鲁科版高中物理必修1第六章第3节牛顿第三定律教学设计

《牛顿第三定律》教学设计
【课 题】《牛顿第三定律》
【授课对象】高一学生
【教 材】司南版必修1第6章第3节
【授课时间】45分钟
1、教学内容分析
1、普通高中物理课程标准要求
理解牛顿第三定律的物理意义，让学生能准确理解并能应用牛顿第三定律解释生活中的有关问题。
2、教材地位及内容安排
牛顿第三定律是司南版高中物理必修1第6章第3节的内容，牛顿第三定律反映的是物体之间的相互作用规律，是力与运动章节中重要的一节，与牛顿第一定律、牛顿第二定律一起形成三大定律。牛顿运动定律是联系力与运动的枢纽，牛顿第三定律是第一第二定律的补充，前两个定律是对单个物体进行研究，而第三定律是对两个物体的研究，这样能扩大牛顿运动定律的适用范围，结合牛顿三大定律能够很好的分析、解决力学问题，为后面学习超重失重问题，以及曲线运动做了一个很好的铺垫。牛顿第三定律除了能更好地分析解决之前所学过的力相互作用、运动中的各种作用力，力和运动的关系外，它对后面碰撞问题的研究更是功不可没，在整个高中阶段的学习中，还常把受力情况复杂的物体的受力转换到与之相互作用的物体上进行研究。高中运用牛顿第三定律解决复杂的运动，把复杂的问题简单化。
结合课程标准的要求，本节课的主要任务是：引导学生通过观察教师的演示实验，归纳得出牛顿第三定律的内容，并且能用该定律解释生活中的现象。同时分别总结得出平衡力与相互作用力的相同点以及不同点。
3、教材处理
教材以手拍桌子手感觉到疼切入，引出物体之间的力是相互作用力，施力物体既施加了力，同时也受到力的作用。教材通过手拍桌子、溜冰鞋推桌子、两个磁铁之间相互作用等例子得出力的作用是相互的。相互作用力除了在固体之间发生，在气体和液体之中同样会发生。
教材通过对拉两个弹簧测力计得出作用力与反作用力的关系，但是弹簧测力计仅仅适用于静止状态下测量，不适用在运动的状态下测量力的大小，除了互拉存在相互作用力以外，互压或者改变两个物体之间的力的方向也存在相互作用力。
根据对教材的分析，对教材做了如下的处理：
（1）增加演示实验的例子
在上课之前通过让学生进行拍手感受力的作用是相互的，播放两个穿溜冰鞋的小女孩在地面上一个小女孩推另一个小女孩的视频，让学生再次感受到力的作用时相互的；把两个条形磁铁放在桌面上，同一个磁极彼此相互接触。这样能够解释出相互作用力不仅存在于两个接触的物体之间，还存在于两个不接触的物体之间。将装有水的烧杯放在天平上，调节天平使它平衡，将钩码挂在弹簧测力计上，然后将钩码浸入水中，注意让学生观察弹簧测力计示数以及天平的变化；让充满气的气球的气嘴放开，并且尝试让学生解释这个现象。这样，能够激发学生的思维，让学生明白物体之间的作用力和反作用力不仅发生在固体之间，在气体以及液体之间依然适用。
（2）采用DISLab系统探究作用力与反作用力之间的关系
得出作用力与反作用力的关系是本节课的教学的重难点。为了能够拓展学生的认知方式，本节课在采用弹簧测力计互拉之后，采用DISLab系统的两个传感器互拉或者互推，从电脑的屏幕上的图像上观察得出作用力与反作用力的大小以及方向的关系。同时，采用DISLab系统能够测量动态过程当中，以及不同方向的相互作用力之间的关系。能够从图像直观的显示出两个力之间的关系，符合学生的认知特点，能够培养学生的思维发展。
2、学情分析
1、 认知层面
学生对作用力和反作用力的概念理解不够深刻，对于牛顿第三定律缺少理性认识，分不清相互作用力与平衡力之间的联系和区别。
2、知识层面
学生在初中初步学习了作用力和反作用力的知识，对概念有一定的认知基础，且经过高一前一阶段的物理学习，进一步学习了研究和描述力的方法，积累了一定的探究学习的经验。
3、能力层面
高一学生通过初中物理的学习以及学习了接近一个学期的高中物理，有一定的探究能力和解释现象的能力，前面学习了牛顿第二定律，对力与运动之间的关系有一定的了解，对力的概念有一定的理性认识。高一学生学习热情较高，容易联系生活实际，有一定的合作意识，具有一定的收集处理网络信息的能力。
3、教学目标
1、物理观念
（1）理解力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。
（2）理解相互接触的物体存在相互作用力，不相互接触的物体也存在相互作用力。
（3）理解固体、液体、气体之间都存在相互作用力。
2、科学思维
（1）理解作用力与反作用力之间的关系。
（2）通过教师演示实验，解释其中的现象。
3、科学探究
（1）通过课堂小实验，培养学生有科学的探究过程、提升对实验的交流、评估和反思的能力。
（2）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。
4、科学态度与责任
（1）让学生逐渐形成探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的态度。
（2）培养学生节约、安全的实验科学态度。
（3）通过演示实验，参与问题的解决，培养学生科学的探究能力及实事求是的科学态度。
4、教学重难点
1、重点
作用力与反作用力的关系。
2、难点
用牛顿第三定理解释生活中常见的现象；作用力、反作用力与平衡力的区别。
5、教学方法
1、教法：
启发式讲授法、演示实验教学法。
2、学法：
观察法、实验归纳法、实验探究法。
6、教学用具
1、多媒体课件：
ppt、视频
2、实验器材：
①两个条形磁铁；②吹满气的气球；③两个弹簧测力计；④天平、弹簧测力计和钩码等；⑤两个力传感器，数据采集器等。
7、教学过程
教学环节和教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
【创设情境 导入新课】图片展示：拍手的图片 引导学生鼓掌，反馈右手拍左手的时候两只手是什么感觉。 提出问题：为什么右手拍左手，左手也会觉得疼？ 鼓掌、回答两只手都有疼痛的感觉。 期望回答：右手拍左手时，左手也会对右手有力的作用。 从日常的生活经验出发，引起学生的认知需要，激发学生学习兴趣和求知欲。
视频展示：两位同学穿着溜冰鞋，后者推前者的视频 带领学生观看两位同学穿着溜冰鞋，后面的同学推前面的同学，发现后面的同学也会向后运动。 提出问题：既然是后面的同学推前面的同学，那么为什么后面的额同学也会向后移动呢？ 我们把物体A对物体B作用的同时，物体A也受到物体B的作用，称为作用力和反作用力。 仔细观察视频中的现象，尝试用所学的知识解释视频中的现象。 期望回答：后面的同学在推前面的同学，对前面的同学施加了力的作用，同时，前面的同学也对后面的同学施加了力的作用。 让学生在头脑中形成作用力和反作用力的概念。
【提出问题 实验验证】两个直接接触的物体之间有相互作用，那么两个不接触的物体之间是否就不能相互作用呢？ 学生实验验证：用两个条形磁铁，一个条形磁铁的南极对着另一个条形磁铁的北极，在尽量光滑的桌面上相隔一定的距离，松手后观察两个条形磁铁的运动情况。 引导学生思考是不是两个不相互接触的物体就没有力的作用。 引导学生进行实验验证是否两个不直接接触的物体也存在着相互作用力。 提出问题：两个条形磁铁有什么现象？ 他们之间是否存在相互作用力？ 这个力是由哪个物体产生的？ 因此，施力物体在施加力的同时，也受到了力的作用。 期望回答：两个不相互接触的物体也有力的作用 两个条形磁铁会被吸引而靠在一起。 他们之间没有相互接触但是存在相互作用力。 两个条形磁铁都有力的作用。 引导学生根据日常的生活经验以及初中所学习过的内容，对教师所提出的问题进行猜想。 让学生明白相互接触或是不相互接触的物体都存在作用力和反作用力。 让学生明白施力物体和受力物体是不固定的。
在固体之间存在着作用力和反作用力，那么在液体、气体之间作用力和反作用力是否也存在呢？ 提出猜想后通过实验进行验证。 展示充满气的气球，将其气嘴放开，在教室中的运动情况。 展示装有水的烧杯在天平上已经调节了平衡后，用弹簧测力计测量钩码重力后将其放入烧杯中，观察天平的变化以及弹簧测力计的示数变化。 提出问题，让学生根据日常的生活经验进行猜想。 提出问题：气球的运动轨迹是怎么样的？ 为什么气球会有这么一个现象呢？ 气体之间是是否存在作用力和反作用力？ 提出问题：天平发生了什么变化？弹簧测力计的示数发生了什么变化？ 为什么会有这样的现象出现？ 液体之间是否有作用力和反作用力？ 教师引导总结：固体、液体、气体之间都存在作用力和反作用力。两个物体间力的作用总是相互的。一个物体对另一个物体有力的作用，后一个物体也一定同时对前一个物体有力的作用。 猜想：液体和气体之间也存在作用力和反作用力。 期望回答：气球在教室中向上飞起来了。 气球在放气的同时给空气有一个向下的力的作用，这个时候空气给气球有向上的力的作用，所以气球向上运动。 气体之间存在作用力和反作用力。 期望回答：天平向左倾斜。弹簧测力计的示数变小。 钩码浸入水中，给水有一个向下的力，导致天平向左倾斜。同时水给钩码有一个向上的浮力，导致弹簧测力计的示数变小。 液体之间有作用力和反作用力。 引导学生形成相互作用观。 让学生理解气体之间存在作用力和反作用力。 让学生理解液体之间存在作用力和反作用力。
【提出猜想 实验探究】相互作用的两个力之间有什么关系呢？通过弹簧测力计进行验证： 通过DISLab系统进行验证： 我们用两个弹簧测力计进行对拉。观察弹簧测力计的示数的变化。 提出问题：在静止的情况下弹簧测力计的示数是怎么样的？ 在运动的情况下我们能否准确读出两个弹簧测力计的示数？ 我们用互推的方式能否用弹簧测力计进行读数？ 通过DISLab系统来进行实验，引导学生进行观察对两个力传感器施加不同的拉力和推力的时候，操作时拉或推传感器的方向，作用力和反作用力的图像变化。 提出问题：同学们在图像上管观察到了作用力和反作用力的特点是什么？ 期望回答：两个弹簧测力计的示数大小相等。 不能。 不能。 在同一条直线上拉或推传感器。 期望回答：图像是对称的（力的大小相等）。力分别在x轴的上下两侧（力的方向相反）。 引导学生更深刻的认识弹簧测力计。 引导学生了解DISLab系统，激发学生的学习兴趣，让学生能够积极参与课堂。
【总结规律 对比分析】通过DISLab系统的实验图像，得出牛顿第三定律的内容以及数学表达形式。 通过举例的形式总结归纳出作用力和反作用力的特点。 各自的性质是什么？ 如果讲台被移走了，粉笔盒会怎样？为什么？ 根据上面所做的课堂小实验，引导得出牛顿第三定律。 牛顿第三定律：内容： 两物体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。数学表达式：FAB=﹣FBA根据前面用DISLab系统的操作过程以及所得出的图像，我们可以得出作用力和反作用力有什么特点？ 支持力和拉力是属于什么性质的力？重力和万有引力是属于什么性质的力？ 说明作用力和反作用力的第三个特点是具有同种性质。 如果讲台被移走了，粉笔盒会怎样？为什么？ 同理，当物块不受到地球的吸引力的时候，那么物块对地球也没有吸引力的作用。 说明作用力和反作用力有同时出现，同时消失。 分析总结作用力和反作用力的特点。1. 大小相等，方向相反，作用在一条
直线上。
2. 作用在不同的物体上
3. 具有同种性质
4. 同时出现，同时消失 期望回答：大小相等，方向相反，作用在一条直线上。作用在不同的物体上。 都属于弹力。 都属于引力。 讲台被移走了，粉笔盒会掉下来。 桌面对物块的支持力不存在的时候，物块对桌面的压力也消失了。 引导学生在头脑中形成牛顿第三定律的概念。并且学会用牛顿第三定律解释生活中的现象。 引导学生更加深刻的认识作用力和反作用力，并且尝试进行自己总结出作用力和反作用力的特点是什么。 通过假设法，让学生先猜想移走讲台的时候粉笔盒会发生什么变化，进而得出作用力和反作用力力有同时出现，同时消失的特点。
作用力和反作用力与前面课程所学习过的平衡力进行对比，突破教学中的难点。 引导学生在纸上画出物块放在桌面上的相互作用力以及平衡力。 在学生作出图像之后，提出问题：同学们能否以物块放在桌面上为例，自己总结得出平衡力与相互作用力有什么共同点、不同点？ 通过表格总结平衡力和相互作用力的共同点以及不同点。 相同点：大小相等，方向相反，作用在一条直线上。 不同点：作用力与反作用力：1 .两力性质相同 2.同时出现，同时消失3.分别作用在两个物体上（互为施力物体和受力物体）4.两个力不能抵消 平衡力：1.性质可以不相同2.可以不同时消失3.同时作用在一个物体上（研究对象）4.两个力的总效果使物体平衡 引导学生找出事物之间的相同点以及不同点，激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性。 让学生更加深入的理解相互作用力和平衡力之间的区别。
【联系生活 拓展延伸】大人和小孩拔河比赛， 为什么赢的总是大人呢？难道说：“大人的拉力大吗？ 请感兴趣的同学课后查阅相关的资料。 培养学生养成课后自己查阅资料的习惯。
8、板书设计






































牛顿第三定律
一、作用力和反作用力
二、内容
三、数学表达式：FAB=﹣FBA
四、特点 1. 大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
2. 作用在不同的物体上
3. 具有同种性质
4. 同时出现，同时消失
五、相互作用力与平衡力的区别。