相互作用-试讲稿与教案

一、课时定位

本课是整个高中力学的“入口课”。学生以后学牛顿定律、连接体、斜面、板块、圆周、天体和电磁场受力，本质上都要先回到这节课的动作：选对象、找来源、判方向、列关系。

课堂主线：

力不是凭感觉画出来的，而是按“谁对谁的作用”查出来的。

对应内容：

• 教材页：03-相互作用-力
• 方法页：02-相互作用
• 后续课：牛顿第二定律-试讲稿与教案

二、教学目标

1. 能说清重力、弹力、摩擦力的产生条件和方向规律。
2. 会按“研究对象 → 力的来源 → 力的方向”的顺序画受力图。
3. 能区分静摩擦力和滑动摩擦力，知道静摩擦力不能直接写成 $\mu N$。
4. 能用正交分解和三力平衡处理基础平衡题。
5. 能识别常见错误：多画力、漏画力、把作用力反作用力画在同一物体上。

三、重点与难点

类型	内容	课堂突破
重点	三种基本力的方向和大小	每一种力都追问“谁施力、谁受力”
重点	受力分析流程	用固定四步法板书固化
难点	摩擦力方向判断	用“相对运动或相对运动趋势”替代“与运动相反”
难点	弹力有无判断	从接触和形变两个条件入手
难点	整体与隔离	让学生比较同一根绳拉力在整体和单体中的身份

四、课堂流程

环节	时间	教师活动	学生活动	设计意图
情境导入	4 分钟	展示桌面上静止书本、斜面上木块、被拉弹簧	说出“可能受哪些力”	暴露直觉式画力
建立对象意识	6 分钟	追问“你画的是谁受到的力？”	重新选研究对象	避免把相互作用力画到同一物体上
三力讲解	12 分钟	分别讲重力、弹力、摩擦力	填写方向判断表	建立基本力库
受力分析流程	8 分钟	演示四步法	独立画两个受力图	固化方法
例题训练	10 分钟	讲斜面静止和水平拉动物体	列平衡或牛二方程	连接后续动力学
错因讲评	5 分钟	展示典型错图	说出错因和改法	形成错题回收意识

五、导入试讲稿

同学们，今天我们先看一个最普通的现象：一本书静静地放在桌面上。

问题一：这本书受不受力？

很多同学会说“受重力”。那它为什么没有掉下去？因为桌面对它还有一个支持力。

问题二：支持力是谁给谁的？

桌面对书的作用。注意，我们现在研究的是“书”，所以只画外界对书的力。书对桌面的压力是另一个力，不能画在书的受力图上。

这就是今天的第一条规矩：画力之前，先说清研究对象。

再看斜面上的木块。木块可能静止，也可能下滑。摩擦力到底往上还是往下？不能靠感觉，要看相对运动或相对运动趋势。

所以今天我们学的不是“背几个力”，而是学会一套检查清单：对象、来源、方向、大小。

六、核心讲解

1. 重力

重力大小：

$$G=mg$$

方向：竖直向下。

讲课提醒：

• 斜面题中，重力仍然竖直向下，不是垂直斜面。
• 分解重力是为了列方程，不是改变重力本身。

2. 弹力

弹力产生条件：

1. 接触；
2. 发生弹性形变。

方向规律：

• 支持力垂直接触面，指向被支持物；
• 压力垂直接触面，指向被压物；
• 绳的拉力沿绳，指向绳收缩方向；
• 弹簧弹力沿弹簧轴线。

课堂追问：

1. 两个物体接触，一定有弹力吗？
2. 光滑墙面对小球的弹力方向为什么水平？
3. 轻绳能不能“推”物体？

参考回答：

1. 不一定，还要有形变。
2. 墙面支持力垂直墙面。
3. 不能，轻绳只能拉。

3. 摩擦力

滑动摩擦力：

$$f=\mu N$$

静摩擦力：

$$0\le f\le f_{\max }$$

临界时常近似：

$$f_{\max }=\mu N$$

讲课关键：

静摩擦力大小由平衡或动力学方程决定，只有达到最大静摩擦时才写成 $\mu N$。

课堂追问：

1. 物体向右运动，摩擦力一定向左吗？
2. 人走路时，脚受到地面的静摩擦力方向一定向后吗？
3. 静摩擦力能不能做正功？

参考回答：

1. 不一定，要看相对运动或相对运动趋势。
2. 不一定，正常向前走时，地面对脚的静摩擦力向前。
3. 可以，例如传送带带动物体加速。

七、板书设计

相互作用-力
 
一、画力第一问：研究对象是谁？
 
二、三种基本力
1. 重力：G = mg，竖直向下
2. 弹力：接触 + 形变，垂直接触面或沿绳/弹簧
3. 摩擦力：阻碍相对运动或相对运动趋势
 
三、受力分析四步
对象 -> 隔离 -> 来源 -> 方向
 
四、两个警戒线
1. 不画研究对象对外界的力
2. 静摩擦不能直接写成 mu N

八、课堂例题与答案

例 1：斜面静止木块

题目：质量为 $m$ 的木块静止在倾角为 $\theta$ 的粗糙斜面上，求支持力和摩擦力。

解析：

沿垂直斜面方向平衡：

$$N=mg\cos \theta$$

沿斜面方向平衡：

$$f=mg\sin \theta$$

摩擦力方向沿斜面向上。

讲评点：这里的摩擦力是静摩擦力，由平衡决定，不能写成 $\mu mg\cos \theta$。

例 2：水平面上受斜向拉力

题目：质量为 $m$ 的物体在粗糙水平面上，受大小为 $F$、与水平成 $\theta$ 角的斜向上拉力作用，物体向右匀速运动，求动摩擦因数 $\mu$。

解析：

水平方向：

$$F\cos \theta =f$$

竖直方向：

$$N+F\sin \theta =mg$$

所以：

$$N=mg-F\sin \theta$$

又：

$$f=\mu N$$

得到：

$$\mu =\frac{F\cos \theta }{mg-F\sin \theta }$$

讲评点：斜向上拉力会减小支持力，不能把 $N$ 直接写成 $mg$。

例 3：三力平衡

题目：小球受重力、绳拉力和墙面支持力而静止。若绳与竖直方向夹角为 $\theta$，求绳拉力和墙面对小球的支持力。

解析：

竖直方向：

$$T\cos \theta =mg$$

所以：

$$T=\frac{mg}{\cos \theta }$$

水平方向：

$$N=T\sin \theta =mg\tan \theta$$

讲评点：三力平衡题可以用正交分解，也可以用力三角形；初学阶段优先用分方向列式。

九、课堂追问串

1. 你画的每一个力，施力物体分别是谁？
2. 支持力为什么垂直接触面？
3. 静摩擦力的方向能不能先假设？
4. 如果假设方向列式后算出负值，说明什么？
5. 两个物体组成整体后，它们之间的弹力为什么不进入整体受力图？

参考回答：

1. 每个力都必须能说出施力物体。
2. 接触面形变恢复的方向垂直面。
3. 可以，最后由正负判断真实方向。
4. 真实方向与假设方向相反。
5. 对整体而言它是内力。

十、作业与答案

作业 1

物体静止在水平桌面上，质量为 $2\text{ kg}$，取 $g=10{\text{ m/s}}^2$，求桌面对物体的支持力。

答案：

$$N=mg=20\text{ N}$$

作业 2

质量为 $m$ 的物体沿粗糙水平面匀速运动，水平拉力为 $F$，求动摩擦因数。

答案：

$$F=f=\mu mg$$ $$\mu =\frac{F}{mg}$$

作业 3

质量为 $m$ 的物体在倾角为 $\theta$ 的光滑斜面上静止吗？若释放，加速度为多少？

答案：

光滑斜面沿斜面方向有分力：

$$mg\sin \theta$$

所以物体不能静止，释放后：

$$a=g\sin \theta$$

十一、错题回收

错误表现	错因	纠正动作
把物体对桌面的压力画在物体上	研究对象不清	每个力旁边标施力物体
漏画支持力	只盯重力	按接触关系逐一排查
摩擦力方向凭运动方向判断	混淆运动与相对运动	先判断相对运动趋势
静摩擦直接写 $\mu N$	把静摩擦当滑动摩擦	先列平衡或牛二求 $f$
斜面上重力画成垂直斜面	分力当成原力	先画真实力，再分解

十二、关联入口

• 02-相互作用
• 斜面模型
• 弹簧模型
• 连接体问题
• 力学易错点