《有固定转动轴物体的平衡》教学设计
第1篇:《有固定转动轴物体的平衡》教学设计
《有固定转动轴物体的平衡》教学设计
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。
教学建议
教材分析
1、教材从力有转动效果出发通过实例分析一个力的转动效果取决于力臂,力臂越长,效果越显著.教学中应明确指出,引入力矩概念是反映力的转动效果.
教法建议
1、学生难以掌握的是力臂.常出现的错误是把转轴到力的作用点的距离当作力臂.
2、力矩的平衡,大纲作为选学内容,考试说明中不作要求.可以结合初中学习过的杠杆平衡条件介绍力矩的平衡条件.为了减轻负担,教学中可以回避力矩的矢量性.
关于例题讲解时的例题导入 建议
在例题讲解时,注意语言的简洁以及要点的总结,如:
1、教师总结:力对物体的转动效果,取决于力矩.力矩为力与力臂的乘积,因此,求力对于某一固定转轴的力矩,要先明确转轴,再找力臂(转轴到力的作用线的距离),才能求出力矩,力若沿着力的作用线滑移,力矩的大小不变.
2、例题要点:几个力作用在有固定转轴的`物体上,如果使物体沿顺时针方向转动的力矩与使物体沿逆时针方向转动的力矩相等,则物体处于转动平衡状态.处于转动平衡状态的物体,或者静止,或者保持匀速转动.
教学设计示例
关于课题导入 的教学设计示例
本节的关键是准确分析确定力臂.为此在导入 时要尽可能的举学生熟悉的例子进行分析.如:1、同学们请闭上你的眼睛,你能想起你家大门的把手在哪吗?你骑过变速自行车吗?在打闹时,你关门不让别人进屋,你推挤门的什么位置才能有效的挤住门?(如果是农村学校,可多举些农用机械中的力矩的例子,农用工具中的力矩的例子.)
2、回忆力的三要素:大小,方向,作用点.请同学举例说明在力的大小和方向都确定的情况下,不同的作用点就有不同的作用效果.
第2篇:课题: 有固定转动轴物体的平衡
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课题: 有固定转动轴物体的平衡
一、教学设想
作为初中杠杆平衡知识的延续,有固定转动轴物体的平衡问题再度被新教材选为必修内容。在掌握共点力作用下物体的平衡内容之后,正确掌握和应用有固定转轴的物体平衡条件的关键是对力矩概念的理解。
力矩是由力的概念衍生出来的一个概念,它是高中力学体系中的一个技叉知识,在调查中不难发现不少老师对力矩概念的教学未给予足够的重视,只告诉学生力矩是描写力使物体产生转动效果的物理量,它的定义是力和力臂的乘积,定义式是M=F·L,其中力臂L是转动轴到力作用线的距离。这种教法虽然能够较快地完成教学任务,但学生却感到生硬和乏味,许多学生学过力矩概念后,仍然弄不清为什么要建立力矩概念,力矩作为描写力的转动效果为什么要定义为M=F·L而不是别的形式等等,对学生来说,这些问题不解决,力矩的概念并没有在头脑里真已建立起来,有固定转动轴物体的平衡条件就没有落到实处。
为了克服以上弊端,必须突破原来的教学方案,其基本思想是:突出科学方法教育,注重知识形成过程,增强学生学习过程中的探索成分。
二、教学目标与要求
知识与技能:
认识转动物体,并能找出转轴;理解力矩的概念,知道有固定转轴物体处于平衡状态的含义和遵从的条件;运用力矩平衡解决实际问题。
过程与方法:
通过力矩概念的形成过程,使学生认识到一个概念的建立有它的必然性和不可替代性;通过实验引发问题、验证规律、培养学生观察能力和探索规律的科学方法。
情感与态度:通过亲身体验一些平衡小实验,感受身边的平衡现象,激发学习物体知识的热情。
三、教学过程
1.建立力臂的概念
教师:我们已经知道,力的作用能改变物体的形状,也能改变物体运动状态,物体的机械运动有平动和转动两种基本形式,那么,在转动物体时,力的作用效果跟那些因素有关。
学生:力的大小、方向和作用点
教师:对!这叫力的三要素,但是,科学总是力求用最简洁的语言去描写世界,对影响力转动效果的3个因素,我们能否将它进行归并,使之简化呢?
实验表明,在保持作用力不变的情况下,力的作用效果不是由力的作用点与转轴之间的距离决定的,而是由力的作用线与转轴之间的距离决定,这个距离叫力臂。
[实验1]:如图用弹簧秤以大小相等的力分别作用在教室在门的中点B和边缘A(让作用在A点的力与门夹角约30°),结果门转动快慢一致。
教师:力臂的大小是由哪些因素决定的?力臂概念的引出有什么作用和意义?
学生:力臂的大小是由力的作用点和力的方向共同决定的,力臂概念的引出、实际上是把力的作用点和力的方向这两个因素合二为一。
教师:试用力臂概念叙述力所产生的转动效果由哪些因素决定
学生:影响力所产生的转动效果因素是力和力臂,力越大、力臂越大力产生的转动效果就越明显。
2.力矩概念的建立
教师:在初中物理我们学过,压力作用效果既跟压力F有关,又跟受力面积S有关;用压力F和受力面积S的比值F/S可以很好地描述压力作用效果现在我们知道,力的转动效果跟力F和力臂L的大小有关,那么,力F和力臂L应当怎样组合起来才能很好地描述力的转动效果呢?能将力F和力臂L相加,即F+L来描述的转动效果吗?为什么?
学生:不能,因为F与L是两个性质不同的物理是,不能直接相加。
教师:还有什么理由可以说明这样做是不行的?
学生:当L为零时,力F不会产生转动效果,但在F+L中,即使L等于零,F+L仍不为零。可见,不可用F+L描述力的转动效果。
教师:那么,参照F/S,是否可以将力F和力臂L相除,即用F/L去描述力的转动效果呢?
学生:不行,因实验表明,L越大,力F的转动效果越明显,而 中,L越大,比值却越小。
教师:是否可以用FL,或更复杂的组合FL2、FL3、……等来描述力产生的转动效果呢?请猜测是哪一种。
学生:用F·L可能更好一些。
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。
(8)东北代木林场中,一根松木的重量大于磅秤的量程,现想称量松木的重量,你能做得到吗?请你写出你的方案。
(9)本节课探究到的知识有用吗?请你说说力矩平衡知识在生活中的应用。
(10)与直接给出定义和结论相比你喜欢本节课的教学方式吗?
2.统计数据: 问卷调查的共50位同学,时间为半小时
课程目标
知识与技能
过程与方法
情感与态度
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
回答正确或基本正确的人数
46
44
32
33
42
45
38
32
43
44
正确率
92%
88%
64%
66%
84%
90%
76%
64%
86%
88%
注:第九题只要找出生活中的力矩平衡一个事例即算正确;第十题只要说明喜欢本节课的教学方法就算正确。
3.结果分析
从调查情况看第一题、第二题的正确率较高,说明了学生已掌握了力矩的概念和有固定转轴物体的平衡条件,基本的知识技能目标已经达到,值得注意的是第三题与第四题的正确率均在70%以下,学生对力矩的演变和利用力矩平衡知识解决问题的能力不足,所以本节课后,安排一节“力矩平衡条件的应用”是必要的。
第五、六题的正确率超过80%,说明学生已感觉到知识的形成过程对获取知识的科学方法已有所体验,这或许是本节课的最重要的收获;第七、八题的正确率低于80%,说明应用知识解决实验问题的能力还是不能令人满意,尤其是第八题正确率只有64%,客观上该题有一定的难度,但学生迁移知识的能力较差也是不容回避的。
第九、十两题的高正确率体现了学生还是很乐意用所学知识解释身边的现象,注重知识形成过程、增强学习过程中的探索成份的教学方式还是很受学生欢迎的,但是第十题仍有12%的同学习惯于教师直接给出定义和结论认为那是“开门见山,直奔主题”,可见改变多年接受知识的模式也有过过程。
五、新的问题
本节课着力于力矩概念的引入过程,实际操作中感到时间有些仓促,虽然解决了力矩的概念传授,但力矩平衡的实验论证显得不够充分,有待在“力矩平衡条件的应用”中强化。
第3篇:教案:有固定转动轴物体的平衡
有固定转动轴物体的平衡教学目标
胡克谦
一、知识目标
1.知道什么是转动轴和有固定转动轴的物体的平衡状态.2.掌握力矩的概念
3.理解有固定转动轴的物体的平衡条件.二、能力目标
通过有固定转动轴的物体的平衡条件的得出过程,培养学生的概括能力和分析推理能力.三、德育目标培养学生研究物理问题的能力和兴趣,了解科学方法在物理研究中的应用.教学重点1.力矩的概念.2.有固定转动轴的物体的平衡条件.教学难点 力矩的概念.教学过程
一、导入新课认识固定转动轴物体
1、观察:课件展示的物体在转动时有什么特征?
(转动物体上的各点,在转动过程中所画的运动轨迹都是围绕一条直线的同心圆,这条固定的直线叫做转动轴。)
2、生活中符合此类特征的固定转动轴物体有那些?
二、力矩概念的建立:
1、固定转动轴物体的平衡状态:静止状态或匀速转动状态
2、思考:如何改变固定转动轴物体的转动状态?(动画模拟实验)
结论:力的转动效果既跟力F的大小有关,又跟力臂L的大小有关.为此引入一个新的物理量——力矩.(1)定义:力F和力臂L的乘积叫做力对转动轴的
第4篇: 固定转动轴物体的平衡练习题
固定转动轴物体的平衡练习题
一、选择题:
1.下列关于力矩的叙述中正确的是 [ ]
A.使物体保持静止状态的原因
B.是物体转动的原因
C.是物体转动状态改变的原因
D.杆状物体的平衡只能是在力矩作用下的力矩平衡
2.如图1所示,ON杆可以在竖直平面内绕O点自由转动,若在N端分别沿图示方向施力F1、F2、F3,杆均能静止在图示位置上.则三力的大小关系是 [ ]
A.F1=F2=F3
B.F1>F2>F3
C.F2>F1>F3
D.F1>F3>F2
3.一段粗细不均匀的'木棍如图2所示,支在某点恰好平衡,若在该处将木棍截成两段,则所分成两段的重量必定是 [ ]
A.相等
B.细段轻、粗段重
C.细段重,粗段轻
D.不能确定
二、填空题
4.如图3,把物体A放在水平板OB的正中央,用一不变的力F将板的B端匀速地慢慢抬高(O端不动),设A相对平板静止,则A对板的压力将______,A与B之间的摩擦力将______,F对O点的力矩将______.
5.一根均匀的木棒长1m,在棒的左端挂一个质量为6kg的物体, 然后在距棒左端0.2m处
第5篇:《共点力作用下物体的平衡》的教学设计
《共点力作用下物体的平衡》的教学设计
作为一名教学工作者,可能需要进行教学设计编写工作,教学设计是实现教学目标的计划性和决策性活动。教学设计应该怎么写才好呢?下面是小编收集整理的《共点力作用下物体的平衡》的教学设计,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
一、关于本节教材教法的一些思考
《共点力作用下物体的平衡》是教科版普通高中课程标准实验教科书物理必修Ⅰ第四章《物体的平衡》的第一节。将《物体的平衡》一章安排在《牛顿运动定律》之后,老师通常对教材有两种典型的处理方式。
一种是将物体在共点力作用下的平衡条件当作牛顿第二定律的特例来处理,于是能够比较简捷地得出平衡条件,然后通过实验进行验证。这种方式实际上跟物理学发展到形成理论体系的阶段时,物理研究的一般模式相符(即假设-演绎-验证)。这种处理方式使得本章与前面一章的联系较为紧密,同时也有助于缩小初、高中物理的跨度。
另一种是由实验归纳得出平衡条件,正如物理学最初的观点源于大量的事实一样。教科版教材是先通过实验探究三力平衡的条件,再通过理论探究多力平衡
第6篇:《寻找有生命的物体》教学设计
《寻找有生命的物体》教学设计
教学过程 第一课时
一.用诗的方法引入我眼里的生命世界
诗朗诵:当我走进树林,眼前一片勃勃生机,无声的树木在生长,美丽的鸟儿在歌唱。
当我走进池塘,眼前一片粼粼波光,快乐的鱼儿在跳跃,青青的水草在舞蹈。师:同学们,你能像老师这样来叙述一篇赞美生命的诗歌吗? 生:一片金色的地毯
生:沉甸甸的麦穗笑弯了腰 生:当我走进果园。。。生:当我走进花园。。。生:当我走进菜园。。。
师:同学们,让我们一起走进这充满生机,多姿多彩的生命世界,一起去寻找这些有生命的物体吧!
板书:寻找有生命的物体。
二、引领同学经历科学探究过程:
(一)提出问题
同学们,看到课题,你想想知道什么?
生1:什么是有生命的物体?
生2:到哪里寻找有生命的物体? 生3:哪里有生命的物体?
生4:有生命的物体是什么样子的? 生5:在寻找时要注意什么?
(二)对问题进行整理、猜测。
师:你认为有生命的物体是什么样的?
生1:会动
生2:会开花
生3:会跑
生4:会长大
生5:活的。师:我们在哪里能找到? 生:操场。
师:有生命的物体长什么样子?
第7篇:《制造平衡》教学设计
一、导入新课。
1、小游戏。
2、脑筋急转弯:
提问:请你说出生活中应用平衡的例子
今天我们探讨跟平衡有关的科学知识——制造平衡(板书)(齐读课题。)
科学的理论离不开实验的证明,我们就用实验操作来证明今天的理论知识。
二、认识实验器材。
教师介绍杠杆尺、钩码、铁架台及正确的操作方法等。
三、实验探究。
1、等臂等重实验。
①在杠杆尺左边第1格挂2个钩码,右边第1格挂几个钩码能使杠杆尺平衡?
个别上台操作、师生共同记录实验结果。
②在杠杆尺左边第2格挂3个钩码,右边第几格挂3个钩码能使杠杆尺平衡?
操作、记录实验结果。
③谁能像老师刚才那样再举个例子使杠杆尺平衡?
师生共同小结。
课件出示:两边的重量一样,到支点的距离一样,就会平衡。
2、不等臂不等重实验。
①我们通过实验已经知道:等臂等重,可以平衡,那么当两边的物体离支点的距离不一样时,能平衡吗?
比如在左边的第1格挂2个钩码,右边不能挂在相应的第1格,怎样能使杠杆尺平衡?
按照学生的猜想不断试挂直至平衡。
②在左边的第2格挂3个钩码,右边不挂在第2格,你能找到其他方法使杠杆尺
