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3.3牛顿第三定律
【教材分析】
作用力和反作用力在初中已经学过一些定性的描述，但是它与平衡的区分联系还不是很清楚，平衡力是作用在同一个物体，我们平时的受力分析，都是分析同一个物体上的，所以平衡力用的是很多，作用和反作用力是在两个物体上，两者区分还是很明显的。牛顿第三定律更加把它独立出来，提升一个台阶。我们学习从实验出发，从生活实例出发，后续的牛顿定律的学习奠定基础。
【教学目标】
核心知识
1．知道作用力和反作用力的概念．
2．理解牛顿第三定律，会用它解决有关问题．
核心能力
1．观察生活中力的相互作用现象，思考力的相互作用的规律．
2．通过实验探究力的相互作用规律．
科学品质
1．经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度．
2．通过研究性学习，获得成功的喜悦，培养学好物理的信心．
3．鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，养成科学思维习惯．
【教学重难点】
重点
1．知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力．
2．掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题
难点
作用力反作用力大小时刻相等，静止、匀速运动、加速时都相等
【新课导入】
【教师提问】力是什么？俗话说得好：“一个巴掌拍不响”。下面请大家比赛拍巴掌，看谁拍得最响。并请拍得最响的同学谈谈自己的感受
出示图片：拍手动图
【教师提问】为什么手会红？会疼？
【教师提问】也就是说，左手给右手一个力，右手也会给左手一个力。那么，左手受到的力和右手受到的力是一对平衡力吗？
【教师引导】对的，平衡力的作用效果可以相互抵消，而这对力的作用效果不可以抵消。这两个力由于不作用在同一个物体上，就不再是平衡力了。那它们是什么力呢？这就是我们这节课要研究的问题。
【新课讲解】
（一）作用力和反作用力
总结以上实验现象
师：观察和实验表明：两个物体之间的作用总是相互的．甲物体对乙物体有作用力的同时，乙物体对甲物体也有力的作用，物体间这一对相互作用的力通常叫做作用力和反作用力．我们把其中一个力叫做作用力，另一个力就叫做反作用力．
师：现在我们知道了作用力和反作用力的概念，那么它们之间的关系是什么呢 大家猜想一下．
学生猜想讨论
生l：我认为作用力和反作用力大小相等．
生2：力是一个矢量，它们的方向也应该存在一个关系，我认为作用力和反作用力方向相反·
师：刚才两位同学猜想得很有道理，但是还需要进一步验证他们的猜想．大家想一下怎样来进行验证呢
生：要通过实验．
师：那么要设计一个实验来验证作用力和反作用力之间的关系，应该怎样进行设计，需要什么样的器材，实验的原理又是什么呢 大家自己先进行讨论一下．
学生讨论，积极思考设计实验，选取实验器材
师：选取的器材应该具有什么特性
生：选取的器材应该能够测量力的大小，这样才可以比较作用力和反作用力的大小．
师：我们常见的力的测量工具是什么
生：弹簧秤．
师：我们需要几只弹簧秤呢 为什么
生：两只，因为需要同时测量两个力．
师：怎样设计实验呢 同学们可以把自己的实验方案用投影展示出来．
学生用投影展示实验方案
生：把两个弹簧秤A和月连结在一起，如图4—5—1甲所示．
①用手拉弹簧秤A之前，两弹簧秤的示数均为零，说明两弹簧秤间无作用力；当用手拉弹簧秤A时，可以看到两个弹簧秤的指针同时移动．弹簧秤月的示数指出弹簧秤A对它的作用力F的大小，而弹簧秤A的示数指出弹簧秤月对它的反作用力F，的大小．可以看出，两个弹簧秤的示数是相等的；改变手拉弹簧的力，弹簧秤的示数也随着改变，但两个示数总相等．
这说明作用力和反作用力大小总是相等的，并且总是同时产生，同时变化，同时消失的．
②分析弹簧秤B受到A的拉力F方向向右，弹簧秤A受到B的拉力F，方向向左，这两个拉力在同一条直线上，这说明作用力与反作用力方向相反，作用在同一条直线上．
师：刚才这位同学演示得非常好，根据他的演示，同学们可以对照自己的实验设计，发现自己的优点和不足之处，然后进行实际的实验过程．
学生分组实验，老师巡回指导
[教师总结]通过上述练习可知；
(1)作用力和反作用力是发生在两个物体之间的一对力．
(2)任一物体既是对另一物体的施力物，同时也是另一物作用的受力物．
(3)相互作用的一对力中，任何一个力都可作为作用力或者反作用力．
师：除了这种实验方法之外，我们还可以借助一种现代化的实验手段——传感器来验证作用力和反作用力之间的关系．
投影演示和实物展示传感器，介绍传感器的用法
注意：学生初次接触传感器，对其应用的方法和使用的技巧还很不熟悉，应该鼓励学生自己阅读使用说明，通过阅读逐步独立掌握传感器的使用方法，在这个过程中还可以锻炼学生自主阅读科技说明书的能力，为以后走向社会打下良好的科学素养，为终身发展作好准备．学生用传感器做实验，体会先进科技带来的方便
师：通过我们的实验，我们可以得出什么样的结论呢
生：我们可以得出作用力和反作用力之间的关系：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．
（二）牛顿第三定律
【教师提问】力的效果既然由力的三要素决定，你认为要研究作用力与反作用力的关系，应该从那些方面研究？
【教师提问】作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，那它的大小之间、方向之间有什么样的关系？
【教师引导】既然同学们猜想作用力和反作用力作用大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，那么我们如何验证自己的猜想是正确的？
教师指导学生设计实验方案，分组进行实验探究
【教师引导演示实验】用传感器探究作用力与反作用力的关系。
（简要介绍传感器的原理：力感器可以受力大小转换成电信号，数据采集器把电信号转换成数字信号，计算机对数据进行处理，画出力随时间的变化曲线。）
【教师提问】力的大小在发生变化，你从图象能得出什么结论？
【教师提问】如果其中一个力在变化的过程中变为零，则另一个力变为多少？
【教师总结】作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失。
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，作用在同一直线上。这就是牛顿第三定律。
（3）牛顿第三定律的应用
【教师引导演示实验】教师拿出玩具车，提起后轮，驱动动力装置，使后轮转动，再将后轮慢慢放下，使后轮慢慢接触铺有粉笔灰的平台，在后轮接触粉笔灰的瞬间，粉笔灰向后飞出。
【教师提问】为什么粉笔灰会向后飞出？你能根据牛顿第三定律解释这个现象吗？
【教师提问】甲乙两队拔河，甲胜乙败，则甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力。这种说法正确吗？
【教师提问】既然胜败双方彼此间的作用力一样大，那是什么原因导致了胜败？
【教师引导】教师引导学生对对甲、乙双方分别进行受力分析，并根据牛顿第二定律发现拔河比赛胜败的关键在于：甲乙所受到的摩擦力不一样大。
【教师引导演示实验并提问】使充气的气球向不同的方向飞去。充气的气球为什么能向不同的方向飞去？
【教师引导】实际上火箭的飞行也是借助了气体的反作用力。气体向后喷出，推动了火箭向前飞行。
（播放百度搜索引擎搜索到的视频：嫦娥二号升空。边播放边讲述：“嫦娥二号”于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功。此举具有重大意义，标志着探月工程又迈出成功一步。
（三）物体受力的初步分析
[教师]请同学们回忆一下什么是平衡力
[学生]作用在物体上的两个力，如果大小相等、方向相反．且作用在一条直线上，那么这两个力就是一对平衡力．
[教师]请同学们分析一下，手竖直握着酒瓶的瓶颈，而酒瓶静止时．瓶子的受力中有几对作用力和反作用力 有几对平衡力 作用力和反作用力的关系跟两平衡力间关系有何相同之处
[学生门有两对作用力和反作用力．
[学生2]有一对平衡力．
[学生3]它们间的相同处有：
(1)大小都是相同的．
(2)方向都是相反的．
(3)都是在同一直线上．
[教师总结]通过上例分析可知，作用力和反作用力的关系跟两平衡力间关系的相同之处可以概括为：同值、共线、都反向．
[教师]那么是不是说相互作用的作用力和反作用力就跟平衡力是一样的呢
[学生]不是一样的．
[教师]那它们究竟有什么区别呢 请同学们结合前面的例子，从作用对象、力的性质、作用效果，作用时间四个方面加以分析．
[学生活动]举例、讨论．
[教师]在学生讨论的基础上总结．作用力和反作用力的关系与两平衡力关系的不同点主要有：
(1)作用对象不同
作用力和反作用力是作用在两个物体上的，而平衡力是作用在同一物体上的．
(2)力的性质是不相同的
作用力和反作用力一定是同种性质的力，而平衡力中的两个力不一定同性．
(3)作用效果不同
作用力和反作用力由于作用在不同的研究对象上，所以它们的作用效果不能相互抵消，而平衡力中的两个力作用在同一物体上，它们的作用效果是可以相互抵消的，这也正是我们所说的“平衡”的真实体现．
(4)作用时间不同
作用力和反作用力是同生、同灭、同变化的，而平衡力都不一定要有这种关系，它可以一个力消失而另一个力独立存在．同时也可以一个力不变而另一个力变化．
学生讨论，多媒体展示表格
一对作用力和反作用力 一对平衡力
相同点 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上
作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上
不同点 一定是同性质的力 力的性质不一定相同
一定同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失
力的作用效果不能抵消 力的作用效果可以相互抵消
【板书】
3.3 牛顿第三定律
一、作用力和反作用力
1、力是物体对物体的作用，只要谈到力，就一定存在受力物体和施力物体。
2、两个物体之间的作用总是相互的。施力物体同时也一定是受力物体，物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力。
3、作用力和反作用力总是相互依存、同时存在的，我们可以把其中的任何一个力叫作作用力，另一个力叫作反作用力。
二、牛顿第三定律
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。
2、表达式：F＝－F′，负号表示两力的方向相反。
3、意义：揭示了物体间力的作用的相互性，明确了相互作用力的关系。
三、物体的受力分析
1、受力分析：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出受力示意图，这就是受力分析。
2、受力分析中常见的三种力：
(1)重力：任何物体都受重力，其方向竖直向下。
(2)弹力：两个相互接触的物体相互挤压，就会产生弹力，其方向与接触面垂直。
(3)摩擦力：当接触面粗糙、相互挤压且发生相对运动或具有相对运动趋势时，接触面处就会产生滑动摩擦力或静摩擦力，其方向与接触面平行。
3、作用力、反作用力与平衡力的比较

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