《牛顿第三定律》教学设计
一、教材分析
1.教材简介
本节课是人教版物理必修1第四章第五节的内容,前面已研究了牛顿第一定律和第二定律,解决了单个物体的运动和力之间的关系,但自然界的物体总是相互联系,相互影响,相互作用的,牛顿第三定律就是研究物体之间相互作用的关系的。只有充分地研究物体间的作用,才能比较全面地认识物体的运动规律。
教材以广阔的科学技术为背景,通过实例来说明生活中物理无处不在,除此之外还增加了用传感器探究作用力与反作用力的关系。这些图景的展示开阔了学生的视野,促使学生不断地关注社会、关注生活,关注自己身边发生的事物和事件。
2.教学的目的要求
通过以上分析可知,牛顿第三定律在动力学中有着重要的作用和地位,它是把一个物体受到的力与其它物体受到的力联系起来的桥梁,因此,通过这节课的教学,引导学生达到以下三维目标:
知识与技能:
〔1〕认识物体间的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念。
〔2〕理解牛顿第三定律,能用该定律解释生活中的有关问题。
〔3〕能正确区分一对平衡力跟一对作用力和反作用力。
为了凸显学生主体性的参与,以及师生之间有效的沟通,特设如下过程与方法。
过程与方法:
〔1〕通过实验探究力的相互作用规律来总结、归纳出牛顿第三定律。
〔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〕利用DIS实验系统验证牛顿第三定律。
为了提升学生的科学素养和人文素养,特设如下的情感态度与价值观。
情感态度与价值观:
〔1〕学会一种研究复杂问题的方法——感知探索法,进一步领悟到探究是科学精神的基本要素。
〔2〕通过实验活动,经历科学过程,体会科学方法,树立科学的价值观。
〔3〕通过合作学习活动,培养学生的团队合作精神。
3.重点与难点
学生在学习本节课前已经对力和运动的关系有了一定的初步认识,但是学生在受力分析时对研究对象常常分辨不清,经常混淆物体系间的内力和外力。这就迫切需要深入理解规律来弥补已有知识的缺陷。所以本节课的教学重点是:牛顿第三定律的内容及确切含义;对作用力和反作用力关系的自主探究过程。
作用力和反作用力的关系与平衡力的关系之间有相同之处,也有不同之处,而学生常常把这两种力混淆。所以区别作用力、反作用力与平衡力成为本节的教学难点。
二 、 教学方法
从新课程的理念出发,为充分发挥学生的主体作用,本节课采用“实验探究式综合教学法”(分为启迪引导、研究探索、总结整理、巩固发展四个阶段),并以多媒体辅助教学。通过创设问题情景,激发学生兴趣,触动学生思维,以问题为中心,促使学生自主实验探索,让学生经历建立物理规律的全过程,从而使学生充分参与课堂,体验成功的喜悦。
三 、 学法指导
学而得法是教学的最终目的,本节课通过学生游戏、教师设问和学生动手自主实验,从而使学生掌握感知探索法、探究实验法;教师还通过列举典型实例,指导学生分析讨论,应用物理知识解释生活现象,进行知识的迁移,进一步使学生掌握分析归纳的方法。
四、 教学过程
通过以上分析,根据教材的功能及新课标的要求,并联系学生的实际情况,紧扣重点突破难点,设计如下教学过程:
(一)导入新课(启迪引导阶段,约3分钟)
导入新课的指导思想:创设学习情景、激发学习兴趣。
为了让学生感知物体间力的作用是相互的,特设置情景一:
请两位同学上讲台做游戏(两个人站在自制滑板上对面推及背向推),让大家注意观察。形成一种“未成曲调先有情”的良好课堂基调。
通过观察,启发学生思考:力是物体间单方面作用,还是相互作用?
根据学生的回答进而追问:能通过一次感知体验就说力的作用是相互的
吗?由此设计探索性问题一:我们学习过哪几种力?不同性质的力的作用是否都是相互的?
(二)新课教学
1.作用力和反作用力(研究探索阶段,约15分钟)
根据探索性问题,引导学生分组讨论、实验验证、举例说明,培养学生合作意识和创新精神,教师提供有关器材:
〔1〕演示弹力的作用是相互的:带弹簧片小车和轨道、气球等;
〔2〕演示摩擦力的作用是相互的:三合板、玩具车、玻璃棒;
〔3〕演示磁场力的作用是相互的:带磁铁的小车和轨道。
让学生边实验边讨论,将静态的知识变为动态的实验探索,改演示实验为学生自主探索实验。然后教师引导学生对实验分类:弹力、摩擦力、磁力的作用均是相互的,对于“重力的作用是相互的”可用潮汐现象举例说明。
本环节通过小组讨论、实验探索、举例说明,最后总结归纳出各种不同性质的力的作用都是相互的,让学生体验从特殊到一般总结规律的方法,很自然的引出作用力和反作用力的概念。
物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力;如果把其中一个力叫作用力,那么另一个力就叫反作用力。
2.牛顿第三定律(研究探索阶段,约15分钟)
在学生得出作用力和反作用力的概念后已有了获得成功的喜悦,进一步设置情景二:
(1)请两位同学(一男生一女生)进行拔河比赛。(男同学胜利)
(2)让男同学站在滑轮车上,再次和站在地上的女同学对拉。(女同学胜利)
由比赛结果的不同,引出矛盾,使学生进入积极主动的思考状态,由此提
出探索性问题二:作用力和反作用力的大小之间、方向之间有什么样的关系?
针对探索性问题二,设置自主探究流程如下:
由情景二激发学生猜想作用力与反作用力之间大小、方向的关系,培养学生的发散思维;小组讨论确定研究方法,师生互动设计实验方案,培养学生科学的认知价值观和探究问题的能力;分组实验,验证猜想,培养学生的团结协作精神;
小组合作探究活动中填写实验表格:
弹簧A受力 弹簧B受力 结论
大小 第1次
第2次
第3次
受力方向
受力的作用点
根据表格学生寻找出规律性的认识之后,引出牛顿第三定律:
牛顿第三定律: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牛顿第三定律。
本过程会使学生感到具体而亲切,获得一种研究问题的体验,进而收获一种习惯,成为一种意识,养育一种能力。
为了更全面理解牛顿第三定律,我们再用传感器来验证作用力与反作用力的关系。
3.用传感器验证作用力与反作用力的关系(总结整理阶段,约5分钟)
让多个学生自己拉动传感器,仔细观察屏幕上的图像,验证静态、动态条件下牛顿第三定律是否适用,突破作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失的理解难点,变抽象为直观。
然后教师引导学生归纳出作用力和反作用力是同性质的力,再结合以上实验过程总结出作用力和反作用力的六条性质。从而使学生更深入的理解了牛顿第三定律的内容及确切含义。
4.牛顿第三定律的应用(巩固发展阶段,约15分钟)
牛顿第三定律广泛应用于生产、生活和科学技术中,通过以下两例给学生渗透“学以致用”的思想,培养学生分析解决实际问题的能力。
请同学分组讨论汽车向前前进的原因是什么?经过学生讨论后视频验证。
再播放视频材料——火箭发射升空,让学生思考火箭升空的动力是谁提供的。我国航天事业随着“神舟”系列载人飞船的升空及嫦娥奔月的成功,已位于世界前列,结合时势激发学生的爱国主义情感。
5.作用力和反作用力与一对平衡力的区别
通过以上学习,我们再来分析拔河问题,针对学生习惯性错误认为“胜方拉力大”的思维障碍,应用所学知识进行修正。通过受力分析认清输赢的原因,再回放视频加以验证。
在对拔河双方进行受力分析时,让学生找出哪些是“作用力和反作用力”,哪些是“平衡力”,体会“作用力和反作用力”与“一对平衡力”的异同,并通过列表比较认识。学生在分析交流中就能够很自然的突破难点。
一对作用力与反作用力 一对平衡力
对象 两个
两力性质 一定相同
变化情况 一定同时
(三)巩固练习
为使学生所学知识具有稳定性,并使知识顺利迁移,特设立如下练习:
1、如图,画出灯的受力示意图,
并指出相应的作用力、反作用力和平衡力。
为克服学生思维障碍,进一步理解作用力与反作用力的关系与物体运动状态无关,特设置如下练习:
2、汽车拉着拖车运动时,汽车对拖车的拉力大小为F,拖车对汽车的拉力大小为Fˊ则:
A、只有匀速运动时,才有F= Fˊ
B、加速运动时F﹥ Fˊ
C、减速运动时F﹤ Fˊ
D、无论加速、减速、还是匀速,总有F=Fˊ
(四)布置作业
针对牛顿第三定律的理解和应用设置作业1、2,为培养学生的情感态度与价值观设置作业3:
1、做课后练习第2题、第4题;
2、讨论思考题:继续交流、讨论牛顿第三定律的应用。
3、课外搜集了解有关牛顿的一些资料。
(五)板书设计:
板书的直观性和系统性较强,为突出本节教学的重点,我设计了简洁、清晰的板书。
第四章 牛顿运动定律 §4—5 牛顿第三定律 一、作用力和反作用力: 1、大小相等。2、方向相反。 物体间相互作用的这一对力,通常叫做 3、作用在同一条直线上。 作用力和反作用力;如果把其中一个力叫作 4、作用在两个物体上。 用力,那么另一个力就叫反作用力。 5、同时产生、同时变化、同时消失。 二、牛顿第三定律 6、性质相同 两个物体之间的作用力与反作用力总是 四、作用力和反作用力与一对平衡力 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 的区别 三、 总结、应用和扩展
五 、 教学反思
在以上教学设计中,紧扣“以学生发展为本”的教学理念,积极倡导“自主实验探究”的学习方式,设置交互式教学环境,学生多感官并用,学得积极主动,更重要的是学生在自主探究中学习能力不断提高,以后将随时随地吸取知识的营养,对将来的学习必将产生深远的影响。