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力矩的平衡条件及应用公开课教案教学设计一、教学目标1. 让学生理解力矩的概念，掌握力矩的计算方法。
2. 引导学生掌握力矩的平衡条件，并能应用于实际问题中。
3. 培养学生的动手操作能力和团队协作能力。
二、教学内容1. 力矩的定义及计算方法2. 力矩的平衡条件3. 力矩平衡在实际问题中的应用三、教学过程1. 导入：通过一个简单的例子，让学生感受力矩的概念，引发学生的兴趣。
2. 新课讲解：讲解力矩的定义及计算方法，引导学生通过实际操作来加深理解。
3. 案例分析：分析力矩平衡条件在实际问题中的应用，如：翘板平衡、杠杆平衡等。
4. 小组讨论：让学生分组讨论，思考力矩平衡在生活中的应用，并分享讨论成果。
5. 总结提升：总结本节课的主要内容，强调力矩平衡在实际问题中的重要性。
四、教学方法1. 讲授法：讲解力矩的定义、计算方法和力矩平衡条件。
2. 演示法：通过实物演示，让学生更直观地理解力矩的概念。
3. 操作法：让学生动手操作，加深对力矩计算和力矩平衡条件的理解。
4. 小组讨论法：培养学生的团队协作能力，提高解决问题的能力。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对力矩概念和力矩平衡条件的理解程度。
2. 小组分享：评价学生在小组讨论中的参与程度和解决问题的能力。
3. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学资源1. 教具：杠杆模型、翘板、力矩测量工具等。
2. 教学课件：包含力矩的定义、计算方法、力矩平衡条件的图片和动画。
3. 参考资料：相关力矩平衡应用的实例和案例。
七、教学环境1. 教室环境：宽敞、明亮，有利于学生的观察和操作。
2. 安全措施：确保学生在操作过程中的人身安全。
八、教学拓展1. 邀请相关领域的专家或企业代表，进行专题讲座或案例分享。
2. 组织学生参观相关企业或实验室，了解力矩平衡在实际生产中的应用。
九、教学反思1. 教师在课后对课堂教学进行总结，反思教学方法的适用性，以及学生的掌握程度。
2. 学生对学习过程进行自我评价，反思自己在课堂上的参与程度和知识掌握情况。
力矩的平衡条件及应用公开课教案教学设计一、教学目标1. 让学生理解力矩的概念，掌握力矩的计算方法。
2. 引导学生掌握力矩的平衡条件，能够运用力矩平衡条件解决实际问题。
3. 培养学生的动手操作能力和团队协作能力。
二、教学内容1. 力矩的概念及计算方法2. 力矩的平衡条件3. 力矩平衡条件的应用实例三、教学过程1. 导入：通过一个简单的力学实验，让学生感受力矩的作用，引发学生对力矩的兴趣。
2. 讲解力矩的概念及计算方法：结合实验和示意图，讲解力矩的定义和计算公式，让学生清晰地理解力矩的概念。
3. 讲解力矩的平衡条件：引导学生掌握力矩平衡的条件，即作用在物体上的所有力矩相互抵消。
通过实例演示和分析，让学生理解力矩平衡的实质。
4. 应用实例分析：让学生分组讨论，选取一些生活中的实例，运用力矩平衡条件进行分析，培养学生解决实际问题的能力。
5. 总结与拓展：对本节课的内容进行总结，强调力矩平衡在实际生活中的重要性，提出一些拓展问题，激发学生的学习兴趣。
四、教学方法1. 讲授法：讲解力矩的概念、计算方法和力矩平衡条件。
2. 演示法：通过实验和示意图，让学生直观地理解力矩的作用。
3. 实例分析法：让学生分组讨论，选取生活中的实例，运用力矩平衡条件进行分析。
4. 提问法：在教学过程中，引导学生积极思考，回答问题。
五、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习状态。
2. 实例分析：评估学生在实例分析中的表现，包括分析问题的能力、团队合作精神等。
3. 课后作业：布置相关的课后作业，检查学生对力矩平衡条件的掌握程度。
六、教学资源1. 教学PPT：制作包含力矩概念、计算方法、平衡条件及应用实例的PPT，以便于学生直观地理解知识点。
2. 实验器材：准备一些简单的力学实验器材，如杠杆、测力计等，用于演示和验证力矩的平衡条件。
3. 实例图片：收集一些生活中的实例图片，用于分析力矩平衡条件的应用。
第二讲 力平衡（一）精选例题【例1】 如图所示一个均匀的质量为1m 的球挂在天花板上，从同一点挂一个重物质量为2m 。
问所成角度。
O 【解析】相对于点的总力矩为0.)m g (l +R )sin =m 12g R -(l +R sin θθ⎡⎤⎣⎦∴()1212sin []+R m (m +)m R l θ-=该题如果用变力分析去解题，对悬挂2m 的绳对大球的支持力的方向比较困难，而用力矩去解题，显得尤为简单【例2】 如图，重为G 木块用绳子悬挂在两个轻杆支架的交点P ，现给木块一个水平方向的F F 12N 、N 、T 作用力，缓慢增大并且系统保持平衡，求作用力的变化趋势。
N 【解析】可以采用图解法，分别考虑木块以及P 点的受力平衡，将二者的受力三角形画在同一个图中，利用几何相似三角形的方法可以得到三个力的变化趋势。
最后可得，不变，2N 1和T 增加。
【例3】 如图，一个半径为R 非均匀质量光滑的圆球，其重心不在球心O 处，先将它置于A 30︒B A B 30︒C O 水平地面上，平衡时球面上的点和地面接触；再将它置于倾角为的粗糙斜面上，平衡时球面上的点与斜面接触，已知到的圆心角也为，试求球体的重心到球心的距离.【解析】B BC A OA 放在斜面上，球受重力支持力和摩擦力，三力共点必过点的重心在过B 于平面垂直的直线上。
即，又放在水平面上点落地，则此时球受重力和支持力，则球重心必在连线上，则重心位置在C 点.CO==【例6】有一长l重为W的均匀杆AB，A顶端竖直的粗糙墙壁上，杆端与墙间的摩擦系数μB CθμθP A P WPB PA x 为，端用一强度足够而不可伸长的绳悬挂，绳的另一端固定在墙壁点，木杆呈水平状态，绳与杆的夹角为（如图），求杆能保持平衡时与应满足的条件。
杆保持平衡时，杆上有一点存在，若与点间挂一重物，则足够大可以破坏平衡了，而在间任一点悬挂任意重物均不能破坏平衡。
求距离. 【解析】受力分析coT Nsθ=力平衡siT f W Wnθ+=+A力矩平衡：以为支点，θ=Wsin2lTl W+x∴f=W+W-N tan≤Nθμ2W xtanθ=+N W∴0002l2lW Wx xW+W Wtanlμθ-+()≤(+W)∴00()2l2W W)≤(+WtanlW Wx xμθ+-①0W=ntaμθ≥当不挂生物,此即为不挂重物平衡的条件，可得②W0(1)2tan(+1)-W Wμxμθl tanθ-+≤W取穷大，则上式仍成立.∴μθl tan(1)+-1tanxl tanθθμ+≥0⇒x≥wr G【例7】有一个半径为a，高为4a，重为的两端开口的薄壁圆筒，现将筒竖放在光滑的水平面上，之后将半径为，重为的两个完全相同的光滑圆球放入筒内而呈叠放状态，如图，当<r 2<a 2a 时，试求使圆筒不翻倒的条件.【解析】方法一：先看一个直角三角形O 对进行受力分析∴cos sin T =G cot θθ=N T θ=N G ⇒22212-a r ar -a r N =G ar -a sin θG =G =再对筒受力分析A N A 考虑以为支点，考虑翻倒则地面给筒的支持力的作用点移到点.则不翻倒条件。
高中物理竞赛辅导资料四：力、力矩、平衡（一）重力重力大小G=mg，方向竖直向下。
一般来说，重力是万有引力的一个分力，静止在地球表面的物体，其万有引力的另一个分力充当物体随地球自转的向心力，但向心力极小。
（二）弹力当物体在外力作用下发生形变时，其内部产生的反抗外力作用而企图恢复形变的力叫弹力。
胡克弹力的大小由F=k△x确定。
a)当劲度系数分别为k1、k2…的若干弹簧串联使用时，等效弹簧的劲度系数为：b)当劲度系数分别为k1、k2…的若干弹簧并联使用时，等效弹簧的劲度系数为：例一：一根重力不计的弹簧一端固定，挂上重100N的物体时伸长了30cm，若把弹簧减去2/3，再把100N物体挂在弹簧下端，则弹簧伸长了多少？劲度系数变为多少？（三）摩擦力1、摩擦力方向一个物体在另一物体表面有相对运动或相对运动趋势时，产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。
方向沿接触面的切线且阻碍物体间相对运动或相对运动趋势。
2、滑动摩擦力的大小由公式f=μN计算。
3、静摩擦力的大小是可变化的，无特定计算式，一般根据物体运动性质和受力情况分析求解。
其大小范围在0＜f≤f m之间。
（四）力矩力和力臂的乘积叫力对转动轴的力矩。
记为M=FL，单位“牛·米”。
一般规定逆时针方向转动为正方向，顺时针方向转动为负方向。
力臂：从转动轴到力的作用线的垂直距离叫力臂例二：.如图所示是一根弯成直角的杆，它可绕O点转动.杆的OA段长30cm，AB段长40cm.现用F=10N的力作用在杆上，要使力F对轴O逆时针方向的力矩最大，F应怎样作用在杆上?画出示意图，并求出力F的最大力矩.（五）共点力作用下物体平衡条件：这些力的合力为零，即ΣF=0。
例三：如图所示，质量m =5kg 的物体，置于倾角θ=30°的粗糙斜面块上，用一平行于斜面的大小为30N 的力推物体，使其沿斜面向上匀速运动.求地面对斜面块M 的静摩擦力.（六）三力汇交原理：若一个物体受三个非平行力作用而处于平衡状态，则这三个力必为共点力。
教案：第一讲(力矩和力矩平衡).doc2014级高一物理竞赛培训第一讲力矩和力矩平衡高一物理组郭金朋一：力矩的概念力矩是改变转动物体的运动状态变化的物理量，门、窗等转动物体从静止状态变为转动状态或从转动状态变为静止状态时，必须受到力的作用。
但是，我们若将力作用在门、窗的转轴上，则无论施加多大的力都不会改变其转动状态，可见物体的转动运动状态的变化不仅与力的大小有关，还与受力的方向、力的作用点有关。
力的作用点离转轴越远，力的方向与转轴所在平面越趋于垂直，力使转动物体运动状态变化得就越明显。
在物理学中力对转动物体运动状态变化的影响，用力矩这个物理量来表示，因此，力矩被定义为力与力臂的乘积。
力矩概括了影响转动物体运动状态变化的所有规律，力矩是改变转动物体运动状态的物理量。
力矩是表示力对物体产生转动作用的物理量，是物体转动转动状态改变的原因。
它等于力和力臂的乘积。
表达式为：M=FL，其中力臂L是转动轴到F的力线的距离。
单位：Nm 效果：可以改变转动物体运动状态。
转轴：物体转动时，物体上的各点都沿圆周运动，圆周的中心在同一条直线上，这条直线就叫转轴。
特点：1，体中始终保持不动的直线就是转轴。
2，体上轴以外的质元绕轴转动，转动平面与轴垂直且为圆周，圆心在轴上。
3，转轴相平行的线上各质元的运动情况完全一样。
大多数情况下物体的转轴是容易明确的，但在有的情况下则需要自己来确定转轴的位置。
如：一根长木棒置于水平地面上，它的两个端点为AB，现给B端加一个竖直向上的外力使杆刚好离开地面，求力F的大小。
在这一问题中，过A点垂直于杆的水平直线是杆的转轴。
象这样，在解决问题之前，首先要通过分析来确定转轴的问题很多，只有明确转轴，才能计算力矩，进而利用力矩平衡条件。
作用于同一物体的同一力，于所取转轴的位置不同，该力对轴的力矩大小可能发生相应的变化，对物体产生转动作用的方向也可能不同。
例如如右图中的力F，若以o1为轴其力矩为M1=FL1，使物体逆时针转，若以o2为轴其力矩为M2=FL2，使物体顺时针转，图可知L1 1 向。
力矩的平衡条件及应用公开课教案教学设计一、教学目标：1. 让学生理解力矩的概念，掌握力矩的计算方法。
2. 引导学生掌握力矩的平衡条件，并能应用于实际问题中。
3. 培养学生的动手操作能力和团队协作精神。
二、教学内容：1. 力矩的定义及计算公式。
2. 力矩的平衡条件。
3. 力矩平衡在实际问题中的应用。
三、教学方法：1. 采用讲授法，讲解力矩的概念、计算方法和平衡条件。
2. 采用演示法，展示力矩平衡的实验现象。
3. 采用案例分析法，分析实际问题中的力矩平衡。
4. 采用小组讨论法，让学生分组讨论并解决问题。
四、教学步骤：1. 导入新课：通过一个简单的例子，引导学生思考力矩的概念。
2. 讲解力矩的定义及计算方法：结合示意图，讲解力矩的计算公式。
3. 演示力矩平衡的实验现象：用实验器材进行演示，让学生直观地感受力矩平衡。
4. 讲解力矩的平衡条件：结合实验现象，总结力矩平衡的条件。
5. 应用案例分析：给出实际问题，让学生运用力矩平衡条件解决问题。
6. 小组讨论：让学生分组讨论，分享解题过程中的心得体会。
7. 总结与拓展：对本节课的内容进行总结，并提出课后思考题。
五、教学评价：1. 课堂问答：检查学生对力矩概念、计算方法和力矩平衡条件的掌握程度。
2. 实验报告：评估学生在实验过程中的观察、分析能力。
3. 课后作业：检验学生对课堂知识的运用能力。
4. 小组讨论：评价学生在团队合作中的表现及问题解决能力。
六、教学资源：1. 教学PPT：包含力矩的概念、计算方法、平衡条件及应用案例。
2. 实验器材：用于演示力矩平衡的实验。
3. 实际问题案例：用于引导学生应用力矩平衡条件解决问题。
4. 课后作业：巩固课堂知识。
七、教学环境：1. 教室：提供宽敞的课堂环境，方便学生听讲和实验操作。
2. 实验区：提供必要的实验器材和空间，便于学生进行实验。
八、教学进程：1. 导入新课：通过一个简单的例子，引导学生思考力矩的概念（5分钟）。
高中物理《竞赛辅导》力学部分目录第一讲：力学中的三种力第二讲：共点力作用下物体的平衡第三讲：力矩、定轴转动物体的平衡条件、重心第四讲：一般物体的平衡、稳度第五讲：运动的基本概念、运动的合成与分解第六讲：相对运动与相关速度第七讲：匀变速直线运动第八讲：抛物的运动第九讲：牛顿运动定律（动力学）第十讲：力和直线运动第十一讲：质点的圆周运动、刚体的定轴转动第十二讲：力和曲线运动第十三讲：功和功率第十四讲：动能定理第十五讲：机械能、功能关系第十六讲：动量和冲量第十七讲：动量守恒《动量守恒》练习题第十八讲：碰撞《碰撞》专题练习题第十九讲：动量和能量《动量与能量》专题练习题第二十讲：机械振动《机械振动》专题练习第二十一：讲机械波第二十二讲：驻波和多普勒效应第一讲： 力学中的三种力【知识要点】（一）重力重力大小G=mg ，方向竖直向下。
一般来说，重力是万有引力的一个分力，静止在地球表面的物体，其万有引力的另一个分力充当物体随地球自转的向心力，但向心力极小。
（二）弹力1．弹力产生在直接接触又发生非永久性形变的物体之间(或发生非永久性形变的物体一部分和另一部分之间)，两物体间的弹力的方向和接触面的法线方向平行，作用点在两物体的接触面上．2．弹力的方向确定要根据实际情况而定．3．弹力的大小一般情况下不能计算，只能根据平衡法或动力学方法求得．但弹簧弹力的大小可用．f=kx(k 为弹簧劲度系数，x 为弹簧的拉伸或压缩量)来计算 ．在高考中，弹簧弹力的计算往往是一根弹簧，而竞赛中经常扩展到弹簧组．例如：当劲度系数分别为k 1,k 2,…的若干个弹簧串联使用时．等效弹簧的劲度系数的倒数为：nk k k 1...111+=，即弹簧变软；反之．若以上弹簧并联使用时，弹簧的劲度系数为：k=k 1+…k n ，即弹簧变硬．(k=k 1+…k n 适用于所有并联弹簧的原长相等；弹簧原长不相等时，应具体考虑) 长为0L 的弹簧的劲度系数为k ，则剪去一半后，剩余2L 的弹簧的劲度系数为2k （三）摩擦力 1．摩擦力一个物体在另一物体表面有相对运动或相对运动趋势时，产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。
