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教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)

1、理解力臂的概念，

2、理解力矩的概念，并會計(jì)算力矩

能力目標(biāo)

1、通過示例，培養(yǎng)學(xué)生對問題的分析能力以及解決問題的能力

情感目標(biāo)：

培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的觀察和探究能力，同時(shí)激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。

典型例題

關(guān)于殘缺圓盤重心的分析

例1一個(gè)均勻圓盤，半徑為，現(xiàn)在在園盤靠著邊緣挖去一個(gè)半徑為的圓孔，試分析說明挖去圓孔后，圓盤的重心在何處．

解析：由于圓盤均勻，設(shè)圓盤的單位面積的重力為，

為了思考問題的方便，我們設(shè)想在大圓盤的另一側(cè)對稱地再挖去一個(gè)半徑等于的小圓，如圖所示，我們要求的是紅色的小圓盤與灰色部分的重心位置，根據(jù)對稱性，一定是大圓圓心與小圓圓心連線上，設(shè)，則．

如果我們用手指支撐在點(diǎn)，則這個(gè)物體會保持平衡，這兩部分的重心對點(diǎn)的力矩滿足平衡條件．這兩部分的重力分別是及．

可列出力矩平衡方程

解方程，得出：．

關(guān)于一端抬起的木桿重力問題

例2一個(gè)不均勻的長木桿，平放在地面上，當(dāng)我們抬起它的一端（另一端支在地面上），需要用500N的力；如果抬另一端，發(fā)現(xiàn)這回需要用800N才能抬起．請分析說明這根木桿的重力是多少？

解析：設(shè)木桿長為，重力為，已知抬起端時(shí)用力為500N，抬起端時(shí)用力大小為800N．可以假設(shè)木桿的重心距端為，距端為．

抬端時(shí)，以端點(diǎn)為軸由力矩平衡條件可得

抬端時(shí)，以端點(diǎn)為軸由力矩平衡條件可得

聯(lián)立上面的兩方程式可得

關(guān)于圓柱體滾臺階的問題

例3如圖所示，若使圓柱體滾上臺階，要使作用力最小，試分析作用力的作用點(diǎn)應(yīng)作用在圓柱體截面的什么位置？

解析：根據(jù)題意：

在圓柱體滾上臺階的過程中，圓柱體與臺階相接處為轉(zhuǎn)動(dòng)軸．

由固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件可知：在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)圓柱體的重力的力矩應(yīng)與作用力的力矩相等．又因?yàn)閳A柱體的重力和它對轉(zhuǎn)動(dòng)軸的力臂是確定的，所以要使作用力最小其力臂一定最長，又因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)軸在圓柱體的邊緣上，作用力的作用點(diǎn)也要在圓柱體的邊緣上，要想作用力的力臂最長就只有圓柱體截面的直徑，如圖；作用力的方向是垂直圓柱體截面直徑向上