牛顿第三定律

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《牛顿第三定律》教学设计
教学内容
1）所用教材出版单位：人民教育出版社
2）年级或模块： 必修2
3) 所属的章节：第四章第五节
4) 教学时间 45分钟
【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。三是说明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，培养学生总结物理规律的方法。
【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”；
　　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】
　　PPT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】
教学程序 教师活动 学生活动 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：（副板书）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。 列举作用力与反作用力的实例。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，是同一性质的力，同时存在，同时消失（变化），这种相互作用在两个物体上。二、牛顿第三定律作用力和反作用力（板书） 下面请两个力量明显不同的男同学和女同学，进行拔河比赛。（用弹簧测力计模拟实验）1．学生实验： 同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 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。 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：记得：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上的两个力是一对平衡力，它们相互平衡了，看不到作用效果了，作用力与反作用力是否一亲戚呢？。 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） 积极参与思考 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 学生参与体验 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 迷惑与思考、讨论 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 加深对作用力与反作用力的认识。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。 让学生的思维发生碰撞，激发学生的求知欲。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。 为学生突出本节课的重点做准备，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、检测学到的知识，开阔学生的视野，让物理走向生活。通过对比使学生进一步理解作用力和反作用力的关系 由经验升华为结论激发学生更深层的思考，与平衡力进行对比。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。在问题中突破本课的难点。
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？ 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 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 见后面。 检测及时发现问题
课后升华 1、甲乙同学在课间休息时相互打闹，甲失手将乙打痛了，甲狡辩说：“力的作用是相互的，我给了你多大的力，你同样给了我多大的力，我把你打痛了你同样也把我打痛了。”你对此如何评判 2、探究活动：探究拔河比赛中如何获胜。请提出你的一些具体举措。撰写一篇小论文。 通过课后讨论结本节课的理论和情感方面进行升华，达到学以致用。
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 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】
　本节课教学设计注重学生学习过程的亲身体验，体现了“自主性学习”和“探究性学习”的教学思想。其主要特点是：
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。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。
　2．安排学生分组探究实验，代替以前的演示实验，让所有学生都参与进课堂教学活动，提高学生学习的积极性和主动性。
　3．结合生活实例，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，提高课堂教学和学习的效率。
　4．在学法上突出学生自主发现问题，开展合作探究，进行实验探究，引导分析总结等以学生为主体的特点。尤其关注课堂教学过程中学生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。
《牛顿第三定律》的说课稿
诏安一中物理组 沈 云

【摘 要】一、教学目标
二、重点难点
三、教学方法的选用和学法指导
四、教学器材
五.教学过程
【关键词】牛顿第三定律；作用力与反作用力；同时；两物
一、教学目标
知识层次：知道力的作用是相互的掌握牛顿第三定律并解释有关现象，理解平衡力与相互作用力的异同点，
能力层次：会举例子、正确地观察实验，动手做学生实验，
思想教育层次：激发学习兴趣及热情，进一步掌握学习物理的方法，养成严谨的科学态度和良好的学习习惯，提高团结互助的精神及爱国热情。
二、重点难点
重点：1、通过成功地分组实验去探索牛顿第三定律，增加演示实验加深理解，2、由讨论法区别平衡力与相互作用力，3、培养初学者学习兴趣及掌握学习物理的方法。
难点：4、如何观察、设计实验、做实验，由实验推结论，由结论解释现象，培养学习物理的思维。
三、教学方法的选用和学法指导
以实验探究法，启发式教学为主，问题讨论法为辅。采取复习引人、问题引人、实验引人、实例引人、人文教育引人，更多地提供丰富多彩的感性材料，利用课本的实验或自行改造实验，再插入几个学生实验，让学生自行设计实验并进行探索，创造性地使用教材，灵活地使用教学设计，采取边实验边提问边引导，让学生边观察边思考边回答，把问题穿针引线于实验中，采取生动活泼，富有情趣的教学方法，如：实验、课件、录像等。在教学难处适当放慢节奏，给予学生恰当的思维点拨，必要时进行大面积课堂提问，让学生充分表达意见，这样既有利于化解难点，也有利于充分发挥学生的主体作用，对正确回答及时给予肯定的评价与鼓励，以增强学生的自我意识及自信心。本节课还应当让学生学会举相关知识的例子，在掌握知识的同时，也潜移默化地学到学习物理的方法并提高兴趣。在感性材料的基础上通过观察、对比、判断、推导、猜想、分析、讨论、概括、做练习等多种学法最后得结论。
四、教学器材
气球 磁铁 弹簧秤 旱冰鞋
五、教学过程
(一)复习引人，直接过渡到新课
复习初中学过的“物理间力的作用是相互的”用实验的方式再次证明，把课本的“讨论与交流”作为实验证明。
［演示实验1］将一只充气球的气嘴放开，气球里的空气会迅速喷出，同时气球向相反方向运动。从实例引人，给人以启迪，把学生引人物理殿堂。
［学生实验1］学生拍手鼓掌，根据自己体验说出各种感受引导学生鼓掌时左右手接触，而如果两物体没接触呢 故做迷你实验。
［演示实验2］把磁铁和铁条放在水面上的软木塞上，让它们彼此接近但不直接接触，当两手同时放开时可看到相互吸引。课本的实验是把磁铁放在尽可能光滑的台面上，这不但增加实验操作难度而且效果不明显，故改为放在水面上的软木塞上。
提问：“实验说明什么结论 ”可引导学生得出“力的作用是相互的”老师立即给出“作用力与反作用力”的概念：物体间的这一对相互作用力，叫做作用力和反作用力，其中的任意一个力叫做作用力，另一个就叫做反作用力。告诉学生观察做实验要实事求是，养成认真细致，勤于思考，认真动手，积极动脑的学习习惯，并树立勇于探索的献身精神。
(二)实验引人，让学生获得感性材料有助于分析，推理、对比，联想利用两把弹簧秤设计一个探索物体间的作用力与反作用力的关系。教师通过提问可得学生的实验设计并指导做实验。
［学生实验2］
(1)用弹簧秤沿同一直线对拉，观察弹簧秤示数
(2)拉力改变时，观察弹簧秤示数。
(3)弹簧秤A拉弹簧秤B匀速时，观察弹簧秤示数。
(4)弹簧秤A拉弹簧秤B变速时，观察弹簧秤示数。
课本只是做(1)、(2)实验，指导学生设计(3)、(4)实验可以复习前面学到的知识，更可以探索物体在平衡状态和非平衡状态的作用力与反作用力的关系。(可以通过课件生动有趣的重现实验并分析)
通过提问分析归纳得出牛顿第三定律；两个物体之间的作用力与总是大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
公式表示为F=-F′
式中的负号表示作用力F和反作用力F′的方向相反。
［举例］以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”石头却“安然无恙”是不是因为鸡蛋对石头的作用力小，而石头对鸡蛋的作用力大呢 通过举例可加深学生对知识点的理解。(播放以卵击石的课件)
用实验探究法既可以提供感性材料，又可以培养实验观察能力还可以维持兴趣，故有学生实验3。
［学生实验3］让力气大的同学与力气小的同学进行拔河比赛
课本是让学生推桌子，我改成拔河比赛可以增加趣味性和学生的主体作用。让学生展开想象的翅膀进行猜想：如何让力气大的同学输呢 猜想是发展学生创新思维的有效办法之一，就如牛顿所说：“没有大胆的推测就不可能有伟大的发现”。
［学生实验4］让力气大的同学穿上旱冰鞋重新拔河，通过这个实验起到对比强调的作用。(播放拔河比赛的课件)
从实验中引导学生，不管哪对赢，两队同学的拉力大小关系，并强调作用力与反作用力的四性；方向性、等大性、同时性、同性质。
通过生动、有趣、神秘的实验，纠正了平时的错误思维，认为赢就是拉力大，不但能稳住兴趣，还可掌握心态迁移注意，再次唤起学生对自然奥秘的求知欲，使课堂情境优化设计。
接着让学生自己举例，如：人走路、跑步、跳高、游泳、船后退等(可以放运动会的录象和动画效果)，再次说明该定律，联系实际，提高技巧，强化兴趣。
(三)问题引入，起一个承上启下的作用
［问题］作用力与反作用力和一对平衡力有什么共同点
课本没讨论，但我认为这是本节的又一个重难点，因为在整个高中阶段的受力分析一直应用到该知识点，故引导学生归纳、讨论总结异同点填下表：
名称项目 平衡力 相互作用力
共同点 大小相等、方向相反、作用在同一直线上
不同点 作用对象 同一物体 相互作用两个的物体
力的变化 没有必然的对应关系 同时产生、同时消失、同时变化
力的性质 可以是不同性质的力 同一性质的力
作用效果 可以抵消，合力为零 不可抵消，不可求合力


将观察实验与科学理论思维方法结合起来，让学生尝试到成功的喜悦，不但有助于兴趣和能力的提高，也有助于形成唯物主义世界观和辩证的认识论。
(四)实例引入，既直观又可巩固兴趣及唤起爱国心
［实例］神舟五号升天，放录像简单介绍我国的先进航天技术由知识进行拓展，展开练习，练习是巩固知识和形成技能的过程。
［例一］把一块黄金挂在弹簧秤上并保持相对静止，试证明黄金寻弹簧秤拉的大小等于黄金重力的大小。
［例二］1、鹿拉着雪橇从静止开始运动，下面说法中正确的是( )
A鹿对雪橇的拉力和雪橇对鹿的拉力是一对作用力和反作用力。
B鹿对雪橇的拉力先产生，运动以后雪橇才对鹿产生拉力。
C当鹿拉着雪橇匀速前进时，鹿拉雪橇的力和雪橇拉鹿的力大小相等；
当鹿拉着雪橇加速前进时，鹿拉雪橇的力大于雪橇拉鹿的力。
D雪橇所以能够运动是由于鹿对雪橇的拉力大于雪橇对鹿的拉力。
［例三］树上一个质量为0.3kg的苹果。求：
(1)受到的重力是多大 (2)该重力的反作用力多大 (3)如果地球只受这样大的一个力的作用力的作用，将以多大的加速度运动 (4)需要多长时间，地球的位移才能达到1.0cm？地球的质量是6.0×1024kg，g取10m/s2。)
［例四］一个质量为1kg的石头在空中下落。求：
(1)石头受到的重力为 N；(2)重力的反作用力的施力物体是 ，大小是 N，方向是 。
(五)课堂小结
1、物理之间的作用是相互的。“作用力与反作用力”是相对而言的，其中一个作用力，另一个力就是反作用力。
2、作用力与反作用力的特点： (1)作用在两个物体上；(2)力的性质相同；(3)同时产生、同时存在、同时消失。
3、作用力与反作用力和平衡力不是同一概念。牛顿三大定律反映了物体间相互作用的联系。
(六)人文教育引入，升华本节课内容
从知识点上本节课是教了物体间力的作用是相互的而从人文教育上，应教会学生人与人之间的尊重，也是相互的，对长辈，同辈，晚辈都应尊重，我这是本节课的精彩也是牛顿三大定律的升华！并回去思考：甲乙同学在课间休息时相互打闹，甲失手将乙打痛了，甲狡辩说：“力的作用是相互的，我给了你多大的力，你同样给了我多大的力，我把你打痛了你同样也把我打痛了。”你对此如何评判
(七)作业 P117(2)、(3)
(八)板书设计
牛顿第三定律
1、两个物体间力的作用是相互的
2、作用力与反作用力
3、牛顿第三定律；两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在一条直线上
4、作用力与平衡力的异同点
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