力矩平衡条件的应用物理教案

“hwei123”通过精心收集，向本站投稿了9篇力矩平衡条件的应用物理教案，下面是小编为大家整理后的力矩平衡条件的应用物理教案，仅供参考，喜欢可以收藏与分享哟!

篇1：力矩平衡条件的应用物理教案

力矩平衡条件的应用物理教案

关于残缺圆盘重心的分析

例1 一个均匀圆盘，半径为 ，现在在园盘靠着边缘挖去一个半径为 的圆孔，试分析说明挖去圆孔后，圆盘的重心在何处．

解析：由于圆盘均匀，设圆盘的单位面积的重力为 ，

为了思考问题的方便，我们设想在大圆盘的另一侧对称地再挖去一个半径等于 的小圆，如图所示，我们要求的是红色的小圆盘与灰色部分的重心位置，根据对称性， 一定是大圆圆心 与小圆圆心 连线上，设 ，则 ．

如果我们用手指支撑在 点，则这个物体会保持平衡，这两部分的重心对 点的力矩满足平衡条件．这两部分的重力分别是 及 ．

可列出力矩平衡方程

解方程，得出： ．

关于一端抬起的木杆重力问题

例2 一个不均匀的长木杆，平放在地面上，当我们抬起它的一端（另一端支在地面上），需要用500N的力；如果抬另一端，发现这回需要用800N才能抬起．请分析说明这根木杆的重力是多少？

解析：设木杆长为 ，重力为 ，已知抬起 端时用力为500N，抬起 端时用力大小为800N．可以假设木杆的重心距 端为 ，距 端为 ．

抬 端时，以 端点为轴 由力矩平衡条件可得

抬 端时，以 端点为轴 由力矩平衡条件可得

联立上面的两方程式可得

关于圆柱体滚台阶的问题

例3 如图所示，若使圆柱体滚上台阶，要使作用力最小，试分析作用力的作用点应作用在圆柱体截面的什么位置？

解析：根据题意：

在圆柱体滚上台阶的过程中，圆柱体与台阶相接处为转动轴．

由固定转动轴物体的`平衡条件可知：在匀速转动时圆柱体的重力的力矩应与作用力的力矩相等．又因为圆柱体的重力和它对转动轴的力臂是确定的，所以要使作用力最小其力臂一定最长，又因为转动轴在圆柱体的边缘上，作用力的作用点也要在圆柱体的边缘上，要想作用力的力臂最长就只有圆柱体截面的直径，如图；作用力的方向是垂直圆柱体截面直径向上，如图所示：

篇2：力矩平衡条件的应用教案设计

力矩平衡条件的应用教案设计

教学目标

知识目标

1、理解力臂的概念，

2、理解力矩的概念，并会计算力矩

能力目标

1、通过示例，培养学生对问题的分析能力以及解决问题的能力

情感目标：

培养学生对现象的观察和探究能力，同时激发学习物理的兴趣，力矩平衡条件的应用。

典型例题

关于残缺圆盘重心的分析

例1 一个均匀圆盘，半径为 ，现在在园盘靠着边缘挖去一个半径为 的圆孔，试分析说明挖去圆孔后，圆盘的重心在何处．

解析：由于圆盘均匀，设圆盘的单位面积的重力为 ，

为了思考问题的方便，我们设想在大圆盘的另一侧对称地再挖去一个半径等于 的小圆，如图所示，我们要求的是红色的小圆盘与灰色部分的重心位置，根据对称性， 一定是大圆圆心 与小圆圆心 连线上，设 ，则 ．

如果我们用手指支撑在 点，则这个物体会保持平衡，这两部分的重心对 点的.力矩满足平衡条件．这两部分的重力分别是 及 ．

可列出力矩平衡方程

解方程，得出： ．

关于一端抬起的木杆重力问题

例2 一个不均匀的长木杆，平放在地面上，当我们抬起它的一端（另一端支在地面上），需要用500N的力；如果抬另一端，发现这回需要用800N才能抬起．请分析说明这根木杆的重力是多少？

解析：设木杆长为 ，重力为 ，已知抬起 端时用力为500N，抬起 端时用力大小为800N．可以假设木杆的重心距 端为 ，距 端为 ．

抬 端时，以 端点为轴 由力矩平衡条件可得

抬 端时，以 端点为轴 由力矩平衡条件可得

联立上面的两方程式可得

关于圆柱体滚台阶的问题

篇3：第四章 物体的平衡（四、力矩平衡条件的应用）

教学目标：

一 知识目标：

1．理解有固定转动轴的物体的平衡条件；

2．能应用力矩平衡条件处理有关问题。

二 能力目标：

1．学会用数学知识处理物理问题；

2．进一步熟悉对物体的受力分析。

三 德育目标：

使学生学会要具体问题具体分析

教学重点：

力矩平衡条件的应用

教学难点：

用力矩平衡条件如何正确地分析和解决问题

教学方法：

讲授法、归纳法

教学用具：

投影仪、投影片

教学步骤：

一 导入新课

1．用投影片出示下列思考题：

（1）什么是力矩的平衡？

（2）有固定准确轴的物体的平衡条件是什么？

2．本节课我们继续学习运动有固定转动轴的物体的平衡求解问题的方法。

二 新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标：

1．熟练应用力矩平衡条件解决有固定转动轴物体在转动平衡状态下的有关问题。

2．进一步提高受力分析的能力。

（二）学习目标完成过程：

1．用投影片出示例题1：

如图：bo是一根质量均匀的横梁，重量g1＝80n，bo的一端安在b点，可绕通过b点且垂直于纸面的轴转动，另一端用钢绳ao拉着横梁保持水平，与钢绳的夹角，在横梁的o点挂一个重物，重要g2＝240n，求钢绳对横梁的拉力f1：a：分析

（1）本题中的横梁是一个有固定转动轴的物体；

（2）分析横梁的受力：拉力f1，重力g1，拉力f2；

（3）找到三个力的力臂并写出各自的力矩：

f1的力矩：

g1的力矩：

f2的力矩：

b：指导学生写出解题过程：

c：用投影片展示正确的解题过程如下：

解：据力矩平衡条件有：

由此得：

d：巩固训练：

如图所示，oab是一弯成直角的杠杆，可绕过o点垂直于纸面的轴转动，杆oa长30cm，ab段长为40cm，杆的质量分布均匀，已知oab的总质量为7kg，现在施加一个外力f，使杆的ab段保持水平，则该力作用于杆上哪一点，什么方向可使f最小？

2．用投影片出示例题2：

一辆汽车重1.2×104n，使它的前轮压在地秤上，测得的结果为6.7×103n，汽车前后轮之间的举例是2.7m，求汽车重心的位置，（即求前轮或后轮与地面接触点到重力作用线的距离）

（1）分析：汽车可看作有固定转动轴的物体，若将后轮与地面的接触处作为转动轴，则汽车受到以下力矩的作用：一是重力g的力矩；二是前轮受到的地秤对它的支持力的力矩；汽车在两个力矩的作用下保持平衡，利用转动平衡条件即可求出重心的位置。

（2）注意向学生交代清：

a：地秤的示数指示的是车对地秤压力的大小；

b：据牛顿第二定律得到车前轮受到的支持力的大小也等于地秤的示数。

（3）学生写出本题的解题步骤，并和课本比较；

（4）讨论：为什么不将前轮与地秤接触处作为转动轴？

将前轮与地秤接触处作为转动轴，将会使已知力的力臂等于0，而另一个力（即后轮与地秤间的作用力）又是未知的，最后无法求解。

（5）巩固训练

一块均匀木板mn长l＝15cm，g1＝400n，搁在相距d＝8m的两个支架a、b上，ma＝nb，重g2＝600n的人从a向b走去，如图：问人走过b点多远时，木板会翘起来？

三 小结：

本节课我们主要学习了运用力矩平衡条件解题的方法：

1．确定研究对象：

2．分析研究对象的受力情况，找出每一个力的力臂，分析每一个力矩的转动方向；

3．据力矩平衡条件建立方程[m合＝0或m顺＝m逆]

4．解方程，对结果进行必要的讨论。

四 作业

篇4：1A411023力偶、力矩的特性及应用

1a411023  力偶、力矩的特性及应用

作用在物体某一点的力可以平移到另一点，但必须同时附加一个力偶，如图1a411023-4。

篇5：考试大力偶、力矩的特性及应用自测题

一、单项选择题

1．力使物体绕某点转动的效果要用(    )来度量。

a．力矩    b．力

c．弯曲    d．力偶

2．力矩的单位是(    )。

a．n       b．m

c．n·m    d．n/m

3．(    )是力矩中心点至力的作用线的垂直距离。

a．力矩    b．力臂

c．力    d．力偶

4．当力的作用线通过矩心时，力矩(    )。

a．最大    b．最小

c．为零    d．不能确定

5．改变矩心的位置，力矩的大小将(    )。

a．变大    b．变小

6．力矩平衡条件是：对某点的顺时针力矩之和(    )反时针力矩之和。

a．大于    b．等于

c．小于    d．不能确定

7．可以把力偶看作一个转动矢量，它仅对刚体产生(    )效应。

a．转动    b．平动

c．扭转    d．弯曲

8．保持力偶矩的划、、转向不变，力偶在作用平面内任意转移，则刚体的转动效应(    )。

a．变大    b．变小

c．不变    d．变化，但不能确定变大还是变小

9．作用在物体某一点的力可以平移到另一点，但必须同时附加一个(    )。

a．力      b．力臂

c．剪力    d．力偶

10．由力的平移定理可知：一个力可分解为一个力和一(    )

a．力    b．力臂

c．剪力    d．力偶

11．(    )是力系向一点简化的理论依据，并可直接用来分析和解决工程中的某些力学问题。

a．平行四边形法则    b．力的平移法则

二、多项选择题

1．力矩的大小取决于(    )。

a．力的大小      b．力矩的大小

c．力矩的转向    d．力的方向

2．改变矩心的位置，下列将改变。

a．力的大小            b．力矩的大小

c．力矩的转向          d．力的方向

e．力臂的长度

3．力偶的特性是(    )。

a．两个力的大小相等    b．两个力的方向相反

c．两个力的大小不等    d．两个力的方向相同

e．两个力的作用线平行

4．力偶矩的单位是(    )。

a．n.m     b．kn.m

c．n/m     d．kn/m

e． kn

5．下列关于力偶的性质正确的是(     )

a．力偶不是力          b．力偶能与力等效

c．力偶不能与力等效    d．力偶不能与力平衡

e．力偶能与力平衡

6．力偶使物体产生的转动效应，取决于(    )。

a．二力的大小     b．力偶的大小

c．力偶的转向     d．力的方向

e．二力之间的距离

考点7自测题答案：

一、单项选择题：1．a  2．c  3．b  4．c  5．d  6．b  7．a  8．c  9．d  10．d  11．b

二、多项选择题：1．ae  2．be  3．abe  4．ab  5．acd  6．bc

篇6：八年级物理教案《物体的浮沉条件及应用》

八年级物理教案《物体的浮沉条件及应用》

一、教学目标

（一）知识与技能

1．能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件；

2．运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象。

（二）过程与方法

1．通过改变物体所受的重力或浮力的大小，使物体在液体或气体中处于不同的浮沉状态；

2．认识浮力知识在生产、生活中的应用价值。

（三）情感态度和价值观

1．通过对轮船、潜水艇、气球、飞艇的浮沉原理的学习，体验科学、技术、社会的紧密联系；

2．通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风，激发学生学习情趣；通过学生自己的探究实验，激发学习欲望。发展积极探索的精神，获得谋求内部协调统一的成功体验。

二、教学重难点

本节内容是在上一节学习浮力概念和阿基米德原理的基础上进一步学习物体的浮沉条件，并与上一节内容构成完整的浮力知识体系。本节知识是前面所学力学知识的综合应用，与力、重力、二力合成和密度等知识联系密切。本节内容包括两个知识点：一是物体的浮沉条件，二是轮船、潜水艇、气球、飞艇和密度计的浮沉原理。前者重在培养学生的分析能力，而后者重在使学生认识到浮沉条件在社会生活中的应用及其重要意义。物体的浮沉条件是分析各种浮沉现象的'基础，所以通过实验观察，认识物体的浮沉现象及探究物体的浮沉条件是本节课教学的重点。要弄清浮沉条件，关键是对浸没在液体中的物体进行受力分析。本节教材要运用阿基米德原理分析物体在液体中受到的浮力的变化，并比较浮力和重力的大小，需要较强的思维能力，因此是本节教学的难点。

三、教学策略

根据浮力知识的教学分解，本节教学的主要知识有两个：一是物体的浮沉条件；二是浮沉条件的应用。知识本身的难度并不算大，但贯穿在从如何调节浮力与重力的大小关系去理解浮力的应用事例这个分析过程要求较高，是进行本节教学的关键，为此，本节教学的策略设计是：首先观察、分析、比较物体的浮沉情况，引导学生从受力条件和密度条件两个方面认识物体的浮沉条件，通过调节浮力与重力的大小关系，达到理解浮沉条件在轮船、潜水艇、气球和飞艇诸方面的应用。

四、教学资源准备

多媒体课件、烧杯、水、土豆、苹果、橡皮泥、潜水艇模型、热气球模型。

篇7：物理教案－万有引力定律在天文学上的应用

教学重点：万有引力定律的应用

教学难点 ：地球重力加速度问题

教学方法：讨论法

教学用具：计算机

教学过程 ：

一、地球重力加速度

问题一：在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大？

这个问题让学生充分讨论：

1、有的学生认为：地球上的加速度是不变化的．

2、有的学生认为：两极的重力加速度大．

3、也有的的学生认为：赤道的重力加速度大．

出现以上问题是因为：学生可能没有考虑到地球是椭球形的，也有不记得公式的等．

教师板书并讲解：

在质量为 、半径为 的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为 的物体的重力加速度 ，可以认为是由地球对它的万有引力产生的．由万有引力定律和牛顿第二定律有：

则该天体表面的重力加速度为：

由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的．而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的.半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大．也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小．

问题二：有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大？

这个问题有学生回答

问题三：

1、地球在作什么运动？人造地球卫星在作什么运动？

通过展示图片为学生建立清晰的图景．

2、作匀速圆周运动的向心力是谁提供的？

回答：地球与卫星间的万有引力即由牛顿第二定律得：

3、由以上可求出什么？

①卫星绕地球的线速度：

②卫星绕地球的周期：

③卫星绕地球的角速度：

教师可带领学生分析上面的公式得：

当轨道半径不变时，则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变．

当卫星的角速度不变时，则卫星的轨道半径不变．

课堂练习：

1、假设火星和地球都是球体，火星的质量  和地球质量  ．之比  ，火星的半径  和地球半径  之比  ，那么离火星表面  高处的重力加速度  和离地球表面  高处的重力加速度  ．  之比等于多少?

解：因物体的重力来自万有引力，所以：

则该天体表面的重力加速度为：

所以：

2、若在相距甚远的两颗行星 和 的表面附近，各发射一颗卫星 和 ，测得卫星 绕行星 的周期为 ，卫星 绕行星 的周期为 ，求这两颗行星密度之比 是多大?

解：设运动半径为 ，行星质量为 ，卫星质量为 ．

由万有引力定律得：

解得：

所以：

3、某星球的质量约为地球的的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高 处平抛一物体，射程为60米，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为：

A、10米      B、15米       C、90米      D、360米

解得：（A）

布置作业 ：

探究活动

组织学生收集资料，编写相关论文，可以参考下列题目：

1、月球有自转吗？（针对这一问题，学生会很容易回答出来，但是关于月球的自转情况却不一定很清楚，教师可以加以引伸，比如月球自转周期，为什么我们看不到月球的另一面？）

2、观察月亮

有条件的让学生观察月亮以及星体，收集相关资料，练习地理天文知识编写小论文．

篇8：物理教案－万有引力定律在天文学上的应用

教学目标

知识目标

1、使学生能应用万有引力定律解决天体问题：

2、通过万有引力定律计算天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等；

3、通过应用万有引力定律使学生能在头脑中建立一个清晰的解决天体问题的图景：卫星作圆周运动的向心力是两行星间的万有引力提供的。

能力目标

1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生能熟练的掌握万有引力定律；

情感目标

1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生感受到自己能应用所学物理知识解决实际问题——天体运动。

教学建议

应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是：天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度天文学的初步知识等。教师在备课时应了解下列问题：

1、天体表面的重力加速度是由天体的质量和半径决定的．

2、地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：物体随地球的自转所需的向心力，是由地球对物体引力的一个分力提供的，引力的另一个分力才是通常所说的物体受到的重力．（相关内容可以参考扩展资料）

万有引力定律在天文学上的应用教学设计

教学重点：万有引力定律的应用

教学难点 ：地球重力加速度问题

教学方法：讨论法

教学用具：计算机

教学过程 ：

一、地球重力加速度

问题一：在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大？

这个问题让学生充分讨论：

1、有的学生认为：地球上的加速度是不变化的．

2、有的学生认为：两极的重力加速度大．

3、也有的的学生认为：赤道的重力加速度大．

出现以上问题是因为：学生可能没有考虑到地球是椭球形的，也有不记得公式的等．

教师板书并讲解：

在质量为 、半径为 的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为 的物体的重力加速度 ，可以认为是由地球对它的万有引力产生的．由万有引力定律和牛顿第二定律有：

则该天体表面的重力加速度为：

由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的．而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大．也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小．

问题二：有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大？

这个问题有学生回答

问题三：

1、地球在作什么运动？人造地球卫星在作什么运动？

通过展示图片为学生建立清晰的图景．

2、作匀速圆周运动的向心力是谁提供的？

回答：地球与卫星间的万有引力即由牛顿第二定律得：

3、由以上可求出什么？

①卫星绕地球的线速度：

②卫星绕地球的周期：

③卫星绕地球的角速度：

教师可带领学生分析上面的公式得：

当轨道半径不变时，则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变．

当卫星的角速度不变时，则卫星的轨道半径不变．

课堂练习：

1、假设火星和地球都是球体，火星的质量  和地球质量  ．之比  ，火星的半径  和地球半径  之比  ，那么离火星表面  高处的重力加速度  和离地球表面  高处的重力加速度  ．  之比等于多少?

解：因物体的重力来自万有引力，所以：

则该天体表面的重力加速度为：

所以：

2、若在相距甚远的两颗行星 和 的表面附近，各发射一颗卫星 和 ，测得卫星 绕行星 的周期为 ，卫星 绕行星 的周期为 ，求这两颗行星密度之比 是多大?

解：设运动半径为 ，行星质量为 ，卫星质量为 ．

由万有引力定律得：

解得：

所以：

3、某星球的质量约为地球的的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高 处平抛一物体，射程为60米，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为：

A、10米      B、15米       C、90米      D、360米

解得：（A）

布置作业 ：

探究活动

组织学生收集资料，编写相关论文，可以参考下列题目：

1、月球有自转吗？（针对这一问题，学生会很容易回答出来，但是关于月球的自转情况却不一定很清楚，教师可以加以引伸，比如月球自转周期，为什么我们看不到月球的另一面？）

2、观察月亮

有条件的让学生观察月亮以及星体，收集相关资料，练习地理天文知识编写小论文．

篇9：等效力矩导数模型及其在飞行仿真中的应用

等效力矩导数模型及其在飞行仿真中的应用

为了对设计初期或国外的等数据不足的飞机进行六自由度仿真,根据等效系统的.思路,建立了等效力矩导数模型,提供了等效力矩导数的计算过程.验证表明,等效力矩导数模型可用于评估设计方案或指导飞行控制系统设计.