学生实验教学设计与反思

《牛顿第三定律》教学设计

1．教材的地位及作用

《牛顿第三定律》是人教版新课标高中物理必修一第四章第5节的内容。从课程整体来说，牛顿运动定律是动力学的基础。而前面学习的牛顿第一定律、牛顿第二定律仅研究单个物体或系统的运动，为全面认识物体的运动规律，必须研究物体之间的相互作用，即进行本节内容的学习。

2．教学目标

依据课程标准，在吃透教材的基础上我制定了以下的教学目标：

知识与技能

（1）理解作用力与反作用力

（2）掌握牛顿第三定律并应用它解决实际问题

（3）区分“一对平衡力”和“一对相互作用力”

过程与方法

（1）通过操作实验，培养独立思考问题的能力

（2）通过对现象的解释，培养分析、总结、归纳的能力

情感、态度与价值观

（1）通过操作实验，体会物理学的特点和研究方法，树立踏实、认真的科学研究态度

（2）通过创设情境，激发热爱物理学的情感

3．教学重、难点

根据本节课的结构和内容分析，结合着高一年级学生的认知结构及其心理特征，我确立了以下的教学重难点：

重点：掌握牛顿第三定律的本质含义，并能应用它解决实际问题；

难点：理解作用力和反作用力的特点，明确“一对相互作用力”和“一对平衡力”的异同。

4、教学活动：

导入

师：同学们，刚才我们看了一段非常有名的电影《闪闪的红星》的片段，潘东子坐在小小竹排上飞快地在江中前行，那么竹排是靠什么在江中前行的？

师引导：水，除了顺水漂流，潘冬子和爷爷还再用竹浆向后拨水，而竹排向前行，这体现了什么力？

师：

现在我们实现了飞天梦，那么我们知道宇宙飞船是如何升空的吗？气流反冲

我这里有个类似的装置，一个玻璃管两侧带有铜管，向玻璃管内压入气体，气体会顺着铜管跑出，请大家猜想一下玻璃管会怎样运动？

请两位同学来试一下，给大家解释一下为什么这样运动？

气体反冲旋转

气流推动外部空气，外部气流会反作用于铜管，带动玻璃管旋转。同样体现了作用力和反作用力。

师：无独有偶，我这还有一个有意思的小实验，想和大家分享。

为什么风车转动，小车能跑呢？这又什么原理，给同学们留作课下交流。

师：给大家准备了这样精彩的演示，我需要一些掌声鼓励！

师：好的，谢谢。我想采访一位同学，请问你在鼓掌时手有什么感觉？

学生：

疼

是只有一只手掌疼吗？

学生：两只手掌都感觉到疼。（预测）

这是什么原因呢？

这也体现了作用力与反作用力

师：

这就是我们今天就要研究这个作用力和反作用力的关系，而它被伟大的物理学家牛顿的总结成为牛顿第三定律。

（板书）

师：根据我们的了解，作用力和反作用力有哪些特点呢？（认识）

作用力和反作用力的特点（板书）

引导：大小相等，方向相反，作用在一条直线上

作用在两个物体上（强调）

探究：

师：对于作用力与反作用力的大小关系，仅靠日常的观察和经验是不行的。我们需要定量地测量出来，再进行比较。怎么测？弹簧秤，大家每人手中有一只弹簧测力计，自己能测吗？

合作。

师：想一想具体该如何操作呢？ 师：我们发现最直接简便的方法就是将两个弹簧秤的挂钩钩在一起对拉。请同学们用你桌上的弹簧秤测量一下作用力和反作用力的大小，检验一下是否相等。

好，有了设计思路，我们动手操作。

在实验操作前，我们先考虑一下使用弹簧秤时有哪些注意事项？

第三点一定要将弹簧秤放在水平桌面上水平拉，有人问为什么必须水平拉？

否则会有摩擦力。

好，请大家分别用不同的力对拉，观察两弹簧的示数的大小关系如何？

学生分组实验

师：回答你看到的实验现象：两测力计指针同时移动，且示数相同

追问：有不同的吗？

通过这个的实验，我们能不能得出一个结论，作用力与反作用力是大小相等的，应该可以。

师：我有这样一个疑问，作用力和反作用力总是大小相等吗？

现在的交通事故，都是人受伤，车没事，那么作用力和反作用力的大小跟他们的质量和运动状态有没有关系呢？

师：下面请两位质量不同的同学给我们演示一下，看看谁的拉力大？

两人模拟对拉，直到一人被拉动为止。

师：问：谁的拉力大？

生：甲学生的力大于学生乙的力。

生：不对，刚才的实验我们不是发现作用力与反作用力大小相等吗？

甲学生的力和学生乙的力是作用力与反作用力，应该大小相等。

师：刚才的两位同学哪一位说得对呢？我们又该如何来验证呢？利用你手中的弹簧秤

学生思考，久久不能回答

师：其实我们完全可以再利用两个弹簧秤来模拟二人对峙。拿起你手中的弹簧秤，其中一个弹簧秤相当于甲，另一个相当于学生乙，并分三种情况进行。

1．两弹簧秤勾在一起对拉，都静止不动时（表示二人处于僵持状态）；

2．两弹簧秤勾在一起拉，A不动，B运动（表示刚被拉动瞬间）

3、A、B都运动，并向一方运动（表示子被拉向一方时的状态）；

三种情况下，我们观察弹簧秤示数的变化，开始！

（学生分组实验）：做5分钟时间，教师巡回指导，并要求学生对秤先校零，让学生自己总结出在各种状况下，两拉力大小的关系。

有示数了吗？有了。

观察如何变化的？当一个弹簧称示数增大时，另一个弹簧秤示数也有增大。

当一个弹簧称示数减小时，另一个弹簧秤示数也有减小。

请同学说现象：当一个弹簧称没示数时，另一个弹簧秤也没有示数。（板书变化规律）

当一个弹簧称有示数时，另一个弹簧秤也有示数。

当一个弹簧称示数变化时，另一个弹簧秤示数也有变化。

那我们是否可以得出结论：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，与物体质量大小\运动状态无关

经过我们使用弹簧秤得出的作用力和反作用力的特点和规律，下面我再来看一下更高精度的传感器给我们做出的精确测量，同时观察作用力和反作用力的变化情况。

传感器的精确测量，再次印证了我们得出的结论是正确的。

（切换投影）

师：好，最后我们再从力的性质方面研究一下作用力和反作用力

大家看我手中两个气球相互挤压，气球A给B的是弹力，气球B给A的也是弹力，性质相同。再看两个小磁针之间的相互作用力始终在一条直线上，并且两者之间均为磁力，性质相同

（切换电脑）

行驶的汽车，车轮花纹对路面有摩擦力，反过来路面对车轮也有摩擦力。大量的实例可以说明，作用力和反作用力的性质也是相同的。（板书）

通过上面我们学习了作用力和反作用力的这些特点：

等大、反向、共线、异物、

同生、同灭、同变化、同性质

作用力和反作用力的这些特如何用一句简洁的话来描述呢？

我们来看看牛顿是怎样描述的！这就是牛顿第三定律，参看课本82页，齐声读出来。

三、牛顿第三定律

内容：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，作用在同一条直线上。

请同学回答，如何理解总是？——同学回答，加以补充（找三个同学）

这里的“总是”意味着对于任何物体，在任何情况下均成立

1、不管物体大小形状如何。

2、不管物体的运动状态如何。

3、作用力与反作用力是同时产生、变化及消失。

师：有个成语

以卵击石，不自量力，我这里也有个鸡蛋，请位同学给大家表演一下以卵击石。怎么样, 鸡蛋碎了，而桌子没事，那么桌子对鸡蛋的力和鸡蛋给桌子的力一样大吗？

一样大，为什么鸡蛋碎，石头没事？ 各自的承受力不同

那么我们人撞车中，人受伤，车没事，是不也就相当于以卵击石呀！

学完牛顿第三定律后，我们应该对牛顿运动定律有个总体的理解和把握。牛顿第一、第二定律是牛顿在前人研究的基础上总结出的一个物体的受力和运动情况关系，牛顿想既然力的作用是相互的，那么没有提到施力物体，或者说施力物体的受力情况是不完善的，因此他总结出了牛顿第三定律。

但是一定质量的物体，它的加速度由它所受各个力的合力决定。因此，要了解物体的运动，就必须对它的受力情况进行分析。

1.

弹簧拉物体A，物体A受哪些力作用？画出它的受力图，并分别指出这些力的反作用力。

重力（地球对物体的吸引）和弹簧对A的拉力，

反作用力为物体对地球的吸引力，A对弹簧的拉力

2.

若A处于静止状态，则两个力平衡，称为平衡力。而彼此相互的为作用力和反作用力。

我们来分析一下，作用力和反作用力与平衡力有哪些相同点和不同点？（请同学回答，３人，来补充）

平衡应该作用在一个物体上，作用效果可以抵消的，比如A物体所受的重力的向下的效果可以与弹簧秤拉力向上的效果抵消，合力为0，使物体保持原有的运动状态，静止或匀速直线运动状态，这样的一对力叫平衡力。

而一对作用力反作用力是作用在两个物体上，弹簧秤拉A物体，A物体拉弹簧秤，它们的作用效果是无法抵消的。

那么，作用力、反作用力与一对平衡力相比，有哪些相同点和不同点？

我们仍然从大小、方向和作用对象等方面加以区别。（请同学来回答——单点）

比如大小——同

，方向——反

作用对象——不同物体上和相同物体上，作用时间——同时产生，同时消失；而刚才的弹簧秤拉A物体，当拉力消失时，重力仍然存在；

最后就是力的性质：同性质，而拉力和重力这对平衡力的性质却不相同。

师：那么我们再来分析一下刚才的拔河比赛，既然两位同学之间的作用力和反作用力大小相等，为何还有胜负之分呢？怎样解释这一问题？同组之间可以交流讨论。（巡视3分）

师：从受力和运动角度来看，拔河的胜负在于每一个人自己的受力情况，

他们除了受到拉力之外，还有地面对脚底的摩擦力，

如果每个人拉力和摩擦力相等，即平衡，谁也不会动，即僵持状态

但当拉力大于它的最大静摩擦力时，人便开始运动。

师：那么在拔河比赛中，怎么做才能更胜一筹呢？

后坐一个质量大的人，为了增大最大静摩擦

穿摩擦力大的鞋子，增大动摩擦因数

师：那么你知道在遥远的太空，拔河等运动又会是什么样子吗？我们会很好奇的，一起来欣赏吧

出乎意料吗？为什么拔河成了这个样子？无摩擦力

学了牛顿运动定律后，我们对牛顿的动力学体系会有了一个比较完善的理解，以后我们就可以更能从本质上认识运动，理解物体为什么这样运动了，对这种情况类似太空拔河现象也就不再感到意外了！

师：好，那么请同学们说一说本节你学到了什么？有什么收获呢？

作业：课前所发小片练习题

如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上。

——牛顿

相信我们站在牛顿等巨人的肩膀上，将会看的更高、更远。前途无限光明！