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点和力的方向这两个因素归合为一个因素.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:影响力所产生的效果的因素是力和力臂.力越大、力臂越大,力所产生的转动效果就越明显.练习:作力臂(从略).3.力矩概念的建立教师:在初中物理中我们学过,压力的作用效果既跟压力F的大小有关,又跟受力面积S的大小有关;用压力F和受力面积S的比值F/S可以很好地描述压力的作用效果.现在我们知道,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.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来描述力的转动效果吗?为什么?学生:不能.因为力F和力臂L是两个性质不同的物理量,它们的单位也不同,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:当力臂L为零时,力F不会产生转动的效果.但在F+L中,即使L等于零,FL仍不为零.可见,不可用F+L描写力的转动效果.教师:对!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:用F/L描述也是不行的,因为实验表明,L越大,力F的转动效果越明显,而在上述组合中,L越大,比值却越小.教师:那么,是否可以用力F与力臂L的乘积FL,或者用F、L力所产生的转动效果呢?如果这些组合中有一种是可行的,请猜测可能是哪一种?学生:也许可以用FL来描述力的转动效果.教师:有哪些同学最希望用FL来描述力的转动效果?请举手.(多数学生举手)教师:这个猜测和选择是否正确,让我们用实验来作一次检验.实验:如图2装置,横杆被水平悬挂,其左端系一个物块,细线处于伸直状态.用弹簧秤在右段不同位置A、A′竖直向下拉横杆,使横杆恰能发生转动.记下两次弹簧秤的读数F1、F2和A、A′与悬点O之间的距离L1、L2.验表明,F1L1F2L2.
f教师:上述实验表明,不同的力作用在一个物体上,如果这些力和对应的力臂的乘积FL相等,则力所产生的转动效果相同.这个实验事实告诉我们:应当用FL来描写力的转动效果.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,力矩的定义式应是MFL.4.反思教师:刚才有的同学猜测也许可以用FL来描写力的转动效果,大多数同学也有这样的愿望,这个猜测在实验中得到了很好地证明.也就是说,我们所得到的正是我们所希望得到的.这难道是一种偶然的巧合吗?谁能说说,你为什么23希望用FL,而不希望用别的,如FL、FL、学生:因为FL最简单r
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