3.5 共点力的平衡 教学设计-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦共点力的平衡核心知识点，通过四幅木棒受力图分类导入，引导学生判断力的作用线是否共点，承接相互作用概念，为下一节模型学习铺垫，设置分层任务与核心支架助力理解。 特色在于以“材料—初判—追问—关系—订正”推进教学，强调从研究对象和受力图出发，培养科学思维中的模型建构与科学推理，结合绳结、斜面受力分析实例，落实物理观念，帮助学生建立严谨分析习惯，为教师提供清晰教学流程与易错点指导。

3.5 共点力的平衡 教学设计 人教版（2019） 高中物理 高一 必修第一册 课题 共点力的平衡 单元 第三章 相互作用——力 学科 高中物理 年级 高一 版本 人教版（2019） 册别 必修第一册 课型 普通新授课 课时 1课时 学习目标 1. 从斜面上静止物体和三根绳子拉住物体的图示中选定研究对象，完整画出受力图。 2. 用合力为零解释共点力平衡，比较合成法、分解法和正交分解法各自适合的图示。 3. 建立水平、竖直两个方向的平衡方程，说明每个分量来自哪一个力以及正方向如何选定。 4. 能用受力图、方程和对象检查解答，订正“物体静止所以只受两个力”以及把平衡力当作用反作用力的错误。 教材分析 1. 本课位于第三章 相互作用——力第3.5节，教材印刷页78-81，承接前面关于运动或相互作用的概念，具体从木棒不同受力图、斜面上静止物体和三根绳子共同拉住物体进入共点力的平衡。 2. 教材把共点力作用下物体处于平衡状态时，所受合力为零；可用合成法、分解法或正交分解法建立平衡条件。放在连续的观察、比较、表示和应用中形成，课堂按“材料—初判—追问—关系—订正”推进，不把结论提前公布。 3. 本课后续将服务于下一节的模型或定律学习，因此需要在课末明确只看到物体静止就漏画力，或把平衡力与作用反作用力混为一谈的边界，并保留条件、单位和方向。 学情分析 1. 学生已有初中相关经验，面对木棒不同受力图、斜面上静止物体和三根绳子共同拉住物体时可能先凭生活语言作答；这种直觉可以作为入口，但必须转化成研究对象、物理量或受力关系。 2. 本课最可能出现的具体误判是：只看到物体静止就漏画力，或把平衡力与作用反作用力混为一谈 3. 学生可能会把前一节的结论直接套入本课，因此过程中特别安排“先说条件、再写关系、最后检验”的停顿，要求学生保留第一次判断和订正依据。 教学重点 1. 共点力的概念与平衡条件。 2. 用正交分解列出水平、竖直两个方向的平衡方程。 教学难点 1. 从研究对象和受力图出发，而不是从“静止”倒推受力。 2. 斜面、绳结情境中正确选择坐标轴和分解方向。 教学准备 1. 教师准备教材印刷页78-81对应的图示、板书框架和木棒不同受力图、斜面上静止物体和三根绳子共同拉住物体的简短材料。 2. 教师将本课关键关系式按可编辑公式书写，并预留受力图、时间轴或坐标图位置。 3. 学生课前通读本节正文，圈出一个不理解的物理量或条件，课堂先带着问题进入。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 新课导入：四幅木棒受力图先分类 （约5分钟） 教师要求学生不急于计算，先在四幅图中圈出各力的作用线交点，判断哪些是真正的共点力。 教师提问：图乙、图丙为什么不能直接归入共点力？判断依据是力的大小，还是作用线的几何关系？ 师生归纳：共点力看作用线是否交于同一点，平衡还要看同一研究对象的合力是否为零。 设计意图：先建立共点力边界，再进入平衡条件，避免把所有静止图都当成同一模型。 学生在四图上延长作用线并标出交点或不共点原因。 学生可能回答：共点力的作用线相交于同一点，不能只凭物体静止判断。 教材图示读图：先选研究对象 （约10分钟） 教师嵌入教材页图像，要求学生给O点或绳结画出完整受力图，标明两根绳子的拉力和悬挂物体的重力。 教师追问：为什么把绳结作为研究对象，而不是把整根绳子和悬挂物一起画进来？ 教师把三个力的作用线延长，说明三力共点且平衡时合力为零。 教材例题2：共点力平衡的合成法与正交分解法 设计意图：让受力对象、力的来源和共点条件在教材图示中同时明确。 学生在图中圈出研究对象边界，删除不属于研究对象的外力。 学生写出三个力的名称、方向和来源，并用箭头首尾相接检查合力。 平衡条件：从合成法到 （约10分钟） 教师先把其中两个力合成，再比较合力与第三个力的关系：若第三个力与前两力合力等大反向，三个力的合力为零。 教师板书：平衡状态→；由牛顿第二定律F合，得到F合=0。 教师追问：合力为零只对应静止吗？要求学生补充匀速直线运动。 设计意图：把平衡条件从图形合成和牛顿第二定律两条路径建立起来。 学生沿“两个力合成→与第三力平衡→总合力为零”的顺序画矢量图。 学生在两种运动状态旁分别写和“合力为零”。 正交分解：逐项写出两个方向的式子 （约11分钟） 教师以O为原点建立x、y轴，要求学生指出每个力在x、y方向上的分量，不能直接把未分解的斜向力写入水平式。 教师引导推导：合力为零意味着各方向分量均为零，得到、；在教材图中进一步写出、。 教师追问：若坐标正方向反向，方程的正负号是否改变？物理结论是否改变？ 设计意图：补足正交分解方程的来源和中间步骤，解决公式只列结论的问题。 学生按“选轴—分解—列式”写出两个方向的平衡方程。 学生用图中箭头逐项解释每一项来源，并检查每个分量的正负。 斜面平衡反馈：静止不等于漏力 （约9分钟） 教师要求学生对斜面物体先画重力、支持力、拉力或摩擦力，再判断是否存在共点力平衡。 教师展示“物体静止所以只受两个力”的解答，追问：斜面接触和绳子作用分别提供了什么受力证据？ 师生归纳：平衡题的第一步永远是选对象和画全受力图，第二步才是选择合成或分解方法。 设计意图：用教材同类情境检查学生是否把平衡条件落实到完整受力图。 学生补画受力图并用平衡方程检查力的数量和方向。 学生写出订正理由：静止说明合力为零，不说明受力个数。 课内支架与分层任务 分层任务 1. 进入任务“新课导入：四幅木棒受力图先分类”：学生在四图上延长作用线并标出交点或不共点原因。 2. 核心支架“平衡条件：从合成法到”：学生沿“两个力合成→与第三力平衡→总合力为零”的顺序画矢量图。 3. 提高任务“斜面平衡反馈：静止不等于漏力”：学生补画受力图并用平衡方程检查力的数量和方向。 4. 同伴互评：围绕“用教材同类情境检查学生是否把平衡条件落实到完整受力图。”检查依据、方向、单位或图示是否完整。 5. 教师反馈：根据学生课堂证据定位缺失环节并安排二次订正。 教材图示说明 图示1 图名： 图示来源：教材印刷页84-89的斜面、绳结和多力平衡图示 读图任务：先选研究对象并补全受力图，再建立x、y坐标轴，逐项写出两个方向的合力分量。 教师说明：平衡不是“物体静止所以只受两个力”，而是所受合力为零；静止和匀速直线运动都可能满足平衡。 图示结论：正交分解把矢量平衡转化为、，坐标方向必须先说明。 核心公式与推导 公式1 研究对象与符号：研究对象所受各力在x方向的分量及其代数和。 公式结论： 适用条件：平衡时沿x方向合力为零 物理意义：各力x分量的代数和为零 单位与范围：平衡状态、选定x正方向；各分量单位为N。 推导路径：按教材模型逐行保留中间关系，不跳步套用结论。 第1步：对选定研究对象画出完整受力图，并规定x轴正方向。 第2步：把每个力沿x方向的分量带符号相加，得到。 第3步：平衡时合力为零，因此其x方向分量也必须满足。 条件回检：把推导结果放回题设，检查研究对象、方向、单位和适用范围是否一致。 易错订正：误以为每个力都必须为零，或漏写某个力的x分量。 表达要求：先列受力图，再按正方向逐项列分量，不能直接写结论。 公式2 研究对象与符号：研究对象所受各力在y方向的分量及其代数和。 公式结论： 适用条件：平衡时沿y方向合力为零 物理意义：各力y分量的代数和为零 单位与范围：平衡状态、选定y正方向；各分量单位为N。 推导路径：按教材模型逐行保留中间关系，不跳步套用结论。 第1步：在受力图基础上建立与x轴正交的y轴，并标明y正方向。 第2步：把各力沿y方向的分量带符号相加，得到。 第3步：平衡时合力为零，因此有；它与共同构成平衡条件。 条件回检：把推导结果放回题设，检查研究对象、方向、单位和适用范围是否一致。 易错订正：坐标轴未定义就判断正负，或把作用反作用力放进同一物体的平衡方程。 表达要求：说明研究对象和坐标方向，保留每个分量的来源。 目标达成 1. O1对应“新课导入：四幅木棒受力图先分类”：从斜面上静止物体和三根绳子拉住物体的图示中选定研究对象，完整画出受力图。；达成证据为“学生可能回答：共点力的作用线相交于同一点，不能只凭物体静止判断。”。 2. O2对应“教材图示读图：先选研究对象”：用合力为零解释共点力平衡，比较合成法、分解法和正交分解法各自适合的图示。；达成证据为“学生写出三个力的名称、方向和来源，并用箭头首尾相接检查合力。”。 3. O3对应“平衡条件：从合成法到”：建立水平、竖直两个方向的平衡方程，说明每个分量来自哪一个力以及正方向如何选定。；达成证据为“学生在两种运动状态旁分别写和“合力为零”。”。 4. O4对应“正交分解：逐项写出两个方向的式子”：能用受力图、方程和对象检查解答，订正“物体静止所以只受两个力”以及把平衡力当作用反作用力的错误。；达成证据为“学生用图中箭头逐项解释每一项来源，并检查每个分量的正负。”。 课堂小结 教师请学生按“材料—研究对象—条件—关系—结论”回顾共点力的平衡。 教师再次强调：共点力作用下物体处于平衡状态时，所受合力为零；可用合成法、分解法或正交分解法建立平衡条件。 教师点出订正语：只看到物体静止就漏画力，或把平衡力与作用反作用力混为一谈 学生用一句话说出本课核心判断，再写出使用它的条件。 学生读出自己的订正语，说明是依据哪一条教材信息改正的。 作业布置 教材必修第一册第3.5节课后练习（按现用版次核对题号和页码） 回看教材印刷页78-81，整理本课一个定义、一个条件和一个易错点。 完成教材本节课后练习，解题时在式子旁写明研究对象、正方向或适用条件；本稿不重排未经逐字核录的题干。 从作业中挑一题写出“为什么可以使用本课关系”，不得只抄最终数值。 教师备课参考： 备课检查重点：答案是否与教材现用版次一致，是否出现“只看到物体静止就漏画力，或把平衡力与作用反作用力混为一谈”对应的错误。 检查单位、方向、研究对象和公式条件是否齐全。 课堂评价与教材原题反馈 1. O1对应“新课导入：四幅木棒受力图先分类”：从斜面上静止物体和三根绳子拉住物体的图示中选定研究对象，完整画出受力图。；达成证据为“学生可能回答：共点力的作用线相交于同一点，不能只凭物体静止判断。”。 2. O2对应“教材图示读图：先选研究对象”：用合力为零解释共点力平衡，比较合成法、分解法和正交分解法各自适合的图示。；达成证据为“学生写出三个力的名称、方向和来源，并用箭头首尾相接检查合力。”。 3. O3对应“平衡条件：从合成法到”：建立水平、竖直两个方向的平衡方程，说明每个分量来自哪一个力以及正方向如何选定。；达成证据为“学生在两种运动状态旁分别写和“合力为零”。”。 4. O4对应“正交分解：逐项写出两个方向的式子”：能用受力图、方程和对象检查解答，订正“物体静止所以只受两个力”以及把平衡力当作用反作用力的错误。；达成证据为“学生用图中箭头逐项解释每一项来源，并检查每个分量的正负。”。 教学反思 板书设计 1. 课后重点检查学生是否能脱离提示说明“共点力作用下物体处于平衡状态时，所受合力为零；可用合成法、分解法或正交分解法建立平衡条件。”；若多数学生只会复述结论，下一轮增加教材图示停顿和口头追问。 2. 统计“只看到物体静止就漏画力，或把平衡力与作用反作用力混为一谈”在课堂反馈中的出现位置：若在导入就暴露，应保留；若到最后仍未暴露，应调整材料，让学生先作出可观察的判断。 3. 检查作业中学生是否写清条件、单位和方向。若只写公式或答案，下一轮把订正语提前放进课堂练习。 板书设计： 左侧写教材材料和研究对象，中间写本课定义、关系式及适用条件，右侧保留典型误判和订正语。 平衡： 正交分解：， 先选研究对象，再画受力图 课堂推进：新课导入：四幅木棒受力图先分类 → 教材图示读图：先选研究对象 → 平衡条件：从合成法到 → 正交分解：逐项写出两个方向的式子 → 斜面平衡反馈：静止不等于漏力 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $