能用M=FL 来描述练习：计算力矩（从略）5求力矩的另一种方法问题：如图 3，杆 OA 可绕转轴 O转动，现在 A 点竖直向上作用一力 F，F与杆之间的夹角为，杆长为 L，试求力 F的力矩学生： M=FLsin 教师：如果将 M=FLsin 改写成 M=（Fsin） L ，你能发现什么规律性的东西吗？学生：如图 4所示， Fsin是力沿垂直于杆 OA方向的分力 F，可见 M= （Fsin ）L=F L（分力 F的力臂为零）这就给出了求力矩的另一种方法：将作用力沿两个方向分解，使其中的一个分力（ F）的力臂为零，另一个分力 F 的力臂最大，则作用力 F的力矩就等于分力 F的力矩教师：上述结论还可以进一步推广，即如果将作用力 F向任意两个方向分解，则合力的力矩等于各分力力矩的代数和6巩固练习第 3页共4页如图 5所示，杆 OA 可绕 O转动，现在 A 点依次作用力 F1、F2由图可见，力 F1、F2 的力矩 M 1、 M 2相比较：A M 1 M 2B M 1=M 2CM 1M 2（提示：本题应转化为求分力F的力矩）7 小结：（从略）（浙江省玉环县教委教研室郑青岳 317600）第 4页共4页