物理牛顿第三定律教学设计

《牛顿第三定律》教学 学情：     学生通过初中阶段的学习和前一阶段的学习，对物体间的相互作用问题有了定性的了解，也知道相互作用和一对平衡力是不同的，但是，他们并不清楚二者之间究竟有什么区别。他们也不能深入地理解和掌握相互作用力之间满足的关系。因此，对牛顿第三定律的深入理解，还需要进行定量地探究。 教材分析： 牛顿第三定律揭示了两个物体间相互作用力间的关系，使之成为牛顿运动定律的一个基本组成部分。教材首先通过生活中的实例比如拉弹簧、推桌子等引入作用力和反作用力的概念。并且提出作用力和反作用力总是相互依存、同时存在的。接着，教材又用实验探究了作用力和反作用力之间的关系，进而出牛顿第三定律的内容。并且，教材上的“做一做”栏目用传感器探究作用力和反作用力之间的关系，形象准确地呈现相互作用力在大小和方向之间（包括相互作用力不断变化的情况）的关系。融现代科学技术于物理教学之中。 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概念； （2）掌握牛顿第三定律，能准确地述牛顿第三定律； 2、过程与方法： 经历探究作用力和反作用力的关系的实验过程，观察（或）体会一对作用力和反作用力间的大小、方向等关系。 3、情感态度与价值观： 能运用规律正确分析说明具体实例，培养将物理知识运用于生活实际的能力。 教学重点： 探究作用力和反作用力之间的关系，深入理解牛顿第三定律。 教学难点： 应用牛顿第三定律解决实际问题。 教学设计思路： 根据以上的分析和教学目标，本节课的教学应该首先通过生活中实例的展示，使学生认识到力总是成对出现的，物体之间存在着相互作用。引入作用力和反作用力的概念，总结出作用力和反作用力的特点。 通过学生实验，探究作用力和反作用力之间的关系，紧接着应用传感器动态地展示作用力与反作用力之间的关系。然后总结出牛顿第三定律的内容。为了使学生深入理解牛顿第三定律，在介绍完牛顿第三定律的表述之后，通过分析几个实例比如用力压黑板、分析座位上学生的受力等生活情景中的事件，应用牛顿第三定律分析问题。最后，通过几道趣味性的习题巩固深化知识，提高学生运用知识解决问题的能力。 授课类型： 新授课 授课方法： 科学探究法 教学准备： 滑板、一端带有磁铁的小车（两辆）、弹簧秤（20组）、苏威尔DISLab力传感器 课时分配： 1课时 教学过程设计： 一、创设情景、引人新课 师：今天，我们学校的老师到咱们班来听课，请大家拿出自己的右手，去拍自己的左手，我们用这种鼓掌的方式欢迎各位老师的到来。 生：鼓掌…… 师：同学们刚才用右手拍左手的时候，两只手有什么感觉呢？ 生：左手受到了右手给左手的力的作用，同时右手也受到了左手给右手的力的作用。 师：同学们刚才用到了“力”这个词，那么，力在物理中是怎么定义的呢？ 生：力是物体与物体之间的相互作用。 师：很好，力是物体之间的相互作用，怎么理解“相互”二字呢？ 生：“相互”就是说，相互作用的两个物体A与B，A对B有力的作用，B对A也有力的作用。 师：非常好。通过前面的学习，我们也知道，力不能离开物质而独立存在，一提到力，总是会想到受力物体和施力物体。那么，物体间相互作用的力到底存在什么关系呢？这就是我们这一节课要探究的内容——牛顿第三定律。 二、新课教学 1、作用力和反作用力（通过实例、建立概念） （演示1）用手拉一根弹簧，使之伸长。 师：用手拉弹簧时，弹簧受到了手的拉力，同时弹簧发生形变，手也受到了弹簧的拉力。这两个拉力都是弹力，也就是说，弹力的作用是相互的。 （演示2）学生A站在滑板上推桌子。 师：A同学站在滑板上，给桌子施加了一个作用力，同时他自己也向相反的方向运动。 师：根据以上两个实例可以得到，当两个物体相互接触时，如果一个物体施力于另一个物体，另一个物体同时也会反过来对前一个物体施加力的作用。 师：如果两个物体不直接接触，如果一个物体施力于另一个物体，另一个物体是否也会同时会对前一个物体施加力的作用呢？ （演示3）用手将两辆一端带有磁铁的小车放在一起：a、固定小车1，然后释放小车2；b、固定小车2，释放小车1；c、同时释放两辆小车。观察实验现象。 师：小车的运动状态发生改变，两辆小车分别受到了另一辆小车给它的磁场力的作用。这个实例说明磁场力的作用也是相互的。 （在上述演示过程中，一定要分析清楚受力物体和施力物体，以及各力的方向。） 师：其实，大量的实例均可以说明，力的作用总是相互的，也就是说，力总是成对出现的。在物理学中，我们把物体之间的这一对相互作用力，叫做作用力（acting force）和反作用力（reacting force）。如果我们把其中的任意一个力叫做作用力，另一个力就叫做反作用力。 （小结）作用力和反作用力的特点： 师：通过刚才我们的分析，作用力和反作用力有那些特点呢？ （学生思考、讨论、小结，教师补充） 师：根据我们的分析，作用力和反作用力主要有以下特点： ①作用力和反作用力同时存在，有作用力，就一定有反作用力； ②一对相互作用力总是作用在不同的物体上，作用效果不能相互抵消； ③作用力和反作用力方向相反。 2、牛顿第三定律（实验探究、发现规律） 2.1 提出问题： 师：作用力与反作用力的大小之间、方向之间究竟有什么样的关系呢？ 生：大小相等、方向相反。 2.2 猜想和假设： 师：你怎么知道作用力和反作用力大小相等、方向相反呢？在没有进行精确测量之前。我们所有的结论都只能是一种猜想而已。要不我们就猜想作用力与反作用力大小相等、方向相反，请大家用我们提供给各位的弹簧秤，三到四名同学一个小组，自行设计实验，来验证一下我们的猜想是否成立。 2.3 制定和设计实验： 2.4 进行实验和收集数据： 2.5 分析与论证： （上述三步均由学生自行完成，教师指导，并且请学生描述自己的实验设计、以及得到的结论。） （实验方案1：将A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A。如图所示，可以看到两个测力计的指针同时移动。这时，测力计A受到B的拉力，测力计B则受到A的拉力。） （实验方案2：用力传感器探究作用力和反作用力的关系。如图2） （注：进行方案2时，简要介绍传感器的相关知识。） 2.6 得出结论： 师：通过实验我们发现，作用力和反作用力大小相等、方向相反。 2.7 总结规律： 师：当然，我们通过一个实验不可能得到一个规律。大量的事实表明：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（Newton’s third law）。 师：如果用力表示作用力，用力表示反作用力，那么牛顿第三定律可以用公式表示为 式中的负号表示作用力和反作用力的方向相反。 2.9 对牛顿第三定律的几点说明： 师：对于牛顿第三定律，有以下几点需要说明： ①定律中的“总是”二字说明对任何物体、在任何条件下牛顿第三定律总是成立的；（这句话可以理解为：牛顿第三定律不仅适用于固体间的相互作用，也适用于液体和气体间的相互作用，而且跟物体的运动状态无关。） （当然，这个总是成立还是有条件的，至于是什么条件，我们以后会学习到） ②作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失；（注：结合传感器上的动态图分析说明） 3、牛顿第三定律的运用（运用规律、解决问题） 师：到现在，我想我们对牛顿第三定律已经有了一个更加全面的认识。我想检测一下大家掌握的怎么样，大家愿不愿意挑战一下自我？ 生：愿意。 师：好，请听题： （1）请判断下列说法正确吗？ ①一只虫子撞到一辆迎面驶来的汽车上，汽车给虫子的力比虫子给汽车的力大； （解析）该说法错误，这两个力是一对作用力和反作用力，它们大小相等。然而，这两个相等的力却使虫子和汽车产生了非常不同的反应：虫子感受到一个巨大的加速度，而汽车则得到了一个小得无法测量的加速度。这个差别的缘由就是牛顿运动定律和虫子与汽车相比差别极大的质量。 ②人走路时，之所以能够向前，是因为地面对脚的摩擦力比脚对地面的摩擦力大； （解析）这个说法错。两个力相等。 ③马拉车而车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力； （解析）这个说法错。两个力相等。 ④以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”，但石头却“安然无恙”，是因为鸡蛋对石头的作用力小而石头对鸡蛋的作用力大。 （解析）这个说法错。两个力相等。 （2）一个重2N的苹果用绳吊在天花板上，请画出作用在苹果上的两个力。并说明这两个力是否互为反作用力，如果不是，写出每个力的反作用力。 （解析）苹果受到竖直向下的重力G和绳对苹果竖直向上的拉力F。这两个力不是一对作用力和反作用力。重力G的反作用力是地球受到的苹果吸引地球的吸引力；而拉力F的反作用力是绳受到的苹果拉绳的力。 （3）传说有一匹小马知道牛顿运动定律，当主人要它拉车时，它拒绝了。它说，如果我向前拉这辆车，按照牛顿第三定律，将存在一个方向朝后、大小相等的力，因此，这是一对平衡力，效果相互抵消；再按照牛顿第二定律，这辆车就不会做加速运动了，你同意这匹小马的说法吗？ （解析）不同意。马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力而不是一对平衡力，这两个力作用在不同的物体上，因而不能抵消。 4、课堂小结： 师： 今天我们主要学习了作用力和反作用力的概念，以及一对相互作用力所遵循的规律——牛顿第三定律。牛顿第三定律说明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。 布置作业：     1、教材P82页“问题与练习”2、4题； 2、练习册P77-78页，根据自身情况完成。 板书设计： 第5节  牛顿第三定律 一、作用力和反作用力 特点： ①作用力和反作用力同时存在，有作用力，就一定有反作用力； ②一对相互作用力总是作用在不同的物体上，作用效果不能相互抵消； ③作用力和反作用力方向相反。 二、牛顿第三定律 1、表述：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（Newton’s third law）。 2、说明： ①定律中的“总是”二字说明对任何物 体、在任何条件下牛顿第三定律总是成立的； ②作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失； 课后反思： 致谢：   在备课过程中，得到了银川九中高一物理备课组全体老师的精心指导和帮助，谨以为谢！