力矩与力偶(教学设计)

教学内容（课题）：力矩、力偶【课题名称】力矩、力偶【教材版本】栾学钢主编机械基础（多学时）。

北京：高等教育出版社，2010 【教学目标与要求】知识目标：1、理解力矩、力偶能力目标：1、能区别力矩和力偶的差别素质目标：1、了解力矩和力偶的不同点。

教学要求：1、能准确计算力矩和力偶的值【教学重点】区分力矩和力偶的不同。

【难点分析】力矩的性质【教学方法】讲授法。

【教学资源】栾学钢主编机械基础（多学时）【教学安排】1学时（40分钟）【教学过程】一、导入新课从图片入手，说明力的两种效应（移动与转动）。

二、新课教学（一）力矩1、力矩的概念：扳手拧螺母，使得扳手与螺母绕定点O转动，称为力F对O点之矩，简称力矩。

2、力矩的计算公式：M 。

（F ）=±FdM 。

—力矩，力F 对点0之矩。

符号：“＋ ”—— 使物体逆时针转时力矩为正；“－” —— 使物体顺时针转时力矩为负。

d —力臂，力F 作用线与矩心的垂直距离。

单位：N.m(牛顿.米)力矩的三要素：大小、方向、矩心3、巩固力矩的公式应用，做一习题计算。

已知：F ＝100N ，d=10cm,求力F 对O 点之矩。

+-O ()1000.110.O M F FdN m =±=+⨯=4、力矩的性质（重点）（1）当力的大小等于零或力的作用线通过矩心（力臂d =0）时，力矩为零（2）当力沿其作用线移动时，力矩不变。

（3）力矩的大小不仅与力的大小有关，同时与矩心的位置有关。

5、讨论：怎样利用力矩的原理来提高转动效应？（1）增加力的大小（2）增加力臂的长度（二）力偶1、力偶的概念力偶——两个大小相等、方向相反、作用线平行的一对平行力。

(F ˊ、F)力偶臂——力偶中两力作用线之间的垂直距离。

(d)F F dB A力偶作用面——力偶所在平面。

2、力偶矩：M＝±Fd单位：N.m(牛顿.米)，与力矩单位相同符号：逆时针转动为“+”，顺时针为“负”；d:力偶臂力偶效应三要素：力偶矩大小、力偶转向、力偶作用面3、讨论（1）图中力的单位是N，长度单位是cm，试分析图示四个力偶，哪些是等效的？（2）讨论：力偶等效只要满足（）A、只满足力偶矩大小相等B、只满足力偶矩转向相同C、只满足力偶作用面相同D、力偶矩大小、转向、作用面均相等三、小结（对比力矩与力偶的不同）力矩：力使物体绕某点转动的效应。

《力矩和力偶》讲义一、引言在物理学和工程学中，力矩和力偶是两个非常重要的概念。

它们对于理解物体的旋转运动、机械系统的工作原理以及结构的稳定性都起着至关重要的作用。

接下来，让我们深入探讨一下力矩和力偶的相关知识。

二、力矩的定义和概念力矩，简单来说，就是使物体绕着某个固定点或轴转动的趋势。

它等于力与力臂的乘积。

力臂是指从转动轴到力的作用线的垂直距离。

如果用M 表示力矩，F 表示力，L 表示力臂，那么力矩的计算公式就是 M ＝ F × L 。

为了更好地理解力矩，我们可以想象一个门。

当我们在门的把手处施加一个力来推动或拉动门时，门就会绕着门轴转动。

施加的力越大，或者力臂越长，产生的力矩就越大，门就越容易转动。

在实际生活和工程应用中，力矩的概念无处不在。

例如，用扳手拧螺丝时，我们通过施加力在扳手上，利用扳手的长度（力臂）产生足够的力矩来拧紧或松开螺丝。

三、力矩的性质1、力矩的方向力矩是一个矢量，它的方向根据右手定则来确定。

伸出右手，让四指沿着力臂的方向弯曲，大拇指所指的方向就是力矩的方向。

2、合力矩定理当一个物体受到多个力的作用时，这些力对某一点的合力矩等于各个分力对同一点的力矩的代数和。

3、力矩的平衡如果一个物体处于静止状态或者绕某一轴匀速转动，那么作用在物体上的所有力矩之和为零。

这就是力矩平衡的条件。

四、力偶的定义和概念力偶是由大小相等、方向相反、但不共线的两个平行力所组成的力系。

这两个力的作用线之间的垂直距离称为力偶臂，力偶中的力与力偶臂的乘积称为力偶矩。

力偶的特点是它不能用一个单一的力来等效替代，只能产生转动效应。

例如，用两只手同时在方向盘的两侧施加方向相反、大小相等的力，方向盘就会转动，这就是力偶的作用。

五、力偶的性质1、力偶无合力由于力偶中的两个力大小相等、方向相反且不共线，所以它们的合力为零。

但这并不意味着力偶没有作用效果，它能够使物体产生纯转动。

2、力偶矩的大小和方向力偶矩的大小等于其中一个力的大小与力偶臂的乘积，其方向由力偶的转向决定。

一、教学目标1. 知识目标：（1）理解力矩的概念及其计算方法。

（2）掌握力矩的应用，能够运用力矩原理解决实际问题。

2. 能力目标：（1）培养学生的观察、分析、推理和解决问题的能力。

（2）提高学生的动手操作能力，培养团队合作精神。

3. 情感目标：（1）激发学生对力矩学习的兴趣，培养他们对科学探索的热爱。

（2）培养学生严谨、求实的科学态度。

二、教学重难点1. 教学重点：力矩的概念、计算方法及其应用。

2. 教学难点：力矩的物理意义及在解决实际问题中的应用。

三、教学过程1. 导入新课（1）通过展示生活中常见的杠杆现象，引导学生思考力矩的作用。

（2）提出问题：如何计算力矩？力矩与哪些因素有关？2. 新课讲授（1）讲解力矩的概念，引导学生理解力矩的物理意义。

（2）介绍力矩的计算方法，结合实例讲解力矩的计算过程。

（3）分析力矩的影响因素，如力的大小、力的作用点、力臂等。

（4）讲解力矩的应用，结合实例说明力矩在实际问题中的作用。

3. 课堂练习（1）布置课堂练习题，让学生独立完成。

（2）教师巡视指导，解答学生疑问。

4. 小组合作探究（1）分组讨论：如何运用力矩原理解决实际问题？（2）每组选择一个实际问题进行探究，共同讨论、分析、解决问题。

5. 课堂小结（1）教师总结本节课的重点内容，强调力矩的概念、计算方法及其应用。

（2）回顾课堂练习和小组合作探究过程，指出学生在解题过程中存在的问题。

6. 作业布置（1）布置课后作业，巩固所学知识。

（2）要求学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的实践能力。

四、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的积极性。

2. 作业完成情况：检查学生的课后作业，了解学生对力矩知识的掌握程度。

3. 实践能力：评价学生在实际操作中的表现，如小组合作探究和解决问题能力。

4. 学习兴趣：关注学生对力矩学习的兴趣，了解他们在学习过程中的情感体验。

课题 1.2力矩力偶与力的平移
课时 1 班级21机电3/4班课型新课时间2021年10月19日
教学目标知识目标：熟记力矩、力偶的概念
能力目标：应用力矩、力偶，力的平移定理解题德育目标：提高合作探究能力，增强合作意识
教学重点力的平移定理
教学难点力的平移定理
教法直观教学法
学法小组合作探究
教学评价师生互评，小组互评
教具多媒体课件，教具，动画
教学过程及主要教学内容师生活动一、实验：
由此推导力的平移定理：
作用在刚体上A点处的力F，可以平移到刚体内任意点O，但必须同时附加一个力偶，其力偶矩等于原来的力F 对新作用点O的矩。

这就是力的平移定理。

教师：精讲
互问互答
学生：小组合作学生：组间竞赛。

力矩和力偶【课题名称】力矩和力偶【教学目标与要求】一、知识目标1、了解力矩和力偶的概念；理解力的平移原理；2、掌握力偶性质。

二、能力目标掌握力偶性质，培养分析问题和解决问题的能力。

三、素质目标1、了解力矩和力偶的概念，掌握力偶性质；2、了解力的平移原理；并能解释生活和工程实际问题。

四、教学要求1、了解力矩和力偶的概念；2、掌握力偶性质及力的平移原理、应用。

【教学课时】2课时教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插讨论、讲授中穿插练习与设问，最后进行归纳。

【教学重难点】重点：1、力矩和力偶的概念，力偶性质；2、力的平移原理、应用。

难点：力偶性质、力的平移原理及应用【教学方法】教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。

【教学用具】投影仪、投影片【教学内容】一、力矩用手直接拧螺帽，不易把它拧紧；用扳手来拧，就容易多了。

可见力越大，力和转动轴之间的距离越大，力矩对转动的影响就越大。

力和转动轴之间的距离，即从转动轴到力的作用线的距离，叫做力臂。

改变物体转动状态的两个要素是力和力臂。

在物理学中，把力和力臂的乘积叫做力矩(moment of force)。

如果M表示力矩，则有：M = F×L。

力对物体转动的影响取决于力矩的大小，力矩越大，力对物体的转动作用越大。

力为零，力矩也为零，显然不会使原来静止的物体发生转动。

力矩的单位是由力和力臂的单位决定的。

在国际单位制中,力矩的单位是牛米,符号是N·m。

力矩可以使原来静止的物体向不同的方向转动。

例如，顺时针转动螺母时，螺母向前，逆时针转动螺母时，螺母向后。

讨论力矩时，只说明力矩的大小是不够的，还必须说明力矩是顺时针还是逆时针的。

二、力偶在日常生活和工程实际中经常见到物体受动两个大小相等、方向相反，但不在同一直线上的两个平行力作用的情况。

力学上把这种大小相等，方向相反，不共线的两个平行力组成的系统,叫做力偶(couple)。

力偶两个力的作用线间的距离d叫力偶臂。

课堂教学实施方案点作逆时针方向转动. 应该注意，力臂是OD，注意：负号必须标注，正号可标也可不标。

一般不标注。

平面汇交力系的合力对其平面内任一点的矩等于所有各分力对本题有两种解法。

按力矩的定义计算由图中几何关系有：=(AB-DB)sinα=(AB- BCctgα)sinαα)sinα-bcosα在日常生活和工程实际中经常见到物体受动两个大小相等、方向相反，但不在同一直线上的两个平行力作用的情况。

（图a）司机转动驾驶汽车时两手作用在方向盘上的力；（图b）工人用丝锥攻螺纹时两手加在扳手上的力；（图c）以及用两个手指拧动水龙头所加的力等等。

▪力偶：在力学中把这样一对等值、反向而不共线的平行力称为力偶。

▪用符号( F ,F′) 表示。

▪两个力作用线之间的垂直距离称为力偶臂。

▪两个力作用线所决定的平面称为力偶的作用面。

偶使物体逆时针方向转动时，力偶矩为正，反之为负。

在国际单位制中，力矩的单位是牛顿•米（N•m）或千牛顿•米力和力偶是静力学中两个基本要素。

力偶与力具有不同的性质：）力偶不能简化为一个力，即力偶不能用一个力等效替代。

因此力偶不能与一个力平衡，力偶只能与力偶平衡。

）无合力，故不能与一个力等效；结论：只要保持力偶矩不变，力偶可在作用面内任意移动或转动，其对刚体的作用效果四力的平移定理力的平移定理：作用于刚体上的力可以平行移动到刚体上的任意一指定点，但必须同时在该力与指定点所决定的平面内附加一力偶，其力偶矩等于原力对指定点之矩。

力的平移定理只适用于刚体力的平移定理表明，可以将一个力分解为一个力和一个力偶；反过来，也可以将同一平面内的一个力和一个力偶合成为一个力。

力矩和力偶-人教版选修2-2教案一、教学目标1.了解力矩和力偶的概念，理解它们的物理意义。

2.学会计算力矩和力偶。

3.学习如何应用力矩和力偶解决实际问题。

二、教学重难点1.理解力矩和力偶的概念。

2.掌握力矩和力偶的计算方法。

3.能够应用力矩和力偶解决实际问题。

三、教学内容1. 力矩的概念力矩是描述力对物体产生扭转效应的物理量。

当一个力作用于物体上时，它可能会引起物体旋转，这个旋转的效应就称为力矩。

力矩的大小等于力乘以力臂，力臂是力作用点到物体旋转中心的距离。

2. 力偶的概念力偶是两个大小相等、方向相反的力在同一直线上并分别作用于物体的两个点上时产生的物理效应。

力偶的大小等于其中一个力的大小乘以两个力的距离，方向垂直于该直线。

3. 力矩和力偶的计算公式•力矩的计算公式：$M = F \\times L$，其中M表示力矩，F表示作用力的大小，L表示力臂的长度。

•力偶的计算公式：$T = F \\times d$，其中T表示力偶，F表示其中一个力的大小，d表示两个力的距离。

4. 力矩和力偶的应用(1) 物体平衡问题物体平衡条件是所有受力和力矩都为零。

在处理物体平衡问题时，可以通过计算受力点数矩的和来确定力是否平衡。

如果受力点数矩为零，则物体受到的所有力矩相互抵消，物体处于平衡状态。

(2) 固定点和支撑点固定点是物体旋转中心，支撑点是受力的点。

在处理力矩和力偶的问题时，需要明确固定点或支撑点的位置，才能正确计算力矩和力偶。

(3) 机械设备设计在机械设备的设计中，经常需要考虑力矩和力偶。

比如，在机器人的关节处需要合理分布力矩，以保证机器人能够移动和控制。

四、教学方法本节课采用讲授和案例分析相结合的教学方法来讲解力矩和力偶的概念和计算方法。

在讲解理论的同时，结合实际应用，通过案例分析来加深学生对力矩和力偶的理解和掌握。

五、教学评价本节课采用理论讲解和案例分析相结合的教学方法，能够让学生更好地理解和掌握力矩和力偶的概念和计算方法。

《力矩和力偶》学历案一、学习目标1、理解力矩和力偶的概念。

2、掌握力矩和力偶的计算方法。

3、能够运用力矩和力偶的知识解决实际问题。

二、知识回顾在学习力矩和力偶之前，我们先来回顾一下力的基本概念。

力是物体之间的相互作用，它能够使物体的运动状态发生改变。

力的三要素包括力的大小、方向和作用点。

三、力矩的概念力矩是使物体绕某一点转动的力学量。

我们可以想象一下，当我们用扳手拧螺丝时，施加在扳手上的力会使螺丝转动，这个使螺丝转动的效果就与力矩有关。

设力 F 作用在点 A，O 为某一固定点，则力 F 对 O 点的力矩定义为：M ＝ F × d ，其中 d 是从 O 点到力 F 的作用线的垂直距离，称为力臂。

力矩的单位是牛·米（N·m）。

四、力矩的性质1、力矩的大小不仅取决于力的大小，还取决于力臂的长度。

力越大，力臂越长，力矩就越大；反之，力矩就越小。

2、当力的作用线通过转动轴时，力臂为零，力矩也为零。

3、力矩的方向由右手螺旋定则确定：弯曲四指表示力绕轴转动的方向，大拇指的指向就是力矩的方向。

五、力偶的概念力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系。

比如，用双手拧水龙头时，两只手施加的力就构成了一个力偶。

力偶中的两个力之间的垂直距离 d 称为力偶臂，力偶中的一个力 F 与力偶臂 d 的乘积称为力偶矩，用 M 表示，即 M ＝ F × d 。

力偶矩的单位也是牛·米（N·m）。

六、力偶的性质1、力偶对其作用平面内任一点的力矩都等于力偶矩，与矩心的位置无关。

2、力偶在其作用平面内可以任意移动和转动，而不改变它对物体的作用效果。

3、只要保持力偶矩的大小和转向不变，可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变力偶对物体的作用效果。

七、力矩和力偶的计算1、计算力矩时，首先要确定力的作用点和转动轴，然后求出力臂，最后根据公式 M ＝ F × d 计算力矩。