课题： 有固定转动轴物体的平衡

教师：这个选择是否正确，让我们用实验来检验。

[实验2]如图，横杆被水平悬挂，其左端系一物块，用弹簧杆在右段不同位置A、A2竖直向下拉横杆，使横杆恰能发生转动，记下两次弹簧秤读数F1、F2和点A1、A2与悬点0之间距离L1、L2实验表明F1L1=F2L2。

教师：上述实验表明、不同力作用在一个物体上，如果F·L相同，则力所产生转动效果相同，所以应当用F·L来描述力的转动效果，物理学中，我们用力矩（M）来作为描述力所产生的转动效果的物理量，可见，力矩的定义式应为 。

教师：也许也有同学猜想用FL2、FL3、 ……来描述力所产生的转动效果，它们都满足F·L，越大，其值也越大的特点，我们为什么偏偏选择FL呢？

学生：因为FL最简单

教师：是的，物理概念的建立遵从的主要原则之一为简单性原则：即要用最简练的语言，最少的因子，最简单的数学公式来描述和定物理概念，不仅如此，如果将产生相同转动效果的F1F2，L1L2分别代入FL2、FL3、 ……中，所得结果是不会相等的，可见它们违反了自然规律，所以力矩只能用M=FL来描述。

另外，力矩的单位是由力和力臂单位决定，在国际单位制中应该是什么单位。

学生：是牛·米，符号为N·m

教师：功的单位是焦耳，其量纲也是N·m，它们的物理意义一样吗？若不一样，有什么不同。

学生：它们的量纲虽然一样，但物理意义不同，力矩为1N·m反映的是1N的力，其力臂力1米时产生的转动效果，功为1J=1N·m反映的是1N的力使物体移动1米时对物体做的功，是一个过程量，体现出能量转化的属性。

3．力矩平衡

[实验3] 介绍实验装置：力矩盘均匀，其重心在圆盘中心，圆盘可以在竖直面内绕过中心的水平轴无摩擦地转动。（为使实验更快地进行，对课本中图4-8做一些改进，圆盘上挂两组钩码，另一组钩码用弹簧秤代替）。

学生读数、填表：

力
力臂
力矩
转动方向

学生结论：M1+M2=M3

给出力矩正负概念后，再由学生给出有固定

转轴物体的平衡条件：

M1+M2+…+…=0 即M总 =0

[实验4] 动态验证：如图，让学生猜想，保持

力盘平衡，当弹簧秤缓慢地由A→B→C过程中读数

的变化情况，再验证

[实验5] 体验平衡条件

（1）两脚左右分开（30cm），在从双脚站立不变姿式改为单足站立行不行？让学生体验一下如何。从双足站立变为单足站立。

（2）侧身将一只臂和腿紧紧靠墙站立，保持这种姿式，将远离墙的一只脚提起，让靠墙的一只脚站立，让学生试试能否做到？并说明理由。

4．课堂练习（略）

四、教学效果

1．问卷调查

（1）在本节课的学习中你懂得哪些概念、掌握了哪些规律。

（2）关于力矩，下列说法正确的是：

A、力对物体的转动作用决定于力矩的大小；

B、力矩可以使物体向不同方向转动；

C、力矩等于零时，力对物体不产生转动作用；

D、因为1J=1N·m，因此力矩的单位“N·m”也可写成“J”。

（3）直杆OA可绕O轴转动，图中虚线与杆平行，杆的A端分别受到F1、F2、F3、F4四个力的作用，它们

与OA在同一竖直面内，比较它们对O点力矩M1、M2、M3、M4的大小关系。

（4）均质圆柱重G，半径R，障碍物高h= ，今要使圆柱越过障碍物，则在圆柱体最高点作用的力中最小的力为多少？

（5）你能说出用F·L来描述力的转动效果的原因吗？

（6）本节课通过哪些方法获取了知识？

（7）如果给你一只锻炼身体的哑铃，你能够在保持双足站立姿式的基础上抬起你的一只脚吗？说明你的方法及理由。

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