牛顿第三定律

《牛顿第三定律》教学设计   【设计思想】 现代教学论研究指出，体验感知不是学习产生的根本原因，产生学习的根本动因是问题，没有问题就难以诱发和激起求知欲。同时，新课程理念强调学生是学习的主人，突出学生探究学习的地位。基于以上两点，本课设计有两条主线，一是以问题为主线，设计多个由易到难循序渐进的问题，激发学生主动参与、积极思考，产生强烈的求知欲望；二是以探究性活动解决本节课的难点，由静止物体间的作用利用弹簧测力计来探究，运动物体间以及碰撞物体间的作用力和反作用力用力的传感器和计算机辅助实现。使学生对作用力和反作用力总是相等有深刻的认识。 【本节教材分析】 牛顿三大定律是一个有机的整体，前两个定律是对单个物体而言的，但要全面认识物体间的运动规律，必须研究物体之间的相互作用、相互影响。 本节分三个层次对牛顿第三定律进行研究：一是通过实际现象的分析以及学生的亲身感受，定性地讨论物体间的作用是相互的，同时发生的，同时变化，作用在一条直线上；二是通过实验定量地得到反映物体间相互作用力是大小相等，对于静止物体间的相互作用力通过弹簧测力计分析其大小是相等的，而对于运动物体之间的相互作用力以及碰撞时物体之间的相互作用力是否总是相等，本节课通过计算机辅助实现了此环节，帮助学生深刻地建立了任何物体不管其运动状态如何，它们之间的作用力和反作用力总是相等的。三是该定律的意义和应用。 【学生心理状态分析】 高中学生已经有一定的辨别能力，对常见的一些物理现象，物理知识如果简单重复，则学生对此不太关注、不感兴趣。因此，一开始就要以各种方式激发其注意力，设置“视频文件──石头碰鸡蛋”，引发学生“思维冲突”，设法采用各种实验，让学生认识到“牛顿第三定律”得来的不易，培养学生物理规律的方法。 【教学目标】 1．知识与技能 ①知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的特点； ②理解掌握作用力和反作用力总是相等，并能用它解释生活中的有关问题； ③能区分“一对平衡力”和“一对作用力、反作用力”； ④培养观察、分析、归纳、总结能力。 2．过程与方法 ①通过学生操作实验，培养学生独立思考问题的能力和实验能力； ②通过用牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力； ③通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，可提高学生自信心并养成科学思维习惯。 3．情感态度与价值观 ①结合有关作用力和反作用力的生活实例，培养学生独立思考、实事求是、勇于创新的科学态度和团结协作的科学精神，感受物理学科研究的方法； ②激发学生探索的兴趣，养成一种科学探究的意识。 【教学重点、难点、疑点】 1．在初中学习阶段，学生对一对力的认识往往只停留在力的大小和方向上，对于力的作用点往往不能引起足够的重视，如何区分一对力是作用力和反作用力是本节课的一个重要内容，应引起足够的重视。作用力和反作用力总是大小相等，对“总是”的理解。 2．作用力和反作用力的关系与平衡力的关系有相同之处，也有不同之处，学生常常把这两种力混淆。对于这两种力的作用效果学生往往比较难以区分，要通过对问题的分析解决学生头脑中不正确的认识。 【教学方法】 实验法（演示实验，师生互动实验，学生分组实验），讨论法，类比法。 【教学仪器】 文件；演示用大弹簧秤、小弹簧秤各一对；带发条的小车，薄木板各一个，四个相同的短玻璃管；带有条形磁铁的小车两个；分组实验用的弹簧秤每桌一对；力学传感器组件及计算机辅助设备等。 【教学过程】 课题 牛顿第三定律 教学目标 知识 ①知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的特点； ②理解掌握作用力和反作用力总是相等，并能用它解释生活中的有关问题； ③能区分“一对平衡力”和“一对作用力、反作用力”； ④培养观察、分析、归纳、总结能力。   能力   ①通过学生操作实验，培养学生独立思考问题的能力和实验能力； ②通过用牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力； ③通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，可提高学生自信心并养成科学思维习惯。   情感   ①结合有关作用力和反作用力的生活实例，培养学生独立思考、实事求是、勇于创新的科学态度和团结协作的科学精神，感受物理学科研究的方法； ②激发学生探索的兴趣，养成一种科学探究的意识。   信息环境及媒体 ①展示课堂上不易操作的实验； ②模拟实际很难完成的实验操作； ③给学生提供交流思想、看法的交流平台。 重点 解释生活中的有关问题 难点 “总是”的理解以及应用 课时 1课时 课型 探究型 教具 PPT课件 教学程序 教师活动 学生活动 媒体作用 设计意图 引课（6分钟） 新课 1．放视频文件──生鸡蛋碰石头提示学生带着问题观察视频 问题：由观察到的现象进一步思考其中说明什么问题？ 引导学生回答。 鸡蛋撞击石头时，鸡蛋给石头一个力，同时石头给鸡蛋一个作用力。这一对力有什么关系呢？ 今天我们就来研究这一对力的关系 2．体验这对力的关系──同学们坐在凳子上，两脚悬空，然后用手推桌子，那么感觉到什么现象？如何解释（要求学生亲身体验）。 让个别学生谈体会： （副板） 表示出两个力的施力物体和受力物体 一、作用力和反作用力（板书） 力是物体间的相互作用，人为的把其中一个力叫作用力，另一个力叫反作用力。 师：下面学生体会作用力和反作用力之间有哪些基本的特点？ 让学生充分体会并发表见解。 演示实验1：把薄的轻木板放在并排的玻璃管上，然后把玩具小车上紧发条，并轻轻按在木板上。 让学生操作并说明发生现象的原因：问：手一松，当手离开小车时发生什么现象？说明什么问题？ 让操作手分析现象和原因。 演示实验2：在两辆小车上各固定一根条形磁铁，当磁铁的同名磁极靠近时，放手小车两车被推开；当异名磁极接近时，两辆小车被吸拢。 (总结)物体之间的作用是相互的，同时存在，同时消失（变化），这种相互作用在两个物体上。 追问：作用力和反作用力还有什么特点？ 追问：你怎么知道相等？我们能否探究这两个力的关系？ 1．演示及学生实验：把两个弹簧秤勾在一起，其中两个弹簧秤相互的作用分别叫做作用力和反作用力。 先让两个学生（甲和乙）在黑板上演示，师生互动先让甲拉，再让乙拉，甲乙一起互拉。 之后让学生全体实验。 实验结论： 两个弹簧测力计的读数变化总是相同的，大小相等，方向相反。 思考：当两个物体运动起来，其间的作用力和反作用力还是相等吗？ 2．学生实验 问题1：如图一个大车拉着一个小车运动时，大车对小车的拉力和小车对大车的拉力相等吗？ 问题2：如图一个小车拉着一个大车运动时，大车对小车的拉力和小车对大车的拉力相等吗？ 介绍力的传感器：力的传感器：把力的信息（大小）转换成与之对应的电信息的装置。 分两个问题分别让学生探究。 给学生演示力与传感器传递到计算机里的信息的关系。 下面介绍使用的注意事项。 学生探究前可先让学生猜想电脑上显示的作用力的图形形状和反作用力的图形形状应该有什么关系？（对称） 追思考：你想知道鸡蛋碰石头的力相等吗？ 追问：你怎么知道相等？ 我们也借助传感器探究实践。 二、牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。（板书） 公式：F＝－F′ 师：进一步用类比的方法使学生加深印象。作用力与反作用力的关系，很像电视、电影上放的“难兄难弟”的关系：有福同当，有难同享，同生共死…… 3．下面通过例题进行研究： 例题：物体用线吊在天花板上，分析物体受几个力？并指出每一个力的反作用力、以及平衡力？要求学生上黑板做，画出示意图，然后订正错误，并分析作用力、反作用力与平衡力的区别。 三、作用力和反作用力与平衡力的区别和联系 观察思考 现象：鸡蛋碎了。 现象：鸡蛋碎了；说明石头给鸡蛋一个力，这个力大于鸡蛋所要承受的力。 部分学生凭感觉回答：大小相等，方向相反 学生参与动手体验，充分感受作用力和反作用力 当你在推桌子时，桌子反过来同时推自己。 （板书）思考 观察思考观察到的实验现象：车在向前运动的同时，木板向后运动，并且同时停止。学生代表操作，其他学生认真观察并思考。 结论：车之所以向前运动是木板给它一个向前的力，同时车给木板一个向后的力，这两个力的性质一样，都是摩擦力 观察 笔记 学生回答：大小相等 1．两弹簧秤勾在一起拉，处于静止不动时； 2．两弹簧秤勾在一起拉，并向一方向缓慢运动     全体学生自主探究 让学生总结 诱发学生讨论思考 观察思考新技术的利用 学生观察学习计算机的使用和力的传感器的“传感”作用。 图像对称的含义学生进行讨论。 学生回答：相等 追问：对称和总是相等怎样建立关系？ 学生通过实验探究，带有传感器的小车间相互撞击，分析计算机上输出的图像信息 让学生总结： 板书 总结：物体间的相互作用 利用牛顿第三定律让学生解决实际问题，让学生体会作用力和反作用力在实际的应用中注意问题。 展示课堂上不便于操作的试验，激发学生积极参与学习的求知欲望。 展示学习内容 展示学生体验要求和注意事项 展示这对力的图景，帮助学生建立这对力作用在两个物体上。 展示演示实验的装置。给学生提供思考的平台。 展示这对相互作用力展示展示定性实验结论 展示教学资源 展示探究要求 展示问题 展示具体情景 利用现代技术实现平常很难实现的情景，很难测量的物理量。 创设问题情景，从生活走向物体，营造轻松的学习环境，激发学生的求知欲望。 在课堂上实验可见度不够大。通过视频文件很好地解决了这一问题。明确本节课的目的让学生从分感知，体验从而引入作用力和反作用力的概念 画图使学生体会作用力和反作用力在不同的物体上，为后续讲解这一对力的效果做铺垫。 让学生演示，使学生感受到科学并不神秘，培养学生走进科学的意识。 给学生深刻的烙印—力的作用是相互的物体间不同性质的力的展示及分析，为后续总结特点作铺垫。 学生初中的知识是定性记忆，引起学生回忆。 演示的学生按老师的要求充分演示，体现作用力和反作用力的同时性，等大性。 学生的智慧是无穷的，不可估量的。该探究让学生自主设计探究，给学生最大的自由度，培养学生的发散性思维，以极大地调动学生学习的积极性。 突破难点 为学生突破本节课的难点做准备，为学生以下自主探究提供实践的步骤，使现代信息技术应用于物理教学中，让物理课堂充满新时代 气息 呼应课前的引入阶段，再一次激活学生疲倦的脑细胞，使其再次兴奋。 使用身边的情景让学生分析体会物理就在我们的生活周围，巩固、学到的知识，开阔学生的视野，让物理走向生活。   四、总结和思考 思考1：在马拉车的情景中，以下分析正确的是（    ） A．马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力 B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力 C．只有马拉车匀速前进时马拉车的力才等于车拉马的力 D．只有马拉车加速前进时，马拉车的力大车拉马的力 E．无论静止匀速加速减速马拉车的力总等于车拉马的力 让学生认识到：车拉马和马拉车的力的关系与车为什么动了是两个问题。 车拉马和马拉车的力的关系与它们的运动状态无关，这对力始终相等。而车动了的原因是车一个的受力问题。 思考2：你认为作用力和反作用力与物体的运动状态有无关系？ 五、课堂检测 见后面。 展示信息，提高课堂效率 给学生提供交流的信息平台，学生讨论分析 提供图片，帮助学生建立正确的联系。 学生自我练习 通过对比使学生进一步理解作用力和反作用力的关系 实践检验 区别作用力和反作用力；以及某一个物体上的合力之间没有关系 使学生明确作用力和反作用力的的关系在两个物体上，与两个物体的运动状态无关。 检测及时发现问题 板书 牛顿第三定律 一、作用力和反作用力 二、牛顿第三定律的内容 1．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，这就是牛顿第三定律 录像结束 2．公式：F＝－F′ 3．作用力和反作用力与平衡力的区别                                         【检测练习】 1．如图所示，将两弹簧秤a、b联结在一起，当用力缓慢拉a弹簧秤时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧秤的示数总是相等，这个实验说明（    ） A．这是两只完全相同的弹簧秤 B．弹力的大小与弹簧的形变量成正比 C．作用力与反作用力大小相等、方向相反 D．力是改变物体运动状态的原因 2．一根绳子吊着一只桶悬空时，属于作用力与反作用力的是(    ) A．绳对桶的拉力，桶所受的重力 B．桶对绳的拉力，绳对桶的拉力 C．绳对桶的拉力，桶对地球的作用力 D．桶对绳的拉力，桶所受的重力 3．如图静止在斜面上的物块与斜面之间有一对力的关系？画图分析. 4．分析人在走路时，有几对作用力和反作用力？ 5．在你的一生中，质量在变化（有时大，有时小）；位置在变化（在空中，在水中等）；状态在变化（静止，加速）。任何时刻地球对你的作用力都等于你对地球的作用力吗？ 【课后总结】 1．使用计算机教学效果好，配合演示实验，把本节课的难点作用力和反作用力“总是”相等，计算机显示的图像对比分明，学生印象鲜明、深刻。 2．有利于帮助学生理解和记忆，用计算机把瞬时变化的力──碰撞过程，以及学生使力（变大变小）的过程通过具体的图像和学生使力的感受有机结合，使学生对作用力和反作用力“同时”变化，加深记忆和理解。 3．有利于培养学生的能力，把对计算机的图像的观察和科学地进行程序分析现象与教学紧密结合起来，能较好地培养学生的观察能力、思维能力、分析能力。 4．有利于观念的更新。计算机进入课堂，能激发学生学习 、使用计算机的兴趣；同时，也是教学手段现代化的必要措施；这对我们教育观念的更新无疑起了积极的作用。 5．利于计算机辅助教学把课上不易操作的程序在课前完成，课上展示；同时把不易测量的量通过计算机辅助实现，解决课上的难点、重点问题。