2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡 第一課時(shí) 3.doc
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2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡 第一課時(shí) 3.doc
2019-2020年高一物理 第四章 物體的平衡 有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡 第一課時(shí) 3教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1.知道什么是轉(zhuǎn)動(dòng)軸和有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡狀態(tài).2.掌握力臂的概念,會(huì)計(jì)算力矩.3.理解有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件.二、能力目標(biāo)通過(guò)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件的得出過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和分析推理能力.三、德育目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生研究物理問(wèn)題的能力和興趣,了解科學(xué)方法在物理研究中的應(yīng)用.教學(xué)重點(diǎn)1.轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài),力矩的概念.2.有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件.教學(xué)難點(diǎn)力臂和力矩的概念.教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、歸納法、講授法、分層教學(xué)法.教學(xué)用具投影儀、力矩盤(pán)、鉤碼、彈簧秤.課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過(guò)程投影本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解轉(zhuǎn)動(dòng)平衡的概念.2.理解力臂和力矩的概念.3.理解有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程一、導(dǎo)入新課CAI課件模擬物體轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)例,學(xué)生觀察、思考用手開(kāi)門(mén)用扳手?jǐn)Q螺絲用撬棒撬石塊等學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)討論歸納.師生互動(dòng)歸納:物體在轉(zhuǎn)動(dòng)力的作用效果設(shè)問(wèn)引入:這類(lèi)轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題在初中已學(xué)過(guò),并不僅僅由力來(lái)決定轉(zhuǎn)動(dòng)效果,那到底跟什么因素有關(guān)呢?二、新課教學(xué)1.轉(zhuǎn)動(dòng)軸CAI課件展示門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng),車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng).問(wèn)題思考:畫(huà)面上的各物體都在轉(zhuǎn)動(dòng),那么物體上的各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是什么?學(xué)生討論可得:軌跡是圓周,做圓周運(yùn)動(dòng).問(wèn)題思考:圓周的中心是一個(gè)嗎?有什么特點(diǎn)?結(jié)合實(shí)例師生互動(dòng)分析結(jié)論:圓周的中心在同一直線(xiàn)上.知識(shí)點(diǎn)認(rèn)知這條直線(xiàn)叫做轉(zhuǎn)動(dòng)軸.思考題:研究物體的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體能否當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)看待?教學(xué)設(shè)計(jì)目的是讓A層次的同學(xué)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸有深入的認(rèn)識(shí).2.轉(zhuǎn)動(dòng)平衡設(shè)問(wèn):有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體一定會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)嗎?師生結(jié)合實(shí)例分析有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體可能靜止,可能勻速轉(zhuǎn)動(dòng),還可能變速轉(zhuǎn)動(dòng).指導(dǎo)學(xué)生閱讀P74第一段概念:一個(gè)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體,在力的作用下,如果保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)平衡分析“關(guān)鍵之處”物體要有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸受到力的作用保持“持續(xù)”3.力臂設(shè)問(wèn):有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)效果由哪些因素決定呢?學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)合已有知識(shí)猜想,先記下自己的猜想結(jié)果.演示實(shí)驗(yàn)情景1:推門(mén)時(shí),在離轉(zhuǎn)軸較遠(yuǎn)的地方推,用比較小的力就能把門(mén)推開(kāi);在離轉(zhuǎn)軸不遠(yuǎn)的地方推,用較大的力才能把門(mén)推開(kāi).情景2:用手直接擰螺帽,擰不太緊,但是用扳手來(lái)擰,很容易就擰緊了.針對(duì)實(shí)例結(jié)合已有知識(shí)體系師生共析結(jié)論:力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用效果不僅與力的大小有關(guān),還和力到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離有關(guān).力越大,力到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離越大,力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用就越大.過(guò)渡引導(dǎo)為了反映轉(zhuǎn)動(dòng)效果與力到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離有關(guān),要引入一個(gè)新的物理量力臂.定義:從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線(xiàn)的距離.強(qiáng)調(diào)到力的作用線(xiàn)距離垂線(xiàn)思考題:力臂的大小由哪些因素決定?引入力臂的概念有什么意義?學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)A.討論解釋B、C.師生共析,給出提示:從力的作用點(diǎn)和力的方向考慮.結(jié)論力臂的大小是由力的作用點(diǎn)和力的方向共同決定的;力臂概念的引入,實(shí)際上是把力的三要素中的力的作用點(diǎn)和力的方向這兩個(gè)因素歸合為一個(gè)因素.例:畫(huà)出圖中F1和F2的力臂教師介紹找出力臂的“口訣”一軸二線(xiàn)三垂直解釋?zhuān)旱谝徊剑赫业睫D(zhuǎn)動(dòng)軸第二步:找到畫(huà)出力的作用線(xiàn)第三步:從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn),轉(zhuǎn)軸和垂足之間的距離就是力臂.3.力矩設(shè)問(wèn):力的轉(zhuǎn)動(dòng)效果既跟力F的大小有關(guān),又跟力臂L的大小有關(guān).為此引入一個(gè)新的物理量力矩.(1)定義:力F和力臂L的乘積叫做力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的力矩,符號(hào)為M.(2)公式:M=FL(3)意義:描述力對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果(4)單位:牛米(Nm)(5)正負(fù):力矩可以使物體向不同的方向轉(zhuǎn)動(dòng).規(guī)定:使物體向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩為正力矩;使物體向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩為負(fù)力矩.思考題:在什么情況下,力對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)沒(méi)有效果.學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單討論驗(yàn)證歸納.F=0L=0例:如右圖,質(zhì)量為m的均勻直棒OA可繞墻上絞點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng),在A端懸掛一質(zhì)量為m的物體,棒在細(xì)繩AB的作用下處于水平靜止?fàn)顟B(tài).已知棒長(zhǎng)為l,AB與棒的夾角為,則作用于棒上的四個(gè)力的力矩分別為多少?學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)獨(dú)立寫(xiě)出結(jié)果.投影結(jié)果MG=mgl Mm=-mglMF=-Flsin M0=0思考題:力矩的正、負(fù)表示方向嗎?學(xué)生討論,教師強(qiáng)調(diào)力矩的正負(fù)不表力矩的方向,只說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)效果.4.力矩的平衡多媒體課件出示下圖在一力矩盤(pán)上作用三個(gè)力矩,分別是F1、F2、F3的力矩.1.這三個(gè)力的力矩大小如何求解?2.這三個(gè)力矩分別是正力矩還是負(fù)力矩?教學(xué)設(shè)計(jì)同學(xué)獨(dú)立作答師生互動(dòng)分析歸納1.要求三個(gè)力的力矩,可以先找到三個(gè)力的力臂L1、L2、L3,再據(jù)M=FL分別求出它們的力矩.2.判定力矩方向的方法:先假設(shè)其余的力全消失,只剩下要判定的那個(gè)力矩,如果在該力矩作用下,物體逆時(shí)針轉(zhuǎn),則該力矩為正;如果物體順時(shí)針轉(zhuǎn),則該力矩為負(fù).據(jù)此判定:F1的力矩為正,F(xiàn)2、F3的力矩為負(fù)問(wèn)如果上圖中的力矩盤(pán)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),這三個(gè)力的力矩滿(mǎn)足什么關(guān)系呢?學(xué)生每?jī)扇艘唤M,按圖組裝,研究這三個(gè)力矩在力矩盤(pán)靜止時(shí)的關(guān)系教師巡回指導(dǎo)學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)力矩盤(pán)處于平衡狀態(tài)時(shí),作用在力矩盤(pán)上的三個(gè)力的力矩滿(mǎn)足下述關(guān)系:M1=M2+M3或M1+M2+M3=0教師總結(jié)并板書(shū)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件是:使物體向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和等于使物體向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩之和.即:M1=M2+M3或者:有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件是力矩的代數(shù)和等于零.即:M1+M2+M3=0(注意:規(guī)定使物體向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩為正,反之為負(fù))強(qiáng)化訓(xùn)練如圖所示,一根均勻直棒OA可繞軸O轉(zhuǎn)動(dòng),用水平力F=10 N作用在棒的A端時(shí)直棒靜止在與豎直方向成30角的位置,直棒有多重?學(xué)生求解本題教師用投影儀展示正確的解題過(guò)程解:設(shè)直棒的長(zhǎng)度為l,由力矩平衡條件有:Flcos30= sin30 G=34.6 N三、小結(jié)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)合給出的小結(jié)提綱.投影本節(jié)提綱1.本節(jié)學(xué)習(xí)了幾個(gè)新的物理量?其意義是什么?如何確定其大?。?.歸納一些典型的轉(zhuǎn)動(dòng)平衡問(wèn)題?3.試寫(xiě)出力矩平衡條件的幾種表達(dá)形式.四、作業(yè)1.課后作業(yè):練習(xí)二1、22.復(fù)習(xí)初中相關(guān)知識(shí),溫習(xí)該節(jié)內(nèi)容.3.預(yù)習(xí)第四節(jié).4.思考題:在用力矩平衡條件解題時(shí),為什么不考慮通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的力的力矩作用.五、板書(shū)設(shè)計(jì)