研究有固定转动轴的物体的平衡条件(学生实验).

1、 研究有固定转动轴的物体的平衡条件（学生实验）情景切入情景切入学习目标学习目标1知道什么是转动轴和有固定转动轴知道什么是转动轴和有固定转动轴的物体的平衡状态。的物体的平衡状态。2掌握力臂的概念，会计算力矩。掌握力臂的概念，会计算力矩。3理解有固定转动轴的物体的平衡条理解有固定转动轴的物体的平衡条件。件。物体的平衡物体的平衡1.1.什么是物体的平衡状态？什么是物体的平衡状态？物体在共点力的作用下，如果保持物体在共点力的作用下，如果保持静静止止或者做或者做匀速直线运动匀速直线运动，我们就说这，我们就说这个物体处于平衡状态。个物体处于平衡状态。2.2.在共点力作用下，物体的平衡条在共点力作用下，物体

2、的平衡条件是什么？件是什么？ F合合 = 0转动平衡转动平衡、力可以使物体转动：、力可以使物体转动：（）门转动时，门上各点绕门轴做（）门转动时，门上各点绕门轴做圆周运动。圆周运动。（）电风扇转动时，叶片上各点都（）电风扇转动时，叶片上各点都沿圆周运动，圆周的中心在同一直线沿圆周运动，圆周的中心在同一直线上。上。、转动轴：、转动轴： 物体转动时，各点做圆周运动的圆物体转动时，各点做圆周运动的圆心的连线。心的连线。转动平衡转动平衡、转动平衡：、转动平衡： 一个有固定转动轴的物体，在力一个有固定转动轴的物体，在力的作用下，如果保持的作用下，如果保持静止（或匀速转静止（或匀速转动）动），我们称这个物体

3、处于转动平衡，我们称这个物体处于转动平衡状态。状态。、物体的平衡状态：、物体的平衡状态： 包括保持静止、匀速直线运动、包括保持静止、匀速直线运动、匀速转动这三种状态。匀速转动这三种状态。力对物体的转动作用的影响力对物体的转动作用的影响 演示演示1力力越大，力对物体越大，力对物体 的转动作用越大的转动作用越大 演示演示 力和转动轴的距离力和转动轴的距离越大，越大，力对物体的转动作用越大力对物体的转动作用越大演示演示 力对物体的转动作用与力对物体的转动作用与转动轴到力的作用点的转动轴到力的作用点的距离没有必然关系距离没有必然关系即力臂即力臂力臂：力臂：从从转动轴转动轴到到力的作用线力的作用线的的垂

4、直垂直距离。距离。力臂的找法力臂的找法一轴一轴：即先找到转动轴；：即先找到转动轴；二线二线：找到力的作用线；：找到力的作用线；三垂直三垂直：从转轴向力的作用线作垂线：从转轴向力的作用线作垂线示例：示例：如图表示有两个力如图表示有两个力F1和和F2作用在杠杆上，作用在杠杆上，杠杆的转动轴过杠杆的转动轴过O点垂直于纸面，求点垂直于纸面，求F1和和F2对转对转动轴的力臂？动轴的力臂？F1OABF2L1L2力矩力矩 决定物体转动效果的两个因素：决定物体转动效果的两个因素： 1.力的大小；力的大小；2.力臂。力臂。 力和力臂的乘积越大，力对力和力臂的乘积越大，力对 物体的转动作用就越大物体的转动作用就越

5、大力力 矩矩 为反映力对物体的转动作用大小而引入为反映力对物体的转动作用大小而引入力矩的概念力矩的概念力矩力矩1.定义：力定义：力F和力臂和力臂L的乘积叫做力对转的乘积叫做力对转动轴的力矩。动轴的力矩。2.定义式：定义式：M = F L3.单位：单位：Nm 读作读作“牛米牛米”4.物理意义：力矩是表示力对物体的转物理意义：力矩是表示力对物体的转动作用的物理量。动作用的物理量。5、方向、方向物体绕轴转动有两个不同的转向，顺时物体绕轴转动有两个不同的转向，顺时针转动或逆时针转动针转动或逆时针转动力矩总是对某一转轴而言的，力矩总是对某一转轴而言的，对不同的转轴，同一个力对不同的转轴，同一个力 的的力

6、臂不同，力矩也不同。力臂不同，力矩也不同。一般的有固定转动轴物体的一般的有固定转动轴物体的平衡条件平衡条件 一般的有固定转动轴物体的一般的有固定转动轴物体的平衡条件平衡条件 M逆逆M1M2M顺顺M3 223422343234423224结论：结论：使力矩盘沿顺时针方向转动的使力矩盘沿顺时针方向转动的力矩之和等于使力矩盘沿逆时针方向转力矩之和等于使力矩盘沿逆时针方向转动的力矩之和。即动的力矩之和。即M顺顺= M逆逆课堂练习课堂练习例题：例题：如图，质量分布均匀的如图，质量分布均匀的OAOA横梁横梁重重80N80N，可绕，可绕O O点转动，现横梁处在水点转动，现横梁处在水平静止状态，所挂物体重平静

7、止状态，所挂物体重100N100N，=30=300 0。求绳求绳BABA上的拉力。（设上的拉力。（设OAOA长为长为L)L)OABGF1F3F2C课堂练习课堂练习解：解：以处于平衡的以处于平衡的OAOA杆为研究对象杆为研究对象O O点为转动轴点为转动轴受力分析如图所示受力分析如图所示F1F1、F2F2、F3F3的力臂分别为的力臂分别为L L、1/2L1/2L、 1/2L1/2LM M顺顺=M1+M2 M=M1+M2 M逆逆=M3=M3根据力矩的平衡条件根据力矩的平衡条件M M顺顺= M= M逆可得逆可得M1+M2 =M3M1+M2 =M3F1F1L+F2L+F2 1/2L1/2L =F3=F3 1/2L1/2L代入数据解方程得：代入数据解方程得： F3=280NF3=280N解题步骤：解题步骤：