人教版(2019)高中物理必修第一冊-3.5共點力平衡 教學(xué)設(shè)計

人教版(2019)高中物理必修第一冊-3.5共點力平衡教學(xué)設(shè)計科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）人教版(2019)高中物理必修第一冊-3.5共點力平衡教學(xué)設(shè)計課程基本信息1.課程名稱：人教版(2019)高中物理必修第一冊-3.5共點力平衡

2.教學(xué)年級和班級：高中一年級

3.授課時間：2023年10月20日

4.教學(xué)時數(shù)：1課時

本節(jié)課主要教授共點力平衡的條件及其應(yīng)用，通過實例分析和解題訓(xùn)練，使學(xué)生掌握共點力平衡問題的解決方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)力學(xué)知識打下基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運用物理概念和原理分析共點力平衡問題的能力，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維和批判性思維。

2.科學(xué)探究：通過實驗探究共點力平衡條件，提升學(xué)生動手操作和觀察現(xiàn)象的能力，培養(yǎng)實驗設(shè)計和問題解決的科學(xué)探究精神。

3.科學(xué)態(tài)度：激發(fā)學(xué)生對力學(xué)現(xiàn)象的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索真理的精神。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了力的基本概念、牛頓運動定律以及力的合成與分解等基礎(chǔ)知識，能夠理解力的作用效果和力的矢量性質(zhì)。

2.學(xué)生對于實驗操作通常表現(xiàn)出較高的興趣，喜歡通過動手實驗來驗證理論知識。他們在解決問題時具有一定的邏輯思維能力，但可能在抽象思維方面存在差異，有的學(xué)生擅長數(shù)學(xué)計算，而有的學(xué)生更擅長直觀理解。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生個體差異較大，有的喜歡獨立思考，有的則偏好小組討論。

3.學(xué)生在學(xué)習(xí)共點力平衡時可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對平衡條件的理解可能不夠深刻，難以將理論應(yīng)用于實際問題中；在解決平衡問題時，可能對受力分析感到困惑，不知道如何正確識別和繪制力的方向和大??；此外，將力的分解和合成應(yīng)用于復(fù)雜問題時，可能會在數(shù)學(xué)計算上遇到障礙。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過講解共點力平衡的概念和條件，為學(xué)生提供理論框架。

2.實驗法：通過實驗演示和操作，讓學(xué)生直觀感受共點力平衡的實際情況。

3.討論法：引導(dǎo)學(xué)生分組討論實驗結(jié)果和問題解決方案，促進學(xué)生思維碰撞。

教學(xué)手段：

1.多媒體教學(xué)：使用PPT展示力的矢量圖和實驗過程，增強學(xué)生的直觀理解。

2.教學(xué)軟件：利用物理仿真軟件模擬力的作用和平衡狀態(tài)，幫助學(xué)生形象化學(xué)習(xí)。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：課后提供相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源鏈接，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)和拓展知識。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

激發(fā)興趣：通過提出問題“為什么天平能夠保持平衡？”來引發(fā)學(xué)生對平衡問題的思考。

回顧舊知：回顧牛頓運動定律以及力的合成與分解的知識，為學(xué)生講解共點力平衡打下基礎(chǔ)。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

講解新知：詳細講解共點力平衡的定義、條件及其在物理現(xiàn)象中的應(yīng)用。

舉例說明：以懸掛重物的平衡狀態(tài)為例，解釋共點力平衡的條件和力的相互抵消。

互動探究：分組進行實驗，通過改變力的方向和大小，觀察共點力平衡的變化，并引導(dǎo)學(xué)生記錄實驗結(jié)果，討論實驗現(xiàn)象。

3.鞏固練習(xí)（約20分鐘）

學(xué)生活動：讓學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果，嘗試解決一些共點力平衡的練習(xí)題，加深對知識點的理解和應(yīng)用。

教師指導(dǎo)：在學(xué)生練習(xí)過程中，教師巡回指導(dǎo)，針對學(xué)生的疑問和困難提供及時的幫助，確保學(xué)生能夠正確應(yīng)用所學(xué)知識。

4.小組討論（約10分鐘）

分組討論：讓學(xué)生在小組內(nèi)討論實驗中遇到的問題和解決方法，共同探討如何更好地理解共點力平衡條件。

小組報告：每組選派一名代表匯報討論成果，分享實驗探究的心得體會。

5.總結(jié)反饋（約5分鐘）

總結(jié)重點：教師總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)共點力平衡條件的應(yīng)用。

反饋評價：教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評價，對表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生給予肯定，對存在問題的學(xué)生提出改進建議。

6.課后作業(yè)布置（約5分鐘）

布置作業(yè)：教師布置相關(guān)的課后作業(yè)，包括理論題目和實際應(yīng)用題目，要求學(xué)生在課后獨立完成，以鞏固所學(xué)知識。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-相關(guān)物理現(xiàn)象：介紹自然界和生活中的共點力平衡現(xiàn)象，如吊橋的平衡、天平的使用等，讓學(xué)生理解共點力平衡在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。

-相關(guān)物理學(xué)家：介紹在力學(xué)領(lǐng)域做出重要貢獻的物理學(xué)家，如阿基米德、牛頓等，了解他們的科學(xué)成就和對力學(xué)的貢獻。

-力學(xué)實驗：介紹力學(xué)實驗的發(fā)展史，如力的測量工具的演變，以及現(xiàn)代力學(xué)實驗中使用的先進設(shè)備和技術(shù)。

-相關(guān)數(shù)學(xué)知識：介紹向量運算在力學(xué)中的應(yīng)用，如向量加法、向量乘法等，加深學(xué)生對力的矢量性質(zhì)的理解。

2.拓展建議：

-閱讀拓展：鼓勵學(xué)生閱讀關(guān)于力學(xué)發(fā)展的歷史書籍，了解力學(xué)理論的演變過程，以及力學(xué)在科技進步中的作用。

-實踐拓展：建議學(xué)生參與物理實驗活動，通過實際操作來加深對共點力平衡條件的理解，如制作簡易的平衡裝置，進行力的分解與合成實驗等。

-研究拓展：引導(dǎo)學(xué)生對力學(xué)問題進行探究性學(xué)習(xí)，如研究不同材料的力學(xué)性能，探討力學(xué)在建筑、機械等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-思考拓展：鼓勵學(xué)生思考力學(xué)知識在解決實際問題時的重要性，如如何利用力學(xué)原理來優(yōu)化工程設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

-應(yīng)用拓展：指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的力學(xué)知識應(yīng)用于實際問題中，如分析交通事故中的力學(xué)因素，解決工程中的力學(xué)問題等。

-交流拓展：鼓勵學(xué)生與同學(xué)進行交流討論，分享學(xué)習(xí)力學(xué)的心得體會，相互學(xué)習(xí)，共同進步。內(nèi)容邏輯關(guān)系①共點力平衡的條件

-重點知識點：共點力平衡的定義、力的合成與分解、平衡條件（力的矢量和為零、力的矩和為零）。

-重點詞匯：共點力、平衡狀態(tài)、力的合成、力的分解、合力、分力、力矩。

②共點力平衡的應(yīng)用

-重點知識點：共點力平衡在實際問題中的應(yīng)用，如靜力學(xué)問題中的支撐力計算、物體平衡狀態(tài)的判斷等。

-重點詞匯：支撐力、壓強、摩擦力、靜力學(xué)、平衡狀態(tài)。

③共點力平衡的解題方法

-重點知識點：解決共點力平衡問題的步驟，包括受力分析、建立坐標系、列出平衡方程、解方程求解。

-重點詞匯：受力分析、坐標系、平衡方程、自由體圖、方程求解。典型例題講解例題1：

一個重量為G的物體放在水平地面上，受到兩個力的作用，其中一個力F1與水平面成30°角向上，另一個力F2與水平面成30°角向下。求物體受到的合力大小及方向。

解答：

首先對物體進行受力分析，將F1和F2分解為水平和垂直分量。水平分量分別為F1x=F1*cos(30°)和F2x=F2*cos(30°)，垂直分量分別為F1y=F1*sin(30°)和F2y=F2*sin(30°)。由于物體在垂直方向上沒有運動，所以F1y+F2y=G。在水平方向上，F(xiàn)1x=F2x，因此合力大小為零，方向為水平。

例題2：

一個均勻的桿AB長L，重量為G，A端固定在墻面上，B端懸掛重G'的物體。求桿AB與水平面的夾角θ。

解答：

對桿AB進行受力分析，A端受到的力有垂直向下的G'和沿桿向上的反作用力N，B端受到的力有垂直向下的G。由于桿處于平衡狀態(tài)，所以垂直方向上G'+G=N，水平方向上N的水平分量與G的力矩平衡，即N*L*sin(θ)=G*L。解得θ=arctan(G/G')。

例題3：

一個重量為G的物體懸掛在繩子上，繩子與垂直線的夾角為θ。求繩子所受的拉力大小。

解答：

物體受到重力G向下，繩子對物體的拉力T沿繩子方向。將T分解為水平和垂直分量，垂直分量Tsin(θ)=G，解得T=G/sin(θ)。

例題4：

一個重量為G的物體放在斜面上，斜面與水平面的夾角為α，物體受到的摩擦力Ff剛好使其保持平衡。求摩擦力Ff的大小。

解答：

物體受到重力G垂直向下，將其分解為垂直斜面的分量Gsin(α)和沿斜面的分量Gcos(α)。摩擦力Ff沿斜面向上，與Gcos(α)相等且反向，即Ff=Gcos(α)。

例題5：

一個均