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力矩平衡条件的应用 - 高中一年级物理教案
文/ 佚名 出处:不详 人气:   2007-3-18

   

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。

 

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

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

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