1.5刚体平衡的条件 教案 (2)

1.5刚体平衡的条件 教案
【教学课题】
刚体平衡的条件
【教学目标】
1．知识与能力
能理解刚体平衡的条件
2.过程与方法
能尝试着分析并解决实际问题
3.情感态度与价值观
培养探究刚体平衡的兴趣
【教学重难点】
重点：1、刚体的概念
2、刚体平衡的条件
难点：能正确运用平衡条件求解静力学问题。
【教学方法】
实验法、讲练法、归纳法、讲授法
【教学用具】
投影仪、投影片
【教学内容】
我们在前几节分析研究物体在共点力 作用下的平衡以及物体的转动平衡时，都没有考虑物体的变形。
严格地说，任何物体在力的作用下，都会产生变形。但是在正常情况下，实际中许多物体的变形都非常微小。
问题的引出：
桥梁受有：自身重力、铁轨压力、桥墩作用力、风载等
机身受有：自身重力、旋翼轴的作用力、空气动力等
设：共点力系作用在质量为m的质点上。
根据牛顿第二定律有
结论：力系中 是反映其作用效应的物理量之一
一、刚体
在任何外力作用下，大小和形状不变的物体，称为刚体。
二、刚体平衡的条件
选用不容易变形的直杆代表扁担。用弹簧测力计测出它自身的重量G，再设法测出杆的重心C。
用细线拴住杆的A、B两点，把它挂在两个弹簧测力计下面，并在D处挂4个钩码（其总重量G1），如图所示。调节测力计的高低，使杆在水平方向上平衡。
分别读出两个测力计的读数F1和F2。用刻度尺分别测出A、B、C、D间的距离。分析此时杆的受力情况。
画出直杆的受力分析示意图（如图右）
从实验数据可以看出
F1 + F2 = G + G1 或F1 + F2 – G – G1 = 0
以A为转动轴，计算各力对A轴的力矩的代数和，得到：F2×AB – G×AC – G1×AD = 0
若以B为转动轴，计算各力对B轴的力矩的代数和，可得到
G×BC + G1×BD－F1×AB = 0
结论：
刚体平衡的条件是合力为零、合力矩为零，即∑F=0和∑M=0。
【课程小结】
1、在任何外力作用下，大小和形状不变的物体，称为刚体。
2、刚体平衡的条件是合力为零、合力矩为零。即：∑F=0和∑M=0
3、刚体受三个非平行力作用而平衡时，此三个力的合力为零，而且这三个力的力线（含延长线）相交于一点。