有固定转动轴的物体的平衡的教案示例 教学目的通过力臂、力矩概念的教学，使学生理解有固定转动轴物体的平衡状态及平衡条件，培养学生实验（观察、分析）、物理思维（推理、抽象、理想化）及运用数学方法解决实际问题的能力。教学过程[教具]演示实验用能自由转动的自行车后轮。学生实验用教具：1．力矩盘及钩码、支架、弹簧秤、直角三角板（参见图1）。每2人一组。2．有刻度的均匀杠杆、支架、钩码4个、悬线及弹簧秤（参见图2）。每2人一组。 一、温故知新 [提问] 1．什么叫力？力的作用效果是什么？对同一个质点，力的作用效果不同，可能是什么原因？（学生回答略）2．在共点力作用下，物体的运动可能是什么状态？什么叫处于平衡状态？（学生回答略） 二、提出新课题 [引入] 本节课讨论“有固定转动轴的物体的平衡”问题。（板书标题。）[演示] 若甲、乙、丙三个小孩，用同样大的力F1、F2、F3作用于无链条的自行车后轮边缘上同一点P，方向如图3所示。观察、结论： F1使车轮产生转动效果显著； F2不产生使车轮转动的效果； F3使车轮产生的转动效果不明显。[提问] 三个力大小相等，作用于同一点P，为什么产生不同的效果呢？[议论、回答] 力的方向不同，力的作用线的空间方位不同。[幻灯显示] 如图4所示，轴到力的作用线的距离L1、L2、L3不同。叠映显示力臂L1、L2、L3，以强化印象。由L1随F1慢动作转变位置到F3（L3）、F2（L2），但力都与力臂垂直。[小结 板书] （1）力臂（L）：从转动轴到力的作用线的（垂直）距离。[分析提问] 同样的力臂（如L1），力变大（如F1′＝2F1），产生的转动效果会有什么变化？[议论、观察演示、回答] （略）[小结] 力、力臂无论哪一个增大，力产生的使物体转动的效果都更明显，这种效应的大小与力和力臂的乘积成正比，在物理学中称：[板书] （2）力与力臂的乘积叫力矩。M=FL，单位：Nm（与“J”不同）。[分析] 不同大小的力矩，使物体产生的转动效果不同。因此初中学过的杠杆平衡条件可叙述为： 动力矩=阻力矩。[讲述] 力矩的方向，可以从力使物体转动的方向得知，如图3冲力F1的力矩是顺时针方向的。[板书] 力矩有顺时针方向与逆时针方向的区别，可分别用“+”或“-”号表示。[演示] 用力F1使轮转动起来后，撤去F1，持续观察。[提问] 看到了什么现象？为什么会出现这种现象？[回答] 轴处有摩擦力和空气阻力产生阻力矩。[提问] 阻力不存在，会出现什么现象？[回答] 由于惯性，轮子会匀速转...
