力矩的概念及计算

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1、课程工程力学课题第三章力矩和力偶§3-1力矩的概念及计算班级GJ505人数50授课时数2课时课型新授课周次第7周授课时间2006年10月14日星期四第1、2节教学方法讲授法、举例法、实物演示法、启发技术、鼓励教学法教学目的1、理解力对点的矩概念；2、掌握力矩的计算及性质；3、掌握并应用合力矩定理；教学重点1、力矩的概念；2、合力矩定理；教学难点1、力臂的计算；2、合力矩定理的应用；教具活动扳手2把、六角螺栓与螺母1个、课室门、教材配套挂图教后小结本次课主要讲述力矩的概念及计算，以学生的分组实验为主要过程；学生先谈实验得失，

2、再总结得出结论，然后对结论进行分析、点评，引出力对点的矩的概念及相关因素，推出计算公式；利用练习巩固计算公式，加强对概念的理解；由练习引出有时力臂不好计算，需要另想办法解决，从而得出合力矩定理的重要，最后讲解合力矩定理，通过讲解例题加深同学们对合力矩定理的理解。授课教师Xxx06年10月09日审签Xxx06年10月10日时间分配教学内容(提纲)教学方法5分钟一、新课导入、问题提出：1、引言2、教学内容介绍：力矩的概念、力矩的性质、合力矩定理3、重难点提出：重点：力矩的概念、合力矩定理难点：力臂的计算、合力矩定理应用讲授法5

3、分钟二、情境设置：教师演示用扳手拧螺母的模拟操作活动过程举例法演示法15分钟三、分组活动：1、分小组布置学生活动任务：第一组：推门与关门第二组：用扳手拧螺母2、学生分组活动并完成本组任务举例法演示法20分钟四、学生自评、教师点评：1、各组组长自评2、教师总结3、练习启发技术讲授法20分钟五、合力矩定理讲授：讲授法20分钟六、讲解例题：讲授法5分钟七、课堂总结与作业布置鼓励教学时间分配教学内容(详案)教学方法4分钟一、新课导入：著名的物理学家阿基米德说：“给我一个支点和足够长的杆子，我将把地球撬起”，他说这句话的依据是什么？

4、（力对点的矩）：今天我们主要学习力矩的概念、力矩的性质、合力矩定理；建立力学中另一个基本的机械作用量力矩，为学习力学理论打好基础。二、情境设置：演示推门、关门、拧螺母、松螺母三、分组活动：实验1：请一位学生推门进课室，并且把手放在门的不同位置进行重复动作，谈一谈感觉：结论1：门推开了，手放在离门销越远越省力；反之，越近越费力。实验2：请一位学生先用大扳手拧紧螺母，再用小扳手拧松螺母，谈一谈感觉：结论2：用大扳手拧紧螺母后，再用小扳手不能拧松。实验3：请两位学生一起用一把扳手拧紧螺母，再留一位学生用同一把扳手拧松，谈一谈感觉

5、：结论3：两位学生拧紧螺母后，再留一位学生用同一把扳手不能拧松螺母。实验表明：力对物体的作用，不但能使物体移动，还能上物体转动，并且与两个因素有关：1、作用力的大小；2、转动中心到力作用线的距离；四、学生自评、教师点评：讲授法如上图所示：用扳手拧紧螺母，有一力F作用在扳手手柄上且垂直于螺母轴线，由经验得，螺母的拧紧程度不仅和F的大小有关，而且与螺母中心O到力F之间的距离（Lh）有关，F一定，Lh越大，螺母则拧得越紧（顺时针若逆时针则将螺母松开）。所以，我们以乘积FLh加以正负号作为F使用使物体绕O点转动效应的度量，称为力F

6、对O点之矩，简称力矩。用符号Mo(F)表示，即：Mo(F)=±FLh其中O称为力矩中心（矩心：转动的中心），O点到力F作用线的距离Lh称为力臂（力臂：矩心到力F作用线的距离）。▲规定：在图示平面内，规定力使物体绕矩心作逆时针方向转动时，力矩为正；力使物体绕矩心作顺时针方向转动时，力矩为负。▲力矩的单位：牛（顿）米、符号为N.m由力矩的定义可知，力矩在下列两种情况下等于零：（1）力等于零（2）力的作用线通过矩心，即力臂为零▲注意：力矩总是相对于矩心而言的，不指明矩心来谈力矩是没有任何意义的。练习：试计算下图两种情况下力F对B

7、点的矩，设F=50N，l=0.6m,α=30°。（1）解：MB(F)=Fl=50×0.6=30（N.m）（2）解：MB(F)=-Flcos30°=50×0.6×0.866=25.98（N.m）4分钟举例法演示法17分钟举例法演示法20分钟启发技术讲授法20分钟五、合力矩定理讲授：在计算力矩时，力臂一般可以通过几何关系确定，但有时由于几何关系比较复杂，直接计算力臂比较困难；这时，如果我们将力作适当的分解，计算个分力的力矩则会变的很方便；为了建立合力对某点的矩与其分力对同一点的矩之间的关系，有必要介绍一下合力矩定理；对于平面汇

8、交力系，合力矩定理可叙述如下：合力矩定理：平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩，等于力系中各分力对同一点力矩的代数和，即Mo(F)=Mo(F1)+Mo(F2)+…+Mo(Fn)=∑Mo(Fi)式中F为平面汇交力F1、F2、…Fn的合力。讲授法20分钟六、讲解例题：例3-1手动剪板机的结构尺寸如图所示，设