2024-2025年新教材高中物理第4章第3節(jié)共點(diǎn)力的平衡教學(xué)實(shí)錄魯科版必修1學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級授課地點(diǎn)教具設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課以“2024-2025年新教材高中物理第4章第3節(jié)共點(diǎn)力的平衡”為主題，旨在通過引導(dǎo)學(xué)生探究共點(diǎn)力的平衡條件，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和解決問題的能力。通過實(shí)際案例分析，使學(xué)生掌握共點(diǎn)力平衡的計(jì)算方法和應(yīng)用，提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，通過實(shí)驗(yàn)探究共點(diǎn)力的平衡條件，提升觀察能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模意識，學(xué)會運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析共點(diǎn)力的平衡問題，提高數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。增強(qiáng)科學(xué)思維能力，通過分析實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和抽象思維能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①掌握共點(diǎn)力平衡的條件，理解平衡狀態(tài)下力的合力為零和力矩為零的概念。

②學(xué)會運(yùn)用平行四邊形法則和三角形法則進(jìn)行力的合成與分解，解決簡單的共點(diǎn)力平衡問題。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解力矩的概念及其計(jì)算方法，能夠在實(shí)際問題中正確應(yīng)用。

②在復(fù)雜共點(diǎn)力系統(tǒng)中，準(zhǔn)確識別各力的作用點(diǎn)和方向，正確進(jìn)行力的合成與分解。

③綜合運(yùn)用力學(xué)和數(shù)學(xué)知識，解決實(shí)際生活中的共點(diǎn)力平衡問題，提高解決實(shí)際問題的能力。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有魯科版必修1《物理》教材，以便于課堂閱讀和課后復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備共點(diǎn)力平衡相關(guān)的圖片、示意圖和動畫視頻，幫助學(xué)生直觀理解概念。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、直尺等，用于演示力的合成與分解實(shí)驗(yàn)。

4.教室布置：設(shè)置小組討論區(qū)，安排實(shí)驗(yàn)操作臺，確保學(xué)生能進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（老師）同學(xué)們，今天我們要學(xué)習(xí)的是共點(diǎn)力的平衡。首先，請大家回顧一下我們已經(jīng)學(xué)過的力學(xué)知識，特別是力的合成與分解，這對我們理解共點(diǎn)力的平衡非常有幫助。

（學(xué)生）老師，我們已經(jīng)學(xué)過力的合成，知道兩個(gè)力的合力可以表示為一個(gè)力的效果，那共點(diǎn)力的平衡又是什么呢？

（老師）很好，共點(diǎn)力的平衡指的是作用在物體上的幾個(gè)共點(diǎn)力相互抵消，使物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。接下來，我們就來探究這個(gè)問題。

二、共點(diǎn)力平衡的條件

（老師）首先，我們來探討一下共點(diǎn)力平衡的條件。請同學(xué)們打開課本，找到第4章第3節(jié)的內(nèi)容。

（學(xué)生）老師，課本上寫到，共點(diǎn)力平衡的條件是：合力為零，力矩也為零。

（老師）很好，那什么是合力為零？力矩又是什么呢？

（學(xué)生）合力為零就是作用在物體上的所有力的矢量和為零。力矩是力和力臂的乘積，它描述了力對物體的轉(zhuǎn)動效果。

（老師）說得很好。接下來，我們可以通過一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)條件。

（老師）同學(xué)們，現(xiàn)在請大家拿出實(shí)驗(yàn)器材，我們來進(jìn)行共點(diǎn)力平衡條件的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，請同學(xué)們注意以下幾點(diǎn)：首先，要確保所有力的作用點(diǎn)都在同一直線上；其次，力的方向要準(zhǔn)確；最后，記錄好每個(gè)力的測量值。

（學(xué)生）明白了，老師。

（老師）實(shí)驗(yàn)開始，請同學(xué)們按照實(shí)驗(yàn)步驟操作。

（學(xué)生）好的。

（老師）實(shí)驗(yàn)過程中，大家要注意觀察，看看是否滿足合力為零和力矩為零的條件。

（學(xué)生）實(shí)驗(yàn)中，我們測得各力的合力為零，力矩也為零，符合共點(diǎn)力平衡的條件。

（老師）很好，通過實(shí)驗(yàn)，我們驗(yàn)證了共點(diǎn)力平衡的條件。接下來，我們來討論一下如何計(jì)算共點(diǎn)力的平衡問題。

三、共點(diǎn)力的計(jì)算方法

（老師）在共點(diǎn)力平衡的問題中，我們常常需要計(jì)算合力。那么，如何計(jì)算合力呢？

（學(xué)生）老師，我們可以使用平行四邊形法則或者三角形法則來計(jì)算合力。

（老師）沒錯(cuò)，平行四邊形法則和三角形法則是我們計(jì)算合力的兩種常用方法。下面，我們來分別介紹一下這兩種方法。

（老師）首先，平行四邊形法則。我們可以通過繪制兩個(gè)力的平行四邊形，找到它們的交點(diǎn)，這個(gè)交點(diǎn)就是合力的作用點(diǎn)。然后，我們再連接交點(diǎn)到原點(diǎn)，這個(gè)連線就是合力。

（學(xué)生）明白了，老師。

（老師）接下來，三角形法則。我們可以在紙上繪制兩個(gè)力的首尾相接的三角形，合力的作用點(diǎn)就在三角形的頂點(diǎn)。

（學(xué)生）原來如此，老師。

（老師）現(xiàn)在，請大家嘗試用這兩種方法來計(jì)算一個(gè)實(shí)際的共點(diǎn)力平衡問題。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）請大家注意，在計(jì)算過程中，要確保力的方向和大小準(zhǔn)確無誤。

（學(xué)生）明白了，老師。

（老師）接下來，我們一起來分析一下這個(gè)問題。

（學(xué)生）好的，老師。

四、案例分析

（老師）現(xiàn)在，我們來分析一個(gè)共點(diǎn)力平衡的案例。

（學(xué)生）老師，案例是什么？

（老師）這是一個(gè)關(guān)于斜面的共點(diǎn)力平衡問題。一個(gè)物體放在斜面上，受到重力、支持力和摩擦力的作用，要求求出物體在斜面上保持靜止時(shí)各力的平衡狀態(tài)。

（學(xué)生）明白了，老師。

（老師）請大家思考一下，如何解決這個(gè)問題？

（學(xué)生）老師，我們可以先求出物體的重力，然后計(jì)算斜面對物體的支持力和摩擦力。

（老師）很好，那么我們就按照這個(gè)思路來解決這個(gè)問題。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）首先，求出物體的重力，然后根據(jù)斜面的角度，計(jì)算斜面對物體的支持力和摩擦力。

（學(xué)生）明白了，老師。

（老師）接下來，我們進(jìn)行計(jì)算。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）經(jīng)過計(jì)算，我們得到物體的重力為mg，斜面對物體的支持力為F_N，摩擦力為F_f。

（學(xué)生）明白了，老師。

（老師）接下來，我們需要驗(yàn)證這些力是否滿足共點(diǎn)力平衡的條件。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）我們分別計(jì)算合力F和力矩M。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）計(jì)算結(jié)果為：合力F=0，力矩M=0。

（學(xué)生）明白了，老師。

（老師）這說明物體在斜面上保持靜止時(shí)，各力滿足共點(diǎn)力平衡的條件。

（學(xué)生）原來如此，老師。

五、課堂小結(jié)

（老師）今天，我們學(xué)習(xí)了共點(diǎn)力的平衡。通過實(shí)驗(yàn)和案例分析，大家掌握了共點(diǎn)力平衡的條件和計(jì)算方法。希望大家能夠在課后復(fù)習(xí)，并嘗試解決一些相關(guān)的實(shí)際問題。

（學(xué)生）好的，老師。謝謝老師今天的講解。

（老師）不客氣，同學(xué)們。希望你們在今后的學(xué)習(xí)中，能夠不斷積累知識，提高自己的物理素養(yǎng)。下課！教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-1.1力的合成與分解的動畫演示：通過動畫展示兩個(gè)力的合成過程，以及力的分解方法，幫助學(xué)生更直觀地理解力的合成與分解原理。

-1.2共點(diǎn)力平衡實(shí)例分析：收集生活中常見的共點(diǎn)力平衡實(shí)例，如橋梁的受力分析、機(jī)械臂的平衡狀態(tài)等，通過實(shí)例分析提高學(xué)生對共點(diǎn)力平衡的應(yīng)用能力。

-1.3力矩的物理意義講解：通過講解力矩的物理意義，讓學(xué)生理解力矩在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中的作用，以及力矩與轉(zhuǎn)動慣量的關(guān)系。

2.拓展建議：

-2.1閱讀課外書籍：推薦閱讀《力學(xué)探秘》等力學(xué)相關(guān)的科普書籍，幫助學(xué)生拓展知識面，提高對物理學(xué)科的興趣。

-2.2實(shí)驗(yàn)探究：鼓勵(lì)學(xué)生利用家中或?qū)W校的簡單器材，進(jìn)行共點(diǎn)力平衡的實(shí)驗(yàn)探究，如搭建簡易的杠桿裝置，觀察不同力臂長度對平衡狀態(tài)的影響。

-2.3課題研究：引導(dǎo)學(xué)生選擇與共點(diǎn)力平衡相關(guān)的課題進(jìn)行研究，如“不同角度斜面上的物體平衡狀態(tài)研究”，通過實(shí)際操作和數(shù)據(jù)分析，提高學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新思維。

-2.4應(yīng)用實(shí)踐：結(jié)合實(shí)際生活，讓學(xué)生分析身邊的現(xiàn)象，如自行車的剎車系統(tǒng)、汽車懸掛系統(tǒng)等，如何利用共點(diǎn)力平衡原理來工作，提高學(xué)生對物理知識的實(shí)際應(yīng)用能力。

-2.5小組討論：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享自己在學(xué)習(xí)共點(diǎn)力平衡過程中的心得體會，通過交流促進(jìn)學(xué)生對知識的深入理解和掌握。

-2.6課后作業(yè)：布置與共點(diǎn)力平衡相關(guān)的課后作業(yè)，如計(jì)算題目、分析題目等，鞏固所學(xué)知識，提高解題能力。教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了共點(diǎn)力的平衡，我覺得整體上教學(xué)效果還是不錯(cuò)的。下面，我就從教學(xué)反思和教學(xué)總結(jié)兩個(gè)方面來談?wù)勎业捏w會。

首先，在教學(xué)過程中，我嘗試了多種教學(xué)方法，比如通過實(shí)驗(yàn)演示、實(shí)例分析、小組討論等，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的參與度。我發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)演示特別能夠吸引學(xué)生的注意力，讓他們在直觀的觀察中理解抽象的物理概念。例如，在驗(yàn)證共點(diǎn)力平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生們通過親手操作，對合力為零和力矩為零有了更深刻的認(rèn)識。

在教學(xué)策略上，我注重了循序漸進(jìn)的原則。從基本概念到實(shí)際應(yīng)用，我盡量讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)。比如，在講解力的合成與分解時(shí)，我先從簡單的兩個(gè)力的合成講起，然后逐步過渡到多個(gè)力的合成，讓學(xué)生逐步建立起完整的知識體系。

當(dāng)然，在教學(xué)管理方面，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，在實(shí)驗(yàn)過程中，個(gè)別學(xué)生注意力不夠集中，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不佳。針對這個(gè)問題，我將在今后的教學(xué)中更加注重學(xué)生的個(gè)體差異，針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，采取不同的教學(xué)策略。

當(dāng)然，也存在一些不足之處。比如，部分學(xué)生在分析復(fù)雜共點(diǎn)力平衡問題時(shí)，仍然顯得有些吃力。這說明我在教學(xué)過程中，對復(fù)雜問題的講解還不夠深入，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生的指導(dǎo)。

針對這些問題，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在講解復(fù)雜問題時(shí)，要更加注重引導(dǎo)學(xué)生思考，鼓勵(lì)他們提出問題，共同探討解決方案。

2.加強(qiáng)對學(xué)生的個(gè)別輔導(dǎo)，針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提供個(gè)性化的指導(dǎo)。

3.在教學(xué)中，多結(jié)合實(shí)際生活中的例子，讓學(xué)生感受到物理知識的實(shí)用性，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。

4.定期組織學(xué)生進(jìn)行小組討論和合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。典型例題講解例題1：

一物體放在光滑的水平面上，受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為10N，方向向東，另一個(gè)力為15N，方向向北。求這兩個(gè)力的合力。

解答：

我們可以使用平行四邊形法則來計(jì)算這兩個(gè)力的合力。首先，我們畫出兩個(gè)力的矢量圖，然后以其中一個(gè)力為鄰邊，以另一個(gè)力的方向?yàn)閷蔷€，畫出平行四邊形。平行四邊形的對角線就代表了合力的大小和方向。通過測量或計(jì)算，我們可以得到合力的大小為17.3N，方向東北偏東。

例題2：

一個(gè)物體放在斜面上，受到重力、支持力和摩擦力的作用。重力大小為20N，斜面的傾角為30°，摩擦系數(shù)為0.2。求物體在斜面上保持靜止時(shí)摩擦力的大小。

解答：

首先，我們需要計(jì)算物體在斜面上的重力分量。重力沿斜面方向的分量為20N*sin(30°)=10N，垂直斜面方向的分量為20N*cos(30°)≈17.32N。由于物體保持靜止，摩擦力必須與重力沿斜面方向的分量相等，因此摩擦力的大小為10N。

例題3：

一個(gè)杠桿在支點(diǎn)處受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為30N，作用點(diǎn)距離支點(diǎn)2m，另一個(gè)力為20N，作用點(diǎn)距離支點(diǎn)4m。求杠桿的平衡狀態(tài)。

解答：

我們可以使用力矩的概念來解決這個(gè)問題。力矩是力和力臂的乘積。對于第一個(gè)力，力矩為30N*2m=60Nm；對于第二個(gè)力，力矩為20N*4m=80Nm。為了使杠桿保持平衡，這兩個(gè)力矩必須相等，即60Nm=80Nm。這顯然不可能，因此杠桿不可能在這種條件下保持平衡。

例題4：

一個(gè)物體放在水平面上，受到三個(gè)力的作用，一個(gè)力為15N，方向向東，另一個(gè)力為10N，方向向北，第三個(gè)力為25N，方向西南偏西。求這三個(gè)力的合力。

解答：

同樣使用平行四邊形法則，我們首先畫出三個(gè)力的矢量圖。然后，以15N和10N的合力為鄰邊，畫出平行四邊形，得到它們的合力為25N，方向東南偏東。接著，以這個(gè)合力為鄰邊，與第三個(gè)力25N的矢量圖畫出平行四邊形，最終得到合力的大小和方向。

例題5：

一個(gè)物體在水平面上受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為20N，方向向東，另一個(gè)力為30N，方向與水平面成60°角。求這兩個(gè)力的合力。

解答：

首先，我們需要將30N的力分解為水平和垂直分量。水平分量是30N*cos(60°)=15N，垂直分量是30N*sin(60°)≈25.98N。然后，我們可以將這兩個(gè)分量與20N的力使用平行四邊形法則進(jìn)行合成。合力的水平分量是20N+15N=35N，垂直分量是0N（因?yàn)?0N的力在垂