3.5共点力的平衡 （表格式）课时教案【新教材】2025--2026年人教版（2019）高中物理必修第一册
文档属性
| 名称 | 3.5共点力的平衡 （表格式）课时教案【新教材】2025--2026年人教版（2019）高中物理必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 25.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-06 10:18:51 | ||
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文档简介
3.5《共点力的平衡》课时教案
学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版（2019）高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理必修第一册第三章第五节，是“相互作用”单元的深化与应用。共点力的平衡是力学中的核心概念之一，承接了前几节关于重力、弹力、摩擦力以及力的合成与分解的知识，为后续学习牛顿运动定律打下基础。教材通过生活实例引入，引导学生理解物体在共点力作用下保持静止或匀速直线运动的条件，并通过实验探究和理论推导相结合的方式建立平衡条件的数学表达式。本节内容强调物理模型的构建与受力分析能力的培养，具有较强的逻辑性与实践性。
学情分析
高一学生已具备初步的力学知识基础，掌握了力的三要素、力的图示法及力的合成与分解方法，具备一定的矢量运算能力。但在实际问题中综合运用这些知识进行受力分析仍存在困难，尤其是对“共点力”概念的理解不够深入，容易忽视力的作用点一致性。此外，学生抽象思维能力尚在发展，面对复杂情境时难以准确提取物理模型。部分学生在解题过程中缺乏规范步骤，逻辑混乱。因此，教学中需通过真实情境创设、可视化演示和小组合作探究等方式，帮助学生突破认知障碍，提升建模能力与科学思维水平。
课时教学目标
物理观念
1. 理解共点力的概念，能识别实际问题中的共点力系统。
2. 掌握共点力平衡的条件，理解物体处于静止或匀速直线运动状态时合力为零的物理本质。
科学思维
1. 能够运用力的合成与分解方法，对物体进行受力分析并建立平衡方程。
2. 在解决实际问题中发展模型建构、逻辑推理和等效替代的科学思维能力。
科学探究
1. 经历实验探究共点力平衡条件的过程，学会使用弹簧测力计、滑轮组等器材进行数据采集与分析。
2. 能根据实验现象提出假设，并通过理论推导验证结论，体验“实验—归纳—演绎”的科学探究路径。
科学态度与责任
1. 在小组合作中养成实事求是、尊重证据的科学态度。
2. 认识到共点力平衡原理在桥梁、建筑、吊装等工程中的广泛应用，增强将物理知识服务于社会发展的责任感。
教学重点、难点
重点
1. 共点力平衡的条件：合力为零（F合=0）及其在正交分解下的表达形式（ΣFx=0，ΣFy=0）。
2. 对物体进行正确的受力分析，建立平衡方程解决实际问题。
难点
1. 在复杂情境中准确识别共点力系统，排除非共点力干扰。
2. 将实际问题抽象为物理模型，合理选择坐标系进行正交分解并列式求解。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法、实验探究法
教具准备
多媒体课件、弹簧测力计、滑轮组、细绳、钩码、铁架台、白板磁贴受力分析图、激光笔演示共点
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、生活情境设疑，激发探究兴趣 （一）、展示真实场景图片与视频片段：
教师通过PPT依次展示三幅画面：①杂技演员头顶长杆保持平衡；②建筑工地塔吊吊起钢筋保持悬停；③两人用绳子拉住一个箱子静止不动。每幅图播放后暂停，引导学生观察关键细节。
提问：“这些看似不同的现象背后，是否存在共同的物理规律？为什么物体没有发生运动状态的变化？”
学生可能回答“因为没用力”“因为力抵消了”等朴素认知，教师不急于纠正，而是顺势引出课题：“今天我们就来揭开这个谜底——共点力的平衡”。
（二）、提出主线任务——“小小结构工程师”挑战赛：
教师宣布本节课的学习将以“设计一座能稳定悬挂重物的简易吊桥模型”为主线任务贯穿始终。每位同学都是“结构工程师”，需要运用本节课知识确保吊桥在负载下不发生倾斜或断裂。任务分为四个阶段：①认识共点力；②探究平衡条件；③建模分析结构；④优化设计方案。以此激发学生的角色代入感与探究欲望。
过渡语：“正如爱因斯坦所说：‘想象力比知识更重要。’今天我们不仅要学习公式，更要像工程师一样思考，用物理的眼光去解读世界的平衡之美。” 1. 观察图片，描述现象。
2. 思考并尝试解释物体静止的原因。
3. 明确学习任务，进入“工程师”角色。
4. 提出初步猜想：可能是力相互抵消。
评价任务 现象描述：☆☆☆
问题猜想：☆☆☆
任务理解：☆☆☆
设计意图 通过贴近生活的实例引发认知冲突，激活已有经验；以项目式学习任务为主线，增强学习的目的性与趣味性，实现“从生活走向物理”的课程理念。
新知建构
【12分钟】 一、构建概念：什么是共点力？ （一）、演示实验+动态图示辨析：
教师演示：用三个弹簧测力计通过细绳连接于同一点O，悬挂钩码，使系统静止。用激光笔照射三根绳的延长线，发现三条作用线交于一点。
提问：“这三个力有什么共同特点？”引导学生发现力的作用线交汇于一点。
教师总结：当多个力作用于同一物体且其作用线相交于一点时，称为共点力。强调“共点”不是指作用点完全重合，而是作用线交于一点。
接着展示反例：推门时手推门边、脚踢球边缘，两个力不共点，导致转动——说明非共点力会使物体发生转动，而本节只研究平动平衡。
（二）、生活实例辨析练习：
PPT出示四组情境图：①两人抬担架；②风筝在空中匀速飞行；③斜拉桥钢索拉塔；④扳手拧螺丝。
组织学生小组讨论：哪些属于共点力系统？为什么？
教师巡视指导，重点纠正“只要物体不动就是共点力”的错误观念。
最后师生共同归纳：判断共点力的关键是看所有外力的作用线是否交于一点，且物体仅发生平动或保持静止。
二、实验探究：共点力平衡的条件是什么？ （一）、分组实验设计与操作：
发放实验器材包（含双滑轮组、三根细绳、三个弹簧测力计、铁架台、钩码），指导学生搭建如教材图3.5-3所示的实验装置：三根绳跨过滑轮，一端连接测力计，另一端挂相同质量钩码，中间结点O悬挂另一钩码保持静止。
要求：记录三个拉力的大小与方向（角度），绘制力的图示。
教师强调操作要点：待系统稳定后再读数；视线垂直刻度盘；尽量使三力在同一平面内。
（二）、数据分析与规律归纳：
各小组将测得的三组力矢量在白纸上按比例画出，尝试用平行四边形定则进行合成。
教师引导：“如果先合成F 和F ，得到的合力F 与F 有什么关系？”
学生发现：F 与F 大小相等、方向相反，即F = -F ，故F + F + F = 0。
教师总结：三个共点力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等大反向；推广至多个共点力，则合力为零。
板书核心结论：共点力平衡的条件是合力为零，即F合 = 0。 1. 观察实验现象，归纳共点力特征。
2. 参与小组讨论，辨析生活实例。
3. 动手实验，测量并记录数据。
4. 绘制力的图示，尝试矢量合成。
评价任务 概念理解：☆☆☆
实验操作：☆☆☆
规律归纳：☆☆☆
设计意图 通过实验直观呈现共点力特征，强化“作用线交于一点”的核心要素；借助探究性实验让学生亲历科学发现过程，培养证据意识与归纳能力，体现“做中学”的教学理念。
方法迁移
【15分钟】 一、理论提升：正交分解法求解平衡问题 （一）、引入坐标系简化问题：
教师提出问题：“若三个力不在同一平面或角度复杂，如何快速列式计算？”
引导学生回忆数学中的向量分解思想，引出正交分解法。
以教材例题1为例：一个重为G的物体被两根轻绳AC和BC悬挂，AC水平，BC与竖直方向成θ角，求两绳拉力。
教师逐步示范：
第一步：确定研究对象——结点C；
第二步：受力分析——画出三个力：TA（水平向左）、TB（沿BC斜向上）、G（竖直向下）；
第三步：建立坐标系——以结点为原点，x轴水平向右，y轴竖直向上；
第四步：正交分解——TA只有x分量（-TA），TB分解为TBx = TBsinθ（x正向）、TBy = TBcosθ（y正向），G为-G（y负向）；
第五步：列平衡方程：
ΣFx = 0 → -TA + TBsinθ = 0
ΣFy = 0 → TBcosθ - G = 0
第六步：联立求解得：TB = G / cosθ，TA = G tanθ。
强调每一步的物理意义与书写规范。
（二）、变式训练：斜面上的物体平衡
出示新情境：一物体静止在倾角为θ的光滑斜面上，被一平行于斜面的细绳拉住。
提问：“此时物体受几个力？是否共点？如何分析？”
引导学生画出受力图：重力G、支持力N、拉力T，三力交于物体重心，构成共点力系统。
组织学生自主建立坐标系（建议x轴沿斜面向上，y轴垂直斜面向上），进行正交分解：
G分解为Gx = Gsinθ（x负向）、Gy = Gcosθ（y负向）；
N沿y正向；T沿x正向。
列方程：
ΣFx = 0 → T - Gsinθ = 0 → T = Gsinθ
ΣFy = 0 → N - Gcosθ = 0 → N = Gcosθ
教师点评：“选择合适的坐标系可以大大简化计算，这是物理智慧的体现。”
二、回归主线任务：吊桥结构受力分析 （一）、模型构建与问题解决：
回到导入时的“吊桥设计”任务，给出简化模型：桥面由两根对称钢索悬挂，每根钢索与竖直方向成α角，桥面总重为W。
提问：“每根钢索的拉力多大？”
组织学生分组讨论并推导：
研究对象：桥面与连接点整体；
受力：重力W（竖直向下）、两根钢索拉力T（对称分布，与竖直成α角）；
建立y轴竖直向上坐标系；
ΣFy = 0 → 2Tcosα - W = 0 → T = W / (2cosα)
引导思考：当α增大时（钢索更倾斜），T如何变化？为何实际工程中要控制角度不宜过大？
学生得出结论：α越大，cosα越小，T越大，钢索易断裂——体现物理对工程设计的指导意义。 1. 跟随教师完成例题分析。
2. 自主完成斜面问题建模。
3. 分组讨论吊桥受力问题。
4. 推导公式并解释物理含义。
评价任务 建模能力：☆☆☆
方程列写：☆☆☆
结果解释：☆☆☆
设计意图 通过典型例题示范规范解题流程，突出受力分析与坐标系选择的关键作用；变式训练提升迁移能力；回归主线任务实现知识闭环，体现“从物理走向社会”的育人价值。
巩固应用
【8分钟】 一、课堂练习：三力平衡问题 （一）、独立完成练习题：
教师投影题目：
【题1】如图所示，一重为10N的小球用细绳AB和AC悬挂，AB水平，AC与竖直方向成60°角，求两绳拉力。
要求学生在笔记本上完整写出解题步骤：选对象→画受力图→建坐标系→分解力→列方程→求解。
教师巡视，重点关注学生是否遗漏力、坐标系选择是否合理、方程符号是否正确。
（二）、典型错误展示与纠正：
选取两份学生作业（一份规范，一份典型错误如漏掉某力或分解错误）通过实物投影展示。
引导全班分析错误原因：“这位同学为什么少了一个力？”“这个分力的方向画反了吗？”
强调受力分析是解题第一步，必须“宁多勿漏”，然后通过平衡条件验证。
表扬正确解法的学生：“他的步骤清晰，体现了严谨的科学态度。”
二、拓展思考：动态平衡初探 （一）、提出开放性问题：
“如果慢慢剪短AC绳，使θ角逐渐增大，AB绳的拉力如何变化？能否用图像表示？”
提示学生可用T_AB = G tanθ分析，得出拉力随θ增大而单调增加。
鼓励学有余力的学生课后绘制T-θ图像，为下一节动态平衡埋下伏笔。 1. 独立完成练习题。
2. 参与错误分析讨论。
3. 思考动态变化趋势。
4. 记录拓展任务。
评价任务 步骤完整：☆☆☆
计算准确：☆☆☆
思维拓展：☆☆☆
设计意图 通过限时练习检测目标达成度，及时反馈纠偏；利用典型错误资源深化理解；设置弹性任务满足不同层次学生需求，体现因材施教原则。
总结升华
【5分钟】 一、结构化回顾知识脉络 （一）、师生共同梳理本节内容：
教师引导：“今天我们经历了怎样的学习旅程？”
学生回答后，教师用思维导图形式在黑板上总结：
共点力 → 平衡状态（静止或匀速） → 平衡条件（F合=0） → 正交分解法（ΣFx=0，ΣFy=0） → 应用于工程实际。
强调受力分析是“钥匙”，坐标系选择是“技巧”，合力为零是“核心”。
二、升华式总结：平衡中的哲学意蕴 （一）、联系生活与人生感悟：
“同学们，平衡不仅是物理规律，也是一种生活智慧。就像古人说的‘中庸之道’，亦如达·芬奇笔下的《维特鲁威人》，人体之美在于对称与平衡。我们在学习中也要寻求知识与实践的平衡，在生活中追求努力与休息的平衡。真正的强者，不是永不跌倒，而是每一次跌倒后都能重新找回自己的重心。愿你们在未来的人生道路上，既能承受压力，也能保持内心的平衡，做一个有力量、有定力的人。”
最后齐读板书核心公式，结束本课。 1. 回顾知识点，形成知识网络。
2. 倾听教师总结，感悟物理之美。
3. 齐读平衡条件。
4. 反思学习收获。
评价任务 知识梳理：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
课堂参与：☆☆☆
设计意图 通过结构化总结帮助学生构建知识体系；以人文视角升华主题，实现物理教学与生命教育的融合，落实立德树人根本任务。
作业设计
一、基础巩固题
1. 一个重为20N的物体用两根轻绳悬挂，OA绳水平，OB绳与竖直方向成30°角，求OA和OB两绳的拉力大小。
2. 如图，一个质量为2kg的物体静止在倾角为37°的斜面上（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求斜面对物体的支持力和摩擦力。（假设斜面粗糙且物体未滑动）
二、能力提升题
3. 某工地用起重机吊起一重物，钢索与竖直方向夹角为α。当α=30°时，测得每根钢索拉力为1.2×10 N。若保持重物质量不变，将夹角调整为60°，求此时每根钢索的拉力。（忽略钢索质量）
三、实践探究题
4. 利用家中材料（如筷子、橡皮筋、小重物等）制作一个简易的“共点力平衡”模型，拍照记录并简要说明其中涉及的物理原理。下节课进行展示交流。
【答案解析】
一、基础巩固题
1. 解：设OA拉力为T ，OB拉力为T 。
ΣFx = 0：T = T sin30° = T ×0.5
ΣFy = 0：T cos30° = 20 → T ×(√3/2) = 20 → T ≈ 23.09N
代入得：T = 11.55N
答：OA绳拉力约11.55N，OB绳拉力约23.09N。
2. 解：G = mg = 2×10 = 20N
支持力 N = Gcos37° = 20×0.8 = 16N
摩擦力 f = Gsin37° = 20×0.6 = 12N
答：支持力16N，摩擦力12N。
二、能力提升题
3. 解：设重物重力为G。
当α=30°时：2T cos30° = G → 2×1.2×10 ×(√3/2) = G → G ≈ 2.08×10 N
当α=60°时：2T cos60° = G → 2T ×0.5 = 2.08×10 → T = 2.08×10 N
答：此时每根钢索拉力为2.08×10 N。
板书设计
3.5 共点力的平衡
【概念区】
共点力：作用线交于一点的多个力
平衡状态：静止或匀速直线运动
【规律区】
平衡条件：F合 = 0
→ 正交分解：
ΣFx = 0
ΣFy = 0
【模型区】
例：吊桥问题
2Tcosα = W
T = W/(2cosα)
【思想方法】
受力分析 → 建立坐标系 → 分解力 → 列方程 → 求解
教学反思
成功之处
1. 以“小小结构工程师”为主线任务贯穿全课，有效提升了学生的学习投入度与目标感，实现了知识学习与工程思维的融合。
2. 实验探究环节组织有序，学生动手操作积极，通过真实数据归纳出平衡条件，增强了科学探究的真实感与获得感。
3. 板书设计层次清晰，突出核心概念与解题路径，有助于学生形成系统的知识结构。
不足之处
1. 部分学生在正交分解时仍存在方向判断错误，特别是y轴负向力的符号处理不够熟练，需在后续练习中加强针对性训练。
2. 小组合作中个别学生依赖他人完成任务，未能充分参与讨论，今后应优化分组机制与角色分工。
3. 时间分配上略显紧张，最后拓展环节未能深入展开，可考虑将部分内容移至下一课时作为衔接。
学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版（2019）高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理必修第一册第三章第五节，是“相互作用”单元的深化与应用。共点力的平衡是力学中的核心概念之一，承接了前几节关于重力、弹力、摩擦力以及力的合成与分解的知识，为后续学习牛顿运动定律打下基础。教材通过生活实例引入，引导学生理解物体在共点力作用下保持静止或匀速直线运动的条件，并通过实验探究和理论推导相结合的方式建立平衡条件的数学表达式。本节内容强调物理模型的构建与受力分析能力的培养，具有较强的逻辑性与实践性。
学情分析
高一学生已具备初步的力学知识基础，掌握了力的三要素、力的图示法及力的合成与分解方法，具备一定的矢量运算能力。但在实际问题中综合运用这些知识进行受力分析仍存在困难，尤其是对“共点力”概念的理解不够深入，容易忽视力的作用点一致性。此外，学生抽象思维能力尚在发展，面对复杂情境时难以准确提取物理模型。部分学生在解题过程中缺乏规范步骤，逻辑混乱。因此，教学中需通过真实情境创设、可视化演示和小组合作探究等方式，帮助学生突破认知障碍，提升建模能力与科学思维水平。
课时教学目标
物理观念
1. 理解共点力的概念，能识别实际问题中的共点力系统。
2. 掌握共点力平衡的条件，理解物体处于静止或匀速直线运动状态时合力为零的物理本质。
科学思维
1. 能够运用力的合成与分解方法，对物体进行受力分析并建立平衡方程。
2. 在解决实际问题中发展模型建构、逻辑推理和等效替代的科学思维能力。
科学探究
1. 经历实验探究共点力平衡条件的过程，学会使用弹簧测力计、滑轮组等器材进行数据采集与分析。
2. 能根据实验现象提出假设，并通过理论推导验证结论，体验“实验—归纳—演绎”的科学探究路径。
科学态度与责任
1. 在小组合作中养成实事求是、尊重证据的科学态度。
2. 认识到共点力平衡原理在桥梁、建筑、吊装等工程中的广泛应用，增强将物理知识服务于社会发展的责任感。
教学重点、难点
重点
1. 共点力平衡的条件：合力为零（F合=0）及其在正交分解下的表达形式（ΣFx=0，ΣFy=0）。
2. 对物体进行正确的受力分析，建立平衡方程解决实际问题。
难点
1. 在复杂情境中准确识别共点力系统，排除非共点力干扰。
2. 将实际问题抽象为物理模型，合理选择坐标系进行正交分解并列式求解。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法、实验探究法
教具准备
多媒体课件、弹簧测力计、滑轮组、细绳、钩码、铁架台、白板磁贴受力分析图、激光笔演示共点
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、生活情境设疑，激发探究兴趣 （一）、展示真实场景图片与视频片段：
教师通过PPT依次展示三幅画面：①杂技演员头顶长杆保持平衡；②建筑工地塔吊吊起钢筋保持悬停；③两人用绳子拉住一个箱子静止不动。每幅图播放后暂停，引导学生观察关键细节。
提问：“这些看似不同的现象背后，是否存在共同的物理规律？为什么物体没有发生运动状态的变化？”
学生可能回答“因为没用力”“因为力抵消了”等朴素认知，教师不急于纠正，而是顺势引出课题：“今天我们就来揭开这个谜底——共点力的平衡”。
（二）、提出主线任务——“小小结构工程师”挑战赛：
教师宣布本节课的学习将以“设计一座能稳定悬挂重物的简易吊桥模型”为主线任务贯穿始终。每位同学都是“结构工程师”，需要运用本节课知识确保吊桥在负载下不发生倾斜或断裂。任务分为四个阶段：①认识共点力；②探究平衡条件；③建模分析结构；④优化设计方案。以此激发学生的角色代入感与探究欲望。
过渡语：“正如爱因斯坦所说：‘想象力比知识更重要。’今天我们不仅要学习公式，更要像工程师一样思考，用物理的眼光去解读世界的平衡之美。” 1. 观察图片，描述现象。
2. 思考并尝试解释物体静止的原因。
3. 明确学习任务，进入“工程师”角色。
4. 提出初步猜想：可能是力相互抵消。
评价任务 现象描述：☆☆☆
问题猜想：☆☆☆
任务理解：☆☆☆
设计意图 通过贴近生活的实例引发认知冲突，激活已有经验；以项目式学习任务为主线，增强学习的目的性与趣味性，实现“从生活走向物理”的课程理念。
新知建构
【12分钟】 一、构建概念：什么是共点力？ （一）、演示实验+动态图示辨析：
教师演示：用三个弹簧测力计通过细绳连接于同一点O，悬挂钩码，使系统静止。用激光笔照射三根绳的延长线，发现三条作用线交于一点。
提问：“这三个力有什么共同特点？”引导学生发现力的作用线交汇于一点。
教师总结：当多个力作用于同一物体且其作用线相交于一点时，称为共点力。强调“共点”不是指作用点完全重合，而是作用线交于一点。
接着展示反例：推门时手推门边、脚踢球边缘，两个力不共点，导致转动——说明非共点力会使物体发生转动，而本节只研究平动平衡。
（二）、生活实例辨析练习：
PPT出示四组情境图：①两人抬担架；②风筝在空中匀速飞行；③斜拉桥钢索拉塔；④扳手拧螺丝。
组织学生小组讨论：哪些属于共点力系统？为什么？
教师巡视指导，重点纠正“只要物体不动就是共点力”的错误观念。
最后师生共同归纳：判断共点力的关键是看所有外力的作用线是否交于一点，且物体仅发生平动或保持静止。
二、实验探究：共点力平衡的条件是什么？ （一）、分组实验设计与操作：
发放实验器材包（含双滑轮组、三根细绳、三个弹簧测力计、铁架台、钩码），指导学生搭建如教材图3.5-3所示的实验装置：三根绳跨过滑轮，一端连接测力计，另一端挂相同质量钩码，中间结点O悬挂另一钩码保持静止。
要求：记录三个拉力的大小与方向（角度），绘制力的图示。
教师强调操作要点：待系统稳定后再读数；视线垂直刻度盘；尽量使三力在同一平面内。
（二）、数据分析与规律归纳：
各小组将测得的三组力矢量在白纸上按比例画出，尝试用平行四边形定则进行合成。
教师引导：“如果先合成F 和F ，得到的合力F 与F 有什么关系？”
学生发现：F 与F 大小相等、方向相反，即F = -F ，故F + F + F = 0。
教师总结：三个共点力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等大反向；推广至多个共点力，则合力为零。
板书核心结论：共点力平衡的条件是合力为零，即F合 = 0。 1. 观察实验现象，归纳共点力特征。
2. 参与小组讨论，辨析生活实例。
3. 动手实验，测量并记录数据。
4. 绘制力的图示，尝试矢量合成。
评价任务 概念理解：☆☆☆
实验操作：☆☆☆
规律归纳：☆☆☆
设计意图 通过实验直观呈现共点力特征，强化“作用线交于一点”的核心要素；借助探究性实验让学生亲历科学发现过程，培养证据意识与归纳能力，体现“做中学”的教学理念。
方法迁移
【15分钟】 一、理论提升：正交分解法求解平衡问题 （一）、引入坐标系简化问题：
教师提出问题：“若三个力不在同一平面或角度复杂，如何快速列式计算？”
引导学生回忆数学中的向量分解思想，引出正交分解法。
以教材例题1为例：一个重为G的物体被两根轻绳AC和BC悬挂，AC水平，BC与竖直方向成θ角，求两绳拉力。
教师逐步示范：
第一步：确定研究对象——结点C；
第二步：受力分析——画出三个力：TA（水平向左）、TB（沿BC斜向上）、G（竖直向下）；
第三步：建立坐标系——以结点为原点，x轴水平向右，y轴竖直向上；
第四步：正交分解——TA只有x分量（-TA），TB分解为TBx = TBsinθ（x正向）、TBy = TBcosθ（y正向），G为-G（y负向）；
第五步：列平衡方程：
ΣFx = 0 → -TA + TBsinθ = 0
ΣFy = 0 → TBcosθ - G = 0
第六步：联立求解得：TB = G / cosθ，TA = G tanθ。
强调每一步的物理意义与书写规范。
（二）、变式训练：斜面上的物体平衡
出示新情境：一物体静止在倾角为θ的光滑斜面上，被一平行于斜面的细绳拉住。
提问：“此时物体受几个力？是否共点？如何分析？”
引导学生画出受力图：重力G、支持力N、拉力T，三力交于物体重心，构成共点力系统。
组织学生自主建立坐标系（建议x轴沿斜面向上，y轴垂直斜面向上），进行正交分解：
G分解为Gx = Gsinθ（x负向）、Gy = Gcosθ（y负向）；
N沿y正向；T沿x正向。
列方程：
ΣFx = 0 → T - Gsinθ = 0 → T = Gsinθ
ΣFy = 0 → N - Gcosθ = 0 → N = Gcosθ
教师点评：“选择合适的坐标系可以大大简化计算，这是物理智慧的体现。”
二、回归主线任务：吊桥结构受力分析 （一）、模型构建与问题解决：
回到导入时的“吊桥设计”任务，给出简化模型：桥面由两根对称钢索悬挂，每根钢索与竖直方向成α角，桥面总重为W。
提问：“每根钢索的拉力多大？”
组织学生分组讨论并推导：
研究对象：桥面与连接点整体；
受力：重力W（竖直向下）、两根钢索拉力T（对称分布，与竖直成α角）；
建立y轴竖直向上坐标系；
ΣFy = 0 → 2Tcosα - W = 0 → T = W / (2cosα)
引导思考：当α增大时（钢索更倾斜），T如何变化？为何实际工程中要控制角度不宜过大？
学生得出结论：α越大，cosα越小，T越大，钢索易断裂——体现物理对工程设计的指导意义。 1. 跟随教师完成例题分析。
2. 自主完成斜面问题建模。
3. 分组讨论吊桥受力问题。
4. 推导公式并解释物理含义。
评价任务 建模能力：☆☆☆
方程列写：☆☆☆
结果解释：☆☆☆
设计意图 通过典型例题示范规范解题流程，突出受力分析与坐标系选择的关键作用；变式训练提升迁移能力；回归主线任务实现知识闭环，体现“从物理走向社会”的育人价值。
巩固应用
【8分钟】 一、课堂练习：三力平衡问题 （一）、独立完成练习题：
教师投影题目：
【题1】如图所示，一重为10N的小球用细绳AB和AC悬挂，AB水平，AC与竖直方向成60°角，求两绳拉力。
要求学生在笔记本上完整写出解题步骤：选对象→画受力图→建坐标系→分解力→列方程→求解。
教师巡视，重点关注学生是否遗漏力、坐标系选择是否合理、方程符号是否正确。
（二）、典型错误展示与纠正：
选取两份学生作业（一份规范，一份典型错误如漏掉某力或分解错误）通过实物投影展示。
引导全班分析错误原因：“这位同学为什么少了一个力？”“这个分力的方向画反了吗？”
强调受力分析是解题第一步，必须“宁多勿漏”，然后通过平衡条件验证。
表扬正确解法的学生：“他的步骤清晰，体现了严谨的科学态度。”
二、拓展思考：动态平衡初探 （一）、提出开放性问题：
“如果慢慢剪短AC绳，使θ角逐渐增大，AB绳的拉力如何变化？能否用图像表示？”
提示学生可用T_AB = G tanθ分析，得出拉力随θ增大而单调增加。
鼓励学有余力的学生课后绘制T-θ图像，为下一节动态平衡埋下伏笔。 1. 独立完成练习题。
2. 参与错误分析讨论。
3. 思考动态变化趋势。
4. 记录拓展任务。
评价任务 步骤完整：☆☆☆
计算准确：☆☆☆
思维拓展：☆☆☆
设计意图 通过限时练习检测目标达成度，及时反馈纠偏；利用典型错误资源深化理解；设置弹性任务满足不同层次学生需求，体现因材施教原则。
总结升华
【5分钟】 一、结构化回顾知识脉络 （一）、师生共同梳理本节内容：
教师引导：“今天我们经历了怎样的学习旅程？”
学生回答后，教师用思维导图形式在黑板上总结：
共点力 → 平衡状态（静止或匀速） → 平衡条件（F合=0） → 正交分解法（ΣFx=0，ΣFy=0） → 应用于工程实际。
强调受力分析是“钥匙”，坐标系选择是“技巧”，合力为零是“核心”。
二、升华式总结：平衡中的哲学意蕴 （一）、联系生活与人生感悟：
“同学们，平衡不仅是物理规律，也是一种生活智慧。就像古人说的‘中庸之道’，亦如达·芬奇笔下的《维特鲁威人》，人体之美在于对称与平衡。我们在学习中也要寻求知识与实践的平衡，在生活中追求努力与休息的平衡。真正的强者，不是永不跌倒，而是每一次跌倒后都能重新找回自己的重心。愿你们在未来的人生道路上，既能承受压力，也能保持内心的平衡，做一个有力量、有定力的人。”
最后齐读板书核心公式，结束本课。 1. 回顾知识点，形成知识网络。
2. 倾听教师总结，感悟物理之美。
3. 齐读平衡条件。
4. 反思学习收获。
评价任务 知识梳理：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
课堂参与：☆☆☆
设计意图 通过结构化总结帮助学生构建知识体系；以人文视角升华主题，实现物理教学与生命教育的融合，落实立德树人根本任务。
作业设计
一、基础巩固题
1. 一个重为20N的物体用两根轻绳悬挂，OA绳水平，OB绳与竖直方向成30°角，求OA和OB两绳的拉力大小。
2. 如图，一个质量为2kg的物体静止在倾角为37°的斜面上（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求斜面对物体的支持力和摩擦力。（假设斜面粗糙且物体未滑动）
二、能力提升题
3. 某工地用起重机吊起一重物，钢索与竖直方向夹角为α。当α=30°时，测得每根钢索拉力为1.2×10 N。若保持重物质量不变，将夹角调整为60°，求此时每根钢索的拉力。（忽略钢索质量）
三、实践探究题
4. 利用家中材料（如筷子、橡皮筋、小重物等）制作一个简易的“共点力平衡”模型，拍照记录并简要说明其中涉及的物理原理。下节课进行展示交流。
【答案解析】
一、基础巩固题
1. 解：设OA拉力为T ，OB拉力为T 。
ΣFx = 0：T = T sin30° = T ×0.5
ΣFy = 0：T cos30° = 20 → T ×(√3/2) = 20 → T ≈ 23.09N
代入得：T = 11.55N
答：OA绳拉力约11.55N，OB绳拉力约23.09N。
2. 解：G = mg = 2×10 = 20N
支持力 N = Gcos37° = 20×0.8 = 16N
摩擦力 f = Gsin37° = 20×0.6 = 12N
答：支持力16N，摩擦力12N。
二、能力提升题
3. 解：设重物重力为G。
当α=30°时：2T cos30° = G → 2×1.2×10 ×(√3/2) = G → G ≈ 2.08×10 N
当α=60°时：2T cos60° = G → 2T ×0.5 = 2.08×10 → T = 2.08×10 N
答：此时每根钢索拉力为2.08×10 N。
板书设计
3.5 共点力的平衡
【概念区】
共点力：作用线交于一点的多个力
平衡状态：静止或匀速直线运动
【规律区】
平衡条件：F合 = 0
→ 正交分解：
ΣFx = 0
ΣFy = 0
【模型区】
例：吊桥问题
2Tcosα = W
T = W/(2cosα)
【思想方法】
受力分析 → 建立坐标系 → 分解力 → 列方程 → 求解
教学反思
成功之处
1. 以“小小结构工程师”为主线任务贯穿全课，有效提升了学生的学习投入度与目标感，实现了知识学习与工程思维的融合。
2. 实验探究环节组织有序，学生动手操作积极，通过真实数据归纳出平衡条件，增强了科学探究的真实感与获得感。
3. 板书设计层次清晰，突出核心概念与解题路径，有助于学生形成系统的知识结构。
不足之处
1. 部分学生在正交分解时仍存在方向判断错误，特别是y轴负向力的符号处理不够熟练，需在后续练习中加强针对性训练。
2. 小组合作中个别学生依赖他人完成任务，未能充分参与讨论，今后应优化分组机制与角色分工。
3. 时间分配上略显紧张，最后拓展环节未能深入展开，可考虑将部分内容移至下一课时作为衔接。