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课题 实验四：验证有固定转动轴物体的力矩平衡条件
课时 1课时（45 min） 总 34 课时
实验目标 知识技能目标： （1）通过实验研究，进一步明确力矩的概念。 （2）验证有固定转动轴物体在外力作用下平衡的条件。 思政育人目标： 理解实践是检验真理的唯一标准的哲学论断。
实验重难点 实验重点：明确力矩的概念 教学难点：验证有固定转动轴物体在外力作用下平衡的条件
实验方法 任务驱动法
实验器材 力矩盘、刻度尺、弹簧测力计、等质量的钩码（若干）、带有铁夹的铁架台、带有套环的横杆、图钉（4枚）、两端有套环的细线（4条）等。
教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图
实验准备 （10 min） 【教师】讲解实验的预备知识 知识点 实验须知 【教师】讲解实验须知 （1）实验中，力矩盘的固定转动轴应水平地固定在铁架台上，如实验图4-1（a）所示。否则，力矩盘后仰，连接钩码的悬线会与力矩盘的下边缘发生摩擦，增大实验误差。 （2）检查力矩盘的重心。安装力矩盘后，在盘的最低端做一个标志，如实验图4-1（b）所示。轻轻转动盘面，如果标志始终停留在最低端，说明力矩盘的重心在这个标志和中心的连线上。 （3）可以在力矩盘上画上若干同心圆，供确定力臂时参考。但只有受力方向与悬点所在的圆周相切时，圆半径才等于力臂大小。一般情况下，只能通过测量从转轴到力的作用线的垂直距离来确定力臂。 （a） （b） （c） 实验图4-1 力矩平衡实验 【学生】聆听、思考、理解、记录 通过教师的讲解和演示，使学生进一步明确力矩的概念，熟悉实验用具的使用
实验步骤 （28 min） 【教师】组织学生以小组为单位进行以下实验： （1）将力矩盘和一横杆安装在支架上，使盘可绕水平轴自由转动，调节盘面使其在竖直平面内。 （2）取4枚图钉将4条细线固定在盘面上，固定的间距不可太小。在3条细线的末端挂上不同质量的钩码，将弹簧测力计的钩子与剩余一枚图钉上的细线相连，弹簧测力计的另一端挂在水平横杆的套环上，使它对盘的拉力斜向上方，如实验图4-1（c）所示。 （3）当力矩盘在4个力的作用下处于平衡状态时，测出各力的大小及力臂，将力和力臂的数据记录在实验表4-1中。 （4）改变图钉的位置和各力的大小，重复实验一次。 【学生】分组实验、计算出各个力的力矩及合力矩，并将结果记录在实验表4-1中 实验表4-1 力矩平衡实验数据 位置力F/N力臂L/m力矩M /（N·m）合力矩/（N·m）1234
通过实验得出，有固定转动轴物体的平衡条件是 。 【教师】巡堂指导，及时解决学生的问题，试验结束后公布正确答案 【学生】对比自己的计算结果、查找实验中的易错点 通过分组实验，记录数据，小组的对比和竞赛，使学生巩固所学知识，并以学生为主体，针对学生接受能力的差异性，让优秀学生带动其他学生掌握知识
实验小结 （3 min） 【教师】简要总结本节课的要点 本节课进行了验证有固定转动轴物体的力矩平衡条件的实验，重点是实验中的细节操作；希望大家在课下多看笔记，巩固实验上所学知识，记清实验时的易错点。 【学生】总结回顾知识点 总结知识点，巩固学生对验证有固定转动轴物体的力矩平衡条件相关知识的印象
作业布置 （2 min） 【教师】布置课后作业 重温实验中的易错点和实验步骤 【学生】完成课后作业 通过课后作业复习巩固学到的知识，提高实际操作能力
教学反思 本解课是一节验证实验课，要保证实验数据的准确性，充分调动学生的积极性，通过小组合作的方式，进行竞赛激情教学。

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